PROCEDIMIENTO PARA PURIFICAR VAPORES DE PROCESO EN LA PREPARACIÓN DE POLILACTIDA.

Procedimiento para la condensación y/o el lavado de un diéster cíclico intermolecular biodegradable en forma de vapor de un ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula II Fórmula II en la que R se selecciona de hidrógeno o restos alifáticos lineales o ramificados con 1 a 6 átomos de carbono,

a partir de una mezcla de vapores que contiene el diéster de fórmula II, el ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula I correspondiente al diéster de fórmula II y agua mediante la puesta en contacto al menos una vez de una corriente de un líquido de condensación y de lavado (3) que contiene una disolución acuosa del ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula I correspondiente al diéster de fórmula II Fórmula I con la mezcla de vapores, disolviéndose el diéster de fórmula II contenido en la mezcla de vapores en el líquido de condensación y de lavado (3)

La presente invención se refiere a un procedimiento para procesar vapores de proceso que se forman en la preparación de polilactida; igualmente se mencionan posibilidades de uso del procedimiento.

En el caso de las etapas de proceso de la preparación de polilactida se trata, por ejemplo, de la policondensación directa de ácido láctico, la despolimerización térmica de polilactida en dilactida, la purificación de la dilactida mediante destilación, rectificación o cristalización, la polimerización y la desmonomerización. Los vapores de estas etapas de proceso se forman a presiones reducidas o a vacío que puede encontrarse entre 5 mbar (0,5 kPa) y 200 mbar (20 kPa). Contienen, dependiendo de la etapa de proceso, agua, ácido láctico, dilactida y ácido lactoil-láctico en diferentes composiciones. Estos componentes deben condensarse en la medida de lo posible para proteger las bombas de vacío, pero también por razones de economía del proceso, y recircularse al proceso.

La condensación de vapores que contienen dilactida en superficies enfriadas de condensadores presenta dificultades. Se forma un aerosol que no puede precipitarse con los medios habituales como separadores de gotas o de niebla, sino que abandona el condensador con el gas residual no condensable y así llega a las bombas de vacío que extraen y condensan este gas residual.

Este problema se agrava en la medida en que los vapores de las etapas de proceso de la preparación de polilactida contienen gases inertes como aire o nitrógeno. En las bombas de vacío, el aerosol de dilactida conduce en un corto periodo de tiempo a la destrucción mecánica debido al elevado desgaste de superficies metálicas como émbolos rotativos, válvulas rotativas, válvulas de bloqueo y sus carcasas. Otro problema es la conversión de la dilactida por el vapor de agua siempre contenido en el gas residual en ácido lactoil-láctico, que junto con los restos de ácido láctico también llevados todavía consigo atacan estas superficies metálicas mediante corrosión y las destruyen permanentemente.

Generalmente se prefiere la condensación indirecta en superficies enfriadas ya que, a diferencia de la condensación directa con líquidos fríos, no incorpora sustancias adicionales y eventualmente extrañas en el proceso y no aumenta la cantidad de condensado.

El documento US 5.266.706 describe un proceso para la obtención de un éster cíclico como lactida a partir de una corriente gaseosa que contiene la lactida e impurezas que contienen grupos hidroxilo como agua y ácidos hidroxicarboxílicos mediante lavado de la corriente gaseosa con un disolvente no miscible con agua como hidrocarburos apolares, hidrocarburos cicloalifáticos o hidrocarburos halogenados. A este respecto, la temperatura se ajusta en el lavado de forma que se elimine el éster cíclico y el ácido hidroxicarboxílico de la corriente gaseosa, mientras que el agua queda en la corriente gaseosa y se descarga con ésta. La mezcla bruta de éster cíclico y ácido se separa del disolvente y se purifica, extrayéndose el ácido de ésta. No obstante, en el proceso mencionado es desventajoso que la lactida purificada de este forma contenga después del procesamiento disolventes ajenos al proceso, es decir, disolventes que no se corresponden con los productos de partida contenidos en la corriente de lactida original que deben eliminarse de nuevo a continuación del procedimiento mediante complejas etapas. Esto está asociado a alta complejidad y costes.

Por los documentos US 2001/0043898 A1, DE 102 57 577 A1, US-A-5.266.706, así como el documento US-A4.835.293, también se conocen dispositivos para la purificación de gases de proceso.

A partir de las desventajas del estado de la técnica es objetivo de la presente invención especificar un procedimiento en el que puedan condensarse y lavarse vapores de proceso de distintas etapas de la preparación de polilactida de manera que las bombas de vacío que producen el vacío necesario en las etapas de proceso individuales de la preparación de polilactida se protejan de sustancias acompañantes que atacan y destruyen estas bombas químicamente (corrosión) o mecánicamente (abrasión). A este respecto, el líquido de condensación y de lavado no arrastrará sustancias ajenas al proceso al condensado que habría que separar de nuevo antes de una recirculación al proceso de polilactida.

Este objetivo se alcanza con las características de la reivindicación 1. A este respecto, las reivindicaciones respectivamente dependientes representan variantes ventajosas.

Por tanto, según la invención se proporciona un procedimiento para la condensación y/o el lavado de un diéster cíclico intermolecular biodegradable en forma de vapor de un ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula II

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en la que R se selecciona de hidrógeno o restos alifáticos lineales o ramificados con 1 a 6 átomos de carbono,

a partir de una mezcla de vapores que contiene el diéster de fórmula II, el ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula I correspondiente al diéster de fórmula II y agua, poniéndose en contacto al menos una vez una corriente de un líquido de condensación y de lavado que contiene una disolución acuosa del ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula I correspondiente al diéster de fórmula II

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con la mezcla de vapores, de manera que el diéster de fórmula II contenido en la mezcla de vapores se disuelve en el líquido de condensación y de lavado. La puesta en contacto de la mezcla de vapores con el líquido puede hacerse afectiva a este respecto de modo y manera discrecional. Así, por ejemplo, es posible que la mezcla de vapores se incorpore al líquido de condensación y de lavado, por ejemplo, mediante inyección o conducción, pero alternativamente a esto también es posible cuando el líquido de condensación y de lavado se pone en contacto mediante riego, pulverización o rociado de la mezcla de vapores.

A este respecto se prefiere que el líquido de condensación y de lavado se conduzca en un circuito.

Intervalos de temperatura favorables del líquido de condensación y de lavado antes de la puesta en contacto con la mezcla de vapores se encuentran a este respecto entre 10ºC y 80ºC, preferiblemente entre 15ºC y 60ºC.

Para evitar que se supere el límite de solubilidad del diéster de fórmula II en el líquido de condensación y de lavado, al líquido de condensación y de lavado se añade en porciones o continuamente una mezcla de agua y ácido hidroxicarboxílico de fórmula I. A este respecto, la cantidad de disolución acuosa de ácido hidroxicarboxílico de fórmula I que va a añadirse debe medirse de forma que no se produzca la separación por cristalización del diéster de fórmula II. Igualmente, la cantidad añadida deberá dimensionarse de forma que la viscosidad del líquido de condensación y de lavado permanezca casi constante. Por tanto, la cantidad o la tasa de la disolución que va a añadirse depende de distintos parámetros, por ejemplo, la temperatura del líquido de condensación y de lavado, así como la cantidad de diéster de fórmula II en la mezcla de vapores, de manera que la cantidad o la tasa de la disolución que va a añadirse para reducir la concentración del diéster de fórmula II en el líquido de lavado y de condensación pueda ser determinada por el experto en el caso respectivo mediante sencillos experimentos.

Preferiblemente, la concentración del diéster de fórmula II en el líquido de condensación y de lavado siempre se mantiene por debajo del 5% en peso.

Además, es favorable que después de alcanzarse una concentración de como máximo el 5% en peso, preferiblemente de como máximo el 3% en peso del diéster de fórmula II en el líquido de condensación y de lavado, se realice una extracción al menos parcial del líquido de condensación y de lavado. A este respecto, la extracción puede realizarse igualmente en porciones o continuamente.

Otra forma de realización preferida prevé que el contacto del líquido de lavado con la mezcla de vapores se realice a presiones reducidas, especialmente entre 5 mbar (0,5 kPa) y 900 mbar (90 kPa), preferiblemente entre 10 mbar (1 kPa) y 200 mbar (20 kPa).

Además, es ventajoso que el diéster de fórmula II sea dilactida y el ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula I sea ácido láctico. La invención puede aplicarse a las dos formas enantioméricas L,L-dilactida y D,D-dilactida, así como a ácido L-láctico... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la condensación y/o el lavado de un diéster cíclico intermolecular biodegradable en forma de vapor de un ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula II

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en la que R se selecciona de hidrógeno o restos alifáticos lineales o ramificados con 1 a 6 átomos de carbono,

a partir de una mezcla de vapores que contiene el diéster de fórmula II, el ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula I correspondiente al diéster de fórmula II y agua mediante la puesta en contacto al menos una vez de una corriente de un líquido de condensación y de lavado (3) que contiene una disolución acuosa del ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula I correspondiente al diéster de fórmula II

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con la mezcla de vapores, disolviéndose el diéster de fórmula II contenido en la mezcla de vapores en el líquido de condensación y de lavado (3).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el líquido de condensación y de lavado (3) se conduce en un circuito.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el líquido de condensación y de lavado (3) se ajusta antes de la puesta en contacto a una temperatura entre 10ºC y 80ºC, preferiblemente entre 15ºC y 60ºC.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque al líquido de condensación y de lavado (3) se le añade una cantidad de una mezcla de agua y ácido hidroxicarboxílico de fórmula I tal que no se sobrepase el límite de solubilidad del diéster de fórmula II en el líquido de condensación y de lavado.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque al líquido de condensación y de lavado (3) se le añade una cantidad de una mezcla de agua y ácido hidroxicarboxílico de fórmula I tal que la viscosidad del líquido de condensación y de lavado permanezca casi constante.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la concentración del diéster de fórmula II en el líquido de condensación y de lavado (3) se ajusta a como máximo el 5% en peso.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque al líquido de condensación y de lavado (3) se le añade en porciones o continuamente disolución acuosa fresca de ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula I.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque después de alcanzarse una concentración de cómo máximo el 5% en peso, preferiblemente de cómo máximo el 3% en peso, del diéster de fórmula II en el líquido de condensación y de lavado (3) se realiza una extracción al menos parcial del líquido de condensación y de lavado (3).

9. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque la extracción se realiza en porciones o continuamente.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la puesta en contacto se realiza a una presión entre 5 mbar (0,5 kPa) y 900 mbar (90 kPa), preferiblemente entre 10 mbar (1 kPa) y 200 mbar (20 kPa).

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el diéster de fórmula II es 3,6dimetil-1,4-dioxano-2,5-diona (dilactida) y el ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula I es ácido láctico.

12. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque la dilactida es L,L-dilactida y el ácido láctico es ácido L-láctico.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque al menos una parte del diéster de fórmula II procede de un dispositivo de purificación preconectado.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque al menos una parte de la mezcla de vapores procede simultáneamente de al menos una etapa de proceso de la preparación de polilactida, de la policondensación de ácido láctico, de la despolimerización térmica de oligómeros del ácido láctico con una masa molar promedio entre 500 g/mol y 5000 g/mol, de la rectificación de dilactida, de la polimerización con apertura de anillo de una mezcla de reacción que contiene dilactida, de la desmonomerización a vacío de polilactida o sus copolímeros, de dos o más etapas de proceso de los procedimientos previamente mencionados, y/o de varios de los procedimientos previamente mencionados.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14 para la preparación de diésteres cíclicos intermoleculares biodegradables de un ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula II, preferiblemente dilactida, con especial preferencia L-dilactida.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14 para la preparación de polímeros de diésteres cíclicos de un ácido alfa-hidroxicarboxílico de fórmula II, preferiblemente polilactida (PLA), con especial preferencia Lpolilactida (PLLA).