PROCEDIMIENTO PARA LA OXICACIÓN DE UNA MEZCLA GASEOSA QUE CONTIENE CLORURO DE HIDRÓGENO.

Procedimiento para la preparación de isocianatos por fosgenación de las aminas correspondientes,

en el que a) se hace reaccionar monóxido de carbono con cloro dando fosgeno y b) las aminas se hacen reaccionar con fosgeno dando los isocianatos, obteniéndose una mezcla de isocianatos bruta y una corriente gaseosa que contiene cloruro de hidrógeno y c) la mezcla de isocianatos bruta se purifica por destilación, obteniéndose el isocianato y una mezcla que contiene isocianato y residuo no evaporable con un contenido del 10 al 70 % en peso de residuo de isocianato no evaporable con relación al peso de la mezcla y d) la mezcla de isocianato y residuo no evaporable con un contenido del 10 al 70 % en peso obtenida en la etapa c) se alimenta a otra etapa de procesamiento, en la que se recupera isocianato por evaporación en un secadoramasador o en calderas de separación de residuos o la amina se recupera por hidrólisis del residuo y el isocianato recuperado o la amina recuperada se reconducen al menos parcialmente a la reacción de la etapa b) y e) a partir de la corriente de gas que contiene cloruro de hidrógeno obtenida en la etapa b) se prepara cloro mediante oxidación catalítica, siendo el contenido de azufre en forma elemental o combinada en la corriente de gas que contiene cloruro de hidrógeno que se usa en la oxidación catalítica, en total, inferior a 100 ppm, preferentemente inferior a 50 ppm, de modo particularmente preferente inferior a 5 ppm, de modo muy particularmente preferente inferior a 1 ppm, con relación al peso de la corriente de gas usada y f) el cloro preparado en la etapa e) se reconduce al menos parcialmente a la preparación de fosgeno de la etapa a)

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08007345.

Solicitante: BAYER MATERIALSCIENCE AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 51368 LEVERKUSEN ALEMANIA.

Inventor/es: BRUNS, RAINER, Loddenkemper,Tim, Haas,Michel,Dr.Dr.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 15 de Abril de 2008.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C01B7/04 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C01 QUIMICA INORGANICA.C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 7/00 Halógenos; Acidos de los halógenos. › Preparación del cloro a partir del ácido clorhídrico.
  • C07C263/10 C […] › C07 QUIMICA ORGANICA.C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisis   o electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 263/00 Preparación de derivados del ácido isociánico. › por reacción de aminas con halogenuros de carbonilo, p. ej. con fosgeno.

Clasificación PCT:

  • C01B7/04 C01B 7/00 […] › Preparación del cloro a partir del ácido clorhídrico.
  • C07C263/10 C07C 263/00 […] › por reacción de aminas con halogenuros de carbonilo, p. ej. con fosgeno.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2373926_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la oxicación de una mezcla gaseosa que contiene cloruro de hidrógeno La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de cloro a partir de una mezcla gaseosa que contiene cloruro de hidrógeno y otros componentes secundarios tales como compuestos de azufre, caracterizado porque el cloruro de hidrógeno que se usa contiene menos de 100 ppm, preferentemente menos de 50 ppm, de modo particularmente preferente menos de 5 ppm, de modo muy particularmente preferente menos de 1 ppm, de azufre en forma elemental o combinada, con relación al peso de la mezcla gaseosa.

En una pluralidad de procedimientos químicos de reacción con cloro o fosgeno, tales como la preparación de isocianatos o cloraciones de compuestos aromáticos, se genera inevitablemente cloruro de hidrógeno. Generalmente, este cloruro de hidrógeno se transforma en cloro mediante electrolisis (véase, por ejemplo, el documento WO 97 24320 A1) . Frente a estos procedimientos, que consumen mucha energía, la oxidación térmica de cloruro de hidrógeno con oxígeno puro o un gas que contenga oxígeno en catalizadores heterogéneos (denominado proceso Deacon) según 4HCl + O2 Q 2Cl2 + 2H2O

presenta ventajas con respecto al consumo de energía (véase, por ejemplo, el documento WO-A-04/0 14 845) .

La oxidación catalítica de gas de HCl con O2 dando Cl2 y H2O se lleva a cabo normalmente en catalizadores heterogéneos. Se usan los catalizadores más variados, por ejemplo, a base de rutenio, cromo, cobre, etc, en soporte o no. Dichos catalizadores se describen, por ejemplo, en los documentos JP 2001 019405, DE 1 567 788 A1, EP 251 731 A2, EP 936 184 A2, EP 761 593 A1, EP 711 599 A1 y DE 105 50 131 A1. En particular, en este caso se usan catalizadores a base de rutenio metálico, óxido de rutenio, óxido mixto de rutenio, oxicloruro de rutenio y cloruro de rutenio, en soporte o no. Soportes adecuados en este contexto son, por ejemplo, óxido de estaño, óxido de aluminio, óxido de silicio, óxido mixto de aluminio y silicio, ceolita, óxidos y óxidos mixtos (por ejemplo de titanio, circonio, vanadio, aluminio, silicio, etc.) , sulfatos metálicos, arcilla. La elección del posible portador no está limitada de ninguna manera a este listado.

Se ha encontrado ahora que los componentes de azufre, tales como, por ejemplo, H2SO4, SO2, SO3, H2S o COS, actúan como venenos catalíticos. Estos componentes de azufre se depositan lentamente sobre la carga total de catalizador gradualmente. Con ello se reduce la actividad catalítica, lo que no es asumible en un uso a escala industrial. La pérdida de actividad del catalizador puede ser duradera o temporal, reversible o irreversible. Otro motivo de pérdida de actividad se basa en el hecho de que la mayor parte de los catalizadores de Deacon son tiófilos y, por lo tanto, forman compuestos con azufre más o menos estables incluso en condiciones de gran limpieza y, con ello, hacen que los componentes con actividad catalítica sean inaccesibles o bien los desactivan. Para una realización óptima del procedimiento de Deacon es necesario, por lo tanto, un contenido lo más reducido posible de componentes de azufre en el gas de HCl.

No obstante, en la mayor parte de los procesos tales como la preparación de isocianatos por fosgenación pueden estar presentes, e introducirse en el proceso de Deacon, cantidades considerables de componentes de azufre como impurezas en el gas residual de HCl. Los componentes de azufre pueden tener su origen en el gas natural/carbón que se usa para la preparación de fosgeno, es decir, puede tener lugar una entrada de componentes de azufre por medio de la calidad de CO en la preparación de fosgeno y, a continuación, por medio del gas de proceso de HCl de la planta de isocianato en el proceso de Deacon. Pueden estar presentes en el proceso de isocianato otras fuentes de azufre y pueden cargar la corriente de gas de HCl para la oxidación de HCl. Estas fuentes de azufre podrían tener su origen en aditivos que se usan en el procedimiento de isocianato, por ejemplo, en la destilación, en la calidad de los catalizadores usados, por ejemplo para la preparación y la destrucción de fosgeno, como también en la pureza de los disolventes usados.

Debido a que incluso cantidades mínimas de azufre pueden dañar reversible o irreversiblemente el catalizador de Deacon, en este caso debe realizarse una purificación completa y costosa del gas antes de que el gas del proceso de isocianato se ponga en contacto con el catalizador de Deacon. Esta purificación de los eductos antes de que entren en el reactor de Deacon es, por lo tanto, esencial para la vida útil del catalizador y, en consecuencia, para la rentabilidad de la preparación de cloro a partir de HCl mediante oxidación catalítica.

En el documento JP 2005-177614 se describe la separación de componentes de azufre de gas que contiene HCl o Cl2 o ambos La separación se realiza poniendo en contacto estos gases con metales o sus compuestos. Los metales se seleccionan de los grupos 8 - 10 del sistema periódico de los elementos.

La presente invención se basa, por lo tanto, en el objetivo de proporcionar un procedimiento lo más eficaz posible para reducir componentes de azufre en gas de proceso que contenga HCl procedente de una planta de isocianato que, a continuación, debe alimentarse, en particular, a un procedimiento de Deacon o similar al de Deacon para la oxidación del cloruro de hidrógeno con oxígeno.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un gas de proceso que contenga HCl procedente de una planta de isocianato con un contenido reducido en componentes de azufre en el gas de proceso que contiene HCl para un procedimiento posterior de Deacon o similar al de Deacon para la oxidación del cloruro de hidrógeno con oxígeno.

El gas que contiene cloruro de hidrógeno y azufre que se usa en el procedimiento según la invención es, en general, el gas de proceso de una reacción de fosgenación para la formación de isocianatos orgánicos; no obstante, alternativamente, puede tratarse también de los gases de proceso de reacciones de cloración de hidrocarburos.

La presente invención se refiere también a un procedimiento para preparar isocianatos por fosgenación de las aminas correspondientes, en el que a) se hace reaccionar monóxido de carbono con cloro dando fosgeno y b) las aminas se hacen reaccionar con fosgeno dando los isocianatos, obteniéndose una mezcla de isocianatos bruta y una corriente gaseosa que contiene cloruro de hidrógeno y c) la mezcla de isocianatos bruta se purifica por destilación, obteniéndose el isocianato y una mezcla que contiene isocianato y residuo no evaporable con un contenido del 10 al 70 % en peso de residuo de isocianato no evaporable con relación al peso de la mezcla y d) la mezcla de isocianato y residuo no evaporable con un contenido del 10 al 70 % en peso obtenida en la etapa c) se alimenta a otra etapa de procesamiento, en la que se recupera isocianato por evaporación en un secadoramasador o en una caldera de separación de residuos o la amina se recupera por hidrólisis del residuo y el isocianato recuperado o la amina recuperada se reconducen al menos parcialmente a la reacción de la etapa b) y e) a partir de la corriente de gas que contiene cloruro de hidrógeno obtenida en la etapa b) se prepara cloro mediante oxidación catalítica, siendo el contenido de azufre en forma elemental o combinada en la corriente de gas que contiene cloruro de hidrógeno que se usa en la oxidación catalítica, en total, inferior a 100 ppm, preferentemente inferior a 50 ppm, de modo particularmente preferente inferior a 5 ppm, de modo muy particularmente preferente inferior a 1 ppm, con relación al peso de la corriente de gas usada y f) el cloro obtenido en la etapa e) se reconduce al menos parcialmente a la preparación de fosgeno de la etapa a) .

A este respecto, los datos de concentración en ppm son con respecto al peso.

El gas de cloruro de hidrógeno que se hace reaccionar según la invención, que contiene compuestos de azufre, puede comprender otros componentes, tales como, en particular, hidrocarburos, CO, CO2, componentes de nitrógeno, etc.

El azufre en forma elemental es azufre que está presente en forma de moléculas que contienen exclusivamente azufre. Por azufre en forma combinada se entienden compuestos o moléculas que además de azufre contienen también otros átomos diferentes a azufre, tales como, por ejemplo, sulfuro de hidrógeno, COS y sales de azufre. Por azufre total se entiende azufre y azufre en forma combinada.

La determinación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación de isocianatos por fosgenación de las aminas correspondientes, en el que

a) se hace reaccionar monóxido de carbono con cloro dando fosgeno y b) las aminas se hacen reaccionar con fosgeno dando los isocianatos, obteniéndose una mezcla de isocianatos bruta y una corriente gaseosa que contiene cloruro de hidrógeno y c) la mezcla de isocianatos bruta se purifica por destilación, obteniéndose el isocianato y una mezcla que contiene isocianato y residuo no evaporable con un contenido del 10 al 70 % en peso de residuo de isocianato no evaporable con relación al peso de la mezcla y d) la mezcla de isocianato y residuo no evaporable con un contenido del 10 al 70 % en peso obtenida en la etapa c) se alimenta a otra etapa de procesamiento, en la que se recupera isocianato por evaporación en un secadoramasador o en calderas de separación de residuos o la amina se recupera por hidrólisis del residuo y el isocianato recuperado o la amina recuperada se reconducen al menos parcialmente a la reacción de la etapa b) y e) a partir de la corriente de gas que contiene cloruro de hidrógeno obtenida en la etapa b) se prepara cloro mediante oxidación catalítica, siendo el contenido de azufre en forma elemental o combinada en la corriente de gas que contiene cloruro de hidrógeno que se usa en la oxidación catalítica, en total, inferior a 100 ppm, preferentemente inferior a 50 ppm, de modo particularmente preferente inferior a 5 ppm, de modo muy particularmente preferente inferior a 1 ppm, con relación al peso de la corriente de gas usada y f) el cloro preparado en la etapa e) se reconduce al menos parcialmente a la preparación de fosgeno de la etapa a) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa d) la separación del isocianato del residuo se realiza en un secador-amasador o en calderas de recuperación de residuos, usándose betún con un contenido de azufre < 5 % con relación al peso total del betún.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que en la etapa d) la separación del isocianato del residuo se realiza en un secador-amasador o en calderas de recuperación de residuos, y la corriente gaseosa que contiene cloruro de hidrógeno que se somete a la oxidación de HCl en la etapa e) se purifica en una absorción de azufre.

4. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la separación del isocianato del residuo se realiza en un secador-amasador o en calderas de recuperación de residuos en la etapa d) , y la corriente gaseosa que contiene cloruro de hidrógeno que se somete a la oxidación de HCl en la etapa e) se purifica en un lecho protector de azufre.

5. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la separación del isocianato del residuo se realiza en un secador-amasador o en calderas de recuperación de residuos en la etapa d) , y la corriente gaseosa que contiene isocianato obtenida a este respecto se purifica a continuación en una absorción de azufre.

6. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la separación del isocianato del residuo se realiza en un secador-amasador o en calderas de recuperación de residuos en la etapa d) , y la corriente gaseosa obtenida en dicha etapa que contiene isocianato se purifica a continuación en un lecho protector de azufre.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa a) se elimina el azufre del CO y/o del fosgeno mediante un adsorbente.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se genera en la etapa a) un fosgeno que presenta un contenido de azufre en forma elemental o combinada inferior a 100 ppm.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la reacción de las aminas con fosgeno se lleva a cabo en la etapa b) en fase gaseosa.

Figura 1


 

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