Método para retirar agua de una mezcla.

Método para retirar agua de una mezcla que contiene al menos un compuesto con al menos un grupo reactivofrente a isocianato y agua,

caracterizado porque se aplica la mezcla sobre la superficie de un cuerpo rotante A, encuyo caso la mezcla fluye por la superficie del cuerpo rotante A a una zona externa de la superficie del cuerporotante A y aquí el agua se evapora de la mezcla.

Método para retirar agua de una mezcla La presente invención se refiere a un método para retirar agua de una mezcla que contiene al menos un compuesto con al menos un grupo que es reactivo frente a isocianato y agua.

En el estado de la técnica se conoce una gran cantidad de métodos para retirar agua de mezclas. El contenido de agua de compuestos orgánicos es de importancia decisiva para innumerables reacciones químicas, en cuyo caso la presencia de agua con frecuencia conduce a un consumo superior de materias primas, a productos secundarios indeseados o, por ejemplo, en determinados proceso catalíticos, a un completo bloqueo de la reacción deseada. De esta manera, por ejemplo, al producir poliuretano o poliurea, el contenido de agua de las materias primas desempeña un papel importante ya que el agua reacciona con los compuestos de isocianato empleados. Esto conduce a productos secundarios indeseados que influyen desventajosamente en las propiedades del producto. En este caso, el agua se introduce a la reacción ante todo a través del componente de polialcohol o de poliamina. Por esto, en la práctica industrial, al producir poliuretano o poliurea, es habitual emplear un exceso de isocianato correspondiente al contenido de agua. Sin embargo, para remover el agua del componente polialcohol o poliamina también puede emplearse, por ejemplo, una destilación azeotrópica según el estado de la técnica. Esto tiene las ventajas conocidas generalmente, tales como tiempos largos de carga y descarga, mala transferencia de calor y de masa, calidad variable de los productos, residuos de aditivos, etc. además, el componente de polialcohol o de poliamina se expone a una carga térmica larga la cual, dependiendo del sustrato usado, puede conducir a productos secundarios indeseados y de esta manera puede afectar negativamente la calidad de la poliurea o del poliuretano.

El problema a resolver en la presente invención era proporcionar un método procesalmente flexible y económico para retirar agua de mezclas que contienen al menos un compuesto con al menos un grupo reactivo frente al isocianato y agua. El método debía ser realizable de manera sencilla y garantizar una calidad de producto reproducible.

La solución a este problema es un método para retirar agua de una mezcla preferiblemente líquida que contiene al menos un compuesto preferiblemente orgánico con al menos uno, preferiblemente al menos dos grupos reactivos frente a isocianato, y agua, en cuyo caso la mezcla se aplica a la superficie de un cuerpo rotante A, en cuyo caso la mezcla fluye sobre la superficie del cuerpo rotante A hacia una zona externa de la superficie del cuerpo rotante A y en tal caso el agua se evapora de la mezcla.

El cuerpo rotante A puede estar diseñado en forma de disco, de jarro, de anillo o de cono, en cuyo caso se considera preferible un disco rotante horizontal o uno que se desvía hasta en 45°C [ sic]. El cuerpo A tiene normalmente un diámetro de 0, 10 m a 3, 0 m, preferible 0, 20 m a 2, 0 m y particularmente preferible de 0, 20 m a 1, 0

m. La superficie puede ser lisa o puede ser, por ejemplo, rizada o tener moldeamientos en forma de espiral, las cuales ejercen influencia en el mezclado y el tiempo de residencia de la mezcla de reacción. De manera conveniente el cuerpo A está incorporado a un contenedor estable respecto de las condiciones del método de la invención.

La velocidad de rotación del cuerpo A, así como la rata de dosificación de la mezcla, son variables. La velocidad de rotación en revoluciones por minuto es usualmente de 1 a 20000, preferible de 100 a 5000 y particularmente preferible de 200 a 2000. El volumen de la mezcla de reacción que se encuentra por unidad de área de la superficie sobre el cuerpo rotante A es normalmente de 0, 03 a 40 mL/dm2, preferible de 0, 1 a 10 mL/dm2, particularmente preferible de 1, 0 a 5, 0 mL/dm2. El tiempo de residencia promedio (promedio de frecuencia del espectro del tiempo de residencia) de la mezcla depende, entre otras cosas, del tipo de compuesto y de la cantidad contenida de agua, de la temperatura de la superficie así como de la velocidad de rotación del cuerpo rotante A y normalmente está entre 0, 01 y 60 segundos, particularmente preferible entre 0, 1 y 10 segundos, principalmente 1 a 7 segundos y esto se considera como extremadamente corto. Esto garantiza que el alcance de las posibles reacciones de descomposición y la formación de productos indeseados se reduce en gran medida y por lo tanto la calidad de los sustratos permanece.

En una forma preferida de realización de la invención, la remoción del agua se realiza por medio de un aparato que tiene a) un cuerpo A rotante alrededor de un eje de rotación dispuesto preferiblemente en el centro y º) un sistema de dosificación.

En una forma más de realización, el aparato puede tener un dispositivo para sofocar. El dispositivo para sofocar se encuentra preferiblemente como al menos una pared refrigerante que circunda el disco rotante, con la cual se

encuentra la mezcla después de abandonar la superficie. En esta forma de realización, el método de la invención garantiza que la mezcla, de la cual debe retirarse el agua, puede calentarse fuertemente en muy poco tiempo por el cuerpo A, en cuyo caso se impiden reacciones secundarias indeseadas, producidas térmicamente sofocando a continuación. El enfriamiento abrupto se efectúa por medio del dispositivo para sofocar durante máximo cinco segundos, preferiblemente durante solo un segundo.

Para retirar efectivamente el agua también puede ser conveniente conducir la mezcla reiteradamente por la superficie del cuerpo A rotante. En otra modalidad de la invención la superficie se extiende a otros cuerpos rotantes de tal modo que la mezcla pasa desde la superficie del cuerpo rotante A a la superficie de al menos otro cuerpo rotante. Los otros cuerpos rotantes se proporcionan de manera conveniente en correspondencia con el cuerpo A. De manera típica, el cuerpo A alimenta entonces los otros cuerpos con la mezcla de reacción. La mezcla de reacción abandona este al menos otro cuerpo y luego puede enfriarse abruptamente por demanda mediante el dispositivo para sofocar.

Se considera preferible que la mezcla esté presente sobre la superficie del cuerpo rotante A en forma de una película que tiene un grosor promedio entre 0, 1 µm y 6, 0 mm, preferible entre 60 y 1000 µm y principalmente 100 y 500 µm.

La temperatura del cuerpo rotante A, principalmente de la superficie enfrentada a la mezcla, puede variar en rangos amplios y depende tanto de las sustancias empleadas, del tiempo de residencia sobre el cuerpo A, como también de la presión. Han demostrado ser ventajosas temperaturas entre 5 y 300 °C, particularmente preferibles e ntre 25 y 240 °C, principalmente entre 150 y 230 °C. La mezcla ap licada al cuerpo A y/o el cuerpo rotante A pueden calentarse, por ejemplo, eléctricamente, con un líquido de transferencia de calor, con vapor, con un láser, con radiación de microondas o por medio de radiación infra-roja.

El método de la invención puede realizarse a presión normal o ligera sobre-presión y en una atmósfera de gas protector seco. Sin embargo, puede ser ventajoso generar un vacío, en cuyo caso han demostrado ser ventajosas presiones en total entre 0, 01 mbar y 1100 mbar, particularmente preferible entre 1 mbar y 500 mbar, principalmente entre 10 mbar y 400 mbar. Una modalidad preferida prevé además que el agua evaporada se saque con un gas o con aire seco, principalmente un gas inerte.

Además, ha demostrado ser ventajoso condensar el agua evaporada en un cuerpo con una temperatura entre -196 °C y 100 °C, particularmente preferible entre -78 y 80 °C, principalmente entre -20 y 30 °C. A este res pecto, una modalidad preferida prevé que el cuerpo rotante A esté rodeado de al menos una superficie en la puede condensarse el agua, en cuyo caso se prefiere que la superficie tenga una tendencia a que el agua condensada se retire por gravitación a lo largo de la superficie desde el cuerpo rotante A.

Sin embargo también puede ser conveniente calentar las superficies que rodean al cuerpo A a fin de evitar una condensación de agua. El vapor de agua puede retirarse en esta modalidad mediante un vacío o de una corriente de gas inerte.

El contenido de agua de las mezclas empleadas no es crítico. El método de la invención es adecuado principalmente cuando el contenido de agua en la mezcla inmediatamente antes de cargarla sobre la superficie del cuerpo rotante A está entre 0, 001 y 5 % en peso, particularmente preferible... [Seguir leyendo]

1. Método para retirar agua de una mezcla que contiene al menos un compuesto con al menos un grupo reactivo frente a isocianato y agua, caracterizado porque se aplica la mezcla sobre la superficie de un cuerpo rotante A, en cuyo caso la mezcla fluye por la superficie del cuerpo rotante A a una zona externa de la superficie del cuerpo rotante A y aquí el agua se evapora de la mezcla.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo rotante A se presenta como un disco giratorio.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el retiro del agua se realiza mediante un aparato que tiene

a) un cuerpo rotante A alrededor de un eje de rotación y ) un sistema de dosificación.

4. Método según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la mezcla está presente sobre la superficie de un cuerpo rotante A en forma de una película que tiene un grosor promedio entre 0, 1 µm y 6, 0 mm.

5. Método según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el tiempo de residencia promedio de los ingredientes de la mezcla sobre la superficie del cuerpo rotante A está entre 0, 01 y 60 segundos.

6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la temperatura del cuerpo rotante A está entre 5 y 300 °C.

7. Método según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la presión a la que se retira el agua está entre 0, 01 mbar y 1100 mbar.

8. Método según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se condensa el agua evaporada sobre un cuerpo con una temperatura entre - 196 °C y 100 °C.

9. Método según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el agua evaporada se saca con un gas o aire seco, principalmente con un gas inerte.

10. Método según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el contenido de agua en la mezcla inmediatamente antes de aplicarse sobre la superficie del cuerpo rotante A está entre 5 y 0, 001 % en peso respecto del peso total de la mezcla.

11. Método según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el contenido de agua en la mezcla después de retirar el agua mediante evaporación sobre la superficie del cuerpo rotante A está entre 0, 0001 y 1 % en peso respecto del peso total de la mezcla.

12. Método según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el contenido del compuesto con al menos un grupo reactivo frente al isocianato en la mezcla inmediatamente antes de la aplicación sobre la superficie del cuerpo rotante A está entre 30 y 99, 999 % en peso respecto del peso total de la mezcla.

13. Método según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el compuesto con al menos un grupo reactivo frente a isocianato son alcoholes y/o aminas.

14. Método según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la mezcla que contiene polioles y/o poliaminas, después de evaporar el agua, se emplea para la reacción con isocianato, en cuyo caso la reacción se realiza en un reactor que tiene

a) un cuerpo caliente rotante B alrededor de un eje de rotación, ) un sistema de dosificación y y) un dispositivo para sofocar, en cuyo caso

a) el poliol y/o la poliamina y el isocianato se cargan individualmente y/o como mezcla, opcionalmente con otros componentes, con ayuda del sistema de dosificación sobre la superficie del cuerpo caliente rotante B, de tal modo que fluye una película que contiene poliol y/o poliamina e isocianato por la superficie del cuerpo caliente rotante B hacia una zona externa de la superficie caliente del cuerpo rotante B, b) la película abandona la superficie como mezcla de reacción que contiene poliuretano y c) la composición de reacción se enfría por medio del dispositivo para sofocar después de dejar la superficie caliente, de manera particularmente preferible el enfriamiento de la mezcla de reacción es de al menos 30 °C, y la temperatura de la superficie del cuerpo rotante B está entre 70 a 300 °C.