PROCEDIMIENTO MEJORADO PARA LA FABRICACIÓN DE POLIFENOLES.

Procedimiento mejorado para la fabricación de polifenoles. Sector de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento mejorado para la fabricación de polifenoles, y más específicamente a un procedimiento mejorado y seguro para dicha fabricación, en el que la adición de un promotor de catalizador eficaz al sistema de reacción del procedimiento se limita a determinados lugares específicos. Antecedentes de la invención Habitualmente, el compuesto polifenólico 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano, también designado para,paradifenilolpropano o bisfenol A (BPA), se prepara por reacción de fenol y acetona en presencia de un catalizador de condensación ácido junto con un promotor de catalizador o cocatalizador para aumentar la velocidad de reacción y la selectividad del catalizador de condensación. La patente de EE.UU. 2.468.982 dio a conocer la utilización de ácidos carboxílicos alifáticos sustituidos con un grupo mercapto como promotores de catalizador para aumentar la velocidad de la reacción de condensación entre los fenoles y las cetonas. Posteriormente, la patente de EE.UU. 2.730.552 dio a conocer la mejora del tiempo de contacto en la reacción catalizada por ácido entre el fenol y las cetonas mediante la utilización de metil mercaptanos como promotores. No sólo se redujo el tiempo de contacto, sino que la utilización de metil mercaptano gaseoso en la zona de reacción permitió llevar a cabo la reacción con cantidades mínimas de promotor de catalizador, evitando la formación de cantidades sustanciales de subproductos o de productos de desintegración del bisfenol A. Además, el metil mercaptano se pudo utilizar como promotor de catalizador en un procedimiento continuo. El metil mercaptano también destacó porque su alta volatilidad permitía separarlo fácilmente del efluente del reactor que contenía el producto bisfenol A, con lo que se evitaba la presencia de contaminantes de azufre en el producto final. Desde entonces, el metil mercaptano gaseoso libre ha sido el promotor de catalizador preferente en las reacciones fenol-acetona catalizadas por ácido. Sin embargo, el metil mercaptano es difícil de manejar debido a que es gaseoso a temperatura ambiente y presión atmosférica. Esto hace que su transporte resulte ineficaz, ya que primero se tiene que comprimir a un estado líquido para poder transportar de forma económica las cantidades suficientes necesarias para la fabricación de bisfenol A hasta una planta situada a cierta distancia del lugar de producción del metil mercaptano. Además, dado que el metil mercaptano es un compuesto peligroso, a veces su transporte a determinados lugares está restringido, lo que limita su disponibilidad en dichas zonas. En consecuencia, actualmente algunas plantas de fabricación de bisfenol A se ven obligadas a producir el metil mercaptano in situ o utilizar un promotor de catalizador alternativo que no presente la misma volatilidad. La patente de EE.UU. 6.465.697 da a conocer ditioacetales, particularmente el bismetiltiopropano (BMTP), como promotores de la reacción de condensación catalizada por ácido entre fenoles y compuestos carbonílicos esencialmente a la misma velocidad y esencialmente con la misma selectividad hacia el bisfenol A que el metil mercaptano, y sin la formación de ningún subproducto de azufre en cantidades mayores que utilizando metil mercaptano. El promotor BMTP no es tan volátil como el metil mercaptano, es líquido a temperatura ambiente y presión atmosférica y estable durante su transporte, lo que permite trasladarlo de forma fácil y económica. El promotor de catalizador BMTP ha demostrado una actividad y una selectividad elevadas. La cantidad de subproductos de azufre producidos utilizando este promotor de catalizador es aceptablemente baja. Características de la invención Actualmente, los presentes inventores han descubierto un método mejorado para la utilización de BMTP como promotor de catalizador en el procedimiento de condensación para la producción de polifenoles, tales como el BPA. Dicho método consiste en un procedimiento de condensación para la fabricación de un compuesto polifenólico que comprende la introducción en una zona de reacción de ingredientes que incluyen un reactivo de compuesto fenólico, un reactivo de compuesto carbonílico y el promotor de catalizador bismetiltiopropano, incorporándose dicho promotor a la reacción en determinados lugares específicos del sistema de reacción, y la condensación del compuesto fenólico y el compuesto carbonílico en presencia de un catalizador ácido. La ubicación de la introducción del promotor BMTP en el sistema de reacción resulta crucial para alcanzar el funcionamiento más eficiente y seguro del reactor. Más específicamente, la presente invención da a conocer un método para la fabricación de un compuesto polifenólico en un sistema de reacción que comprende la adición conjunta de un compuesto fenólico, un compuesto carbonílico y el promotor de catalizador bismetiltiopropano, incorporándose dicho promotor a dicho sistema de reacción en determinados lugares específicos del mismo, la hidrólisis de dicho promotor de catalizador bismetiltiopropano hasta obtener sus productos de disociación y la condensación del compuesto fenólico y el compuesto carbonílico en presencia de un catalizador ácido y dichos productos de disociación. 2   Aún más específicamente, la presente invención da a conocer un método para la fabricación de BPA en un sistema de reacción que comprende la adición conjunta de un fenol, acetona y el promotor de catalizador bismetiltiopropano, incorporándose dicho promotor a dicho sistema de reacción en determinados lugares específicos del mismo, la hidrólisis de dicho promotor de catalizador bismetiltiopropano hasta obtener sus productos de disociación, incluidos metil mercaptano y acetona, y la condensación del fenol y la acetona en presencia de un catalizador ácido y dichos productos de disociación. Descripción breve del dibujo La figura 1 es un diagrama de flujo de un sistema de reacción incluido en un procedimiento para la producción de polifenoles, por ejemplo, BPA. Descripción detallada de la invención Los polifenoles preparados mediante el procedimiento según la presente invención incluyen los preparados mediante la reacción entre un reactivo de compuesto carbonílico y un reactivo de compuesto fenólico. Son ejemplos de compuestos carbonílicos los compuestos representados por la siguiente fórmula: en la que R representa hidrógeno o un radical alifático, cicloalifático, aromático o heterocíclico, incluidos radicales hidrocarburos tales como los grupos alquilo, cicloalquilo, arilo, aralquilo o alcarilo, ya sean saturados o insaturados; n es mayor que 0, preferentemente está comprendido entre 1 y 3, más preferentemente entre 1 y 2, y de la forma más preferente es 1; y cuando n es mayor que 1, X representa un enlace o un grupo enlazante polivalente que tiene entre 1 y 14 átomos de carbono, preferentemente entre 1 y 6 átomos de carbono, más preferentemente entre 1 y 4 átomos de carbono; y cuando n es 1, X representa hidrógeno o un radical alifático, cicloalifático, aromático o heterocíclico, incluidos radicales hidrocarburos tales como los grupos alquilo, cicloalquilo, arilo, aralquilo o alcarilo, ya sean saturados o insaturados, siempre y cuando X y R no sean los dos hidrógeno. Entre los compuestos carbonílicos adecuados para su utilización en la presente invención se encuentran aldehídos y cetonas. Generalmente, dichos compuestos contienen entre tres y catorce átomos de carbono y son preferentemente cetonas alifáticas. Entre los ejemplos de compuestos carbonílicos adecuados se encuentran cetonas tales como acetona, metil etil cetona, dietil cetona, dibutil cetona, metil isobutil cetona, acetofenona, metil y amil cetona, ciclohexanona, 3,3,5-trimetilciclohexanona, ciclopentanona, 1,3-dicloroacetona y similares. El compuesto más preferente es la acetona. Los compuestos carbonílicos se hacen reaccionar con compuestos fenólicos. Dichos compuestos fenólicos son compuestos aromáticos que contienen un núcleo aromático al que está directamente enlazado, como mínimo, un grupo hidroxilo. Entre los compuestos fenólicos adecuados para su utilización en la presente invención se encuentran el fenol y sus homólogos, y los productos de sustitución del fenol que contienen, como mínimo, un átomo de hidrógeno reemplazable directamente enlazado al núcleo de fenol aromático. Estos grupos que sustituyen el átomo de hidrógeno y están directamente enlazados al núcleo aromático pueden consistir en radicales halógenos tales como cloro y bromo, y radicales hidrocarburos tales como grupos alquilo, cicloalquilo, arilo, alcarilo y aralquilo. Entre los compuestos fenólicos adecuados se encuentran fenol, cresoles, xilenoles, carvacrol, cumenol, 2-metil-6-... [Seguir leyendo]

1. Sistema de reacción de procedimiento para la fabricación de polifenol en condiciones de fabricación de polifenol, que comprende un flujo de compuesto fenólico/líquido madre, un flujo de compuesto carbonílico, un reactor de condensación que comprende un catalizador ácido y se mantiene en condiciones de fabricación de polifenol, un flujo de efluente del reactor de condensación hacia una columna de deshidratación, una columna de deshidratación, un flujo de cabeza de la columna de deshidratación sometido a vacío generado por una primera bomba posterior que se dirige a una columna de absorción de promotor, un flujo de salida lateral de la columna de deshidratación, un flujo de residuo de la columna de deshidratación, una columna de absorción de promotor, un flujo de evacuación desde la columna de absorción de promotor, un flujo de recirculación de vapor desde la columna de absorción de promotor hacia el flujo de cabeza de la columna de deshidratación en un punto anterior a la primera bomba, un flujo de residuo de la columna de absorción de promotor, un primer flujo de compuesto fenólico, un segundo flujo de compuesto fenólico hacia el orificio de entrada del anillo líquido de la primera bomba y un flujo de alimentación del reactor de condensación que comprende el flujo de compuesto fenólico/licor madre, el flujo de compuesto carbonílico y el flujo de residuo de la columna de absorción de promotor hacia el reactor de condensación que comprende un catalizador ácido, comprendiendo dicho sistema de reacción de procedimiento un reactivo de compuesto fenólico, un reactivo de compuesto carbonílico y composiciones promotoras de catalizador de bismetiltiopropano, incorporándose dicha composición promotora de catalizador de bismetiltiopropano a dicho sistema de reacción de procedimiento, como mínimo, en uno de los puntos siguientes: (a) el flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a la columna de deshidratación, en un punto posterior al punto en el que el flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a la primera bomba que genera vacío en dicho flujo de cabeza de la columna de deshidratación, (aa) el flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a la columna de deshidratación, en un punto anterior al punto en el que el flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a la primera bomba que genera vacío en dicho flujo de cabeza de la columna de deshidratación, (b) el segundo flujo de compuesto fenólico hacia el orificio de entrada del anillo líquido de la primera bomba que genera vacío en dicha columna de deshidratación, (c) la columna de absorción de promotor, (d) el flujo de compuesto carbonílico, en un punto anterior a la intersección con el flujo de residuo de la columna de absorción de promotor, (e) el flujo de residuo de la columna de absorción de promotor, en un punto anterior a la intersección con el flujo de compuesto carbonílico, o (f) el flujo de compuesto fenólico/licor madre. 2. Sistema de procedimiento, según la reivindicación 1, en el que dichas composiciones promotoras de catalizador se incorporan a dicho sistema de reacción de procedimiento, como mínimo, en uno de los puntos siguientes: (a) el flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a la columna de deshidratación, en un punto posterior al punto en el que el flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a la primera bomba que genera vacío en dicho flujo de cabeza de la columna de deshidratación, (aa) el flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a la columna de deshidratación, en un punto anterior al punto en el que el flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a la primera bomba que genera vacío en dicho flujo de cabeza de la columna de deshidratación, (b) el segundo flujo de compuesto fenólico hacia el orificio de entrada del anillo líquido de la primera bomba que genera vacío en dicha columna de deshidratación, (c) la columna de absorción de promotor, o (d) el flujo de compuesto carbonílico en un punto anterior a la intersección con el flujo de residuo de la columna de absorción de promotor. 3. Sistema de procedimiento, según la reivindicación 2, en el que dicha composición promotora de catalizador se incorpora a dicho sistema de reacción de procedimiento en el flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a la columna de deshidratación, en un punto posterior al punto en el que el flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a la primera bomba que genera vacío en dicho flujo de cabeza de la columna de deshidratación, 4. Sistema de procedimiento, según la reivindicación 1 o la reivindicación 3, en el que el compuesto fenólico comprende fenol y el compuesto carbonílico comprende acetona. 5. Sistema de procedimiento, según la reivindicación 1 o la reivindicación 3, en el que dicho catalizador ácido comprende una resina ácida de intercambio catiónico con una capacidad de intercambio catiónico mayor de 4,0 meq/g de peso en seco. 6. Sistema de procedimiento, según la reivindicación 1 o la reivindicación 3, en el que las condiciones de fabricación de polifenol incluyen una temperatura comprendida entre 20ºC y 130ºC y un tiempo de contacto de los compuestos polifenólicos y carbonílicos sobre el catalizador ácido equivalente a una velocidad espacial horaria en peso comprendida entre 0,1 y 10 h -1 . 7. Sistema de procedimiento, según la reivindicación 1 o la reivindicación 3, en el que dicho compuesto polifenólico comprende bisfenol A. 8. Sistema de procedimiento, según la reivindicación 1, que se inicia con unas etapas que comprenden: (1) introducir el compuesto fenólico líquido en el reactor de condensación, que se mantiene a una temperatura comprendida entre 18   20ºC y 130ºC y que contiene catalizador ácido a través del flujo de alimentación del reactor de condensación que comprende el contenido del flujo de compuesto fenólico/licor madre y el flujo de residuo de la columna de absorción de promotor, (2) introducir el compuesto fenólico en la columna de absorción de promotor, (3) incorporar agua a la columna de absorción de promotor o al flujo de alimentación del reactor de condensación a una velocidad suficiente para obtener una cantidad de agua comprendida entre el 0,5% en peso y el 2,0% en peso de las existencias del reactor de condensación, (4) incorporar bismetiltiopropano al sistema de reacción por un punto de inyección a una velocidad suficiente para mantener una relación molar agua/metil mercaptano en el reactor de condensación mayor de aproximadamente 1,0 hasta que el metil mercaptano presente en el reactor de condensación alcanza una cantidad comprendida entre el 0,25% en peso y el 2,0% en peso, en el que el punto de inyección de bismetiltiopropano es, como mínimo, uno de los siguientes: (a) el flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a la columna de deshidratación, en un punto posterior al punto en el que el flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a la primera bomba que genera vacío en dicho flujo de cabeza de la columna de deshidratación, (b) el segundo flujo de compuesto fenólico hacia el orificio de entrada del anillo líquido de la primera bomba que genera vacío en dicha columna de deshidratación, (c) la columna de absorción de promotor, o (d) el flujo de compuesto carbonílico en un punto anterior a la intersección con el flujo de residuo de la columna de absorción de promotor, y en el que la velocidad de inyección de bismetiltiopropano se controla a fin de asegurar que el agua se encuentra en exceso molar con respecto al metil mercaptano en el reactor de condensación. 9. Sistema de procedimiento, según la reivindicación 8, en el que el compuesto fenólico comprende fenol y el bismetiltiopropano se incorpora al sistema de reacción a través de un punto de inyección a una velocidad suficiente para mantener una relación molar agua/metil mercaptano en el reactor de condensación mayor de aproximadamente 1,0 hasta que el metil mercaptano presente en el reactor de condensación alcanza una cantidad comprendida entre el 0,5% en peso y el 1% en peso. 10. Sistema de procedimiento, según la reivindicación 8, en el que el bismetiltiopropano se incorpora a dicho sistema de reacción de procedimiento en un punto de inyección del flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a la columna de deshidratación, en un punto posterior al punto en el que el flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a la primera bomba que genera vacío en dicho flujo de cabeza de la columna de deshidratación. 11. Sistema de procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la relación molar de compuesto fenólico con respecto a compuesto carbonílico en el reactor de condensación es, como mínimo, 2, preferentemente entre 4 y 25. 12. Sistema de procedimiento, según la reivindicación 11, en el que la cantidad de bismetiltiopropano que se incorpora a dicho sistema de reacción es suficiente para mantener una cantidad de metil mercaptano en el reactor de condensación comprendida entre el 0,25 y el 2,0% en peso. 13. Procedimiento de fabricación de un compuesto polifenólico en presencia de un catalizador ácido, en el que se introduce en una zona de reacción que contiene dicho catalizador ácido y se mantiene en condiciones de fabricación de polifenol un reactivo de compuesto fenólico, un reactivo de compuesto carbonílico y un promotor de catalizador que comprende bismetiltiopropano, comprendiendo dicho perfeccionamiento la adición de dicho promotor de catalizador a dicho procedimiento, como mínimo, en uno de los puntos siguientes: (a) un flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a la columna de deshidratación, en un punto posterior al punto en el que un flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a una primera bomba que genera vacío en dicho flujo de cabeza de la columna de deshidratación, (aa) un flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a una columna de deshidratación, en un punto anterior al punto en el que un flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a una primera bomba que genera vacío en dicho flujo de cabeza de la columna de deshidratación, (b) un segundo flujo de compuesto fenólico hacia el orificio de entrada del anillo líquido de una primera bomba que genera vacío en una columna de deshidratación, (c) una columna de absorción de promotor, (d) un flujo de compuesto carbonílico, en un punto anterior a la intersección con un flujo de residuo de la columna de absorción de promotor, (e) un flujo de residuo de la columna de absorción de promotor, en un punto anterior a la intersección con un flujo de compuesto carbonílico, o (f) un flujo de compuesto fenólico/licor madre. 14. Procedimiento, según la reivindicación 13, en el que dicho promotor de catalizador se incorpora a dicho procedimiento, como mínimo, en uno de los puntos siguientes: (a) el flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a la columna de deshidratación, en un punto posterior al punto en el que el flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a la primera bomba que genera vacío en dicho flujo de cabeza de la columna de deshidratación, (aa) un flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a la columna de deshidratación, en un punto anterior al punto en el que un flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a una primera bomba que genera vacío en una columna de deshidratación, (c) una columna de absorción de promotor, (d) un flujo de compuesto carbonílico, en un punto anterior a la intersección con un flujo de residuo de la columna de absorción de promotor. 19   15. Procedimiento, según la reivindicación 14, en el que dicha composición promotora de catalizador se incorpora a dicho procedimiento en un flujo de cabeza de la columna de deshidratación posterior a la columna de deshidratación, en un punto posterior al punto en el que un flujo de recirculación de vapor se cruza con el flujo de cabeza de la columna de deshidratación y anterior a la primera bomba que genera vacío en dicho flujo de cabeza de la columna de deshidratación. 16. Procedimiento, según la reivindicación 13 o la reivindicación 15, en el que el compuesto fenólico comprende fenol, el compuesto carbonílico comprende acetona y el compuesto polifenólico comprende bisfenol A. 17. Procedimiento, según la reivindicación 13 o la reivindicación 15, en el que el catalizador ácido comprende una resina ácida de intercambio catiónico con una capacidad de intercambio catiónico mayor de 4,0 meq/g de peso en seco. 18. Procedimiento, según la reivindicación 13 o la reivindicación 15, en el que las condiciones de fabricación de polifenol incluyen una temperatura comprendida entre 20ºC y 130ºC y un tiempo de contacto de los compuestos polifenólicos y carbonílicos sobre el catalizador ácido equivalente a una velocidad espacial horaria en peso comprendida entre 0,1 y 10 h -1 .   21