Procedimiento para la eliminación de subproductos de N-vinilamidas.

Procedimiento para la separación de subproductos de mezclas de producto ricas en N-vinilamida (N-vinilamida enbruto),

caracterizado porque se realiza una extracción de la N-vinilamida en bruto con un disolvente orgánico comomedio de extracción.

Procedimiento para la eliminación de subproductos de N-vinilamidas La invención se refiere a un procedimiento para la separación de subproductos de mezclas de producto ricas en N-vinilamida (N-vinilamida en bruto) , que se caracteriza porque se realiza una extracción de la N-vinilamida en bruto 5 con un disolvente orgánico como medio de extracción.

Por los documentos DE 39 38 016 A1, JP 61 289069 A y JP 61 065853 se conocen procedimientos para la purificación de compuestos N-vinílicos mediante la extracción con agua.

Procedimientos de producción para N-vinilamidas, por ejemplo también N-vinilpirrolidona, se describen por ejemplo en los documentos DE-A 102 55 437, DE-A 195 09 362 y DE-A 198 39 565. Dependiendo de los procedimientos de producción la mezcla de producto obtenida contiene una serie de subproductos diferentes, por ejemplo sustancias de partida, oligómeros o polímeros ya formados de los compuestos vinílicos y otros subproductos, que pueden producirse en particular por la realización de la reacción química en el reactor. A estos últimos también pertenecen los subproductos fluorescentes, que en el caso de un tratamiento destilativo habitual de las mezclas de producto no se eliminan o sólo se eliminan de manera incompleta.

Estos subproductos fluorescentes disminuyen la calidad del producto. Por tanto se desea un procedimiento sencillo para eliminar de la mezcla de producto, de la manera más completa posible, estos subproductos fluorescentes.

Por consiguiente se encontró el procedimiento definido al principio.

En el caso del procedimiento según la invención se separan subproductos de mezclas de producto ricas en Nvinilamida (N-vinilamida en bruto) mediante extracción.

Sobre la N-vinilamida en bruto En el caso de la N-vinilamida puede tratarse de N-vinilamidas cíclicas (vinil-lactamas) o de N-vinilamidas no cíclicas, por ejemplo aquéllas de fórmula En la fórmula I R1 y R2 representan independientemente entre sí un átomo de H o un grupo alquilo C1 a C10, 25 preferiblemente C1 a C4.

Como N-vinilamidas no cíclicas de fórmula I se mencionan en particular N-vinilformamida (R1 y R2 = H) y N-vinil-Nmetilacetamida (VIMA, R1 y R2 = metilo) .

Como vinil-lactamas se mencionan en particular N-vinilpiperidona, N-vinilcaprolactama, N-vinilpirrolidona o sus derivados. En el caso de los derivados se trata en particular de vinil-lactamas, en las que uno o varios, 30 preferiblemente uno o dos átomos de carbono del sistema de anillo están sustituidos por grupos alquilo C1 a C10, en particular se mencionan N-vinilmetilpirrolidona, N-vinildimetilpirrolidona o N-viniletilpirrolidona.

N-vinilamidas especialmente preferidas son vinil-lactamas, en particular N-vinilcaprolactama o N-vinilpirrolidona.

Una N-vinilamida muy especialmente preferida es N-vinilpirrolidona.

Según la invención se extrae una N-vinilamida en bruto. Por N-vinilamida en bruto se entiende una mezcla de producto rica en N-vinilamida. A este respecto puede tratarse de la mezcla de producto, que se produce como producto de la reacción química en el reactor, a continuación se toma como producto de salida del reactor y se suministra directamente a la extracción. En el caso de la N-vinilpirrolidona, ésta es preferiblemente la mezcla de producto que se obtiene con la reacción de 2-pirrolidona (gamma-butirolactama) con acetileno.

Sin embargo, también puede tratarse de N-vinilamida en bruto de otros procedimientos de producción, tal como se 40 describen por ejemplo en la página 5 del documento WO 2006/109869. La N-vinilamida en bruto puede obtenerse por ejemplo mediante la reacción de butirolactona con etanolamina, sustitución del grupo hidroxilo por un cloruro con cloruro de tionilo y posterior deshidratación o mediante la reacción de N- (2-hidroxietil) -2-pirrolidona con anhídrido acético y separación del ácido acético o mediante deshidratación en fase gaseosa de N-hidroxietil-2-pirrolidona.

En el caso de la N-vinilamida en bruto usada para la extracción también puede tratarse de una mezcla de producto, que ya se trató tras la reacción en el reactor, para eliminar sustancias de partida o subproductos.

En particular en el caso de la N-vinilamida en bruto se trata, por ejemplo la N-vinilpirrolidona en bruto, de una mezcla, que se obtuvo mediante la reacción de sustancias de partida, por ejemplo 2-pirrolidona, con acetileno y dado el caso un tratamiento posterior de las mezclas de productos obtenidas.

En general la mezcla usada para la extracción como N-vinilamida en bruto se compone de al menos el 50% en peso, de manera especialmente preferible al menos el 70% en peso y en particular al menos el 80% en peso de la Nvinilamida.

En el caso de la N-vinilpirrolidona se usa de manera especialmente preferible una N-vinilpirrolidona en bruto, que se obtuvo en primer lugar mediante la reacción de acetileno con 2-pirrolidona y de la que a continuación se separaron los componentes de alto punto de ebullición (por ejemplo oligómeros de la N-vinilpirrolidona) mediante una primera destilación (destilación en bruto) . La mezcla destilada contiene N-vinilpirrolidona, en general en cantidades superiores al 70% en peso, de manera especialmente preferible superiores al 80% en peso, así como cantidades residuales de 2-pirrolidona (en general del 0 al 30% en peso, de manera especialmente preferible del 1 al 25% en peso) y subproductos con un punto de ebullición superior al de la 2-pirrolidona, en general en cantidades de desde el 0, 5 hasta el 20% en peso, de manera especialmente preferible del 0, 5 al 10% en peso, siendo todos los datos de peso anteriores con respecto a la mezcla. Esta mezcla se usa en una forma de realización especialmente preferida como N-vinilpirrolidona en bruto para la extracción posterior.

La N-vinilamida en bruto usada para la extracción, por ejemplo N-vinilpirrolidona en bruto, contiene en particular subproductos fluorescentes. En el caso de estos subproductos se trata posiblemente de compuestos aromáticos con un punto de ebullición de entre 150 y 320ºC, en particular de 200 a 260ºC (a presión normal) .

Sobre el medio de extracción En la extracción se usa un disolvente orgánico como medio de extracción.

Los subproductos que van a separarse deben ser lo más solubles posible en el disolvente. Al mismo tiempo, el disolvente no debe mezclarse o mezclarse muy poco con la mezcla que va a extraerse en las condiciones de extracción, de manera que se formen dos fases. El diagrama de fases del sistema binario de la mezcla que va a extraerse y medio de extracción debe presentar una laguna de miscibilidad en las condiciones de extracción.

En el caso de que la N-vinilamida en bruto no presente una laguna de miscibilidad con el medio de extracción, puede usarse en lugar de la N-vinilamida en bruto una mezcla, que presente una laguna de miscibilidad correspondiente. El componente de mezclado debe ser lo más miscible posible con la N-vinilamida en bruto, lo menos miscible posible con el medio de extracción y tras la extracción de la N-vinilamida en bruto fácil de separar. Como componente de mezclado se prefiere el agua. A este respecto también puede tratarse de agua, que contiene sales orgánicas o inorgánicas en forma disuelta.

En una forma de realización preferida de la invención la extracción tiene lugar con adición de agua. Entonces el medio de extracción se compone de agua y uno o varios disolventes orgánicos. El medio de extracción puede componerse por ejemplo del 1 al 70% en peso, en particular del 2 al 50% en peso de agua.

Como medio de extracción son adecuados por ejemplo disolventes aromáticos como benceno, tolueno o xileno (mezcla de isómeros) . Sin embargo, a menudo no se desean los disolventes aromáticos. Además en el presente caso también es desventajoso que la N-vinilpirrolidona pase parcialmente a la fase orgánica y por tanto no tenga lugar la separación completa de la N-vinilpirrolidona.

Como disolventes orgánicos para el medio de extracción son adecuados en particular disolventes alifáticos o cicloalifáticos. Se prefieren especialmente disolventes alifáticos o cicloalifáticos líquidos a 21ºC (1 bar) con un punto de ebullición superior a 80ºC (a 1 bar) . En particular se trata de disolventes totalmente apolares, es decir de compuestos, que sólo se componen de carbono e hidrógeno (hidrocarburos) .

Los disolventes alifáticos o cicloalifáticos anteriores también pueden usarse naturalmente en mezcla con disolventes aromáticos. De manera especialmente preferible, el contenido en disolventes aromáticos en la cantidad total de todos los disolventes orgánicos usados en el medio de extracción es inferior al 50% en peso, en particular inferior al... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la separación de subproductos de mezclas de producto ricas en N-vinilamida (N-vinilamida en bruto) , caracterizado porque se realiza una extracción de la N-vinilamida en bruto con un disolvente orgánico como medio de extracción.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en el caso de la N-vinilamida se trata de Nvinilamidas cíclicas (vinil-lactamas) o de N-vinilamidas no cíclicas de fórmula

en la que R1 y R2 representan independientemente entre sí un átomo de H o un grupo alquilo C1 a C10.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el caso de las N-vinilamidas no cíclicas de 10 fórmula I se trata de N-vinilformamida (R1 y R2 = H) o N-vinil-N-metilacetamida (VIMA, R1 y R2 = metilo) .

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque en el caso de las N-vinilamidas cíclicas se trata de N-vinilpiperidona, N-vinilcaprolactama o N-vinilpirrolidona o sus derivados, por ejemplo Nvinilmetilpirrolidona, N-vinildimetilpirrolidona o N-viniletilpirrolidona.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en el caso de la N-vinilamida se 15 trata de N-vinilpirrolidona.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la N-vinilamida en bruto se compone de al menos el 50% en peso de la N-vinilamida.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la N-vinilamida en bruto se obtuvo mediante la reacción de sustancias de partida con acetileno y dado el caso un tratamiento posterior.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en el caso de la N-vinilamida en bruto se trata de N-vinilpirrolidona en bruto, que se obtuvo mediante la reacción de 2-pirrolidona (gammabutirolactama) con acetileno y dado el caso un tratamiento posterior.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque antes de la extracción se realiza una destilación para la separación de los componentes de alto punto de ebullición de la N-vinilamida en bruto (destilación 25 en bruto) .

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se usa un disolvente alifático o cicloalifático.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la extracción tiene lugar con adición de agua.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la N-vinilpirrolidona en bruto se extrae con metilciclohexano con adición de agua.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la extracción se realiza en un intervalo de temperatura de desde 20 hasta 100ºC.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la extracción se realiza de 35 manera continua en una o varias columnas.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la N-vinilpirrolidona en bruto se extrae con metilciclohexano con adición de agua de manera continua en una columna, suministrándose agua a través de un distribuidor en la parte superior de la columna, metilciclohexano a través de un distribuidor en la parte

16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque se recogen en la cabeza de la columna una mezcla de metilciclohexano y subproductos separados y en la base de la columna una mezcla de N-vinilpirrolidona en bruto purificada y agua.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque mediante la extracción se eliminan subproductos fluorescentes de la N-vinilamida en bruto hasta un contenido inferior a 0, 05 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de N-vinilpirrolidona.