Proceso para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo.

Proceso para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo que comprende:

(a) hacer reaccionar una materia prima de carbonato de alquileno y un alcanol en una zona de reacción bajocondiciones de transesterificación para obtener una mezcla de producto de carbonato de dialquilo, alcanolsin convertir, el alcanodiol, y carbonato de alquileno sin convertir;

(b) separar carbonato de dialquilo y el alcanol de la mezcla de producto para obtener una corriente de productoinferior que contiene alcanodiol y carbonato de alquileno sin convertir;

(c) recuperar el carbonato de dialquilo; y

(d) separar el alcanodiol de la corriente de producto inferior para dejar una corriente de recirculación quecomprende carbonato de alquileno sin convertir,

en donde la corriente de recirculación que comprende carbonato de alquileno sin convertir se separa en almenos dos porciones, y al menos una porción se recircula a la zona de reacción y la otra porción se sometea hidrólisis para proporcionar alcanodiol y dióxido de carbono.

Proceso para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo La presente invención se refiere a un proceso para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo. Más particularmente, la invención se refiere a un proceso para la preparación de dichos compuestos desde un carbonato de alquileno y un alcanol.

Dicho proceso se conoce de p.ej. el documento US-A 5.359.118 y del documento EP-A-0560812. Este documento divulga un proceso en el cual se preparan carbonatos de dialquilos (C1-C4) se preparan mediante transesterificación de un carbonato de alquileno con un alcanol C1-C4. A este respecto, la materia prima carbonato de alquileno y un alcanol se reaccionan en contracorriente en una la columna con ayuda de un catalizador. El catalizador es normalmente homogéneo, aunque se sugiere también el uso de un catalizador heterogéneo. El carbonato de alquileno se introduce en la parte superior de la columna y se gotea hacia abajo desde arriba. La materia prima de alcanol que comprende un alcanol puro y una corriente, que comprende el alcanol y también el carbonato de dialquilo, se alimenta dentro de la columna por la parte baja. El alcanol fluye hacia arriba y reacciona en contracorriente con el carbonato de alquileno para obtener carbonato de dialquilo con alcanol sin reaccionar como efluente superior y el alcanondiol sin ningún alcanol arrastrado como efluente inferior. El efluente superior se somete a destilación para producir una corriente rica en alcanol que comprende el alcanol y cantidades menores del carbonato de dialquilo. Esta corriente se alimenta a la columna como parte de la materia prima de alcanol. La corriente inferior se trata convirtiéndose en una corriente de alquileglicol y un concentrado que contiene catalizador.

El proceso divulga la formación de subproductos que hierven a temperatura elevada, como los poliglicoles. En el proceso conocido estos subproductos que hierven a temperatura elevada están contenidos en el concentrado que contiene catalizador. Parte del concentrado se recicla a la transesterificación, mientras otra parte se descarta.

Aunque el proceso conocido divulga la formación de poliglicoles, no aborda el problema de la eliminación de dichos poliglicoles, en particular de los diglicoles. Adicionalmente, el documento de la técnico anterior no confirma que poliglicoles pueden estar presente en la materia prima de carbonato de alquileno. Por otra parte, el proceso conocido supone que el carbonato de alquileno no abandona el reactor sin convertirse. En la práctica, la transesterificación a carbonato de dialquilo no será del 100%. Además, el producto inferior del proceso conocido no solo contendrá poliglicoles, como se sugiere en el documento US-A 5.359.118, sino también algo de carbonato de alquileno sin convertir. A la vista de sus puntos de ebullición es muy difícil separar los poliglicoles, en particular, dialquilenglicoles de los correspondientes carbonatos de alquileno. Esto no se ha confirmado en el proceso de acuerdo con el documento US-A 5.359.118.

Se ha encontrado ahora que la acumulación de subproductos que hierven a temperatura elevada se puede prevenir sometiendo a una parte de la corriente que contiene carbonato de alquileno y poliglicoles a un paso de hidrólisis, con lo cual se obtiene alquilenglicol, el cual es un compuesto valioso.

En consecuencia, la presente invención proporciona un proceso para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo que comprende:

(a) hacer reaccionar una materia prima de carbonato de alquileno y un alcanol en una zona de reacción bajo condiciones de transesterificación para obtener una mezcla de producto de carbonato de dialquilo, alcanol sin convertir, el alcanodiol, y carbonato de alquileno sin convertir;

(b) separar carbonato de dialquilo y el alcanol de la mezcla de producto para obtener una corriente de producto inferior que contiene alcanodiol y carbonato de alquileno sin convertir;

(c) recuperar el carbonato de dialquilo; y

(d) separar el alcanodiol de la corriente de producto inferior para dejar una corriente de recirculación que comprende carbonato de alquileno sin convertir, en donde la corriente de recirculación que comprende carbonato de alquileno sin convertir se separa en al menos dos porciones, y al menos una porción se recircula a la zona de reacción y la otra porción se somete a hidrólisis para proporcionar alcanodiol y dióxido de carbono.

El presente proceso supone la ventaja de que parte del carbonato de alquileno en la corriente de recirculación se somete a la transesterificación de nuevo, de modo que se pueden convertir en el carbonato de dialquilo objetivo.

Además, el carbonato de alquileno en la porción que se somete a hidrólisis no se pierde completamente, pues se convierte en dióxido de carbono y alcanodiol de manera que se obtenga al menos uno de los productos objetivo. Además, el proceso previene la formación de poliglicoles que se pueden presentar en la corriente de recirculación, en el sistema reaccionante. Por otra parte, cualquier poliglicol que se presente en la porción de la corriente de recirculación que se somete a hidrólisis estará contenido en una corriente que comprende poliglicoles y alcanodiol y no carbonato de alquileno. Por lo tanto, es relativamente fácil separar los poliglicoles de esta mezcla, en contraste con la separación de poliglicoles de una mezcla que también comprende carbonato de alquileno. En las mezcla posteriores, la separación es muy difícil.

La figura representa un esquema de flujo para el proceso de acuerdo a la presente invención.

La zona de reacción en la presente invención puede ser una zona de destilación reactiva, como se describe en el documento US-A 5.359.118. Esto supondrá que la reacción se llevara a cabo en contracorriente. La reacción de tranesterificación se conduce ventajosamente en una columna equipada con internos, como una columna de destilación. Por lo tanto, puede contener casquetes de burbujeo, bandejas de tamiz, o anillos Raschig. El técnico se dará cuenta que es posible diferentes tipos de empaquetamiento y configuraciones de las bandejas. Las columnas apropiadas se han descrito en, p.ej., Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistr y , 5ª ed. Vol. B4, pp 321 ff, 1992. El carbonato de alquileno será alimentado por la parte superior de dicha columna y fluirá hacia abajo. El carbonato de alquileno generalmente tendrá un punto de ebullición superior al alcanol. En el caso de carbonato de propileno y etileno los puntos de ebullición atmosféricos están por encima de 240 ºC. El carbonato de alquileno fluirá hacia abajo a través de las bandejas o anillos y entrará en contacto con el alcanol que fluye hacia arriba.

En una realización preferida la reacción se conduce en el sentido de la corriente. Una forma apropiada de operar es llevar a cabo la reacción de una manera en flujo de goteo donde las partes reactivas en fase de vapor y la parte en fase líquida gotea hacía abajo sobre un catalizador heterogéneo. Una manera más preferida de operar el proceso de la presente invención es en un reactor lleno de líquido. Una zona de reacción apropiada de este tipo es una zona de reacción tipo tubo donde la reacción se conduce en flujo de pistón.

Esto permitirá a la reacción llegar a prácticamente la finalización. Una posibilidad adicional es conducir la reacción en un reactor de tanque agitado continuamente (CSTR, del inglés “Continously Stirred Tank Reactor”) ) .

En el caso más reciente caso el efluente del CSTR se somete preferiblemente a una reacción posterior en un reactor de flujo de pistón para que la reacción transcurre prácticamente hasta la finalización.

El proceso de la presente invención incluye la tranesterificación de un carbonato de alquileno con un alcanol. Esta reacción de transesterificación se conoce, como es evidente en el documento US-A 5.359.118. Los materiales de inicio de la tranesterificación se seleccionan preferentemente de carbonato de alquileno C2-C6 y alcanoles C1-C4. Mas preferiblemente los materiales de inicio son carbonato de etileno o carbonato de propileno y metanol, etanol o isopropanol.

Las condiciones de transesterificación incluyen apropiadamente la presencia de un catalizador. Catalizadores homogéneos apropiado se han descrito en el documento US-A 5.359.118 e incluyen hidruros, óxidos, hidróxidos, alcoholatos, amidas, o sales de metales alcalinos, p.ej., litio, sodio, potasio, rubidio y cesio. Los catalizadores preferidos son hidróxidos o alcoholatos de potasio o sodio. Es ventajoso usar el alcoholato del alcanol que se usa como materia prima. Dicho alcoholato se puede añadir como tal o se forma in situ.

Otros catalizadores... [Seguir leyendo]

1. Proceso para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo que comprende:

(a) hacer reaccionar una materia prima de carbonato de alquileno y un alcanol en una zona de reacción bajo condiciones de transesterificación para obtener una mezcla de producto de carbonato de dialquilo, alcanol sin convertir, el alcanodiol, y carbonato de alquileno sin convertir;

(b) separar carbonato de dialquilo y el alcanol de la mezcla de producto para obtener una corriente de producto inferior que contiene alcanodiol y carbonato de alquileno sin convertir;

(c) recuperar el carbonato de dialquilo; y

(d) separar el alcanodiol de la corriente de producto inferior para dejar una corriente de recirculación que comprende carbonato de alquileno sin convertir, en donde la corriente de recirculación que comprende carbonato de alquileno sin convertir se separa en al menos dos porciones, y al menos una porción se recircula a la zona de reacción y la otra porción se somete a hidrólisis para proporcionar alcanodiol y dióxido de carbono.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la reacción se lleva a cabo en el sentido de la corriente.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la reacción se lleva a cabo de manera en flujo de pistón.

4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde se usan catalizadores heterogéneos en la reacción de transesterificación.

5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la temperatura en la zona de reacción es desde 40 a 200ºC, y la presión desde 0, 5 a 50 bares.

6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el alcanol sin convertir y el carbonato de dialquilo se separan mediante destilación en una fracción.

7. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la corriente inferior se somete a una destilación posterior para lograr una separación del alcanodiol y una corriente de recirculación que comprenda carbonato de alquileno sin convertir.

8. Proceso de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el alcanodiol separado contiene carbonato de alquileno sin convertir.

9. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la corriente de recirculación se separa de tal forma que las relaciones de peso entre la parte a reciclar y la parte a someterse a hidrólisis varia 0, 1:1 a 200:1.

10. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la hidrólisis se lleva a cabo a una temperatura que varía desde 50 a 300ºC, mas preferiblemente desde 100 a 200ºC y a una presión desde 0, 5 a 100 bares, mas preferiblemente desde 1 a 50, lo mas preferiblemente de 1 a 30 bares.

11. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde la hidrólisis se lleva a cabo como una destilación reactiva.

12. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde el acanodiol recuperado de la corriente inferior y una parte de la corriente de recirculación se someten a la misma hidrólisis.

13. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el dióxido de carbono producido en la hidrólisis se usa en la preparación de carbonato de alquileno.

14. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde el carbonato de alquileno es carbonato de etileno o carbonato de propileno y el alcanol es etanol o isopropanol.