Proceso para la producción de carbonato de alquileno y uso del carbonato de alquileno así producido en la fabricación de alcano diol y un carbonato de dialquilo.

El proceso para la producción de un carbonato de alquileno por la reacción de un óxido de alquileno con dióxidode carbono en presencia de un catalizador de fosfonio en cuyo proceso

(a) el óxido de alquileno,

dióxido de carbono y el catalizador de fosfonio se introducen continuamente en unazona de reacción de la que se extrae una corriente de producto que contiene carbonato de alquileno y elcatalizador de fosfonio usado,

(b) el carbonato de alquileno y una corriente que contiene el catalizador de fosfonio usado se separan de lacorriente de producto,

(c) el carbonato de alquileno, separado en la etapa (b), se recupera como producto,

(d) al menos una parte de la corriente que contiene el catalizador de fosfonio usado se somete a purificación,para obtener catalizador de fosfonio purificado, en donde la parte de la corriente que contiene el catalizadorde fosfonio usado que se purifica, se somete a destilación a una temperatura de destilación que varía de 50a 200 °C y a una presión para la destilación de 0,1 a 0,0001 bar (10 a 0,01 kPa), y

(e) el catalizador de fosfonio purificado se recicla a la zona de reacción.

Proceso para la producción de carbonato de alquileno y uso del carbonato de alquileno así producido en la fabricación de un alcano diol y un carbonato de dialquilo La presente invención se refiere a un proceso para la producción de carbonato de alquileno y el uso del carbonato de alquileno así producido en la fabricación de un alcano diol y un carbonato de dialquilo.

Se conocen los procesos para la producción de carbonatos de alquileno. El documento de patente de número WO-A 2005/003113 describe un proceso en el que se pone en contacto dióxido de carbono con un óxido de alquileno en presencia de un catalizador adecuado. El catalizador descrito es un compuesto de tetraalquil fosfonio. Esta memoria descriptiva describe que se ha reciclado el catalizador usado. La memoria descriptiva describe además que el rendimiento del catalizador es muy estable si el catalizador se recicla a la preparación del carbonato de alquileno en un alcohol, en particular en propilenglicol (1, 2-propanodiol) .

El documento de patente de los EE.UU. de número 4.434.105 también describe un proceso para la preparación de carbonatos de alquileno. Se describen diversos catalizadores. El documento también describe que se puede reutilizar el catalizador después de la finalización de la reacción.

En un proceso en continuo, el producto de reacción que contiene carbonato de alquileno y el catalizador se tiene que someter a un tratamiento de preparación. Tal tratamiento de preparación generalmente incluye una o más etapas de destilación para separar el producto del catalizador. Se ha encontrado que la actividad del catalizador disminuye si el catalizador se reutiliza sin pasar por las etapas apropiadas para eliminar los contaminantes en el catalizador a reciclar. Estos contaminantes incluyen productos de descomposición del catalizador de fosfonio. Ninguno de los documentos mencionados anteriormente proporciona un método para evitar una acumulación de tales contaminantes.

Ahora se ha encontrado que la actividad del catalizador se puede retener al purificar al menos parte del catalizador del producto.

En consecuencia, la presente invención proporciona un proceso para la producción de un carbonato de alquileno por la reacción de un óxido de alquileno con dióxido de carbono en presencia de un catalizador de fosfonio en el que el proceso

(a) el óxido de alquileno, el dióxido de carbono y el catalizador de fosfonio se introducen continuamente en una zona de reacción de la que se extrae una corriente de producto que contiene carbonato de alquileno y el catalizador fosfonio usado,

(b) el carbonato de alquileno y una corriente que contiene catalizador de fosfonio usado se separan de la corriente de producto,

(c) el carbonato de alquileno, separado en la etapa (b) , se recupera como producto,

(d) al menos una parte de la corriente que contiene el catalizador de fosfonio usado se somete a purificación, para obtener catalizador de fosfonio purificado, y

(e) el catalizador de fosfonio purificado se recicla a la zona de reacción.

El proceso según la presente invención permite que el catalizador se pueda usar durante un largo período en un proceso en continuo. Se ha encontrado que la razón por la que puede estar relacionado con la formación de productos de descomposición en el catalizador durante la preparación de carbonato de alquileno. Se ha encontrado que los contaminantes del catalizador de fosfonio incluyen óxidos de fosfina. Mediante la purificación del catalizador usado, se pueden eliminar eficazmente los óxidos de fosfina de modo que se puede reciclar el catalizador activo a la zona de reacción en la etapa (a) . Una ventaja adicional del presente proceso reside en el hecho de que el proceso se adelanta a la necesidad de incluir una corriente de purga a través de la cual se tiene que retirar el catalizador contaminado del proceso.

El catalizador es un compuesto de fosfonio. Tales catalizadores son conocidos, por ejemplo, de los documentos de patente de número US-A 5.153.333, US-A 2.994.705, US-A 4.434.105, WO-A 99/57108, EP-A 776.890 y WO-A 2005/003.113. Preferentemente, el catalizador es un haluro de fosfonio de fórmula R4PHal, en la que Hal significa haluro y cada R puede ser el mismo o diferente y se puede seleccionar de un grupo alquilo, alquenilo, alifático cíclico o aromático. El grupo R contiene adecuadamente de 1 a 12 átomos de carbono. Se obtienen buenos resultados, siendo R un grupo alquilo de C1-8. Los más preferentes son grupos R que se seleccionan de grupos metilo, etilo, npropilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo, y t-butilo. Preferentemente, el ion haluro es bromuro o yoduro. Se comprobó que los compuestos bromuro y yoduro son más estables que los correspondientes compuestos cloruro. El catalizador de fosfonio más preferido es el bromuro de tetra (n-butil) fosfonio. Una ventaja adicional del presente proceso reside en que no existe la necesidad de un costoso tratamiento de una corriente de purga de catalizador que contiene halógeno. La purificación del catalizador de fosfonio usado se puede lograr de varias maneras. Es

posible someter al catalizador usado a extracción, cristalización, adsorción, u otras técnicas de separación. Se prefiere someter al catalizador usado a destilación.

Se ha encontrado que el catalizador usado tiende a formar productos de descomposición cuando se expone a temperaturas relativamente elevadas durante un período prolongado. Por tanto, se prefiere llevar a cabo la destilación a temperaturas relativamente bajas. A esto, la destilación se lleva a cabo adecuadamente a presiones inferiores a la atmosférica. Al usar una presión inferior a la atmosférica los contaminantes en la composición del catalizador se separan por destilación dejando el catalizador de fosfonio purificado como residuo de destilación. La temperatura de destilación preferentemente no excede de 250 °C. Más preferentemente, la temperatura de destilación varía de 50 a 200 °C, lo más preferentemente de 100 a 180 °C. Presiones adecuadas para tales temperaturas de destilación son de 0, 1 a 0, 0001 bar (10 a 0, 01 kPa) . Preferentemente, la presión varía de 0, 05 hasta 0, 0005 bar (5.000 a 5 Pa) .

Es sorprendente que estos catalizadores de fosfonio muestren una completa recuperación de su actividad incluso cuando se han sometido a estas condiciones de destilación.

El catalizador de fosfonio tiende a ser un material sólido. El catalizador se puede reciclar a la zona de reacción como un sólido. También es posible convertir el catalizador a una masa fundida y reciclar el catalizador fundido a la zona de reacción. Sin embargo, puesto que la presencia de un disolvente muestra un efecto estabilizador sobre el catalizador, se prefiere reciclar el catalizador de fosfonio purificado a la zona de reacción en presencia de un disolvente. El disolvente puede ser un compuesto que contenga un grupo carbonilo, especialmente aldehídos, tal como se describe en el documento de patente de número WO-A 2005/051939. Más preferentemente, el disolvente es un alcohol. Se pueden seleccionar muchos alcoholes para aumentar la estabilidad del catalizador de fosfonio. El alcohol puede ser monovalente, bivalente o multivalente. El alcohol puede comprender una cadena alifática de C1-12 sustituida con uno o más grupos hidroxilo. También se pueden usar alcoholes aromáticos o alcoholes alquilaromáticos, de manera adecuada con 6 a 12 átomos de carbono. También se puede usar polialquilenglicoles o los monoalquil-éteres de los mismos. También se pueden usar las mezclas.

Preferentemente, los alcoholes usados se seleccionan del grupo que consiente en mono-alcanoles de C1-6, alcano C2-6 -dioles, alcano C3-6 -polioles, incluyendo glicerol, fenol, alquil C1-6 fenoles sustituidos, alcoholes cicloalifáticos de C6-12 y sus mezclas. Muy adecuados son los alcano C2-6-polioles, en particular, 1, 2-etano diol, 1, 2-propano diol, sorbitol y mezclas de los mismos. El uso de etano o propano diol tiene una ventaja adicional cuando el carbonato de alquileno se convierte a alquilen glicol (alcano diol) , y el alcalene glicol se usa como disolvente para el catalizador de fosfonio. El sorbitol proporciona una excelente estabilidad al catalizador de fosfonio. Puede ser ventajoso usar una combinación de 1, 2-etano o propano diol y sorbitol.

Con el fin de reponer cualquier catalizador descompuesto es eficaz para añadir catalizador de fosfonio fresco a la zona de reacción. El catalizador de fosfonio fresco se puede añadir en cualquier lugar del proceso en donde esté presente el catalizador. Adecuadamente, se añade cualquier catalizador de fosfonio fresco al proceso a través de la adición directa a la zona de reacción o a través de la adición a la corriente... [Seguir leyendo]

1. El proceso para la producción de un carbonato de alquileno por la reacción de un óxido de alquileno con dióxido de carbono en presencia de un catalizador de fosfonio en cuyo proceso

(a) el óxido de alquileno, dióxido de carbono y el catalizador de fosfonio se introducen continuamente en una zona de reacción de la que se extrae una corriente de producto que contiene carbonato de alquileno y el catalizador de fosfonio usado,

(b) el carbonato de alquileno y una corriente que contiene el catalizador de fosfonio usado se separan de la corriente de producto,

(c) el carbonato de alquileno, separado en la etapa (b) , se recupera como producto,

(d) al menos una parte de la corriente que contiene el catalizador de fosfonio usado se somete a purificación, para obtener catalizador de fosfonio purificado, en donde la parte de la corriente que contiene el catalizador de fosfonio usado que se purifica, se somete a destilación a una temperatura de destilación que varía de 50 a 200 °C y a una presión para la destilación de 0, 1 a 0, 0001 bar (10 a 0, 01 kPa) , y

(e) el catalizador de fosfonio purificado se recicla a la zona de reacción.

2. El proceso según la Reivindicación 1, en donde el catalizador es un haluro de fosfonio de fórmula R4PHal, en la que Hal significa haluro y cada R puede ser el mismo o diferente y se puede seleccionar de un grupo alquilo, alquenilo, alifático cíclico o aromático.

3. El proceso según la Reivindicación 2, en donde el catalizador es bromuro de tetra (n-butil) fosfonio.

4. El proceso según una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 3, en donde la temperatura de destilación varía de 100 a 180 °C.

5. El proceso según una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 4, en donde el catalizador de fosfonio purificado se recicla a la zona de reacción en presencia de un disolvente.

6. El proceso según una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 5, en donde de 1 a 90 % en peso, más preferentemente de 2 a 50 % en peso, lo más preferentemente de 5 % en peso a 25 % en peso de la corriente que contiene el catalizador de fosfonio usado se somete a purificación.

7. El proceso según una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 6, en donde otra parte de la corriente que contiene catalizador de fosfonio usado se recicla a la zona de reacción.

8. El proceso según una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 7, en donde una mezcla de catalizador de fosfonio usado, catalizador de fosfonio purificado, alcohol y carbonato de alquileno se recicla a la zona de reacción.

9. El proceso para la preparación de alcano diol y carbonato de dialquilo que comprende preparar un carbonato de alquileno por la reacción de un óxido de alquileno con dióxido de carbono en presencia de un catalizador de fosfonio mediante el proceso según una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 8, haciendo reaccionar un alcanol y el carbonato de alquilo sobre un catalizador de transesterificación, y recuperar el alcano diol y el carbonato de dialquilo de la mezcla de reacción resultante.

10. El proceso según la Reivindicación 9, en donde el alcano diol se usa como disolvente en presencia del cual el catalizador de fosfonio purificado se recicla a la zona de reacción.