Procedimiento para retirar poli(óxido de propileno) de óxido de propileno por separación en membrana.

Procedimiento para retirar poli(óxido de propileno) de óxido de propileno por separación en membrana,

en donde se usa una membrana que tiene un tamaño medio de poro de 0 a 5 nm, membrana que es una membrana polimérica preparada a partir de un polisiloxano que contiene unidades repetitivas de la fórmula (I)

-Si(R)(R')-O- (I)

en donde R y R' pueden ser los mismos o diferentes, y representan hidrógeno o un grupo hidrocarbonado seleccionado del grupo que consiste en alquilo, aralquilo, cicloalquilo, arilo, y alcarilo.

Procedimiento para retirar poli(óxido de propileno) de óxido de propileno por separación en membrana

La presente invención se refiere a un procedimiento para retirar poli(óxido de propileno) de óxido de propileno por separación en membrana.

El óxido de propileno es ampliamente usado como precursor para preparar poliéter-polioles, que tras reacción con compuestos de poliisocianato dan poliuretanos. Típicamente, los métodos para preparar poliéter-polioles implican hacer reaccionar un compuesto de partida que tiene una pluralidad de átomos de hidrógeno activos con óxido de propileno, opcionalmente junto con uno o más otros óxidos de alquileno como óxido de etileno u óxido de butileno. Los compuestos de partida adecuados incluyen alcoholes polifuncionales, que contienen generalmente 2 a 6 grupos hidroxilo. Son ejemplos de tales alcoholes los glicoles, glicerol, pentaeritritol, trimetilolpropano, trietanolamina, sorbitol, manitol, etc. Normalmente se usa una base fuerte como el hidróxido de potasio como catalizador en este tipo de reacción.

La calidad del óxido de propileno usado para preparar el poliéter-poliol tiene un impacto significativo en la calidad de las espumas de poliuretano obtenidas finalmente, especialmente cuando estas espumas son espumas de poliuretano flexibles de alta resiliencia. Particularmente, se sabe que la presencia de polijóxido de propileno) causa efectos indeseados en la formación de la espuma de poliuretano. Son ejemplos de tales efectos indeseados la aparición de orificios de soplado, bajo aumento de la espuma e incluso el colapso de la espuma formada. Particularmente, en aplicaciones de moldeo, la presencia de poli(óxido de propileno) en el óxido de propileno usado para preparar el poliéter-poliol de partida puede causar problemas en términos de calidad de la espuma de poliuretano. La presencia de poli(óxido de propileno) en el óxido de propileno usado para preparar un poliéter-poliol para hacer espumas de poliuretano en bloques, puede ser menos problemática.

En la producción de espumas de poliuretano en bloques, se producen continuamente o discontinuamente bloques de espuma de poliuretano como productos semiacabados, y se cortan finalmente a la forma y tamaño requeridos. El rasgo característico de las espumas de poliuretano moldeadas en el que difieren fundamentalmente de las espumas de poliuretano en bloques es la manera de su producción. Esta tiene lugar por reacción de las materias primas del poliuretano en moldes. El producto moldeado acabado ya no tiene que ser cortado a la forma y tamaño deseados. Para una descripción más detallada de las diferencias entre espumas de poliuretano en bloques y moldeadas, se hace referencia a manuales sobre espumas de poliuretano, tales como "Polyurethane Handbook / Chemistry - Raw Materials - Processing - Application - Properties" de Günter Oertel (Cari Hanser Verlag, Munich 1985).

Ha aparecido en la práctica que, en general, donde se va a usar óxido de propileno para preparar un poliéter-poliol para preparar espumas de poliuretano moldeadas, no debe estar presente más que 1 ppm de poli(óxido de propileno) en dicho óxido de propileno. Si está presente más poli(óxido de propileno), pueden ocurrir uno o más de los efectos indeseados mencionados anteriormente cuando se prepara la espuma. Por otro lado, donde se va a usar óxido de propileno para preparar un poliéter-poliol para preparar espumas de poliuretano en bloques, en general, pueden estar presentes hasta 3 ppm de poli(óxido de propileno) en el óxido de propileno.

Los métodos para fabricar óxido de propileno son bien conocidos en la técnica. La producción comercial normalmente tiene lugar por el procedimiento de la clorohidrina o por el procedimiento del hidroperóxido. En este último procedimiento se hace reaccionar propeno con un hidroperóxido orgánico. Este hidroperóxido es bien hidroperóxido de tere-butilo o bien hidroperóxido de etilbenceno. En el primer caso se forma alcohol terc-butílico como co-producto (a ser convertido posteriormente en éter metil-terc-butílico), en el segundo caso se forma estireno como co-producto. En el procedimiento de la clorohidrina, se hacen reaccionar cloro, propeno y agua para formar propilenclorohidrina, que es posteriormente deshidroclorada con hidróxido de calcio para formar óxido de propileno. Para el fin de la purificación de óxido de propileno, es irrelevante qué ruta de preparación se use. A saber, en todos los procedimientos se forma poli(óxido de propileno) en cantidades indeseablemente altas. Además, se sabe (p.ej. del documento US-A-4692535) que se puede formar poli(óxido de propileno) de alto peso molecular durante el almacenamiento o transporte, por ejemplo tras el contacto con un metal y/o óxido metálico, tal como óxido metálico de acero al carbono.

Se conoce un método para la purificación de óxido de propileno por separación en membrana del documento US-A- 5248794. Según este método, son membranas adecuadas las membranas poliméricas de poli(fluoruro de vinilideno) y poli(acrilonitrilo). Tales polímeros se usan comúnmente en la técnica como materiales para membranas de ultrafiltración. Véase por ejemplo la Tabla 11.12 en la página 56 de "Basic Principies of Membrane Technology", Marcel Mulder, segunda edición, Kluwer Academic Publishers, 1996. En dicha Tabla 11.12, poli(fluoruro de vinilideno) y poli(acrilonitrilo), pero también polisulfona y ásteres de celulosa, se mencionan como ejemplos de polímeros para membranas de ultrafiltración. Por lo tanto, las membranas descritas en el documento US-A-5248794 son membranas de ultrafiltración. Las membranas de ultrafiltración son membranas porosas que tienen un tamaño medio de poro mayor que 5 nm.

En la Tabla 2 del Ejemplo 1 del documento US-A-5248794, se mencionan los resultados de separación del poli(óxido de propileno) para algunos tipos diferentes de membranas. Las membranas de poli(propileno) no se consideraron

adecuadas. Sólo las membranas de ultrafiltraclón de poll(fluoruro de vinilideno) y poM(acrilonitrilo) se consideraron adecuadas para el fin del documento US-A-5248794. Una manera de determinar la Idoneidad de una membrana para separar poli(óxido de propileno) (PPO) de óxido de proplleno es calculando el rechazo de PPO, como sigue:

Rechazo de PPO (%) = (1 - ([PPO]p/[PPO») * 1

en donde [PPO]p es la concentración de poll(óxldo de proplleno) en el permeado y [PPO]f es la concentración de poll(óxldo de propileno) en la alimentación. Donde se hace referencia en la presente memoria descriptiva al rechazo de PPO, se quiere decir el rechazo de PPO definido de la manera anterior.

En el Ejemplo 1 del documento US-A-5248794, usar membranas de poll(proplleno) dio como resultado un rechazo de PPOP negativo. Además, usar membranas de ultrafiltraclón de poll(fluoruro de vinilideno) y poli(acrilonitrilo) dio como resultado rechazos de PPO relativamente bajos (< 3%). Las concentraciones de poli(óxido de propileno) en los permeados mencionados en la Tabla 2 del documento US-A-5248794 son tan altas que estos permeados no se pueden usar en la producción de espumas de polluretano moldeadas ni en la producción de espumas de polluretano en bloques.

Además, en el Ejemplo 2 del documento US-A-5248794, la misma membrana de pol¡(acrilon¡trilo) usada en el Ejemplo 1 se ensayó con un flujo continuo de óxido de propileno no filtrado durante un periodo de 86 días. Los resultados se enumeran en la Tabla 3 del documento US-A-5248794. A partir de esta aparece que en el curso del tiempo, el rechazo de PPO aumenta desde un valor de sólo 31% (en el día 1) a un máximo de 1% (en los días 52 y 55) y después disminuye de nuevo a un valor de sólo 67% (en el día 86). Por lo tanto, la membrana usada es desventajosa en que hay un periodo de espera relativamente largo (de aproximadamente 52 días) antes de que se produzca el permeado, la calidad del cual es tal que se puede usar en la producción de espumas de poliuretano moldeadas y espumas de poliuretano en bloques. Además, después del día 55, se produce de nuevo un permeado de Inferior calidad. Además de un bajo e inestable rechazo de PPO en el tiempo, otra desventaja es que el flujo de permeado es también inestable. En dicho Ejemplo 2, el flujo de permeado va desde un valor máximo de 9 ml/min en el comienzo del experimento, hasta un valor de sólo 37 ml/min al final. Esto indica que la membrana, que es una membrana de ultrafiltración de poli(acrilonitrilo), se obstruye o atasca en el curso del tiempo.

En resumen, tanto la selectividad de y el flujo a través de la membrana usada en el Ejemplo 2 del documento US-A- 5248794 son relativamente bajos e inestables en el tiempo. El volumen o "flujo" de masa (volumen o "tasa de permeaclón" de masa) se... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para retirar poli(óxido de propileno) de óxido de propileno por separación en membrana, en donde se usa una membrana que tiene un tamaño medio de poro de a 5 nm, membrana que es una membrana polimérica preparada a partir de un polisiloxano que contiene unidades repetitivas de la fórmula (I)

-Si(R)(R)-- (I)

en donde R y R pueden ser los mismos o diferentes, y representan hidrógeno o un grupo hidrocarbonado seleccionado del grupo que consiste en alquilo, aralquilo, cicloalquilo, arilo, y alcarilo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde una alimentación líquida que comprende óxido de propileno y poli(óxido de propileno) es separada por la membrana en un permeado que comprende óxido de propileno y o bien

nada de poli(óxido de propileno) o bien poli(óxido de propileno) en una concentración que es más baja que la concentración de poli(óxido de propileno) en la alimentación, y un retenido que comprende óxido de propileno y poli(óxido de propileno) en una concentración que es más alta que la concentración de polijóxido de propileno) en la alimentación.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en donde la concentración de poli(óxido de propileno) en el permeado es 15 de esencialmente cero a 3 ppmp como máximo, en base al peso total del permeado.

4. Procedimiento según la reivindicación 2, en donde la concentración de poli(óxido de propileno) en el permeado es de esencialmente cero a 1 ppmp como máximo, en base al peso total del permeado.

5. Procedimiento según la reivindicación 3 o 4, en donde el permeado es para el uso como materia prima en la preparación de un poliéter-poliol para ser usado en la preparación de espuma de poliuretano en bloque.

6. Procedimiento según la reivindicación 4, en donde el permeado es para el uso como materia prima en la

preparación de un poliéter-poliol para ser usado en la preparación de espuma de poliuretano moldeada.

7. Procedimiento según la reivindicación 2, en donde la concentración de poli(óxido de propileno) en el retenido es de esencialmente cero a 3 ppm en peso como máximo, en base al peso total del retenido.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en donde el retenido es para el uso como materia prima en la 25 preparación de un poliéter-poliol para ser usado en la preparación de espuma de poliuretano en bloque.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la separación se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 5 a 3°C.