Método para la producción de un isocianato.

Método para la producción de un isocianato, que incluye

(i) Hidrogenación de una mezcla (Mi) que contiene una amina en presencia de un catalizador dehidrogenación que contiene cobre,

para obtener una mezcla (Mii) que contiene la amina;

(ii) reacción de la mezcla (Mii) con fosgeno para obtener una mezcla (5 Miii) que contiene el isocianato.

Método para la producción de un isocianato La presente invención se refiere a un método para la producción de un isocianato, que incluye la hidrogenación de una mezcla (Mi) que contiene una amina, en presencia de un catalizador de hidrogenación que contiene cobre para obtener una mezcla (Mii) que contiene la amina, y hacer reaccionar la mezcla (Mii) con fosgeno para obtener una mezcla (Miii) que contiene el isocianato. Además, la presente invención se refiere al isocianato producible según el método acorde con la invención.

Los isocianatos son materias primas muy importantes para la producción de poliuretanos. Son técnicamente importantes los di- y poliisocianatos de la serie del difenilmetano (MDI) . Como se emplea en el marco de la presente invención, el concepto general "MDI" define mezclas de diisocianatos y poliisocianatos de la serie del difenilmetano.

Se entiende por un diisocianato o bien un poliisocianato de la serie del difenilmetano un isocianato del siguiente tipo:

con x = 2 a n donde n es un número mayor a 1, por ejemplo 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 o más de 10. Si se trata de un diisocianato, entonces n es igual a 2. Si se trata de un poliisocianato, entonces n es mayor a 2. Se sabe que pueden producirse MDI mediante fosgenación de MDA. Como se emplea en el marco de la presente

invención, el concepto general "MDA" define mezclas de diaminas y poliaminas de la serie del difenilmetano. Se entiende por una diamina o bien una poliamina de la serie del difenilmetano una amina del siguiente tipo:

con x = 2 a n donde n es un número mayor a 1, por ejemplo 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 o más de 10. Si se trata de una diamina, entonces n es igual a 2. Si se trata de una poliamina, entonces n es mayor a 2.

Típicamente, la síntesis de MDI ocurre en un proceso dos etapas, donde primero reacciona anilina con formaldehído hasta dar MDA y a continuación el MDA reacciona en una segunda etapa en fosgeno. La fosgenación de MDA es conocida por los expertos y es descrita por ejemplo en H. Ullrich "Chemistr y and Technology of Isocyanates", John Wiley, 1996.

La fosgenación de MDA tiene la desventaja de que en la fosgenación ocurren decoloraciones altamente indeseables, que surgen por la reacción con fosgeno de las impurezas presentes en la MDA y que permanecen en la elaboración posterior del MDI para dar los poliuretanos. Otro problema desventajoso para la calidad del MDI es la contaminación del MDI con componentes que contienen cloro.

Para el blanqueamiento empírico del color de MDI se conocen numerosos métodos. Para reducir las indeseadas decoloraciones mencionadas, por ejemplo la DE-A 33 29 124 y la US 3, 479, 384 recomiendan reacondicionar mediante métodos de purificación con extracción el MDI que es obtenido de la fosgenación.

La US 4, 189, 354 recomienda el empleo de etapas adicionales de destilación para la purificación de las mezclas de MDI, con lo cual deberían quedar como contaminantes en el MDI pequeñas cantidades de componentes que contienen cloro y con ello bajas cantidades de cloro que puede ser hidrolizado. Por las bajas cantidades de componentes que tienen cloro, debería mejorar la calidad de los poliuretanos producidos a partir del MDI.

La EP-A 0 816 333 describe un método para la producción de MDI, donde una solución que contiene por lo menos un isocianato, después de la fosgenación y antes de la separación completa del solvente, es sometida a un tratamiento con hidrógeno en presencia de catalizadores que contienen compuestos de metales de transición de los grupos I, VII y VIII. De manera explícita se manifiestan solo catalizadores que contienen metales nobles, en particular paladio, platino, rodio y rutenio.

Un método alternativo para el blanqueamiento de MDI es descrito en la US 4, 465, 639. Aquí se alcanza un blanqueamiento de MDI, en el cual la solución de reacción es tratada con agua, directamente después de la fosgenación de MDA y antes de la eliminación del exceso de fosgeno. La costosa etapa de reacondicionamiento de los métodos arriba mencionados sin embargo no previene completamente aquí la coloración y tiene que ser reducida mediante un postratamiento del MDI con agua. Éste tratamiento con agua conduce además a problemas de corrosión debido al cloruro de hidrógeno formado.

Los métodos descritos arriba tienen la desventaja de que no se previenen las coloraciones que surgen con la fosgenación, por consiguiente la aparición de los componentes causantes de la coloración, sino que las coloraciones que aparecen inicialmente, o por lo menos una parte de estas coloraciones que aparecen, tienen que ser eliminadas posteriormente. Para esta eliminación pueden ser necesarias costosas etapas adicionales de reacondicionamiento y disposición.

Según EP-A 0 866 057 se alcanza un mejoramiento en la calidad de MDI, en lo cual no se eliminan las coloraciones ya surgidas que están presentes en el MDI, sino que ya el MDA precursor es tratado de modo correspondiente. El tratamiento consiste en poner en contacto, antes de su reacción, el MDA con ácidos inorgánicos sólidos Lewis y/o Brönstedt.

En lugar del tratamiento con ácidos Lewis, la EP-A 0 446 781 recomienda un tratamiento de MDA mediante hidrogenación del MDA con hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenación. Como catalizadores de hidrogenación se describen catalizadores que contienen platino metálico así como además níquel, metales u óxidos de wolframio y molibdeno o mezclas de diferentes metales como por ejemplo níquel y molibdeno. El MDA hidrogenado reacciona entonces con fosgeno hasta dar MDI, el cual debería exhibir un número mejorado de color. No se describen catalizadores que contienen cobre.

También la EP-A 0 546 400 y la US 5, 889, 070 describen métodos para el mejoramiento del color de MDA mediante hidrogenación del MDA en presencia de un catalizador metálico. Como catalizadores metálicos se mencionan catalizadores del grupo 8A como por ejemplo níquel, paladio, platino, cobalto, rutenio y rodio.

Los métodos descritos en el estado de la técnica, que además incluyen etapas de purificación adicionales son, como se describe arriba, muy costosos y no económicos. Los métodos descritos en el estado de la técnica, en los cuales se omiten etapas adicionales de purificación, tienen además la desventaja de que en su mayoría emplean catalizadores de hidrogenación muy caros y que frecuentemente estos catalizadores promueven reacciones secundarias que conducen en la MDA o bien en el MDI producido a partir de ella, a productos secundarios que contienen cloro. Esto conduce a una desventajosa elevación del valor de cloro en el MDI.

De acuerdo con ello existe además la necesidad de un nuevo método para la producción de isocianatos, en particular para la producción de isocianatos de la serie del difenilmetano, con calidad ventajosa. Bajo el concepto "isocianatos con calidad ventajosa" se entiende en el marco de la presente invención isocianatos que exhiben pequeñas cantidades de sustancias que aportan color así como un bajo contenido de componentes que contienen cloro.

Uno de los objetivos que son base de la presente invención era de acuerdo con ello proveer un nuevo método para la producción de un isocianato, donde el isocianato exhibiera sólo pequeñas cantidades de componentes que aportan color así como un bajo contenido de cloro o bien componentes que contienen cloro.

Sorprendentemente este objetivo pudo ser logrado mediante un método para la producción de un isocianato, el cual incluye

(i) Hidrogenación de una mezcla (Mi) que contiene amina en presencia de un catalizador de hidrogenación que contiene cobre para obtener una mezcla (Mii) que contiene la amina,

(ii) reacción de la mezcla (Mii) con fosgeno para obtener una mezcla (Miii) que contiene el isocianato.

Sorprendentemente mediante el empleo de catalizadores de hidrogenación que contienen cobre, en (i) se obtiene una mezcla que contiene el isocianato, la cual tanto contiene pequeñas cantidades de sustancias que aportan color como también exhibe bajos valores de color comparados con un isocianato que es producido con otros catalizadores metálicos.

Además, la presente invención se refiere al isocianato que puede ser producido según este método.

Como se emplean en el marco de la presente inscripción, la frase "que puede ser producido según un método", incluye tanto la frase "que puede ser producido por un método" como también la frase "producido por un método".

Como se emplea en el marco de la invención, el concepto "amina", denomina por lo menos una poliamina o por lo menos una diamina o una mezcla de por lo menos una poliamina y por lo menos una diamina.... [Seguir leyendo]

1. Método para la producción de un isocianato, que incluye

(i) Hidrogenación de una mezcla (Mi) que contiene una amina en presencia de un catalizador de hidrogenación que contiene cobre, para obtener una mezcla (Mii) que contiene la amina;

(ii) reacción de la mezcla (Mii) con fosgeno para obtener una mezcla (Miii) que contiene el isocianato.

2. Método según la reivindicación 1, donde el catalizador de hidrogenación contiene cobre en una cantidad en el rango de 0, 1 a 100 % en peso, preferiblemente en el rango de 10 a 60 % en peso, referido al peso total del catalizador y calculado como metal.

3. Método según las reivindicaciones 1 o 2, donde el catalizador de hidrogenación contiene un material de soporte elegido de entre el grupo consistente en dióxido de silicio, óxido de aluminio, óxido de zinc, dióxido de titanio, óxido de manganeso, óxido de circonio, óxido de lantano y una mezcla de dos o más de estos materiales.

4. Método según la reivindicación 3, donde el catalizador de hidrogenación contiene el material de soporte en una cantidad en el rango de 40 a 90 % en peso, referida al peso total del catalizador de hidrogenación.

5. Método según una de las reivindicaciones 1 a 4, donde el catalizador de hidrogenación, adicionalmente a cobre y dado el caso material de soporte, contiene por lo menos un elemento elegido de entre el grupo consistente en lantano, magnesio, manganeso, bario, carbono, cromo, plata, zinc, sodio, oro y una mezcla de dos o más de estos elementos.

6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, donde la amina es una mezcla de por lo menos dos diaminas de la serie del difenilmetano y por lo menos dos poliaminas de la serie del difenilmetano y el isocianato es una mezcla de por lo menos dos diisocianatos de la serie del difenilmetano y por lo menos dos poliisocianatos de la serie del difenilmetano.

7. Método según una de las reivindicaciones 1 a 6, donde la amina es producida mediante reacción de anilina y formaldehído en presencia de un catalizador ácido.

8. Método según una de las reivindicaciones 1 a 7, donde la mezcla (Mi) contiene adicionalmente anilina o adicionalmente agua o adicionalmente anilina y agua.

9. Método según la reivindicación 8, donde la mezcla (Mi) contiene anilina en una cantidad en el rango de hasta 75 % en peso, preferiblemente de hasta 50 % en peso y particularmente preferido de hasta 40 % en peso.

10. Método según las reivindicaciones 8 o 9, donde la mezcla (Mi) contiene agua en una cantidad en el rango de hasta 50 % en peso, preferiblemente en el rango de hasta 25 % en peso, particularmente preferido en el rango de hasta 10 % en peso, referida al peso total de la mezcla (Mi) .

11. Método según una de las reivindicaciones 1 a 10 donde la hidrogenación según (i) ocurre a una temperatura en el rango de 20 a 300 °C, preferiblemente 70 a 200 °C, más preferiblemente de 100 a 220 °C, en particular preferiblemente de 120 a 200 °C y a una presión en el rango de 1 a 300 bar, preferiblemente 10 a 100 bar y particularmente preferido 20 a 50 bar.

12. Método según una de las reivindicaciones 1 a 11, donde la reacción según (ii) ocurre a una temperatura en el rango de 100 a 350 °C y a una presión en el rango de 0, 5 a 150 bar.

13. Método según una de las reivindicaciones 1 a 12, donde la mezcla (Mi) contiene adicionalmente por lo menos un compuesto elegido de entre el grupo consistente en diaminas N-formiladas de la serie del difenilmetano, poliaminas N-formiladas de la serie del difenilmetano, y 3, 4-dihidroquinazolinas.

14. Método según una de las reivindicaciones 1 a 13, donde la reacción según (ii) es realizada en presencia de un solvente, preferiblemente en presencia de un solvente elegido de entre el grupo consistente en clorobencenos e hidrocarburos