Proceso para la preparación de alcanodiol y carbonato de dialquilo.

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

(a) hacer reaccionar un carbonato de alquileno y un alcanol en presencia de un catalizador detransesterificación para obtener una mezcla de reacción que comprende carbonato de dialquilo, alcanol sinconvertir, alcanodiol y carbonato de alquileno sin convertir;

(b) someter la mezcla de reacción a una destilación en una primera columna de destilación para obtener unacorriente superior que comprende carbonato de dialquilo y alcanol, y una corriente inferior que comprendecarbonato de dialquilo, alcanol, alcanodiol y carbonato de alquileno;

(c) someter la corriente inferior de la primera columna de destilación a destilación en una segunda columna dedestilación para obtener una corriente superior que comprende carbonato de dialquilo y alcanol, y una corrienteinferior que comprende alcanodiol y carbonato de alquileno;

(d) recuperar el alcanodiol de la corriente inferior de la segunda columna de destilación; y

(e) someter las corrientes superiores de las primera y segunda columna de destilación a destilación en unatercera columna de destilación para obtener una corriente superior que comprende alcanol y una corrienteinferior que comprende carbonato de dialquilo.

Proceso para la preparación de alcanodiol y carbonato de dialquilo La presente invención se refiere a un proceso para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo a partir de un carbonato de alquileno y un alcanol.

Dichos procesos de transesterificación se divulgan, por ejemplo, en el documento WO2003089400 y WO2008090108. El documento WO2008090108 divulga un proceso para la recuperación de carbonato de dialquilo a partir de una mezcla de reacción obtenida a partir de la reacción de un carbonato de alquileno y un alcanol. Este proceso se muestra en la Fig. 1. El documento WO2003089400 también da a conocer un proceso para la recuperación de carbonato de dialquilo a partir de una mezcla de reacción obtenida a partir de la reacción de un carbonato de alquileno y un alcanol. Este último proceso es similar al que se muestra en la Fig. 1.

En el proceso de la técnica anterior que se muestra en la Fig. 1, se pasa un alcanol por una línea 1 a un reactor 2. Por la línea 3, se carga también un carbonato de alquileno en el reactor 2. Por la línea 4 del reactor 2, se extrae un producto que comprende una mezcla de carbonato de dialquilo, alcanol sin convertir, alquilenglicol y carbonato de alquileno sin convertir. Por la línea 4, se hace pasar la mezcla hasta una columna de destilación 5, donde el producto se separa en una fracción superior que comprende carbonato de dialquilo y alcanol, que se retira por la línea 6, y una fracción inferior que comprende alquilenglicol y carbonato de alquileno, retirada por la línea 7. La mezcla que comprende carbonato de dialquilo y alcanol de la línea 6 se hace pasar a una columna de destilación 8. El alcanol se descarga por una línea 10 y se recicla hacia el reactor 2 por la línea 1. El carbonato de dialquilo se descarga por una línea 9 y se recupera como producto.

La corriente inferior de la columna de destilación 5 se somete a destilación en una columna de destilación 11. En la columna de destilación 11, se recupera un producto superior que comprende alquilenglicol por la línea 12. El producto inferior de la columna de destilación 11 retirado por la línea 13 comprende carbonato de alquileno, que es (parcialmente) reciclado hacia el reactor 2 por la línea 3.

El objeto de la presente invención es encontrar un proceso para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo mediante la reacción de un carbonato de alquileno y un alcanol, donde, después de la reacción, el carbonato de dialquilo se pueda recuperar del modo más energéticamente eficiente.

Sorprendentemente, se encontró que dicha recuperación energética eficiente del carbonato de dialquilo se puede lograr mediante la adición de una columna de destilación adicional directamente aguas abajo del reactor de transesterificación, en comparación con la configuración que se muestra en la Fig. 1. La configuración para la recuperación de carbonato de dialquilo de acuerdo con la presente invención se muestra en la Fig. 2

Por consiguiente, la presente invención se refiere a un proceso para la preparación de un alcanodiol y un carbonato 40 de dialquilo que comprende:

(a) hacer reaccionar un carbonato de alquileno y un alcanol en presencia de un catalizador de transesterificación para obtener una mezcla de reacción que comprende carbonato de dialquilo, alcanol sin convertir, alcanodiol y carbonato de alquileno sin convertir;

(b) someter la mezcla de reacción a una destilación en una primera columna de destilación para obtener una corriente superior que comprende carbonato de dialquilo y alcanol, y una corriente inferior que comprende carbonato de dialquilo, alcanol, alcanodiol y carbonato de alquileno;

(c) someter la corriente inferior de la primera columna de destilación a destilación en una segunda columna de destilación para obtener una corriente superior que comprende carbonato de dialquilo y alcanol, y una corriente 50 inferior que comprende alcanodiol y carbonato de alquileno;

(d) recuperar el alcanodiol de la corriente inferior de la segunda columna de destilación; y

(e) someter las corrientes superiores de la primera y segunda columna de destilación a destilación en una tercera columna de destilación para obtener una corriente superior que comprende alcanol y una corriente inferior que comprende carbonato de dialquilo.

La presente invención da como resultado ventajosamente necesidades energéticas menos estrictas para separar el carbonato de dialquilo de la mezcla de reacción, como se muestra en los ejemplos que figuran a continuación.

La etapa (a) del presente proceso se puede llevar a cabo en una columna de destilación reactiva, como se describe 60 en el documento US5359118. Esto implicaría llevar a cabo la reacción a contracorriente. La columna de destilación puede contener bandejas con tapas de burbujas, platos de cedazo o anillos Raschig. El experto en la materia reconocerá que son posibles varios tipos de envases para el catalizador de transesterificación y varias configuraciones de las bandejas. Se han descrito columnas adecuadas, por ejemplo, en “Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistr y ”, V edición, Vol. B4, pág. 321 ff, 1992.

El carbonato de alquileno, en general, tendrá un punto de ebullición superior al del alcanol. En el caso del etileno y el carbonato de propileno, los puntos de ebullición atmosféricos son superiores a 240 ºC. Por lo tanto, en general, el carbonato de alquileno se introducirá en la parte superior de una columna de destilación reactiva y el alcanol se introducirá en la parte inferior de dicha columna. El carbonato de alquileno fluirá hacia abajo, y el alcanol lo hará

hacia arriba.

Preferentemente, la etapa (a) del presente proceso se lleva a equicorriente. Una forma adecuada de operar es llevar a cabo la reacción mediante flujo por goteo, donde los reactantes, parte en fase de vapor y parte en fase líquida, gotean hacia abajo sobre un catalizador heterogéneo. Una forma más preferida de realizar la etapa (a) del proceso de la presente invención es en un reactor solamente con líquidos. Una zona de reacción adecuada de este tipo es una zona de reacción de tipo tubular, donde la reacción se lleva a cabo de una manera de flujo pistón. Por ejemplo, la etapa (a) del presente proceso se puede llevar a cabo en un reactor de flujo pistón o en una serie de dos o más reactores de flujo pistón. Esto permitirá que la reacción se aproxime al equilibrio.

Otra posibilidad es llevar a cabo la etapa (a) del proceso de la presente invención en un reactor de tanque continuamente agitado (CSTR) . En este último caso, el efluente del CSTR se somete preferentemente a una postreacción en un reactor de flujo pistón, de modo que la reacción puede acercarse al equilibrio.

En la etapa (b) del presente proceso, la mezcla de reacción que comprende carbonato de dialquilo, alcanol sin convertir, alcanodiol y carbonato de alquileno sin convertir de la etapa (a) se somete a destilación en una primera columna de destilación para obtener una corriente superior que comprende carbonato de dialquilo y alcanol, y una corriente inferior que comprende carbonato de dialquilo, alcanol, alcanodiol y carbonato de alquileno.

De acuerdo con la presente descripción, una corriente o producto superior de una columna de destilación proceden de arriba o de la parte superior de la columna de destilación. Del mismo modo, una corriente o un producto inferior proceden de abajo o de la parte inferior de la columna de destilación. Esto implica que es posible descargar una corriente superior bien de la bandeja más alta o de una bandeja colocada debajo de la bandeja más alta, y que una corriente inferior se puede descargar bien de la bandeja más baja o de una bandeja colocada encima de la bandeja más baja.

Preferentemente, la presión en la parte superior de la primera columna de destilación es de 50 a 1.000 kPa (0, 5 a 10 bar) , más preferentemente de 100 a 500 kPa (1 a 5 bar) . La presión en la parte superior de una columna de destilación es la presión más baja dentro de dicha columna. Además, preferentemente, la temperatura en la parte inferior de la primera columna de destilación es de de 100 a 200 ºC, más preferentemente 125 a 175 ºC. La temperatura en la parte inferior de una columna de destilación es la temperatura más alta dentro de dicha columna.

Tanto la corriente superior como la corriente inferior de la primera columna de destilación pueden comprender una cantidad considerable de carbonato de dialquilo y alcanol.

La cantidad de carbonato de dialquilo que sale de la primera columna de destilación a través de la corriente superior es preferentemente del 40 al 80% en peso, más preferentemente,... [Seguir leyendo]

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

(a) hacer reaccionar un carbonato de alquileno y un alcanol en presencia de un catalizador de transesterificación para obtener una mezcla de reacción que comprende carbonato de dialquilo, alcanol sin convertir, alcanodiol y carbonato de alquileno sin convertir;

(b) someter la mezcla de reacción a una destilación en una primera columna de destilación para obtener una corriente superior que comprende carbonato de dialquilo y alcanol, y una corriente inferior que comprende 10 carbonato de dialquilo, alcanol, alcanodiol y carbonato de alquileno;

(c) someter la corriente inferior de la primera columna de destilación a destilación en una segunda columna de destilación para obtener una corriente superior que comprende carbonato de dialquilo y alcanol, y una corriente inferior que comprende alcanodiol y carbonato de alquileno;

(d) recuperar el alcanodiol de la corriente inferior de la segunda columna de destilación; y

(e) someter las corrientes superiores de las primera y segunda columna de destilación a destilación en una tercera columna de destilación para obtener una corriente superior que comprende alcanol y una corriente inferior que comprende carbonato de dialquilo.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, donde la presión encima de la primera columna de destilación es de 20 50 a 1.000 kPa (0, 5 a 10 bar) , más preferentemente de 100 a 500 kPa (1 a 5 bar) .

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde la presión encima de la segunda columna de destilación es de 1 a 300 kPa (10 mbar a 3 bar) , más preferentemente de 5 a 100 kPa (50 mbar a 1 bar) .

4. Proceso de acuerdo con la reivindicación 3, donde la presión encima de la segunda columna de destilación es inferior a la presión encima de la primera columna de destilación, y es de de 5 a 50 kPa (50 a 500 mbar) , más preferentemente de 7 a 30 kPa (70 a 300 mbar) .

5. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la presión encima de la tercera 30 columna de destilación es inferior a la presión encima de la primera columna de destilación.

6. Proceso de acuerdo con la reivindicación 5, donde la presión encima de la tercera columna de destilación es de 10 a 500 kPa (0, 1 a 5 bar) , más preferentemente de 50 a 400 kPa (0, 5 a 4 bar) .

7. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la temperatura en la parte inferior de la primera, segunda y tercera columna de destilación es de 100 a 200 ºC, más preferentemente, de 125 a 175 ºC.

8. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se lleva a cabo de manera continua.

9. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el catalizador de transesterificación es un catalizador heterogéneo.

10. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el carbonato de alquileno es carbonato de etileno o carbonato de propileno y el alcanol es etanol. 45