ES2203112T3 - Procedimiento para la produccion de hexanodiol. - Google Patents
Procedimiento para la produccion de hexanodiol.Info
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Abstract
Procedimiento para la producción de hexanodiol a través de hidrogenación de ésteres dialquílicos del ácido adípico o mezclas, que contienen éster dialquílico del ácido adípico como componente esencial y compuestos orgánicos de halógeno como impurezas, caracterizado porque el éster dialquílico del ácido adípico o las mezclas que contienen éster dialquílico del ácido adípico son conducidos antes de la hidrogenación para la eliminación de los compuestos orgánicos de halógeno, a una temperatura de 50 a 250 ºC y una presión de 1 a 100 bares, sobre catalizadores de cobre, que presentan un contenido de cobre, calculado como CuO de 0, 5 a 80 % en peso, una superficie de 5 a 1500 m2/g, una porosidad de 0, 05 a 1, 5 cm3/g y una superficie de cobre de 0, 1 a 20 m2/g.
Description
Procedimiento para la producción de
hexanodiol.
La invención se refiere a un procedimiento para
la producción de 1,6- hexanodiol a través de la hidrogenación de
ésteres del ácido adípico o de mezclas de ésteres, que los
contienen y que contienen compuestos de halógeno como impureza,
donde el aducto es conducido antes de la hidrogenación sobre un
catalizador de cobre para la eliminación del compuesto de
halógeno.
En el documento 97/31 882 se describe un
procedimiento para la producción de 1,6-hexanodiol,
en el que se esterifica una mezcla de ácido carboxílico, que
contiene esencialmente ácido adípico y ácido
6-hidroxicaprónico, que se obtiene como subproducto
de la oxidación de ciclohexanona / ciclohexanol con oxígeno o gases
que contienen oxígeno y a través de extracción con agua de la
mezcla de reacción, con un alcohol de bajo peso molecular para
obtener ésteres de ácido carboxílico correspondientes y la mezcla
de esterificación obtenida es liberada en una primera etapa de
destilación de alcohol excesivo y de agentes de bajo punto de
ebullición, a partir del producto de cola se realiza en una segunda
etapa de destilación una separación en una fracción de éster
esencialmente libre de 1,4-ciclohexanodioles y una
fracción que contiene al menos la mayor parte de los
1,4-ciclohexanodioles y se hidrogena
catalíticamente la fracción de éster esencialmente libre de
1,4-ciclohexanodioles.
Se ha mostrado ahora que la actividad del
catalizador de hidrogenación se reduce en el transcurso del tiempo
y se supone que esta desactivación es atribuible al contenido del
educto en compuestos orgánicos de halógeno.
Por lo tanto, existía el cometido de eliminar
estos compuestos orgánicos de halógeno total o casi totalmente, es
decir, hasta un contenido residual menor que 0,5 ppm, con
preferencia menor que 0,1 ppm.
Se conoce, la eliminación de impureza orgánica de
halógeno a partir de otro substrato. Así, por ejemplo, se describe
en el documento US 5 614 644 la eliminación de compuestos orgánicos
de halógeno a partir de furano y furanos hidrogenados con
catalizadores que contienen cobre. Sin embargo, allí solamente se
consigue reducir el contenido de la impureza de 50 a 2000 ppm a
menor que 15 ppm, con preferencia a menor que 5 ppm.
Se ha encontrado sorprendentemente que en un
procedimiento para la producción de hexanodiol a través de la
hidrogenación de ésteres de alquilo del ácido adípico o de mezclas,
que contienen ésteres de alquilo del ácido adípico como componente
esencial y los compuestos orgánicos de halógeno como impurezas, se
consigue reducir el contenido en compuestos orgánicos de halógeno a
valores extraordinariamente bajos, por ejemplo menores que 0,5 ppm,
con preferencia menores que 0,1 ppm y de esta manera elevar en gran
medida el tiempo de actividad del catalizador de hidrogenación,
cuando los ésteres de dialquilo del ácido adípico o las mezclas que
contienen ésteres de dialquilo del ácido adípico son conducidos
antes de la hidrogenación para la eliminación de los compuestos
orgánicos de halógeno con preferencia en la fase líquida a una
temperatura de 50 a 250ºC y a una presión de 1 a 100 bares sobre
catalizadores de cobre, que presentan un contenido de cobre,
calculado como CuO de 0,5 a 80% en peso, una superficie de 5 a 1500
m^{2}/g, una porosidad de 0,05 a 1,5 cm^{3}/g y una superficie
de cobre de 0,1 a 20 m^{2}/g (respectivamente, por g de
catalizador).
Con los catalizadores de cobre a utilizar según
la invención no sólo se consigue la eliminación casi completa de
los compuestos de halógeno sino que se caracterizan, además, porque
son químicamente estable frente a la mezcla de ésteres, es decir,
que en la mezcla de ésteres liberada de las impurezas que contienen
halógeno no se pueden comprobar componentes del catalizador, y que
no modifican químicamente la mezcla de ésteres en su composición
química, aparte de la eliminación de las impurezas que contienen
halógeno.
Se supone que durante el tratamiento de la
corriente de educto con los catalizadores de cobre se produce una
disociación de los compuestos orgánicos de halógeno y los
catalizadores de cobre sirven al mismo tiempo como absorbente para
los halógenos liberados. Por lo tanto, los conceptos catalizador y
absorbente se utilizan a continuación como sinónimos.
Como absorbentes de halógeno que contienen cobre
se pueden utilizar tanto catalizadores macizos de cobre como
también catalizadores portadores de cobre.
Con preferencia, se emplean, por una parte,
catalizadores portadores de cobre, en los que el componente de
cobre está dispuesto altamente disperso sobre un soporte inerte.
Como soportes son adecuados, por ejemplo, carbón activado, carburo
de silicio, óxido de aluminio, dióxido de silicio, dióxido de
titanio, dióxido de zirconio, óxido de zinc, óxido de magnesio,
óxido de calcio, sulfato de bario o sus mezclas, con preferencia
carbón activado y dióxido de zirconio. Los soportes se pueden
emplear, por ejemplo, como extrudados, gránulos, tabletas o
granulado.
Con preferencia, se emplean, por otra parte,
catalizadores macizos de cobre, que contienen, además de cobre,
como otros componentes, por ejemplo TiO_{2}, Al_{2}O_{3},
ZrO_{2} o mezclas de estos compuestos, entre ello se prefiere
TiO_{2}.
Los catalizadores a utilizar según la invención
poseen un contenido de cobre, calculado como CuO, de 0,5 - 80% en
peso, con preferencia 2 - 60% en peso, una superficie de 5 -1500
m^{2}/g, con preferencia 10-1000 m^{2}/g, y una
porosidad de 0,05 - 1,5 cm^{3}/g, con preferencia
0,1-0,8 cm^{3}/g.
Como catalizadores de soporte se emplean de
manera especialmente preferida, por una parte, catalizadores de
cobre soportados por ZrO_{2}, que presentan un contenido de
cobre, calculado como CuO, de 2 - 8% en peso, una superficie de 50 -
150 m^{2}/g, una porosidad de 0,2 - 0,4 cm^{3}/g, y una
superficie de cobre de 0,1-3,0 m^{2}/g y, por otra
parte, catalizadores de cobre soportado con carbón activado, que
presentan un contenido de cobre, calculado como CuO, de 2 – 8% en
peso, una superficie de 500 - 1000 m^{2}/g, una porosidad de 0,5
- 0,8 cm^{3}/g, y una superficie de cobre de 1,0 - 5,0
m^{2}/g.
Como catalizadores macizos de cobre se utilizan
de una manera especialmente preferida catalizadores macizos de
cobre, que contienen, como otro componente, además de cobre,
TiO_{2}, que presentan un contenido de cobre, calculado como CuO,
de 20 – 60% en peso, una superficie de 10 - 150 m^{2}/g, una
porosidad de 0,1 - 0,5 cm^{3}/g, y una superficie específica de
cobre de 0,5-3,0 m^{2}/g.
Los catalizadores a emplear según la invención se
caracterizan sobre todo por una superficie de cobre alta de 0,1-
20,0 m^{2}/g, con preferencia de 0,5 - 10,0 m^{2}/g, de manera
especialmente preferida de 1,0 - 5,0 m^{2}/g de catalizador. Una
superficie alta de cobre es importante para la separación eficiente
de las impurezas que contienen halógeno desde la mezcla de ésteres y
para una alta capacidad de absorción del absorbente que contiene
cobre para los halógenos disociados. La superficie específica de
cobre establecida según se reivindica se determina con la ayuda de
la absorción química de impulso de N_{2}O explicada en detalle a
continuación.
PoulseChemiSorb 2705 de la Firma
Micromeritics.
Se colocaron aproximadamente 0,3 de catalizador
reducido en un reactor de tubo U de cuarzo con parte de la muestra
extendida (d - 11 mm). Se calentó la muestra en la corriente de 5%
H_{2}/Ar (30 ml/min) con una velocidad de calentamiento de 5 K
/min hasta 240ºC. Siguió una reducción durante dos horas con
hidrógeno a 240ºC. A continuación se eluyó una muestra en el
transcurso de 30 min. en una corriente de helio con 20 ml/min. y se
refrigeró bajo este gas a 70ºC.
Para la medición de la absorción química reactiva
de N_{2}O ser dosificaron por medio de un bucle de dosificación
(volumen 100 \mul) impulsos de N_{2}O en una corriente de helio
de 30 ml/min. y se condujeron a 70ºC a través de la muestra. Se
impulsó hasta que se comprobaron cuatro impulsos iguales )de la
misma cantidad de N_{2}O, respectivamente) unos detrás de otros.
El análisis de la cantidad consumida de N_{2}O ó bien del N_{2}
resultante se realizó en una columna de separación cromatográfica
corta conectada aguas abajo del reactor con
Porapale-N®; por medio de un detector de la
conductividad térmica.
1. A partir de la constancia de cuatro impulsos
con el contenido de superficie respectivo PF^{i} se calculó un
valor medio de la superficie del impulso (MPF) en unidades
arbitrarias [w. E.]. Por lo tanto, en n impulsos totales
(1)MPF =
\sum\limits^{n}_{i=n-3}
PF^{i}/4
A partir de este valor MPF se pueden transformar
las superficies del impulso en \mul con la ayuda del volumen de
referencia RV
(2)xMPF [w.E.] =
yRV[\mul]
2. La cantidad de gas adsorbido AdG se calcula de
la siguiente manera a partir del contenido de superficie de los n
impulsos individuales PF^{i}:
(3)AdG[w.E.]= n*MPF -
\sum\limits^{n}_{i=1} PF^{i} = (n-4)\text{*}
MPF-\sum\limits ^{n-4}_{i=1} PF
^{i}
3. Con la ayuda de (2) se calcula la cantidad de
gas adsorbido AdG en \mul.
4. La cantidad de gas adsorbido AdG [\mul] se
transforma en condiciones estándar AdG^{s} [\mul].
(4)AdG^{s} = AdG \text{*}
\frac{273\text{*}p^{m}}{760\text{*}T^{m}}
p^{m}: presión [Torr]; T^{m}: temperatura de
adsorción
[K]
p^{m} y T^{m} se introducen como parámetros
antes de la medición.
5. A partir de AdG^{s} se calcula, a través de
normalización sobre el peso G de la muestra, la cantidad de gas
adsorbida específica V_{m} [cm^{3}/g].
(5)V_{m} [cm^{3}/g] =
AdG^{s[\mu l]} / 1000 \text{*}
G[g]
6. Cálculo de V_{m} en [\mumol/g]
(6)V_{m} [\mumol/g]
44,940 * V_{m}
[cm^{3}/g]
7. Cálculo de la superficie específica del cobre
S^{m} [m^{2}/g^{Kat}]:
(7)S^{m} [m^{2}/g^{kat}] =
\frac{V_{m} [\mu mol/g] \text{*} S \text{*} N_{1} \text{*}
10^{-6}}{K}
S: Factor de estequiometría (supuesto Cu = 2)
K: Número de los átomos de metal por m^{2}
(para Cu = 1,46 x 10^{19} m^{2})
N1: Índice de Avogadro (6,022052 x 10^{23}
mol^{-1}).
La fabricación de los catalizadores de soporte a
utilizar según la invención se realiza con preferencia con la ayuda
del procedimiento de la impregnación de los poros. En este caso, se
disuelve un compuesto de cobre en una cantidad de disolvente que
corresponde al volumen de los poros del soporte, se impregna el
soporte con la solución y a continuación se seca el catalizador
impregnado en el transcurso de 1 a 48 horas, con preferencia de 12
a 24 horas, a temperaturas de 80 a 170ºC, con preferencia de 100 a
150ºC. Como disolvente se utiliza con preferencia agua. Como una
alternativa a la impregnación de los poros se puede impregnar
también con una cantidad de solución que es mayor que el volumen de
los poros del soporte (impregnación con exceso de solución).
Adicionalmente, el catalizador seco se puede calcinar de 0,5 a 10
horas, con preferencia de 1 a 3 horas, en general en la corriente de
aire a una temperatura de 200 a 600ºC, con preferencia de 250 –
400ºC.
Como compuestos de cobre son adecuados, por
ejemplo, nitrato de cobre, halogenuros de cobre, carbonato de
cobre, carboxilatos de cobre, acetilacetonato de cobre o complejos
de amina de cobre. Para la fabricación de los catalizadores se
utiliza con preferencia una solución amoniacal de carbonato de
cobre, que se prepara a través de la disolución de carbonato de
cobre en solución acuosa de amoniaco.
La fabricación de los catalizadores macizos a
utilizar según la invención se realiza, por ejemplo, a través de
precipitación de una solución de sal de cobre en presencia de los
otros componentes del catalizador, con preferencia TiO_{2},
Al_{2}O_{3}, ZrO_{2} o sus mezclas, estando presentes los
componentes secundarios, en una forma de realización preferida, como
polvo en una suspensión acuosa. El cobre es precipitado a partir de
la solución de sal de cobre de una manera conocida en sí, con
preferencia con solución de sosa.
Los precipitados resultantes son filtrados, son
lavados libres de álcali y son secados a temperaturas de 50ºC a
150ºC, con preferencia a 120ºC y a continuación son calcinados, en
general, a 200 a 400ºC, especialmente de 200 a 220ºC.
Como substancias de partida se pueden emplear, en
principio, todas las sales de Cu(I) y/o Cu(II)
solubles, por ejemplo sulfatos, nitratos, cloruros, carbonatos,
acetatos, oxalatos o complejos de amonio. Se utiliza de manera
especialmente preferida nitrato de cobre.
El polvo secado obtenido como se ha descrito
anteriormente se moldea con preferencia en tabletas o cuerpos
moldeados similares. Como agentes auxiliares para la formación de
las tabletas se añade para el proceso de moldeo grafito, con
preferencia en una porción de 3% en peso, con respecto al peso del
polvo seco. Como otro aditivo para la fabricación del catalizador se
añade, además del polvo descrito anteriormente y además del
grafito, dado el caso, polvo de Cu metálico. Se añaden con
preferencia, con respecto al peso del polvo seco descrito
anteriormente, de 5 a 40% en peso de polvo de Cu metálico,
especialmente de 15 a 20% en peso.
Los cuerpos moldeados en tabletas son
atemperados, con preferencia en el transcurso de 2 horas, de 300 a
600ºC, especialmente de 330 a 350ºC. Este procedimiento para la
formación de las tabletas permite, en comparación con el empleo
exclusivo de grafito como agente auxiliar de formación de tabletas
en los procedimientos habituales, un moldeo especialmente fácil de
realizar del polvo en tabletas y proporciona catalizadores muy
estables desde el punto de vista químico y mecánico.
Antes del empleo como catalizador / absorbente de
halógeno, los catalizadores de cobre deben reducirse todavía, para
transferir el componente de cobre a un estado metálico. La
reducción se realiza conduciendo, por ejemplo, a través del
catalizador de cobre que se encuentra ya en el reactor, un gas que
contiene hidrógeno, con preferencia mezclas de H_{2} / N_{2},
con contenidos de H_{2} de 50 - 100% en volumen, a una
temperatura de 100 – 250ºC, con preferencia de
150 – 200ºC, durante un periodo de tiempo de 10 - 48 horas, con preferencia de 20 - 30 horas.
150 – 200ºC, durante un periodo de tiempo de 10 - 48 horas, con preferencia de 20 - 30 horas.
La eliminación de las impurezas que contienen
halógeno a partir de la mezcla de ésteres con catalizadores /
absorbentes de halógeno que contienen cobre se puede realizar tanto
en la fase líquida como también en la fase gaseosa. Con preferencia,
se trabaja en la fase líquida. La eliminación de las impurezas que
contienen halógeno a partir de la mezcla de ésteres se puede
realizar de forma discontinua o continua. Con preferencia se
trabaja en el modo continuo.
Durante la eliminación de la impureza que
contiene halógeno en la fase líquida en el modo continuo se llena
el absorbente de halógeno que contienen cobre, por ejemplo, en un
reactor tubular, se activa en el reactor tubular, como se ha
descrito anteriormente, a través de tratamiento con un gas que
contiene hidrógeno, y la mezcla de ésteres que contiene las
impurezas con contenido de halógeno es conducida con una carga de
líquido de 0,05 - 50 kg de mezcla de ésteres / 1 catalizador * h, a
una temperatura de 50 – 250ºC, con preferencia de 100 – 200ºC, de
manera especialmente preferida de 150 – 180ºC, y una presión, que
se selecciona tan alta, que no se puede configurar ninguna fase de
gas, por ejemplo de 1 - 100 bares, con preferencia de 1 - 10 bares,
de manera especialmente preferida de 1 - 5 bares, o bien de abajo
arriba (modo de operación de cola) o de arriba abajo (modo de
operación de riego) sobre el catalizador. Con preferencia se trabaja
en el modo de operación de cola). La concentración de los
compuestos que contienen halógeno en la mezcla de ésteres purificada
es, en general, menor que 0,5 ppm, con preferencia menor que 0,1
ppm Cl.
Como ésteres de dialquilo del ácido adípico a
purificar según la invención, especialmente ésteres del ácido
adípico con alcoholes de bajo peso molecular, por ejemplo con
alcoholes con 1 a 4 átomos de carbono, o mezclas de ésteres que los
contienen se contemplan eductos de origen discrecional que, en
virtud de su método de fabricación, contienen compuestos orgánicos
de halógeno como impurezas.
No obstante, con preferencia se utiliza como
educto una fracción de éster, que se obtiene
a) a través de esterificación de una mezcla
acuosa de ácido dicarboxílico, que contiene ácido adípico, ácido
6-hidroxicaprónico o cantidades reducidas de
1,4-ciclohexanodioles y que aparece como
subproducto durante la oxidación de ciclohexano en ciclohexanona /
ciclohexanol con oxígeno o gases que contienen oxígeno y a través
de extracción en agua de la mezcla del reactor, con un alcohol de
bajo peso molecular, con preferencia n- o i-butanol
y especialmente metanol.
b) eliminación del exceso de alcohol y de los
agentes de bajo punto de ebullición en una primera etapa de
destilación y
c) separación del producto de cola en una segunda
etapa de destilación en una fracción, que contiene al menos la
mayor parte de los ciclohexanodioles, y una fracción éster
esencialmente libre de 1,4-ciclohexanodioles y a
hidrogenar.
La producción de esta fracción éster se describe
en detalle en el documento WO 97/31882. Contiene en concentraciones
de hasta 1000 ppm, en general hasta 100 ppm, y en particular
menores que 10 ppm compuestos orgánicos con contenido de halógeno,
como ciclohexanos clorados, sobre todo monoclorociclohexano,
1,2-diclorociclohexano,
1,3-diclorociclohexano así como
1,4-diclorociclohexano como impurezas, que no se
pueden separar por destilación.
Estos compuestos orgánicos de halógeno se
disocian en los catalizadores de cobre a utilizar según la
invención, en general, a menos de 0,1 ppm, con frecuencia por debajo
del límite de verificación y se absorben. La hidrogenación de los
ésteres de dialquilo del ácido adípico liberados de los compuestos
orgánicos de halógeno o de las mezclas de ésteres que los contienen
se realiza de manera conocida en sí y con catalizadores a conocidos
en sí. Las condiciones de hidrogenación y los catalizadores se
describen en particular en el documento WO 97/31882, de manera que
se hace referencia expresamente a esta publicación y debe
considerarse incorporada aquí. Las características del procedimiento
descrito en el documento WO 97/31882 son en este caso esencialmente
las siguientes:
Para una mejor comprensión se explica el
procedimiento para la producción de hexanodiol según la figura 1,
en la que las etapas individuales del procedimientos están
codificadas en varias fases, siendo esenciales las fases 2, 3, 4, 5,
6, 7 para el procedimiento y pudiendo agruparse también las fases 3
y 4 así como 6 y 7. Las fases 8, 9, 10 y 11 son opcionales, pero son
convenientes, dado el caso, para la rentabilidad del
procedimiento.
La solución de ácido dicarboxílico (DCL) es, en
general, una solución acuosa con una porción de agua del 20 al 80%.
Puesto que una reacción de esterificación representa una reacción
de equilibrio, la mayoría de las veces es conveniente, especialmente
en el caso de la esterificación con metanol, por ejemplo, eliminar
el agua presente antes de la reacción, sobre todo cuando no se puede
eliminar el agua, por ejemplo de forma azeotropa, durante la
reacción de esterificación. La deshidratación en la fase 1 se puede
realizar, por ejemplo, con un sistema de membrana, o con preferencia
a través de un aparato de destilación, en el que se separan a
temperaturas de 10 a 250ºC, con preferencia de 20 a 200ºC, de
manera especialmente preferida de 30 a 200ºC y a una presión de 1 a
1500 mbares, con preferencia de 5 a 1100 mbares, de manera
especialmente preferida de 20 a 1000 mbares agua sobre la cabeza y
ácidos monocarboxílicos superiores, ácidos dicarboxílicos, y
1,4-ciclohexanodioles a través de la cola. La
temperatura de la cola se selecciona en este caso con preferencia de
tal forma que el producto de la cola se puede extraer líquido. El
contenido de agua en la cola de la columna puede ser de 0,01 a 10%
en peso, con preferencia de 0,01 a 5% en peso, de manera
especialmente preferida de 0,01 a 1% en peso.
La separación del agua se puede realizar de tal
forma que el agua se obtiene predominantemente libre de ácido, o
los ácidos monocarboxílicos inferiores contenidos en la DCL
-esencialmente ácido fórmico- se pueden eliminar por destilación en
su mayor parte con agua, para que éstos no adhieran en la
esterificación ningún alcohol de esterificación.
Se mezcla con la corriente de ácido carboxílico
de la fase 1 un alcohol con 1 a 10 átomos de carbono, según la
variante A alcoholes con 1 a 3 átomos de carbono, es decir,
metanol, etanol, propanol o iso-propanol, con
preferencia metanol, según la variante B alcoholes con 4 a 10,
especialmente con 4 a 8 átomos de carbono y de manera especialmente
preferida n-butanol, n-pentanol e
i-pentanol.
La relación de mezcla de alcohol con respecto a
la corriente de ácido carboxílico (relación de masas) puede ser de
0,1 a 30, con preferencia de 0,2 a 20, de manera especialmente
preferida de 0,5 a 10.
Esta mezcla llega como colada o solución al
reactor de la fase 2, en el que se esterifican los ácidos
carboxílicos con el alcohol. Las reacción de esterificación se puede
realizar de 50 a 400ºC, con preferencia de 70 a 300ºC, de manera
especialmente preferida de 90 a 200ºC. Se puede aplicar una presión
exterior, pero con preferencia la esterificación se realiza bajo
presión propia del sistema de reacción. Como aparatos de
esterificación se pueden emplear en este caso una caldera de
agitación o tubo de circulación o se pueden emplear varios,
respectivamente. El tiempo de residencia necesario para la
esterificación está entre 0,3 y 10 horas, con preferencia es de 0,5
a 5 horas. La reacción de esterificación se puede desarrollar sin
la adición de un catalizador; pero con preferencia se añade un
catalizador para la elevación de la velocidad de la reacción. En
este caso, se puede tratar de un catalizador disuelto de forma
homogénea o de un catalizador sólido. Como catalizadores homogéneos
se mencionan a modo de ejemplo ácido sulfúrico, ácido fosfórico,
ácido clorhídrico, ácidos sulfónicos, como ácido
p-toluenosulfónico, heteropoliácidos como ácido
fosfórico de volframio o ácidos Lewis como compuestos de aluminio,
de vanadio, de titanio, de boro. Se prefieren ácidos minerales,
especialmente ácido sulfúrico. La relación en peso del catalizador
homogéneo con respecto a la colada de ácido carboxílico es, en
general, de 0,0001 a 0,5, con preferencia de 0,001 a 0,3.
Como catalizadores sólidos son adecuados
materiales ácidos o superácidos, por ejemplo óxidos de metal ácidos
o superácidos, como SIO_{2}, Al_{2}O_{3}, SnO_{2}, ZrO_{2}
o silicatos en capas o zeolitas, todos los cuales pueden estar
dotados para la intensificación del ácido con ésteres de ácidos
minerales como sulfato o fosfato, o intercambiadores orgánicos de
iones con grupos de ácido sulfónico o grupos de ácido carboxílico.
Los catalizadores sólidos se pueden disponer como lecho fijo o se
pueden emplear como suspensión.
El agua formada durante la reacción es eliminada
de forma conveniente en continuo, por ejemplo a través de una
membrana o por destilación.
La terminación de la reacción de los grupos
carboxílicos libres presentes en la colada de ácido carboxílico se
determina con el índice de ácidos (mg KOH/g) medido después de la
reacción. Una vez deducido el ácido dado el caso añadido como
catalizador, es de 0,01 a 50, con preferencia de 0,1 a 10. En este
caso, no todos los grupos carboxílicos presentes en el sistema están
presentes como ésteres del alcohol empleado, sino que una parte
puede estar presente en forma de ésteres dímeros u oligómeros, por
ejemplo con el extremo-OH del ácido
hidroxicaprónico.
La mezcla de esterificación es alimentada a la
fase 3, un sistema de membrana o con preferencia una columna de
destilación. Si se empleó para la reacción de esterificación un
ácido disuelto como catalizador, entonces se neutraliza la mezcla
de esterificación de manera conveniente con una base, siendo
añadido, por cada equivalente de ácido del catalizador, de 1 a 1,5
equivalentes de bases. Como bases se emplean, en general, óxidos,
carbonatos, hidróxidos o alcoholatos de metales alcalinos o de
metales alcalinotérreos, o aminas en substancia o disueltas en el
alcohol de esterificación.
Si se utiliza una columna en la fase 3, entonces
la entrada a la columna se realiza con preferencia entre la
corriente de cabeza y la corriente de cola. A través de la cabeza se
extraen a presiones de 1 a 1500 mbares, con preferencia de 20 a
1000 mbares, de manera especialmente preferida de 40 a 800 mbares y
a temperaturas entre 0 y 150ºC, con preferencia de 15 a 90ºC, y
especialmente de 25 a 75ºC, el exceso de alcohol de la
esterificación ROH, agua así como, por ejemplo, ésteres
correspondientes del ácido fórmico, del ácido acético y del ácido
propiónico. Esta corriente o bien se pueden quemar o con
preferencia se puede procesar adicionalmente en la fase 11.
Como cola se obtiene una mezcla de ésteres, que
está constituida de forma predominante por los ésteres del alcohol
ROH empleado con ácidos dicarboxílicos, como ácido adípico y ácido
glutárico, ácidos hidroxicarboxílicos, como ácido
6-hidroxicaprónico y ácido
5-hidroxivaleriánico, así como por oligómeros y
1,4-ciclohexanodioles libres o bien esterificados.
Puede ser conveniente dejar un contenido residual de agua y/o de
alcohol ROH hasta 10%en peso, respectivamente, en la mezcla de
ésteres. Las temperaturas de la cola son de 70 a 250ºC, con
preferencia de 80 a 220ºC, de manera especialmente preferida de 100
a 190ºC.
La corriente de la fase 3 liberada en gran medida
de agua y de alcohol de esterificación ROH es alimentada a la fase
4. En este caso, se trata de una columna de destilación, en la que
la entrada se realiza, en general, entre los componentes de bajo
punto de ebullición y los componentes de alto punto de ebullición.
La columna es accionada a temperaturas de 10 a 300ºC, con
preferencia de 20 a 270ºC, de manera especialmente preferida de 30
a 250ºC y a presiones de 1 a 1000 mbares, con preferencia de 5 a
500 mbares, de manera especialmente preferida de 10 a 200
mbares.
Según la variante A, es decir, la esterificación
con alcoholes de C_{1} a C_{3}, especialmente metanol, se
separa ahora la corriente de la fase 3 en una fracción de cabeza a
hidrogenar y una fracción de cola que contiene
1,4-ciclohexanodioles.
La fracción de cabeza está constituida con
preferencia por agua residual y alcohol residual ROH, ésteres del
alcohol ROH con ácidos monocarboxílicos, predominantemente ácidos
monocarboxílicos de C_{3} a C_{6}, ésteres con ácidos
hidroxicarboxílicos, como ácido 6-hidroxicaprónico,
ácido 5-hidroxivaleriánico, así como sobre todo los
diésteres con ácidos dicarboxílicos, como ácido adípico, ácido
glutárico y ácido succínico, además de
1,2-ciclohexanodioles, caprolactona y
valerolactona.
Los componentes mencionados se pueden separar
juntos a través de la cabeza y se pueden introducir en la
hidrogenación (fase 5) o, en otra forma de realización preferida,
son separados en la columna en una corriente de cabeza, que
contiene predominantemente agua residual y alcohol residual así
como los ésteres mencionados anteriormente de los ácidos
carboxílicos de C_{3} a C_{5}, y una corriente secundaria, que
contiene predominantemente los ésteres mencionados anteriormente de
los ácidos C_{6} carboxílicos y ácidos dicarboxílicos, que llegan
entonces a la hidrogenación.
Los componentes de alto punto de ebullición de la
corriente de la fase 4, que está constituida predominantemente por
1,4-ciclohexanodioles o sus ésteres, ésteres dímeros
u oligómeros así como componentes de la DCL en parte polímeros no
definidos en detalle, son separados a través de la parte de salida
de la columna. Éstos pueden aparecer juntos o de tal forma que
predominantemente los 1,4-ciclohexanodioles son
separados a través de una corriente secundaria de la columna en la
parte de salida y el resto es separado a través de la cola. Los
1,4-ciclohexanodioles obtenidos de esta manera
pueden encontrar aplicación, por ejemplo, como substancia de partida
para substancias activas. Los componentes de alto punto de
ebullición, con o sin el contenido en
1,4-ciclodioles, o bien se pueden quemar o, en una
forma de realización preferida, pueden llegar a la fase 8 para la
llamada transesterificación.
Según la variante B, es decir, la esterificación
con alcoholes de C_{4} a C_{10}, especialmente n- e
i-butanol, la corriente de la fase 3 se puede
separar en la fase 4 en una fracción de cabeza que contiene los 1,
4-ciclohexanodioles, una corriente secundaria que
contienen predominantemente los ésteres de C_{6}, que llega a la
hidrogenación y una corriente de cola que contiene agentes de alto
punto de ebullición, que puede llegar, dado el caso, a la fase
8.
La fracción de cabeza está constituida
predominantemente por alcohol residual ROH, monoésteres de C_{1}
a C_{3} del alcohol ROH, valerolactona y 1,2- y
1,4-ciclohexanodioles.
La corriente secundaria contiene
predominantemente diésteres de ácido succínico, ácido glutárico y
ácido adípico así como monoésteres del ácido
5-hidroxivaleriánico y del ácido
6-hidroxicaprónico. Esta corriente secundaria se
puede tomar o bien por encima o también por debajo del punto de
admisión de la columna y se puede introducir en la hidrogenación
(fase 5).
La corriente de cola con ésteres oligómeros y
otros agentes de alto punto de ebullición o bien se puede quemar o
de manera ventajosa puede llegar a la fase 8.
De acuerdo con otra forma de realización, en la
fase 4 los ésteres de C_{6} o bien son separados junto con la
corriente de cola y luego, en otra columna, o bien son separados
como producto de cola de la fracción de cabeza ya descrita, que
está constituida predominantemente por alcohol residual ROH,
monoésteres de C_{1} a C_{3} del alcohol ROH, valerolactona y
1,2- y 1,4-ciclohexanodioles, o como corriente
principal de los agentes de alto punto de ebullición.
La fracción de la fase 4, libre o prácticamente
libre de 1,4-ciclohexanodioles, o bien la corriente
total o la corriente secundaria que contiene principalmente ésteres
de los ácidos de C_{6}, es conducida a la fase 5 de
hidrogenación.
Las fases 3 y 4 se pueden reunir, especialmente
cuando se procesan sólo cantidades menores. A tal fin, se puede
obtener la corriente de ésteres de C_{6}, por ejemplo, en una
destilación fraccionada realizada de forma discontinua, de nuevo sin
que lleguen 1,4-ciclohexanodioles a la corriente
conducida a la hidrogenación.
La hidrogenación se realiza catalíticamente o
bien en la fase de gas o en la fase líquida. Como catalizadores se
contemplan, en principio, todos los catalizadores homogéneos o
heterogéneos, adecuados para la hidrogenación de grupos carbonilo,
como metales, óxidos de metales, compuestos metálicos o mezclas de
ellos. Ejemplos de catalizadores homogéneos se describen, por
ejemplo, en Houben-Weyl, Methoden der Organischen
Chemie, Vol. IV/1c, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1980, páginas 45
- 67) y ejemplos de catalizadores heterogéneos se describen, por
ejemplo en Houben-Weyl, Methoden der Organischen
Chemie, Vol. IV/1c, Georg Thieme Verlag Stuttgart, páginas 16 –
26).
Se utilizan con preferencia catalizadores que
contienen uno o varios de los elementos de los grupos secundarios I
y VI a VIII del sistema periódico de los elementos, con preferencia
cobre, cromo, molibdeno, manganeso, renio, rutenio, cobalto, níquel
y paladio, especialmente preferido cobre, cobalto o renio.
Los catalizadores pueden estar constituidos
solamente por los componentes activos o los componentes activos
pueden estar aplicados sobre soportes. Como materiales de soporte
son adecuados, por ejemplo Cr_{2}O_{3}, Al_{2}O_{3},
SiO_{2}, ZrO_{2}, ZnO_{2}, BaO y MgO o mezclas de ellos.
Son especialmente preferidos catalizadores, como
se describen en el documento EP 0 552 463. Éstos son catalizadores
que poseen en la forma oxídica la composición
Cu_{a}Al_{b}Zr_{c}Mn_{d}Ox,
donde se aplica a > 0, b > 0, c > 0, d
> 0, a > b/2, b > a/4, a > c y a > d y x designa el
número de iones de oxígeno que es necesario para la conservación de
la electroneutralidad por unidad de la fórmula. La fabricación de
estos catalizadores se puede realizar, por ejemplo, de acuerdo con
las indicaciones del documento EP 552 463 a través de la
precipitación de compuestos difícilmente solubles desde soluciones
que contienen los iones metálicos correspondientes en forma de
sales.
Las sales adecuadas son, por ejemplo,
halogenuros, sulfatos y nitratos. Como agentes de precipitación son
adecuadas, todas las agencias que conducen a la formación de
aquellas fases intermedias insolubles que se pueden transferir a
través de tratamiento térmico a los óxidos. Las fases intermedias
especialmente adecuadas son los hidróxidos o carbonatos o bien los
carbonatos de hidrógeno, de manera que se emplean, como agentes de
precipitación especialmente preferidos, carbonatos alcalinos o
carbonato de amonio. Para la fabricación de los catalizadores es
importante el tratamiento térmico de las fases intermedias a
temperaturas entre 500ºC y 1000ºC. La superficie BET de los
catalizadores está entre 10 y 150m^{2}/g.
Con preferencia se emplean catalizadores
heterogéneos, que o bien se disponen fijamente o se emplean como
suspensión. Si se realiza la hidrogenación en la fase de gas y a
través de catalizador dispuesto fijamente, se aplican, en general,
temperaturas de 150 a 300ºC a presiones de 1 a 100 bares, con
preferencia de 15 a 70 bares. En este caso, se utiliza al menos
tanto hidrógeno, como agente de hidrogenación y gas portador, que
los eductos, productos intermedios y productos ninguna llegan a ser
líquidos durante la reacción. El exceso de hidrógeno se conduce con
preferencia en circuito, pudiendo descargarse una cantidad pequeña
como gas de escape para la eliminación de inertes, como por ejemplo
metano. En este caso se pueden utilizar un reactor o varios
reactores conectados unos detrás de otros.
Si se lleva a cabo la hidrogenación en la fase
líquida con catalizador dispuesto fijamente o suspendido, entonces
se realiza, en general, a temperaturas entre 100 y 350ºC, con
preferencia de 120 a 300ºC y a presiones de 30 a 350 bares, con
preferencia de 40 a 300 bares.
La hidrogenación se puede realizar en un reactor
o en varios reactores conectados unos detrás de otros. La
hidrogenación en la fase líquida sobre un lecho sólido se puede
realizar tanto en el modo de operación por riego o como también en
el modo de operación de cola. De acuerdo con una forma de
realización preferida, se utilizan varios reactores, siendo
hidrogenada en el primer reactor la parte predominante de los
ésteres y siendo accionado el primer reactor con preferencia con
circulación de líquido para la disipación de calor y siendo
accionados el o los reactores siguientes con preferencia sin
circulación para la terminación de la transformación.
La hidrogenación se puede realizar de forma
discontinua, con preferencia de forma continua.
La salida de la hidrogenación está constituida
esencialmente por 1,6-hexanodiol y por el alcohol
ROH. Otros componentes son, sobre todo en el caso de que se haya
empleado toda la corriente de bajo punto de ebullición de la fase 4
según la variante A, 1,5-pentanodiol,
1,4-butanodiol,
1,2-ciclohexanodioles así como pequeñas cantidades
de monoalcoholes con 1 a 6 átomos de carbono y agua.
Esta salida de la hidrogenación es separada en la
fase 6, que es, por ejemplo, un sistema de membrana o con
preferencia una columna de destilación, en el alcohol ROH, que
contiene adicionalmente la mayor parte de los otros componentes de
bajo punto de ebullición y una corriente, que contiene
predominantemente 1,6-hexanodiol, además de
1,5-pentanodiol y los
1,2-ciclohexanodioles. En este caso, a una presión
de 10 a 1500 mbares, con preferencia de 10 a 1200 mbares, de manera
especialmente preferida de 50 a 1000 mbares, se ajustan temperaturas
de la cabeza de 0 a 120ºC, con preferencia de 20 a 100ºC, de manera
especialmente preferida de 30 a 90ºC así como temperaturas de la
cola de 100 a 270ºC, con preferencia de 140 a 260ºC, de manera
especialmente preferida de 160 a 250ºC. La corriente de substancia
de bajo punto de ebullición se puede reconducir o bien directamente
a la esterificación de la fase 2 o puede llegar a la fase 0 o a la
fase 11.
La corriente de substancia que contiene
1,6-hexanodiol es purificada en la fase 7 en una
columna. En este caso se separan 1,5-pentanodiol,
dado el caso los 1,2-ciclohexanodioles, así como
otros agentes de bajo punto de ebullición eventualmente presentes, a
través de la cabeza. Si deben obtenerse
1,2-ciclohexanodioles y/o
1,5-pentanodiol como productos valiosos
adicionales, entonces éstos se pueden separar en otra columna. A
través de la cola se descargan agentes de alto punto de ebullición
eventualmente presentes. Se extrae 1,6-hexanodiol
con una pureza de al menos 99% a partir de la corriente secundaria
de la columna. En este caso, a presiones de 1 a 1000 mbares, con
preferencia de 5 a 800 mbares, de manera especialmente preferida de
20 a 500 mbares, se ajustan temperaturas en la cabeza de 50 a
200ºC, con preferencia de 60 a 150ºC y temperaturas en la cola de
130 a 270ºC, con preferencia de 150 a 250ºC.
El procedimiento según la invención se explica en
detalle con la ayuda de los ejemplos siguientes, pero con ellos no
se limita de ninguna manera.
Se impregna un soporte de carbón activado en
forma de granulado de 2 - 5 mm con una solución de carbonato de
cobre alcalino amoniacal, que se fabrica a través de disolución de
carbonato de cobre en una solución acuosa de amoníaco al 25% en
peso, correspondiendo el volumen de la solución de impregnación al
volumen de los poros de la cantidad de soporte empleado. El soporte
impregnado se seca en el transcurso de 16 horas a 120ºC. El
catalizador fabricado de esta manera posee un contenido de cobre,
calculado como CuO de 6,0% en peso, una superficie de
820 m^{2}/g, una porosidad de 0,65 cm^{3}/g y después de la reducción una superficie de cobre de 2,9 m^{2}/g.
820 m^{2}/g, una porosidad de 0,65 cm^{3}/g y después de la reducción una superficie de cobre de 2,9 m^{2}/g.
Se impregna un soporte de dióxido de zirconio en
forma de extrudados de 3 mm con una solución de carbonato de cobre
alcalino amoniacal, que se fabrica a través de disolución de
carbonato de cobre en una solución acuosa de amoníaco al 25% en
peso, correspondiendo el volumen de la solución de impregnación al
volumen de los poros de la cantidad de soporte empleado. El soporte
impregnado se seca en el transcurso de 16 horas a 120ºC y a
continuación se calcina en el transcurso e 1 hora a 350 ºC. El
catalizador fabricado de esta manera posee un contenido de cobre,
calculado como CuO de 5,0%en peso, una superficie de 74 m^{2}/g,
una porosidad de 0,30 cm^{3}/g y después de la reducción una
superficie de cobre de 1,1 m^{2}/g.
El catalizador C se fabricó a través de
precipitación de una solución de nitrato de cobre cono solución de
sosa. Como patrón se utilizó una suspensión de TiO_{2} en agua. El
producto de precipitación resultante durante la precipitación se
eliminó por filtración, se lavó y se secó a 120ºC. El polvo seco se
calcinó en el transcurso de dos horas a 200ºC y a continuación se
prensó con 3% de grafito y 20% de polvo de cobre metálico en
tabletas con 3 mm. Estas tabletas fueron atemperadas en el
transcurso de 2 horas a 330ºC.
El catalizador fabricado de esta manera posee un
contenido de cobre, calculado como CuO, de 44,0% en peso, una
superficie de 39 m^{2}/g, una porosidad de 0,22 cm^{3}/g y
después de la reducción una superficie de cobre de 1,4
cm^{3}/g.
Fase
1
Se destiló 0,1 kg/h de solución de ácido
dicarboxílico (que consta esencialmente de ácido adípico, ácido
6-hidroxicaprónico,
1,4-ciclohexanodioles, ácido glutárico, ácido
5-hidroxivaleriánico, ácido fórmico, agua) de forma
continua en un aparato de destilación (columna de fondo de campana
de tres platos con circuito calefactor de aceite exterior,
temperatura del aceite 150ºC, volumen del plato aproximadamente 25
ml, respectivamente, entrada a través del fondo de campana) con
columna e cuerpo de relleno colocada encima (aproximadamente 4
fases de separación teóricas, sin retorno en la cabeza). Como
producto de la cabeza se obtuvieron 0,045 kg/h con un contenido de
ácido fórmico en el agua de aproximadamente 3%. En la corriente de
cola (5,5 kg) el contenido de agua era aproximadamente 0,4%.
Fase
2
Se hicieron reaccionar 5,5 kg/h de la corriente
de cola de la fase 1 con 8,3 kg/h de metanol y 14 g/h de ácido
sulfúrico en continuo en un reactor tubular (10,7 m, \varnothing
1,8 cm, tiempo de residencia 2,7 h). El índice de ácidos de la
salida, deducido el ácido sulfúrico, era aproximadamente 10 mg
KOH/g.
\newpage
Fase
3
En una columna de cuerpos de relleno de 20 cm se
destiló la corriente de esterificación de la fase 2 (1015 mbares,
65ºC temperatura de la cabeza, hasta 125ºC temperatura de la cola).
A través de la cabeza se extrajeron 7,0 kg. Como productos de la
cola se obtuvieron 6,8 kg.
Fase
4
En una columna de cuerpos de relleno de 50 cm se
destiló la corriente de cola de la fase 3 de forma fraccionada (1
mbar, 70 – 90ºC temperatura de la cabeza, hasta 180ºC temperatura
de la cola). La cola (1,9 kg) contenía prácticamente todos los
1,4-ciclohexanodioles.
Como agentes de bajo punto de ebullición se
eliminaron por destilación 0,6 kg
(1,2-ciclohexanodioles, valerolactona, éster
metílico del ácido 5-hidroxivaleriánico, éster
dimetílico del ácido glutárico, éster dimetílico del ácido
succínico, etc.). Se obtuvieron 4,3 kg como fracción que contiene
predominantemente éster dimetílico del ácido adípico y éster
metílico del ácido 6-hidroxicaprónico.
Se llenó un reactor tubular con 50 ml de
catalizador A. En primer lugar se redujo el catalizador,
conduciendo hidrógeno puro a una temperatura de 180ºC sobre el
catalizador que se encuentra en el reactor durante un periodo de
tiempo de 24 horas. A continuación, se condujo la fracción, que
contenía predominantemente éster metílico del ácido adípico y éster
metílico del ácido hidroxicaprónico, según la fase 4, que
presentaba un contenido de Cl de 0,7 ppm de Cl, con una carga de
líquido de 0,5 kg de mezcla de éster/l de catalizador * h, a una
temperatura de 170ºC y una presión de 1 bar de abajo arriba (modo
de operación de cola) a través del catalizador. El contenido de Cl
de la salida del reactor estaba por debajo del límite de
verificación de 0,1 ppm. En la salida del reactor no se pudieron
comprobar componentes del catalizador, es decir, que el catalizador
es absolutamente estable desde el punto de vista químico frente a
la mezcla de ésteres. El análisis GC no pudo determinar ninguna
modificación de la composición de la mezcla de ésteres antes ni
después de la eliminación de impurezas que contenían Cl.
Fase
5
Se hidrogenaron 27 kg de la mezcla de ésteres de
C_{6} de la fase a) purificada de las impurezas que contenían Cl
de forma continua en un reactor de 25 ml en un catalizador
(catalizador: 70% en peso de CuO, 25%en peso de ZnO, 5%en peso de
Al_{2}O_{3}), que había sido activado previamente en la
corriente de hidrógeno a 180ºC (condiciones de hidrogenación:
entrada 20 g/h, sin circulación, 220 bares, 220ºC). El rendimiento
de éster era 99,5% sobre toda la duración del ensayo, la
selectividad de 1,6-hexanodiol era 99%.
Se repitió el Ejemplo 1 con la modificación de
que en la fase a) se llenó el reactor tubular con 50 ml de
catalizador B. En primer lugar se redujo el catalizador, conduciendo
hidrógeno puro a una temperatura de 180ºC sobre el catalizador que
se encontraba en el reactor durante un periodo de tiempo de 24
horas. A continuación, se condujo la fracción, que contenía
predominantemente éster metílico del ácido adípico y éster metílico
del ácido hidroxicaprónico según el ejemplo 1, que presentaba un
contenido de Cl de 0,7 ppm de Cl, con una carga de líquido de 0,5 kg
de mezcla de éster / l de catalizador * h, a una temperatura de
170ºC y una presión de 1 bar de abajo arriba (modo de operación de
cola) sobre el catalizador. El contenido de Cl de la salida del
reactor estaba por debajo del límite de verificación de 0,1 ppm. En
la salida del reactor no se pudieron comprobar componentes del
catalizador, es decir, que el catalizador es absolutamente estable
desde el punto de vista químico frente a la mezcla de ésteres. El
análisis GC no pudo determinar ninguna modificación de la
composición de la mezcla de ésteres antes ni después de la
eliminación de impurezas que contenían Cl. Los resultados de la
hidrogenación eran los mismos que en el Ejemplo 1.
Ejemplo comparativo
3
Se llevó a cabo el procedimiento de manera
similar al Ejemplo 1 incluida la hidrogenación, pero sin que la
mezcla de ésteres de C_{6} con contenido de halógeno fuera
conducida a través de un absorbente de halógeno con contenido de
cobre, es decir, sin la fase a). Al comienzo de la hidrogenación,
el rendimiento de éster era 99,5%, la selectividad 99%. Pero ya
después de que se habían hecho reaccionar 6,0 kg de los 27 kg
totales de la mezcla de ésteres de C_{6} a hidrogenar, se habían
reducido, debido a la desactivación del catalizador de hidrogenación
a través de las impurezas con contenido de halógeno, el rendimiento
de éster a sólo todavía 90% y la selectividad a 97%.
\newpage
Se repitió el Ejemplo 1 con la modificación de
que en la fase a) se llenó el reactor tubular con 50 ml de
catalizador C. En primer lugar se redujo el catalizador, conduciendo
hidrógeno puro a una temperatura de 180ºC sobre el catalizador que
se encontraba en el reactor durante un periodo de tiempo de 24
horas. A continuación, se condujo la fracción, que contenía
predominantemente éster metílico del ácido adípico y éster metílico
del ácido hidroxicaprónico según el ejemplo 1, que presentaba un
contenido de Cl de 0,7 ppm de Cl, con una carga de líquido de 0,5 kg
de mezcla de éster / l de catalizador * h, a una temperatura de
150ºC y una presión de 1 bar de abajo arriba (modo de operación de
cola) sobre el catalizador. El contenido de Cl de la salida del
reactor estaba por debajo del límite de verificación de 0,1 ppm. En
la salida del reactor no se pudieron comprobar componentes del
catalizador, es decir, que el catalizador es absolutamente estable
desde el punto de vista químico frente a la mezcla de ésteres. El
análisis GC no pudo determinar ninguna modificación de la
composición de la mezcla de ésteres antes ni después de la
eliminación de impurezas que contenían Cl. Los resultados de la
hidrogenación eran los mismos que en el Ejemplo 1.
Claims (10)
1. Procedimiento para la producción de
hexanodiol a través de hidrogenación de ésteres dialquílicos del
ácido adípico o mezclas, que contienen éster dialquílico del ácido
adípico como componente esencial y compuestos orgánicos de halógeno
como impurezas, caracterizado porque el éster dialquílico
del ácido adípico o las mezclas que contienen éster dialquílico del
ácido adípico son conducidos antes de la hidrogenación para la
eliminación de los compuestos orgánicos de halógeno, a una
temperatura de 50 a 250ºC y una presión de 1 a 100 bares, sobre
catalizadores de cobre, que presentan un contenido de cobre,
calculado como CuO de 0,5 a 80% en peso, una superficie de 5 a 1500
m^{2}/g, una porosidad de 0,05 a 1,5 cm^{3}/g y una superficie
de cobre de 0,1 a 20 m^{2}/g.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utilizan catalizadores de cobre, que
presentan un contenido de cobre, calculado como CuO de 2 a 60% en
peso, una superficie de 10 a 1000 m^{2}/g, una porosidad de 0,1 a
0,8 cm^{3}/g y una superficie específica de cobre de 0,5 a 10,0
m^{2}/g.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utilizan catalizadores macizos de
cobre que contienen TiO_{2}, que presentan un contenido de cobre,
calculado como CuO de 20 a 60% en peso, una superficie de 10 a 150
m^{2}/g, una porosidad de 0,1 a 0,5 cm^{3}/g y una superficie
específica de cobre de 0,5 a 3,0 m^{2}/g.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utilizan catalizadores de cobre
soportados con ZrO_{2}, que presentan un contenido de cobre,
calculado como CuO de 2 a 8% en peso, una superficie de 50 a 150
m^{2}/g, una porosidad de 0,2 a 0,4 cm^{3}/g y una superficie
específica de cobre de 1,0 a 3,0 m^{2}/g.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utilizan catalizadores de cobre
soportados con carbón activado, que presentan un contenido de cobre,
calculado como CuO de 2 a 8% en peso, una superficie de 500 a 1000
m^{2}/g, una porosidad de 0,5 a 0,8 cm^{3}/g y una superficie
específica de cobre de 1,0 a 5,0 m^{2}/g.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las impurezas que contienen halógeno
son eliminadas en la fase líquida en el funcionamiento continuo con
una carga de líquido de 0,05 - 50 kg de mezcla de ésteres / l de
catalizador * h, a una temperatura de 50 – 250ºC y una presión de 1
- 100 bares.
7. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las impurezas que contienen halógeno
son eliminadas en la fase líquida en el funcionamiento continuo con
una carga de líquido de 0,1 - 10 kg de mezcla de ésteres / l de
catalizador * h, a una temperatura de 100 – 200ºC y una presión de
1 - 10 bares.
8. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las impurezas que contienen halógeno
son eliminadas en la fase líquida en el funcionamiento continuo con
una carga de líquido de 0,2 - 1,0 kg de mezcla de ésteres / l de
catalizador * h, a una temperatura de 150 – 180ºC y una presión de
1 - 5 bares.
9. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque como educto se emplea una fracción
éster, como se obtiene
a) a través de esterificación de una mezcla
acuosa de ácido dicarboxílico, que contiene ácido adípico, ácido
6-hidroxicaprónico o cantidades reducidas de
1,4-ciclohexanodioles y que aparece como
subproducto durante la oxidación de ciclohexano en ciclohexanona /
ciclohexanol con oxígeno o gases que contienen oxígeno y a través
de extracción en agua de la mezcla del reactor, con un alcohol de
bajo peso molecular,
b) eliminación del exceso de alcohol y de los
agentes de bajo punto de ebullición en una primera etapa de
destilación y
c) separación del producto de cola en una segunda
etapa de destilación en una fracción, que contiene al menos la
mayor parte de los ciclohexanodioles, y una fracción éster
esencialmente libre de 1,4-ciclohexanodioles y a
hidrogenar.
10. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se reduce el contenido en compuestos
orgánicos de halógeno a menor que 0,1 ppm.
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