ES2209519T3

ES2209519T3 - Procedimiento para la obtencion de fosgeno pobre en tetracloruro de carbono.

Info

Publication number: ES2209519T3
Application number: ES99953785T
Authority: ES
Inventors: Jurgen Heuser; Hermann Kauth; Christian Kords
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2004-06-16
Anticipated expiration: 2019-10-12
Also published as: WO2000024672A1; RU2001113719A; EP1135329B1; BR9914713A; CN1156393C; EP1135329A1; DE19848668A1; HK1041867A1; CN1324324A; JP2002528367A; DE59907055D1; KR20010080288A; US6930202B1; AU1035700A

Abstract

Procedimiento para la obtención de fosgeno pobre en tetracloruro de carbono mediante reacción de monóxido de carbono con cloro en presencia de carbono elemental en un reactor, caracterizado porque la corriente gaseosa que sale del reactor presenta una temperatura de 30 a 80ºC, y está bajo una presión de 120 a 400 kPaabs., medida inmediatamente tras el generador de fosgeno.

Description

Procedimiento para la obtención de fosgeno pobre en tetracloruro de carbono.

La invención se refiere a un procedimiento para la obtención de fosgeno pobre en tetracloruro de carbono.

El fosgeno es un importante material de partida para la obtención de productos intermedios y productos finales en muchas ramas de la química, en especial en la obtención de isocianatos, materiales sintéticos de policarbonato y cloroformiatos. El fosgeno puro es un gas incoloro, sensible a la hidrólisis, tóxico, que entra en ebullición bajo presión normal a -127,8ºC y condensa a 7,56ºC para dar un líquido incoloro.

Se conoce la obtención de fosgeno mediante reunión catalítica de monóxido de carbono (CO) y cloro elemental (Cl_{2}):

1

En la mayor parte de los casos se emplea carbón activo como catalizador. La reacción es exotérmica, y la conversión es casi completa. Es habitual llevar a cabo la reacción en reactores tubulares de acero normal o acero refinado cargados con catalizador. Para la descarga del calor de reacción se enfrían los tubos generalmente desde fuera. Según condiciones de procedimiento, el fosgeno obtenido conforme a este procedimiento contiene cantidades más o menos elevadas de tetracloruro de carbono (CCl_{4}) como impureza. Este se forma mediante reacciones secundarias indeseables, como reacciones de desproporción, sobreclorado de monóxido de carbono, clorado de catalizador de carbono y clorado de metano (CH_{4}). El grado de impureza de fosgeno obtenido según procedimiento de uso común a través de tetracloruro de carbono se sitúa habitualmente en un intervalo de 250 a 2000 ppm.

La formación de tetracloruro de carbono como producto secundario en la obtención de fosgeno es problemática en muchos aspectos. De este modo, debido a la incompatibilidad medioambiental de hidrocarburos clorados, se deben tomar costosas precauciones que garantizan que el tetracloruro de carbono producido en la reacción no se emita al medio ambiente. Además, incluso contenidos reducidos en tetracloruro de carbono influyen desfavorablemente sobre algunos productos obtenidos bajo empleo de fosgeno, en especial materiales sintéticos. Para la obtención de materiales sintéticos de policarbonato se requiere, a modo de ejemplo, fosgeno altamente puro, con un contenido en tetracloruro de carbono de un máximo de 250 ppm, para evitar coloraciones en el producto final, normalmente incoloro y transparente.

En la JP 88-156040 se describe un procedimiento para la obtención de fosgeno pobre en tetracloruro de carbono mediante reacción de monóxido de carbono con cloro sobre carbón activo a 350ºC, en el que se libera el catalizador de carbón activo, antes de la reacción mediante tratamiento con ácido, de impurezas debidas a metales de transición, boro, aluminio y silicio. El fosgeno obtenido según este procedimiento presenta un contenido en tetracloruro de carbono de 150 ppm. No obstante, en este procedimiento es desfavorable el costoso tratamiento previo del catalizador de carbón activo.

En la JP 80-014044 se propone un reactor para la reacción de cloro y monóxido de carbono para dar fosgeno, en el que el catalizador de carbón activo está aplicado en las paredes del reactor con ayuda de una red metálica. Mediante esta disposición se evita un sobrecalentamiento del lecho de catalizador. El fosgeno obtenido en tal reactor a temperaturas de 200 a 250ºC y a una velocidad de flujo de 600 a 1200 l/h, presenta un contenido en tetracloruro de carbono de 250 a 400 ppm. No obstante, en este procedimiento es desfavorable que una nueva carga del reactor con carbón activo, en el caso de descenso de actividad, requiere considerablemente más gasto en comparación con reactores tubulares convencionales.

La invención toma como base la tarea de poner a disposición fosgeno con un contenido en tetracloruro de carbono aún más reducido.

Es objeto de la invención un procedimiento para la obtención de tal fosgeno, en el que se hace reaccionar monóxido de carbono con cloro en presencia de carbono elemental a una temperatura de 30 a 80ºC y una presión de 120 a 400 kPa_{abs.}, medida inmediatamente tras el generador de fosgeno.

Ventajosamente, para la puesta en práctica del procedimiento según la invención es posible realizar reactores tubulares habituales a partir de acero normal o acero refinado, cuyos tubos están cargados con el catalizador de carbono. Se puede accionar el reactor tubular continua o discontinuamente.

Se introducen monóxido de carbono y cloro en partes aproximadamente iguales, preferentemente a temperatura ambiente, en el reactor. Para asegurar que se transforme el cloro total, se puede emplear un exceso reducido de monóxido de carbono. Preferentemente se mezclan ambos reactivos, antes de la entrada en el reactor, en un dispositivo de mezcla apropiado, a modo de ejemplo en un mezclador estático.

Otra ventaja del procedimiento según la invención consiste en que no es necesaria ninguna preparación especial del catalizador.

La corriente gaseosa que sale del reactor no debe sobrepasar una temperatura de 70 a 80ºC, medida inmediatamente tras el generador de fosgeno. La temperatura de la corriente gaseosa que sale del reactor asciende preferentemente a 40 hasta 70ºC en el procedimiento según la invención. Se evita un exceso de estas temperaturas con ayuda de dispositivos refrigerantes correspondientes, que descargan el calor de reacción que se libera en la reacción, e impiden un sobrecalentamiento del catalizador.

Como catalizador de carbón se emplea preferentemente carbón activo. Preferentemente se emplea como catalizador carbón activo granulado con un diámetro de grano de 3 a 4 mm. De modo preferente, la superficie de poros de carbón activo asciende a aproximadamente a 1000 m^{2}/g. De modo preferente, el peso aparente del carbón activo empleado asciende a aproximadamente a 450 g/l.

La presión debida inmediatamente tras el reactor de fosgeno asciende preferentemente a un máximo de 300 kPa_{abs.}. De este modo se asegura que el fosgeno no se pueda condensar en el reactor.

Preferentemente se condensa el fosgeno obtenido conforme al procedimiento según la invención, que sale en la cabeza del reactor, a temperaturas de -10 a -20ºC. Debido a su bajo contenido en tetracloruro de carbono, de menos de 150 ppm, este se puede emplear inmediatamente, sin purificación adicional, para la obtención de polímeros con enlace de carbonato, en especial de policarbonatos o carbonatos de poliéster.

Se puede obtener el cloro empleado para la reacción según procedimientos técnicos habituales, como electrólisis con álcali clorado o cloruro de hidrógeno, y debía ser lo más puro posible. Es especialmente apropiado cloro con un grado de pureza de un más de un 98%. Preferentemente se emplea cloro a partir de un depósito de almacenaje, que se evapora en un gasificador calentado, y a continuación se libera de cloro líquido, arrastrado concomitantemente de manera eventual, en un evaporador subsiguiente.

Se puede obtener el monóxido de carbono empleado para la reacción según procedimientos habituales, a modo de ejemplo a partir de gas natural/nafta, en una instalación de gas de síntesis, o a partir de coque mediante soplado con oxígeno. Se ha mostrado especialmente ventajoso que el monóxido de carbono presente un contenido en metano de menos de 50 ppm.

A continuación se explica adicionalmente la invención mediante ejemplos de realización.

Ejemplo 1

Se mezclaron 500 Nm^{3}/h de monóxido de carbono, con una pureza de un 97,5% y un contenido en metano de 50 ppm, medido mediante una medida IR On-Line, (método 2301-0207901- 91D), y 480 Nm^{3}/h de cloro con una pureza de un 99,9% a temperatura ambiente, y se alimentaron a un generador de fosgeno cargado con carbón activo (diámetro de grano aproximadamente 4 mm, superficie de poros aproximadamente 1.000 m^{s}/g, peso aparente aproximadamente 450 g/l). Se enfrió el generador, de modo que la temperatura del fosgeno formado, a medida inmediatamente después de abandonar el generador, ascendía a 55ºC. La presión, medida inmediatamente después de abandonar el generador, ascendía a 80 kPa_{a} (180 kPa_{abs.}). El fosgeno obtenido presentaba un contenido en tetracloruro de carbono de 100 ppm.

Ejemplo 2

Se mezclaron 500 Nm^{3}/h de monóxido de carbono, con una pureza de un 98% y un contenido en metano de 50 ppm, medido mediante una medida IR On-Line, (método 2301-0207901- 91D), y 480 Nm^{3}/h de cloro a temperatura ambiente, y se alimentaron a un generador de fosgeno cargado con carbón activo (diámetro de grano aproximadamente 4 mm, superficie de poros aproximadamente 1.000 m^{s}/g, peso aparente aproximadamente 450 g/l). Se enfrió el generador, de modo que la temperatura del fosgeno formado, a medida inmediatamente después de abandonar el generador, ascendía a 40ºC. La presión, medida inmediatamente después de abandonar el generador, ascendía a 40 kPa_{a} (140 kPa_{abs.}). El fosgeno obtenido presentaba un contenido en tetracloruro de carbono de 80 ppm.

Ejemplo comparativo

Se mezclaron 500 Nm^{3}/h de monóxido de carbono, con una pureza de un 98%, un contenido en metano de 10 ppm y 485 Nm^{3}/h de cloro a temperatura ambiente, y se alimentaron a un generador de fosgeno, como en los ejemplos 1 y 2. Se enfrió el generador, de modo que la temperatura del fosgeno formado, a medida inmediatamente después de abandonar el generador, ascendía a 85ºC. La presión, medido del mismo modo inmediatamente después de abandonar el generador, ascendía a 600 kPa_{a} (700 kPa_{abs.}). El fosgeno obtenido presentaba un contenido en tetracloruro de carbono de 290 ppm.

Claims

1. Procedimiento para la obtención de fosgeno pobre en tetracloruro de carbono mediante reacción de monóxido de carbono con cloro en presencia de carbono elemental en un reactor, caracterizado porque la corriente gaseosa que sale del reactor presenta una temperatura de 30 a 80ºC, y está bajo una presión de 120 a 400 kPa_{abs.}, medida inmediatamente tras el generador de fosgeno.

2. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la corriente gaseosa que sale del reactor presenta una temperatura de 40 a 70ºC.

3. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque la corriente gaseosa que sal del reactor está bajo una presión de un máximo de 300 kPa_{abs.}.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el contenido en metano del monóxido de carbono asciende a un máximo de 50 ppm.