ES2211567T3 - Procedimiento para la preparacion de polioles. - Google Patents

Procedimiento para la preparacion de polioles.

Info

Publication number
ES2211567T3
ES2211567T3 ES00944079T ES00944079T ES2211567T3 ES 2211567 T3 ES2211567 T3 ES 2211567T3 ES 00944079 T ES00944079 T ES 00944079T ES 00944079 T ES00944079 T ES 00944079T ES 2211567 T3 ES2211567 T3 ES 2211567T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
hydrogenation
water
formaldehyde
process according
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES00944079T
Other languages
English (en)
Inventor
Tapio Salmi
Valentina Serra-Holm
Tiina-Kaisa Rantakyla
Paivi Maki-Arvela
Lars-Peter Lindfors
Hannu Nousiainen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dynea Chemicals Oy
Original Assignee
Dynea Chemicals Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dynea Chemicals Oy filed Critical Dynea Chemicals Oy
Application granted granted Critical
Publication of ES2211567T3 publication Critical patent/ES2211567T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/132Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
    • C07C29/136Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH
    • C07C29/14Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of a —CHO group
    • C07C29/141Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of a —CHO group with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/61Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
    • C07C45/67Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
    • C07C45/68Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms
    • C07C45/72Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms by reaction of compounds containing >C = O groups with the same or other compounds containing >C = O groups
    • C07C45/75Reactions with formaldehyde
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/81Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C45/82Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation
    • C07C45/83Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation by extractive distillation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/18Systems containing only non-condensed rings with a ring being at least seven-membered

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Un procedimiento para la preparación de polioles con 3 ó 4 grupos hidroxilo, que comprende: aldolización de un aldehído que tiene al menos dos átomos de hidrógeno en posición a representado por la fórmula R1CH2CHO, en la que R1 es: hidrógeno, alquilo de 1 a 7 átomos de carbono, con opcionalmente al menos un sustituyente cicloalquílico, cicloalquilo, arilo o aralquilo con 1-7 átomos de carbono en su cadena alquílica, con formaldehído a una temperatura de 50-100ºC en presencia de agua, en una cantidad de 48-65% en peso y una resina de intercambio aniónico débilmente básica, e hidrogenación del aldehído formado, de ese modo, a una temperatura de 50-200ºC en presencia de un catalizador de hidrogenación y 0-90% en peso de agua.

Description

Procedimiento para la preparación de polioles.
La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de polioles con 3 ó 4 grupos hidroxilo, a partir de un aldehído y formaldehído en presencia de agua, seguido por hidrogenación del producto de aldolización en presencia de un catalizador de hidrogenación a una temperatura elevada.
Los polioles y especialmente 1,1,1-trimetilolpropano (TMP) son materiales de partida y compuestos intermedios importantes en la producción de resinas sintéticas, tales como resinas de poliéster y similares. También se pueden usar en la fabricación de plastificantes, lubricantes sintéticos, tensioactivos, etc. Los polioles como 1,1,1-trimetilolpropano se preparan permitiendo que el formaldehído y otro aldehído reaccionen en presencia de un catalizador fuertemente alcalino, tal como: hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o hidróxido de calcio, para formar un alcohol deseado. Sin embargo, se forman grandes cantidades de sales de formiato como subproductos haciendo, de ese modo, que el procedimiento no sea muy atractivo para propósitos comerciales. En otro, se lleva a cabo un procedimiento alternativo de reacción de aldolización de formaldehído y otro aldehído, en presencia de un catalizador de amina, tal como trietilamina, seguido por hidrogenación. La reacción de aldolización también se puede llevar a cabo con una resina de intercambio aniónico que actúe como catalizador.
Se presenta un método para la fabricación de polialcoholes en la patente alemana 19.542.036, en el que se permite que un alcanal o cetona reaccione con formaldehído en una solución acuosa, en presencia de una amina, después se separan: agua, exceso de amina, exceso de formaldehído y metanol formado a partir de reacción de Cannizaro con formaldehído. La mezcla de reacción restante se calienta y se forma formiato de polialcohol. El formiato de polialcohol obtenido se somete a transesterificación con un alcohol para obtener el polialcohol deseado, que se aisla de la mezcla de reacción.
En la patente de EE.UU. 5.144.088 se describe un procedimiento para la fabricación de un poliol, y especialmente neopentilglicol, en el que se hace reaccionar isobutiraldehído con paraformaldehído en presencia de una amina terciaria, preferiblemente trietilamina y de uno o más óxidos de elementos de los grupos: IB, IVA, IVB, VA, VB, VIB y VII del sistema periódico e hidrogenando después el hidroxipivaldehído monomérico y dimérico obtenido.
En la patente de EE.UU. 5.146.012 se describe un método para preparar neopentilglicol haciendo reaccionar isobutiraldehído con paraformaldehído para obtener un producto de reacción que comprende hidroxipivaldehído, formando una mezcla del producto de reacción con aproximadamente 40-90% de un alcohol, preferiblemente metanol y poniendo en contacto después la mezcla con hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenación.
Se describe un procedimiento para la fabricación de polioles en la patente finlandesa 965.268, en el que se lleva a cabo una reacción de aldolización con formaldehído y otro aldehído que comprende al menos 2 átomos de carbono, en presencia de una resina de intercambio aniónico débilmente básica, seguido por hidrogenación que se lleva a cabo en presencia de un disolvente y un catalizador de hidrogenación.
Se describe un procedimiento en la patente finlandesa 974.638, para la preparación de neopentilglicol por hidrogenación de hidroxipivaldehído en presencia de hidrógeno y de un catalizador de hidrogenación que contiene níquel, a una temperatura menor que 100ºC, en una fase líquida, que comprende: un disolvente en una cantidad de 1-70% en peso, preferiblemente un alcohol alifático o éter o una mezcla de los mismos y agua en una cantidad menor que 15% en peso.
Se describe un método en la patente japonesa 10.287.606, para la purificación de dimetilolalcanal. Se separa formaldehído no reaccionado de un producto de reacción que contiene dimetilolalcanal, obtenido llevando a cabo una reacción de condensación de un aldehído alifático con formaldehído en presencia de un hidróxido, un carbonato o un bicarbonato, de un metal alcalino o un metal alcalino-térreo, u otro catalizador básico tal como una resina de intercambio aniónico y agua. Se añade agua a la solución de producto de reacción a fin de que la cantidad de agua sea aproximadamente 4 veces en peso, basado en el contenido de formaldehído en la solución de producto de reacción, después se alimenta la mezcla a un vaporizador de tipo película fina para concentrar la solución y se destilan el vapor de formaldehído y el vapor de agua generados, de ese modo, a partir de un extremo del vaporizador de tipo película fina para purificar el dimetilolalcanal.
Se ha observado que diversos problemas están relacionados con los métodos de acuerdo con el estado de la técnica. Por ejemplo, en la primera etapa del procedimiento de fabricación de 1,1,1-trimetilolpropano (TMP), la etapa de aldolización de los aldehídos, pueden tener lugar reacciones secundarias no deseadas. Cuando se hace reaccionar el material de partida, tal como n-butanal, con formaldehído, se forma 2-etil-3-hidroxipropanal pero también se obtiene como resultado de deshidratación 2-etilpropenal (etilacroleína). Se hace reaccionar además 2-etil-3-hidroxipropanal con formaldehído para producir el compuesto intermedio deseado 2-etil-3-hidroxi-2-(hidroximetil)propanal (TMPA). Debido a las reacciones secundarias, el rendimiento del aldol en la etapa de aldolización y además el rendimiento y la pureza del producto final, son inferiores. El aldol producto, 2-etil-3-hidroxi-2-(hidroximetil)propanal, contiene cantidades variables de formaldehído no reaccionado que es un inhibidor catalítico que afecta a la etapa de hidrogenación catalítica posterior. Para compensar el efecto inhibidor del formaldehído en la reacción de hidrogenación, se deben usar grandes cantidades del catalizador de hidrogenación aumentando, de ese modo, el tamaño del reactor y los costes de inversión. Normalmente, el número de fases de un componente depende de la temperatura y la concentración. Si aumenta la concentración de formaldehído, especialmente a bajas temperaturas, por debajo de 50ºC, se forma paraformaldehído sólido, que puede causar graves problemas de bloqueo en el procedimiento. Basado en lo anterior, se puede ver que existe claramente una necesidad de un procedimiento mejorado para la fabricación de polioles con rendimientos, pureza, conversión y selectividad mejorados.
La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de polioles por aldolización de un aldehído con formaldehído sobre un catalizador de resina de intercambio aniónico, seguido por hidrogenación del aldol producto sobre un catalizador de metal soportado.
Los elementos característicos del procedimiento para la preparación de polioles se establecen en las reivindicaciones.
Se ha observado que se pueden conseguir los objetivos mencionados anteriormente y se pueden evitar las desventajas de los métodos de acuerdo con el estado de la técnica, por el método de acuerdo con la invención. Los polioles se pueden producir convenientemente llevando a cabo una reacción de aldolización seguido por hidrogenación del aldol producto. La reacción de aldolización se lleva a cabo preferiblemente en presencia de agua y en presencia de una resina de intercambio aniónico y en un entorno sustancialmente libre de alcohol y se lleva a cabo la hidrogenación posterior del aldol producto, preferiblemente en presencia de agua.
En el procedimiento de acuerdo con la invención, para la preparación de polioles con 3 ó 4 grupos hidroxilo, se obtiene un aldehído por reacción de aldolización de un aldehído que tiene al menos dos átomos de hidrógeno en posición \alpha y una fórmula de acuerdo con R_{1}CH_{2}CHO, en la que R_{1} se selecciona de un grupo que comprende: hidrógeno, grupos alquilo que tienen 1-7 átomos de carbono, que pueden tener sustituyentes cicloalquilo, grupos cicloalquilo, grupos arilo y grupos aralquilo con 1-7 átomos de carbono en la cadena alquílica, con formaldehído a una temperatura de 50-100ºC en presencia de agua, en una cantidad de 48-65% en peso y el aldehído obtenido se hidrogena a una temperatura de 50-200ºC en presencia de un catalizador de hidrogenación y 0-90% en peso de agua.
El entorno sustancialmente libre de alcohol quiere decir que la reacción de aldolización se lleva a cabo en presencia de metanol en una cantidad de 0-20% en peso, preferiblemente 0-12% en peso. En la reacción de aldolización se hacen reaccionar un aldehído que tiene al menos dos átomos de hidrógeno en posición \alpha y formaldehído, en presencia de una resina de intercambio aniónico con una relación molar de formaldehído al aldehído de 2:1 -6:1 y a una temperatura de 50-100ºC.
Se puede aplicar cualquier catalizador de resina de intercambio aniónico, adecuado, preferiblemente resinas de intercambio aniónico débilmente básicas y el límite superior para la temperatura de la reacción está limitado por la resistencia térmica de la resina de intercambio aniónico usada. Preferiblemente las resinas de intercambio aniónico comprenden grupos funcionales que se seleccionan de: aminas primarias (-NH_{2}), aminas secundarias (-NHR, donde R es un grupo alquilo o uno arilo), aminas terciarias (-NR_{2}, donde R es como anteriormente y R puede ser el mismo o diferente grupo alquilo), y combinaciones de las mismas. La matriz de resina usada puede ser convenientemente un producto de condensación de epiclorhidrina con una amina o amoníaco, una resina fenólica, una resina acrílica o un copolímero de estireno, tal como copolímero de estireno clorometilado y divinilbenceno. Se describen resinas de intercambio aniónico débilmente básicas, adecuadas, en la patente finlandesa 965.268.
La reacción de aldolización se lleva a cabo preferiblemente en una atmósfera inerte, tal como atmósfera de nitrógeno, y se puede llevar a cabo como procedimiento discontinuo, como procedimiento semicontinuo o preferiblemente como procedimiento continuo.
El efecto del metanol sobre el rendimiento (Y) de TMP-aldol se presenta en la siguiente Gráfica 1. Se llevaron a cabo tres experimentos diferentes, con 0, 6 y 18% en peso de metanol. El experimento en ausencia de metanol se llevó a cabo con paraformaldehído.
Gráfica 1
Rendimiento (Y) de TMP-aldol en presencia de 18% en peso de metanol (\blacklozenge), 6% en peso de metanol (\blacksquare), 0% en peso de metanol (\blacktriangle) y con una relación molar de formaldehído a aldehído de 4:1, T = 70ºC; 55% en peso de agua.
1
El efecto del contenido en agua sobre el rendimiento (Y) de TMP-aldol en un entorno libre de metanol, se presenta en la siguiente Gráfica 2. Se puede ver que el rendimiento del aldol (Y) después de 5 horas a 70ºC, con una relación molar de formaldehído a aldehído de 4:1, para tres valores de concentración de agua diferentes, alcanza un valor máximo con 55% en peso de agua en la mezcla de reacción.
Gráfica 2
El efecto del contenido en agua sobre el rendimiento (Y) de TMP-aldol en un entorno libre de metanol.
2
Después de la etapa de aldolización se hidrogenó el aldol producto. La hidrogenación se llevó a cabo a una temperatura de 50-200ºC, preferiblemente a 60-90ºC y a una presión de 1x10^{5} - 2x10^{7} Pa (1 - 200 bar), preferiblemente 1x10^{6} - 8x10^{6} Pa (10-80 bar). Se pueden usar opcionalmente disolventes en la hidrogenación y son disolventes adecuados alcoholes alifáticos, tales como: metanol, etanol y propanol, en una cantidad de 0-70% en peso, preferiblemente 30-50% en peso.
Sin embargo, en el caso de que la mezcla de aldolización, después de la etapa de aldolización, contuviera formaldehído, se encontró que con el uso de catalizador de Ni como catalizador de hidrogenación, es ventajoso usar sólo agua como disolvente en lugar de alcoholes en la hidrogenación del aldol producto. Normalmente el formaldehído retarda la hidrogenación del aldol producto pero cuando se usa sólo agua como disolvente, la velocidad de hidrogenación del aldol producto aumenta sensiblemente. Una concentración de agua adecuada es 0-90% en peso, preferiblemente 20-90% en peso.
El aldol producto también se puede purificar opcionalmente antes de la hidrogenación por destilación con vapor de agua, en la que se mezclan la mezcla de reacción de aldolización obtenida y agua y se lleva a cabo destilación. Se destilan conjuntamente: agua, formaldehído e impurezas. Alternativamente, también se puede hacer pasar directamente vapor de agua al líquido que se tiene que destilar. La separación de formaldehído e impurezas, tales como etilacroleína, a partir del aldol producto por destilación con vapor de agua, se lleva a cabo preferiblemente a vacío o a presión atmosférica y típicamente a una temperatura de 50-110ºC. El formaldehído no reaccionado separado a partir del aldol producto, se puede volver a recircular al reactor de aldolización disminuyendo, de ese modo, el consumo de formaldehído y aumentando la eficacia del procedimiento total.
Como catalizador de hidrogenación se puede usar un catalizador comercial, tal como un catalizador de metal soportado, que comprende: Cu, Cr, Ni, Zn, Pt, Pd, Ru, Mn o Co. Son catalizadores adecuados: Cu-Zn/Al_{2}O_{3}; Cu-Cr/Al_{2}O_{3}; Ni/SiO_{2}; Ni-Cr/SiO_{2}; Pt/C; Pt-Pd/C; Ru/C y Ru-Pd/C, y son preferibles Cu-Cr/Al_{2}O_{3} y Ni-Cr/SiO_{2}. La cantidad de níquel en el catalizador puede ser 60-99% en peso y la cantidad de cromo puede ser 1-40% en peso. Cuando la mezcla de reacción a partir de la etapa de aldolización contiene formaldehído y se lleva a cabo la etapa de hidrogenación en agua, es una elección preferible el catalizador de Ni. El catalizador se puede combinar con un vehículo adecuado que puede ser un óxido inorgánico tal como sílice o carbón. El catalizador se puede activar opcionalmente antes de la hidrogenación, preferiblemente a una temperatura de aproximadamente 400ºC en corriente de hidrógeno. La etapa de hidrogenación se puede llevar a cabo como procedimiento discontinuo, como procedimiento semicontinuo o preferiblemente como procedimiento continuo. Después de la etapa de hidrogenación, se separa el poliol deseado a partir de la mezcla de reacción por cualquier método adecuado, tal como destilación, y los disolventes usados se pueden recircular a la etapa de hidrogenación.
El método de acuerdo con la invención tiene diversas ventajas. La reacción de aldolización se lleva a cabo usando un catalizador sólido, y de ese modo, no se requiere separación del catalizador después de la reacción ni recirculación del catalizador. El procedimiento para la fabricación de polioles presenta selectividad mejorada y buena conversión debido a la cantidad óptima de agua en la etapa de aldolización. En el caso de 1,1,1-trimetilolpropano, se puede reducir la formación de etilacroleína por optimización de la cantidad de agua en la mezcla de reacción. Usando agua como disolvente en la etapa de hidrogenación, la realización de la etapa de hidrogenación se mejora debido a que sorprendentemente no tiene lugar efecto de inhibición catalítica del formaldehído y, de ese modo, se necesita menos catalizador de hidrogenación. El procedimiento es muy eficaz y económico debido a que no se requiere la eliminación completa de formaldehído después de la etapa de aldolización y el procedimiento de hidrogenación en agua con cantidades menores y mayores de formaldehído funciona igualmente bien. La selectividad mejorada de la etapa de aldolización en presencia de una resina de intercambio aniónico débilmente básica, la realización mejorada de la etapa de hidrogenación y el rendimiento total mejorado del producto bruto, hace que el procedimiento sea económicamente ventajoso, debido a que como resultado disminuye el consumo de materia prima y también disminuirán los costes de purificación del producto final.
En lo siguiente, se describe la invención en más detalle con referencia a los ejemplos adjuntos que en ningún caso se desea que limiten la invención.
Ejemplos 1-7
Aldolización
Se hicieron siete experimentos usando formaldehído y n-butiraldehído como materiales de partida. Se usaron concentraciones de metanol y agua diferentes en la mezcla de alimentación para estudiar el efecto del disolvente o bi-disolvente en la reacción de aldolización. Las condiciones experimentales y los resultados para la aldolización se presentan en la siguiente Tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página siguiente)
3
Ejemplos 8-16
Se ensayaron diversas resinas de intercambio aniónico, comerciales, como catalizadores de aldolización. Las principales propiedades de las resinas se señalan en la Tabla II. También se señalan los valores de selectividad (s) hacia aldol, definida como la relación del rendimiento de aldol al rendimiento de etilacroleína. Se llevaron a cabo experimentos a 60ºC, con una relación molar de formaldehído a butiraldehído de 4:1 y se calcularon valores después de 6 horas de reacción.
TABLA II Resinas de intercambio aniónico usadas como catalizadores de aldolización
4
Ejemplo 17 Purificación de aldol producto, 2-etil-3-hidroxi-2-(hidroximetil)propanal
La separación de formaldehído a partir del aldol producto se llevó a cabo a presión atmosférica y a 100ºC, usando un volumen discontinuo total de 400 ml (200 ml de producto de aldolización mezclado con 200 ml de agua destilada). Inmediatamente, a medida que se observaron las primeras gotitas de destilado del condensador, se comenzó la adición de agua extra. Se ajustó la alimentación de agua para mantener un volumen de líquido constante en el matraz de destilación. La reducción del contenido de formaldehído de 4,5% en peso a menos de 1,0% en peso requirió 750 ml de agua alimentada por la caldera de destilación. El tiempo de destilación fue 3 horas. Disminuir el contenido de formaldehído por debajo de 0,2% en peso requirió 1.600 ml de agua alimentados por la caldera de destilación y el tiempo de destilación fue 7 horas. Después de la destilación se evaporaron 200 ml de agua de la solución para eliminar el agua que se añadió antes de la destilación.
La etilacroleína, el co-producto dominante a partir de la etapa de aldolización, también se destiló en la etapa de separación.
Ejemplos 18-19
Hidrogenación del aldol producto purificado a 1,1,1-trimetilolpropano (1,1,1-tri(hidroximetil)propano)
Se llevaron a cabo dos experimentos con concentraciones de formaldehído diferentes 0,19% en peso y 0,93% en peso en la alimentación. Los experimentos se llevaron a cabo en un reactor discontinuo presurizado al que se conectó una unidad de burbujeo.
Se pusieron 5 g de catalizador de Ni comercial en un reactor. La presión se ajustó a 2x10^{5} Pa (2 bar) y la corriente de hidrógeno a 500 ml/min. Después de conseguir la temperatura de activación deseada (400ºC) se aumentó el flujo de hidrógeno a 750 ml/min., y se activó el catalizador. Después se mezclaron 150 ml de aldol producto, a partir del que se separaron formaldehído y etilacroleína, y 150 ml de metanol. La mezcla de alimentación se vertió en la unidad de burbujeo donde se saturó con hidrógeno durante 10 - 15 minutos, para eliminar oxígeno de la solución. La presión en el reactor se redujo de 2x10^{5} Pa (2 bar) a 1,5x10^{5} Pa (1,5 bar) al tiempo que se aumentó la presión en la unidad de burbujeo a 8x10^{5} Pa (8 bar) y se inyectó la mezcla de alimentación en el reactor. Se ajustó la presión deseada (7x10^{6} Pa (70 bar)) y la temperatura (90ºC) y se introdujo la alimentación de hidrógeno. Cuando la temperatura fue 15-20ºC por debajo de la deseada, se puso en funcionamiento la agitación y se ajustó a 104,7 rad/s (1.000 rpm). Se analizaron las muestras tomadas durante el procedimiento usando HPLC y GC. Las condiciones de operación en los experimentos y los resultados obtenidos se resumen como sigue:
Ejemplo 18
5
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 19
\vskip1.000000\baselineskip
6
\newpage
En el experimento (Ej. 18) llevado a cabo con una alimentación que tenía un contenido en formaldehído muy bajo (<0,2% en peso) la velocidad de hidrogenación fue significativamente mayor en el comienzo y no se observó retardo. Esto indica fuerte efecto inhibidor del formaldehído, que se puede ver a partir del Gráfico 3 siguiente. Se observó un retardo inicial de la velocidad de la reacción a la temperatura de 90ºC, cuando el contenido en formaldehído de la alimentación fue de 0,93% en peso (Ej. 19).
Gráfica 3
El efecto de la concentración de formaldehído, 0,93% en peso (-\sqbullet-) ejemplo 19, en comparación con menos de 0,2% en peso (-\blacklozenge-) ejemplo 18, en la hidrogenación de aldol a 90ºC y 7x10^{6} Pa (70 bar).
7
Influencia del disolvente en la hidrogenación de TMP-aldol
Ejemplos 20-26
Primero, se pusieron 5 g de catalizador de Ni comercial (tamaño de partícula < 45 \mum) triturados y tamizados, en el reactor y se activaron a 400ºC bajo corriente de hidrógeno durante 1 h.
En segundo lugar, se vertió una alimentación de hidrogenación en la unidad de burbujeo en que se saturó con hidrógeno durante 10 minutos para eliminar oxígeno de la solución. Después de la eliminación de oxígeno, se introdujo la mezcla de reacción en el autoclave. Se ajustaron la presión y la temperatura y cuando se consiguieron los valores objetivos se hizo funcionar el agitador magnético y se ajustó la velocidad de agitación. Las muestras líquidas se retiraron y se analizaron.
La superioridad del agua pura como disolvente cuando se usó alto contenido en formaldehído (FH) inicial se ilustra en las Gráficas 4 y 5. En los ejemplos 24 a 26 se llevó a cabo la hidrogenación en condiciones de procedimiento diferentes usando agua como disolvente. Las condiciones del procedimiento y los resultados de los experimentos se resumen como sigue:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Ejemplo pasa a página siguiente)
\newpage
Ejemplos 20-23
Comparación de agua y metanol como disolventes en la hidrogenación Ejemplo 20 Disolvente metanólico
8
Ejemplo 21 Disolvente no metanólico
\vskip1.000000\baselineskip
9
\vskip1.000000\baselineskip
Gráfica 4
La hidrogenación de TMP-aldol a 80ºC y 8x10^{6} Pa (80 bar) con alto contenido en FH (por encima de 2% en peso), usando una mezcla de MeOH y H_{2}O o agua pura como disolvente.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
10
Ejemplo 22 Disolvente metanólico
11
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 23 Disolvente no metanólico
12
\newpage
Gráfica 5
La hidrogenación de TMP-aldol a 90ºC y 8x10^{6} Pa (80 bar) con bajo contenido inicial de FH (por debajo de 1% en peso), usando una mezcla de MeOH y H_{2}O o agua pura como disolvente.
13
Ejemplos 24-26
Agua como disolvente en diferentes condiciones de operación Ejemplo 24 Disolvente no metanólico
14
Ejemplo 25 Disolvente no metanólico
15
Ejemplo 26 Disolvente no metanólico
16

Claims (11)

1. Un procedimiento para la preparación de polioles con 3 ó 4 grupos hidroxilo, que comprende: aldolización de un aldehído que tiene al menos dos átomos de hidrógeno en posición \alpha representado por la fórmula R_{1}CH_{2}CHO, en la que R_{1} es: hidrógeno, alquilo de 1 a 7 átomos de carbono, con opcionalmente al menos un sustituyente cicloalquílico, cicloalquilo, arilo o aralquilo con 1-7 átomos de carbono en su cadena alquílica, con formaldehído a una temperatura de 50-100ºC en presencia de agua, en una cantidad de 48-65% en peso y una resina de intercambio aniónico débilmente básica, e hidrogenación del aldehído formado, de ese modo, a una temperatura de 50-200ºC en presencia de un catalizador de hidrogenación y 0-90% en peso de agua.
2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha resina de intercambio aniónico débilmente básica comprende grupos funcionales seleccionados de: aminas primarias que tienen un grupo -NH_{2}, aminas secundarias que tienen un grupo -NHR, en el que R es alquilo o arilo, aminas terciarias que tienen un grupo -N(R)_{2}, en el que cada R es independientemente alquilo o arilo, y/o combinaciones de las mismas.
3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicha hidrogenación se lleva a cabo en presencia de un catalizador de hidrogenación que comprende: Ni, Cu, Cr, Zn, Pt, Pd, Ru, Co y/o Mn.
4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dicho catalizador de hidrogenación se soporta sobre un vehículo.
5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dicho vehículo es un óxido inorgánico o carbono.
6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque dicha hidrogenación se lleva a cabo a una temperatura de 60-90ºC.
7. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque dicha hidrogenación se lleva a cabo en presencia de un catalizador de Ni y 20-90% en peso de agua.
8. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque dicho aldehído que comprende al menos dichos dos átomos de hidrógeno en posición \alpha es: n-butanal, propanal o acetaldehído.
9. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque dicho aldehído formado en dicha aldolización es vapor de agua destilado antes de dicha hidrogenación.
10. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque dicha destilación con vapor de agua se lleva a cabo a una presión por debajo de la presión atmosférica.
11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque dicha destilación con vapor de agua se lleva a cabo a vacío.
ES00944079T 1999-07-02 2000-06-30 Procedimiento para la preparacion de polioles. Expired - Lifetime ES2211567T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI991519 1999-07-02
FI991519A FI109993B (fi) 1999-07-02 1999-07-02 Menetelmä polyolien valmistamiseksi

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2211567T3 true ES2211567T3 (es) 2004-07-16

Family

ID=8555012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES00944079T Expired - Lifetime ES2211567T3 (es) 1999-07-02 2000-06-30 Procedimiento para la preparacion de polioles.

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6593502B2 (es)
EP (1) EP1218328B1 (es)
JP (1) JP3868294B2 (es)
KR (1) KR100636869B1 (es)
CN (1) CN1217900C (es)
AR (1) AR032745A1 (es)
AT (1) ATE260230T1 (es)
AU (1) AU5831500A (es)
DE (1) DE60008559T2 (es)
ES (1) ES2211567T3 (es)
FI (1) FI109993B (es)
SA (1) SA00210624B1 (es)
TW (1) TW541296B (es)
WO (1) WO2001002330A1 (es)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1942735A2 (en) * 2005-10-25 2008-07-16 Dow Global Technologies Inc. Antimicrobial composition and method
US7671246B2 (en) 2006-03-06 2010-03-02 Wisconsin Alumni Research Foundation Method to make alkanes and saturated polyhydroxy compounds from carbonyl compounds
CN102432430B (zh) * 2011-09-25 2013-11-06 万华化学集团股份有限公司 一种多段循环加氢制备三羟甲基丙烷的方法
CN102391070B (zh) * 2011-10-19 2014-09-03 上海华谊(集团)公司 利用甲醛生产三羟甲基丙烷的方法
US8710278B1 (en) * 2013-01-31 2014-04-29 Eastman Chemical Company Process for producing polyols
US9056824B2 (en) 2013-01-31 2015-06-16 Eastman Chemical Company Preparation of hydroxy aldehydes
CN103274899B (zh) * 2013-05-22 2015-09-16 万华化学集团股份有限公司 一种三羟甲基丙烷的制备方法
CN103254034B (zh) * 2013-05-22 2015-09-16 万华化学集团股份有限公司 一种三羟甲基丙烷的制备方法
CN106316784B (zh) * 2016-08-19 2019-03-01 管天球 一种用油茶壳制备木糖醇的方法
KR102245931B1 (ko) * 2018-10-22 2021-04-28 주식회사 엘지화학 디메틸올부탄알의 제조방법 및 이를 이용한 트리메틸올프로판의 제조방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2818443A (en) * 1955-01-17 1957-12-31 Celanese Corp Polyhydroxy compounds via anion-exchange resin catalyzed aldehyde condensation and subsequent hydrogenation
DE2702582C3 (de) * 1977-01-22 1980-12-04 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung von Trimethylolalkanen
DE3340791A1 (de) * 1983-11-11 1985-05-23 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von trimethylolalkanen aus alkanalen und formaldehyd
US5763690A (en) * 1992-09-25 1998-06-09 Aristech Chemical Corporation Manufacture of trimethylolpropane
FI102474B (fi) * 1996-12-30 1998-12-15 Neste Oy Menetelmä moniarvoisten alkoholien valmistamiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
TW541296B (en) 2003-07-11
FI109993B (fi) 2002-11-15
WO2001002330A1 (en) 2001-01-11
SA00210624B1 (ar) 2006-11-11
DE60008559T2 (de) 2004-12-16
KR20020040682A (ko) 2002-05-30
US20020151754A1 (en) 2002-10-17
EP1218328B1 (en) 2004-02-25
JP3868294B2 (ja) 2007-01-17
US6593502B2 (en) 2003-07-15
JP2003503470A (ja) 2003-01-28
KR100636869B1 (ko) 2006-10-19
CN1360562A (zh) 2002-07-24
CN1217900C (zh) 2005-09-07
AR032745A1 (es) 2003-11-26
EP1218328A1 (en) 2002-07-03
FI991519A (fi) 2001-01-03
ATE260230T1 (de) 2004-03-15
DE60008559D1 (de) 2004-04-01
AU5831500A (en) 2001-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2211567T3 (es) Procedimiento para la preparacion de polioles.
ES2201334T3 (es) Procedimiento para la preparacion de alcoholes polivalentes.
ES2427541T3 (es) Procedimiento para la purificación de óxido de propeno bruto
KR101584375B1 (ko) 낮은 포름산 함량을 갖는 포름알데히드로부터 폴리알콜을 제조하는 방법
ES2925686T3 (es) Preparación de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en la posición 2 a partir de materiales de partida que contienen 2-alquil-4,4-dimetil-1,3-dioxano
ES2712067T3 (es) Producción de acetato de etilo
JPS60112729A (ja) アルカナール及びホルムアルデヒドからのトリメチロールアルカンの製法
KR20110110303A (ko) 폴리메틸올의 제조 방법
ES2368270T3 (es) Procedimiento de preparación de 3-metil-1,5-pentanodiol.
ES2198783T3 (es) Procedimiento para la preparacion de neopentilglicol.
KR100659913B1 (ko) 알콜의제조방법
JP5175418B2 (ja) 分岐アルコールおよび/または炭化水素の製造方法
EP0822173A1 (en) A new process for the manufacture of 1,3-cyclohexanedione
ES2255579T3 (es) Mejora del indice de color de alcoholes polivalentes mediante hidrogenado.
US5801292A (en) Aldehyde process
CA2427139C (en) Dehydrogenation of alkylene glycol ethers to ether ketones and aldehydes
JPH1059892A (ja) α,β−不飽和アルデヒドの製造方法
JP2005509668A (ja) 温度処理により多価アルコールからホルムアルデヒド含有アセタールを除去する方法
JP2000281610A (ja) エーテルの製造法
MXPA98010399A (es) Procedimiento para preparar alcoholes
JPH061744A (ja) α,β−不飽和アセタール類の製造法
JPH07242582A (ja) 3−ヘキシナールアセタール及びシス−3−ヘキセナールジシス−3−ヘキセニルアセタールの製造法