ES2316652T3 - Procedimiento para la hidroformilacion de olefinas, catalizada por rodio, mediando reduccion de las perdidas de rodio. - Google Patents
Procedimiento para la hidroformilacion de olefinas, catalizada por rodio, mediando reduccion de las perdidas de rodio. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para la preparación de aldehídos y alcoholes mediante una hidroformilación de olefinas con 6-20 átomos de carbono, catalizada por rodio, con una subsiguiente separación por destilación de la fracción de descarga de la reacción de hidroformilación en los productos de hidroformilación y en una solución que contiene rodio, y por reciclamiento de esta solución a la reacción de hidroformilación, caracterizado porque la concentración de rodio de la solución reciclada con un contenido de rodio es de 20-150 ppm en masa, realizándose que la solución con un contenido de rodio contiene como disolventes los compuestos de alto punto de ebullición formados mediante la reacción de hidroformilación, aldehídos y alcoholes, y un disolvente inerte, seleccionado entre texanol, ftalato de dioctilo o ftalato de diisononilo, y que la concentración de rodio se ajusta mediante la proporción de los aldehídos y alcoholes, a través de la separación por destilación de la fracción de descarga de la reacción de hidroformilación.
Description
Procedimiento para la hidroformilación de
olefinas, catalizada por rodio, mediando reducción de las pérdidas
de rodio.
El presente invento se refiere a un
procedimiento para la preparación de aldehídos y alcoholes mediante
una hidroformilación de olefinas, catalizada por rodio, siendo
reducidas al mínimo las pérdidas de catalizador de rodio activo que
resultan mediante el tratamiento de la fracción de descarga de la
reacción de hidroformilación.
A la escala técnica, se preparan aldehídos y/o
alcoholes mediante hidroformilaciones de olefinas con catalizadores
de cobalto o de rodio. En tal caso, la mayor parte de la veces es
ventajosa la utilización de catalizadores de rodio, puesto que con
ellos se pueden conseguir unas selectividades y unos rendimientos de
productos más altos/as. En comparación con el cobalto, el rodio,
sin embargo, es más caro, por lo que en el caso de la
hidroformilación de olefinas para dar los correspondientes
aldehídos con catalizadores de rodio, el catalizador constituye un
factor no insignificante de los costos. Con el fin de elevar la
rentabilidad, se debe de disminuir, por lo tanto, el consumo
específico de catalizador. Por tal concepto, ha de entenderse la
cantidad del catalizador, que se debe de aportar al proceso en el
caso de un funcionamiento a largo plazo, con el fin de garantizar un
nivel de actividad constante del catalizador.
La reacción de olefinas, catalizada por rodio,
para dar los correspondientes aldehídos, se efectúa en la mayor
parte de los casos en una fase líquida homogénea. En el caso de
hidroformilaciones en una fase homogénea, es decir que el
catalizador, las olefinas, los productos, los disolventes, etc., se
presentan en una misma fase, se plantea el problema de separar el
catalizador después de la reacción desde la fracción de descarga de
la reacción. Esto puede efectuarse de una manera sencilla mediante
separación por destilación de los compuestos de partida (eductos)
que no han reaccionado y de los productos; el catalizador que se
encuentra en la parte de colas (parte inferior del reactor), que
está disuelto en la mayor parte de los casos en componentes de alto
punto de ebullición, se recicla a continuación al reactor. En tal
caso, la destilación puede efectuarse de una manera continua o
discontinua.
En el caso de la separación por destilación del
catalizador de rodio, se puede comprobar con frecuencia una
descomposición o desactivación del catalizador. Especialmente en el
caso de la hidroformilación de olefinas de cadena más larga, la
destilación, a causa de los altos puntos de ebullición de los
productos, solamente se puede llevar a cabo todavía a una
temperatura elevada y/o a una presión reducida, es decir que las
condiciones necesarias para la separación del catalizador favorecen
a su desactivación.
Con el fin de disminuir la desactivación del
catalizador durante el tratamiento de la fracción de descarga desde
el reactor en el caso de reacciones de hidroformilación de olefinas,
catalizadas por rodio, se conocen varios procedimientos:
En el documento de patente europea EP 0272608 se
describe un procedimiento, en el cual se emplea un catalizador de
rodio con ligandos de óxido de trifenil-fosfina. En
el caso del tratamiento de la fracción de descarga de la reacción,
antes de su destilación, se añade trifenil-fosfina
(en la cantidad nueve veces mayor referida al rodio). El residuo de
destilación contiene por consiguiente complejos de rodio con
trifenil-fosfina como ligando, así como
trifenil-fosfina y óxido de
trifenil-fosfina. A continuación, la cantidad de
trifenil-fosfina total, es decir la libre y la
convertida en complejos, se oxida para dar óxido de
trifenil-fosfina, y esta solución del catalizador
se recicla al reactor. Para la oxidación de la
trifenil-fosfina se emplea oxígeno o un peróxido.
Otras variantes de este método se describen en los documentos de
patentes japonesas JP 63.222.139, JP 63.208.540, de patente alemana
DE 3.338.340 y JP 63.218.640.
Estos procedimientos tienen la desventaja de que
constantemente se consume trifenil-fosfina. A partir
de ésta resulta por oxidación la cantidad equivalente de óxido de
trifenil-fosfina. Con el fin de limitar su
concentración en el líquido con catalizador o respectivamente en el
reactor, se necesita una corriente descargada, mediante la cual se
retira de nuevo rodio. Adicionalmente se necesita un dispositivo de
oxidación. En el caso de la oxidación, cuando no se utiliza
precisamente aire, resultan ciertos costos para el agente de
oxidación.
Con el fin de estabilizar a los ligandos que
contienen fósforo del rodio, se pueden añadir otros compuestos a la
reacción de hidroformilación y/o a la etapa de tratamiento de los
productos de reacción.
En los documentos de patente de los EE.UU. US
5.731.472, US 5.767.321 y EP 0.149.894 se describen unos
procedimientos para la hidroformilación de
n-butenos. En ellos se emplean unos catalizadores
con rodio, que contienen ligandos de fosfitos y que se estabilizan
mediante una adición de aminas. Es desventajoso en este caso el
hecho de que las aminas pueden actuar como catalizadores para
condensaciones aldólicas, y por consiguiente se favorece la
formación de compuestos de alto punto de ebullición.
La hidroformilación de una mezcla de olefinas de
C_{8}, preparada por dimerización de butenos, mediando la
catálisis por compuestos complejos de rodio y su estabilización con
fenoles sustituidos, se describe en el documento JP
04-164042. En este caso, el compuesto de rodio, el
ligando y el estabilizador se emplean en la relación molar de
1/10/50. Son desventajosos en el caso de este procedimientos los
costos para el estabilizador y el gasto para su separación.
Usualmente, el catalizador de rodio se recupera
en forma de una solución en un disolvente de alto punto de
ebullición, mediante destilación moderada de la fracción de descarga
de la reacción de hidroformilación.
En el caso de la hidroformilación de olefinas en
presencia de catalizadores de rodio, resultan con frecuencias
pequeñas cantidades de compuestos de alto punto de ebullición como
productos secundarios. Los compuestos de alto punto de ebullición
son productos de aldolización y acetalización así como además - por
desproporcionamiento de los aldehídos para dar ácidos y alcoholes -
ésteres de estos ácidos. Estos compuestos de alto punto de
ebullición permanecen, al realizar la destilación de la fracción de
descarga de la hidroformilación, junto con los compuestos de rodio
en la parte de colas de la destilación. Para que, en un
procedimiento continuo, la concentración de compuestos de alto
punto de ebullición en el reactor de hidroformilación se pueda
mantener en un valor constante, en un estado casi estacionario se
debe de separar precisamente tanta cantidad de compuestos de alto
punto de ebullición, como la que se forma en la reacción de
hidroformilación. Esto se realiza mediante descarga deliberada de
una parte de la fracción de colas de la destilación. Junto con la
corriente descargada, se retiran también cantidades parciales del
catalizador activo de rodio desde el circuito del proceso. En el
caso ideal la cantidad descargada de rodio correspondería
precisamente a la cantidad de rodio que se debería de añadir
dosificadamente en un momento posterior, en el caso de un
procedimiento continuo, para el mantenimiento de un estado
estacionario.
En los casos de procedimientos habituales se
debe de añadir posteriormente, sin embargo, una mayor cantidad de
rodio, puesto que durante el tratamiento por destilación resultan,
entre otras razones a causa de la solicitación térmica, unos
compuestos de rodio insolubles, tales como p.ej. compuestos de rodio
multinucleares en forma de racimos (en inglés cluster) y/o rodio
metálico. Estas cantidades de rodio siguen estando presentes
ciertamente en el equipo, pero son inactivas catalíticamente y no
están a disposición como catalizador en el reactor de
hidroformilación. Además de esto, los compuestos de rodio disueltos,
contenidos en el producto de colas de la destilación, que se
reciclan al reactor de hidroformilación, son menos activos que un
catalizador de rodio de nueva aportación, de manera tal que incluso
en el caso de una misma concentración de rodio en el reactor de
hidroformilación con compuestos de rodio reciclados, se obtiene un
menor rendimiento de espacio y tiempo.
La rentabilidad de un procedimiento de
hidroformilación con catalizadores de rodio depende por lo tanto
principalmente del consumo específico de rodio. Subsistía por lo
tanto la misión de desarrollar un procedimiento para la preparación
de aldehídos por una hidroformilación de olefinas, catalizada por
rodio, que se distinga por un pequeño consumo de catalizador y que
se pueda llevar a cabo sin la adición de sustancias que estabilicen
al catalizador.
De modo sorprendente, se encontró que el consumo
de catalizador de un procedimiento de hidroformilación de olefinas,
catalizado por rodio, se puede reducir en gran manera, cuando en el
caso del tratamiento por destilación de la fracción de descarga de
la hidroformilación no se sobrepasan determinadas concentraciones de
rodio en la parte de colas de la destilación.
Es por lo tanto objeto del presente invento un
procedimiento para la preparación de aldehídos y alcoholes mediante
una hidroformilación de olefinas con 6-20 átomos de
carbono, catalizada por rodio, con una subsiguiente separación por
destilación de la fracción de descarga de la reacción de
hidroformilación, en los productos de hidroformilación y en una
solución que contiene rodio, y por reciclamiento de esta solución a
la reacción de hidroformilación, siendo de 20-150
ppm (partes por millón) en masa la concentración de rodio de la
solución reciclada que contiene rodio.
De manera preferida, la concentración de rodio
de la solución reciclada que contiene rodio es de
20-100 y en particular de 20-50 ppm
en masa de rodio.
Para la ejecución del procedimiento conforme al
invento son posibles varias variantes:
La Figura 1 debe de explicar con mayor detalle
una variante del procedimiento conforme al invento. Aquí, a través
de la conducción 1 se conducen una olefina y un gas de síntesis así
como a través de la conducción 2 se conduce una solución de
catalizador dentro del reactor de hidroformilación 3. A través de la
conducción 4 la fracción de descarga de la hidroformilación se
incorpora en la etapa de separación por destilación 5, donde como
producto de cabezas 6 se separan los aldehídos y alcoholes que se
desean. El producto de colas 7 contiene el catalizador de rodio,
y/o compuestos de alto punto de ebullición, y/o aldehídos y
alcoholes no separados, y/o disolventes inertes. Opcionalmente, una
parte de la solución que contiene rodio se debe de descargar a
través de la conducción 8. La solución se recicla al reactor 3,
pudiéndose añadir, a través de 9, catalizador de nueva
aportación.
Como disolventes, la solución con un contenido
de rodio contiene los productos de reacción de la reacción de
hidroformilación, es decir aldehídos, alcoholes y los compuestos de
alto punto de ebullición que se han formado, y disolventes inertes
añadidos, seleccionados entre texanol, ftalato de dioctilo (DOP) o
ftalato de diisononilo (DINP). La concentración de rodio es
ajustada por medio de la separación por destilación de la fracción
de descarga de la reacción de hidroformilación, a saber mediante una
correspondiente proporción de alcoholes y aldehídos. La cantidad
del producto de colas se puede ajustar mediante un modo de
funcionamiento correspondiente del equipo de destilación
(temperatura, presión). Como disolventes se emplean los compuestos
de alto punto de ebullición formados mediante la reacción y los
disolventes inertes añadidos, en cada caso a solas o adicionalmente
con los alcoholes y aldehídos que se han formado por medio de la
reacción.
Los compuestos de partida para el procedimiento
conforme al invento son olefinas o mezclas de olefinas con 6 a 20
átomos de carbono así como con dobles enlaces C-C
situados en los extremos y/o en el interior. Las mezclas se pueden
componer de olefinas con un número de átomos de C igual, similar
(\pm 2) o manifiestamente diferente (> \pm 2). Como
olefinas, que se pueden emplear o bien en forma pura, en una mezcla
de isómeros o en una mezcla con otras olefinas con un número
distinto de átomos de C como compuestos de partida, se han de
mencionar por ejemplo: 1-, 2- o 3-hexeno,
1-hepteno, heptenos lineales con doble enlace
situado en el interior (2-hepteno,
3-hepteno, etc.), mezclas de heptenos lineales, 2- o
3-metil-1-hexeno,
1-octeno, octenos lineales con un doble enlace
situado en el interior, mezclas de octenos lineales, 2- o
3-metil-hepteno,
1-noneno, nonenos lineales con un doble enlace
situado en el interior, mezclas de nonenos lineales, 2-, 3- o
4-metil-octenos, 1-, 2-, 3-, 4- o
5-deceno,
2-etil-1-octeno,
1-dodeceno, dodecenos lineales con un doble enlace
situado en el interior, mezclas de dodecenos lineales,
1-tetradeceno, tetradecenos lineales con un doble
enlace situado en el interior, mezclas de tetradecenos lineales,
1-hexadeceno, hexadecenos lineales con un doble
enlace situado en el interior, mezclas de hexadecenos lineales.
Compuestos de partida apropiados son además, entre otros, la mezcla
de hexenos isómeros que resulta en el caso de la dimerización de
propeno (dipropeno), la mezcla de octenos isómeros que resulta en
el caso de la dimerización de butenos (dibuteno), la mezcla de
nonenos isómeros que resulta en el caso de la trimerización de
propeno (tripropeno), la mezcla de dodecenos isómeros que resulta
en el caso de la tetramerización de propeno o de la trimerización de
butenos (tetrapropeno o tributeno), la mezcla de hexadecenos que
resulta en el caso de la tetramerización de butenos (tetrabuteno)
así como las mezclas de olefinas que se preparan por
oligomerización concomitante de olefinas que tienen un diverso
número de átomos de C (de manera preferida de 2 a 4), eventualmente
después de una separación por destilación en fracciones que tienen
un número de átomos de C igual o similar (\pm 2). Además, se
pueden emplear olefinas o mezclas de olefinas, que se han producido
mediante una síntesis de Fischer-Tropsch. Además de
esto, se pueden utilizar unas olefinas, que se han preparado
mediante metátesis de olefinas o mediante otros procesos técnicos.
Compuestos de partida preferidos son mezclas de octenos, nonenos,
dodecenos o hexadecenos isómeros, es decir oligómeros de olefinas
inferiores, tales como n-butenos, isobuteno o
propeno. Otros compuestos de partida, asimismo bien apropiados, son
oligómeros de olefinas de C_{5}.
En el procedimiento conforme al invento se
pueden emplear como catalizadores ciertos compuestos complejos de
rodio modificados. Estos catalizadores de rodio se pueden incorporar
en el proceso en forma de sus compuestos complejos activos, pero
técnicamente es por regla general más sencillo generar los
catalizadores in situ a partir de compuestos de rodio
estables, almacenables con facilidad. Compuestos de rodio,
apropiados para esto, son por ejemplo sales de rodio(II) y
de rodio(III), tales como cloruro de rodio(III),
nitrato de rodio(III), sulfato de rodio(III), sulfato
de potasio y de rodio, un carboxilato de rodio(II) o
respectivamente de rodio(III), los acetatos de
rodio(II) y de rodio(III), octanoato de
rodio(II), nonanoato de rodio(II), óxido de
rodio(III), sales del ácido de rodio(III)
[ródico(III)] y hexacloro-rodiato de
tris-amonio. Además, son apropiados ciertos
compuestos complejos de rodio tales como
biscarbonil-acetilacetonato de rodio y
acetilacetonato-bis-etilen-rodio(I).
Son especialmente apropiados acetato de rodio, octanoato de rodio y
nonanoato de rodio.
Por lo general se añaden aproximadamente de 1 a
500 y de manera preferida de 3 a 50 moles de un ligando por cada
mol de rodio. Se puede añadir ligando de nueva aportación en
cualquier momento de la reacción, con el fin de mantener constante
la concentración de ligando libre.
En el procedimiento conforme al invento, la
concentración del rodio en el reactor de hidroformilación es de
manera preferida de 1 a 50 ppm en masa, en particular de 5 a 25 ppm
en masa.
La elección de los ligandos añadidos no está
restringida en el procedimiento conforme al invento, sino que
depende de la olefina empleada y de los productos deseados. Ligandos
preferidos son unos ligandos que contienen átomos de nitrógeno,
fósforo, arsénico o antimonio; son especialmente preferidos los
ligandos con fósforo. Los ligandos pueden ser monodentados o
multidentados, en el caso de ligandos quirales se puede emplear
tanto el racemato como también un enantiómero o diastereoisómero.
Asimismo es posible utilizar una mezcla de dos o más diferentes
ligandos. Como ligandos con fósforo se emplean en particular los que
forman con rodio unos compuestos complejos menos estables que la
trifenil-fosfina, tales como por ejemplo óxidos de
fosfinas, fosfitos, fosfonitos y fosfinitos.
Ejemplos de fosfitos son fosfito de trimetilo,
fosfito de trietilo, fosfito de
tri-n-propilo, fosfito de
tri-i-propilo, fosfito de
tri-n-butilo, fosfito de
tri-i-butilo, fosfito de
tri-t-butilo, fosfito de
tris(2-etil-hexilo), fosfito
de trifenilo, fosfito de
tris(2,4-di-t-butil-fenilo),
fosfito de
tris(2-t-butil-4-metoxi-fenilo),
fosfito de
tris(2-t-butil-4-metil-fenilo)
y fosfito de tris(p-cresilo). Además, se
emplean ligandos con fosfito impedidos estéricamente, tal como los
que resultan, entre otros, en los documentos EP 155.508, US
4.668.651, US 4.748.261, US 4.769.498, US 4.774.361, US 4.835.299,
US 4.885.401, US 5.059.710, US 5.113.022, US 5.179.055, US
5.260.491, US 5.264.616, US 5.288.918, US 5.360.938, EP 472.071, EP
518.241 y en el documento de solicitud de patente internacional WO
97/20795. Se emplean preferiblemente fosfitos de trifenilo
sustituidos en cada caso con 1 ó 2 grupos isopropilo y/o
terc.-butilo junto a los anillos de fenilo, de manera preferida en
posición orto con respecto a la agrupación de éster fosfito.
Ejemplos de fosfonitos son
metil-dietoxi-fosfina,
fenil-dimetoxi-fosfina,
fenil-dimetoxi-fosfina,
fenil-difenoxi-fosfina,
6-fenoxi-6H-dibenzo[c,e][1,2]oxa-fosforina
y sus derivados, en los cuales los átomos de hidrógeno están
reemplazados total o parcialmente por radicales alquilo o arilo o
por átomos de halógeno, y ligandos que se describen en los
documentos WO 9843935, JP 09-268152 y DE 198.10.794
y en los documentos de solicitudes de patentes alemanas DE
199.54.721 y DE 199.54. 510.
Ligandos de fosfinito corrientes se describen,
entre otros, en los documentos US 5.710.344, WO 95 06627, US
5.360.938 y JP 07082281. Ejemplos de ellos son
difenil-(fenoxi)fosfina y sus derivados, en los que los
átomos de hidrógeno están reemplazados total o parcialmente por
radicales alquilo o arilo o por átomos de halógeno,
difenil(metoxi)fosfina,
difenil(etoxi)fosfina, etc.
En el procedimiento conforme al invento, las
hidroformilaciones catalizadas por rodio se llevan a cabo a unas
presiones de 15 a 300 bares, de manera preferida a unas presiones de
15 a 270 bares, en particular a unas presiones de 150 - 270 bares.
La presión utilizada depende de la estructura de las olefinas
empleadas, del catalizador de rodio que se emplea y del efecto
deseado. Así, por ejemplo, se pueden hacer reaccionar unas
\alpha-olefinas a unas presiones situadas por
debajo de 64 bares, con altos rendimientos de espacio y tiempo,
para dar los correspondientes aldehídos. En los casos de olefinas
con dobles enlaces situados en el interior, en particular en los
casos de olefinas ramificadas, son convenientes por el contrario
unas presiones más altas.
Las temperaturas para las hidroformilaciones
catalizadas por rodio, conformes al invento, están situadas por lo
general en el intervalo de 40ºC a 180ºC, de manera preferida de 90ºC
a 160ºC, en particular de 130 a 160ºC.
Después de la hidroformilación, la mayor parte
del gas de síntesis se retira mediante descompresión. A partir de
la fracción líquida de descarga de la reacción, el catalizador se
separa por destilación. El catalizador y los ligandos,
estabilizadores, etc., que eventualmente se han añadido, permanecen
en el residuo de destilación o como tal residuo. Al poner en
marcha, o cuando en el proceso se forma solamente poca cantidad de
compuestos de alto punto de ebullición, puede ser ventajoso emplear
un disolvente inerte de alto punto de ebullición (que hierve a
temperaturas más altas que la de los productos y los compuestos de
partida), en el que se disuelve el catalizador. El catalizador
disuelto en el disolvente de alto punto de ebullición se puede
transportar y reciclar luego directamente a los reactores. Es
especialmente ventajoso emplear como disolvente de alto punto de
ebullición los productos secundarios de alto punto de ebullición que
se han formado en el proceso. Otros apropiados disolventes son
ésteres de alto punto de ebullición, tales como el monoisobutirato
de
2,2,4-trimetil-pentanodiol-1,3,
que se encuentra en el comercio como texanol.
Para la realización a escala técnica de la
separación por destilación del catalizador, son aplicables
diferentes modos de procedimiento. Se prefiere la separación de la
solución de catalizador a través de aparatos evaporadores de
película descendente, de tramo de distancia corta o de capa delgada,
o combinaciones de estos aparatos. La ventaja de una de tales
combinaciones puede encontrarse por ejemplo en el hecho de separar,
en una primera etapa, el gas de síntesis todavía disuelto así como
una parte de los productos y de las olefinas de partida todavía
presentes (por ejemplo, en un aparato evaporador de película
descendente), para luego, en una segunda etapa (por ejemplo en un
evaporador de capa delgada), llevar a cabo la separación definitiva
del catalizador.
Las presiones de destilación están situadas
entre 5 mbar y 1 bar, de manera preferida entre 10 mbar y 100 mbar.
Las temperaturas de destilación son de 40 a 180ºC, en particular de
80 a 150ºC.
Opcionalmente, la solución que contiene rodio
(producto de colas) puede ser estabilizada adicionalmente con
monóxido de carbono, tal como ha sido descrito en el documento DE
100 48 301.1.
Una parte de la solución que contiene rodio
(producto de colas) se puede descargar del sistema para mantener
constante la concentración de compuestos de alto punto de
ebullición en el reactor de hidroformilación. La otra parte del
producto de colas se recicla al reactor de hidroformilación. Con la
corriente descargada se retira desde el proceso también una parte
del catalizador (rodio y ligando). Estas cantidades y otras
cantidades faltantes de rodio y ligando en la corriente reciclada,
se deben de añadir dosificadamente con el fin de mantener una
determinada concentración del catalizador en el reactor de
hidroformilación. En el caso ideal, solamente se deben de
reemplazar estas cantidades de catalizador de rodio.
Opcionalmente, a partir de la corriente
descargada se pueden separar, por ejemplo por destilación, otros
productos adicionales.
A partir de la corriente descargada se puede
recuperar el rodio de acuerdo con procedimientos conocidos.
Los vapores, que resultan al aumentar la
concentración, se pueden separar por destilación en los productos
buscados (dianas), aldehídos y alcoholes, hidrocarburos y otros
productos secundarios. A partir de la fracción de hidrocarburos se
pueden obtener eventualmente olefinas, que se pueden reciclar al
proceso.
Los aldehídos obtenidos mediante el
procedimiento conforme al invento, se pueden utilizar como tales,
por ejemplo como una sustancia odorífera, se pueden oxidar para dar
ácidos carboxílicos o se pueden hidrogenar para dar alcoholes.
Los alcoholes resultantes en el procedimiento
conforme al invento, o los alcoholes obtenidos por hidrogenación de
los aldehídos, son compuestos precursores para ésteres, en
particular agentes plastificantes, tales como, por ejemplo,
ftalatos, hidro-ftalatos, adipatos, citratos,
trimelitatos, y para detergentes. Además, ellos se pueden emplear
como disolventes.
Los siguientes Ejemplos deben de explicar el
invento, sin restringir su amplitud de aplicación, que se establece
a partir de la memoria descriptiva y de las reivindicaciones de esta
patente.
En un autoclave con una capacidad de 10 l se
hicieron reaccionar 5.000 g de un tributeno procedente del
procedimiento Octol a 135ºC, bajo una presión del gas de síntesis
de 250 bares durante 4 horas, en presencia de un catalizador de
rodio modificado con un fosfito. El catalizador de rodio activo se
generó in situ a partir de octanoato de rodio y de fosfito
de
tris(2,4-di-terc.-butil-fenilo).
La concentración de rodio (referida a la masa
total de reacción) se ajustó a 10 ppm; la relación molar de fósforo
a rodio (P/Rh) fue de 10 a 1.
Como disolvente inerte de alto punto de
ebullición, se añadieron a la mezcla de reacción 250 g de texanol
(monoisobutirato de
2,2,4-trimetil-pentanodiol-1,3).
El grado de conversión de la olefina se vigiló
tanto mediante un análisis por GC (de Gas Chromatography =
cromatografía de gases), como también a través de la cantidad de gas
de síntesis que se había recogido. Después de 4 horas se interrumpió
la reacción.
La fracción de descarga de la reacción contenía
16,5% en masa de una olefina de C12, 78,1% en masa de un aldehído
de C13 (iso-tridecanal), 4,3% en masa de un alcohol
de C13 (iso-tridecanol) y 1,1% en masa de compuestos
de alto punto de ebullición. Esta composición del producto
corresponde a un grado de conversión del tributeno de 81,2% y a un
rendimiento de productos valiosos (aldehídos/alcoholes de C13) de
79,7%.
Ejemplo
comparativo
Para la recuperación del catalizador, 2.500 g de
la fracción de descarga de la reacción, procedente del Ejemplo 1,
se separaron en un aparato evaporador de capa delgada de laboratorio
a 130ºC y 20 mbar. En tal caso, el compuesto de alto punto de
ebullición, que contenía rodio, se separó de los compuestos de bajo
punto de ebullición (productos valiosos y olefina de C13 que no
había reaccionado). En las condiciones seleccionadas de separación,
se obtuvo en la parte de colas del aparato evaporador de capa
delgada un compuesto de alto punto de ebullición que contenía rodio
(fracción de descarga de colas) con un contenido de rodio de 248
ppm.
Ejemplo
3
De acuerdo con el
invento
Como en el Ejemplo 2, para la recuperación del
catalizador se emplearon 2.500 g de la fracción de descarga de la
reacción procedente del Ejemplo 1, en un aparato evaporador de capa
delgada de laboratorio, a 130ºC y 40 mbar. En este caso, el
compuesto de alto punto de ebullición, que contenía rodio, se separó
de los compuestos de bajo punto de ebullición (productos valiosos,
y la olefina de C13 que no había reaccionado). En las condiciones
escogidas de separación, más suaves en comparación con las del
Ejemplo 2, se consiguió en la fracción de descarga de la parte de
colas un contenido de rodio de 43 ppm.
Ejemplo de
comparación
En un autoclave con una capacidad de 2 l se
hicieron reaccionar 1.000 g de un tributeno procedente del proceso
Octol a 135ºC, bajo una presión del gas de síntesis de 250 bares,
durante 4 horas en presencia de un catalizador de rodio, consumido
y reciclado. Como compuesto precursor del catalizador se utilizó el
compuesto de alto punto de ebullición que contenía rodio, altamente
concentrado, con 248 ppm de rodio, que se había obtenido en el
Ejemplo 2. En tal caso el contenido de rodio (referido a la masa de
reacción total) se ajustó a 10 ppm, igual que en el Ejemplo 1. La
relación molar de fósforo a rodio (P/Rh) fue de 10 a 1.
El grado de conversión de la olefina se vigiló
tanto mediante un análisis por GC como también a través de la
cantidad de gas de síntesis recogido. Después de un período de
tiempo de ensayo de 4 horas, se determinaron un grado de conversión
del tributeno de 67,3% y un rendimiento de productos valiosos
(aldehído/alcohol de C13) de 66,2%. En comparación con el
catalizador de rodio de nueva aportación (Ejemplo 1), en el caso del
empleo del catalizador consu-
mido se puede comprobar un manifiesto retroceso del grado de conversión y del rendimiento de productos valiosos.
mido se puede comprobar un manifiesto retroceso del grado de conversión y del rendimiento de productos valiosos.
De acuerdo con el
invento
En un autoclave con una capacidad de 2 l se
hicieron reaccionar 1.000 g de un tributeno procedente del proceso
Octol a 135ºC bajo una presión del gas de síntesis de 250 bares
durante 4 horas, en presencia de un catalizador de rodio, consumido
y reciclado. Como compuesto precursor del catalizador se utilizó el
compuesto de alto punto de ebullición con un contenido de rodio,
con 43 ppm de rodio, procedente del Ejemplo 3, que estaba poco
concentrado en comparación con el Ejemplo 2. El contenido de rodio
(referido a la masa total) fue ajustado a 10 ppm como en los
Ejemplos 1 y 4. La relación de fósforo a rodio (P/Rh) fue de 10 a
1.
El grado de conversión de la olefina se vigiló
como en los Ejemplos 1 y 3, tanto mediante un análisis por GC como
también a través de la cantidad del gas de síntesis recogido.
Después de un período de tiempo de ensayo de 4 horas se
determinaron un grado de conversión del tributeno de 80,5% y un
rendimiento de productos valiosos (aldehído/alcohol de C13) de
79,0%. En comparación con el catalizador de nueva aportación
(Ejemplo 1), en el caso del empleo del catalizador consumido,
preparado a partir de compuestos de alto punto de ebullición con un
contenido de rodio, menos concentrados, con 43 ppm de Rh, no se
puede comprobar ningún retroceso digno de mención del grado de
conversión ni del rendimiento de productos valiosos.
Claims (3)
1. Procedimiento para la preparación de
aldehídos y alcoholes mediante una hidroformilación de olefinas con
6-20 átomos de carbono, catalizada por rodio, con
una subsiguiente separación por destilación de la fracción de
descarga de la reacción de hidroformilación en los productos de
hidroformilación y en una solución que contiene rodio, y por
reciclamiento de esta solución a la reacción de
hidroformilación,
caracterizado porque
la concentración de rodio de la solución
reciclada con un contenido de rodio es de 20-150 ppm
en masa, realizándose que la solución con un contenido de rodio
contiene como disolventes los compuestos de alto punto de ebullición
formados mediante la reacción de hidroformilación, aldehídos y
alcoholes, y un disolvente inerte, seleccionado entre texanol,
ftalato de dioctilo o ftalato de diisononilo, y que la concentración
de rodio se ajusta mediante la proporción de los aldehídos y
alcoholes, a través de la separación por destilación de la fracción
de descarga de la reacción de hidroformilación.
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1,
caracterizado porque
los catalizadores de rodio contienen ligandos de
fosfito.
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque
los catalizadores de rodio contienen fosfito de
tris(2,4-di-t-butil-fenilo)
como ligando.
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