ES2320587T3 - Procedimiento para la separacion mezclas liquidas de productos en un evaporador de pelicula. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la separación de una mezcla líquida de productos, que contiene, al menos, un componente fácilmente volátil y, al menos, un componente difícilmente volátil, en un evaporador de película, según el cual (i) se prepara una corriente continua de una mezcla de partida líquida, (ii) se genera a partir de la corriente continua una película líquida y se pone en contacto con una superficie intercambiadora de calor del evaporador de película, (iii) la película líquida se evapora en parte, con lo que se obtiene una corriente gaseosa enriquecida en componentes fácilmente volátiles y una corriente líquida enriquecida en componentes difícilmente volátiles, estando (iv) la superficie intercambiadora de calor recubierta con un material catalíticamente activo, que (v) cataliza una reacción química en la película líquida, en la que se forma, al menos, un componente fácilmente volátil, caracterizado porque la mezcla líquida de los productos de partida es una solución acuosa de formaldehído, los componentes fácilmente volátiles se eligen entre el grupo constituido por el formaldehído libre (CH2O), el metilenglicol (HOCH2OH) y el agua, los componentes difícilmente volátiles se eligen entre el grupo constituido por los polioximetilenglicoles (HO(CH 2O) nH) con 2 hasta 20 unidades de oximetileno (n = 2 - 20), y la reacción química catalizada es la condensación catalizada con ácidos o con bases del metilenglicol y de los polioximetilenglicoles, formándose a partir de polioximetilenglicoles de bajo peso molecular polioximetilenglicoles de elevado peso molecular y formándose agua como componente fácilmente volátil.

Description

Procedimiento para la separación de mezclas líquidas de productos en un evaporador de película.
La invención se refiere a un procedimiento para la separación de mezclas líquidas de productos en un evaporador de película, de manera especial para la separación de mezclas líquidas de polioximetilenglicoles.
El formaldehído es un importante producto químico industrial y es utilizado para la fabricación de un gran número de productos industriales y de artículos de consumo. En la actualidad se utiliza el formaldehído en más de 50 ramos de la industria, esencialmente en forma de soluciones acuosas o de resinas sintéticas que contienen formaldehído. Las soluciones acuosas de formaldehído, que pueden ser adquiridas en el comercio, presentan concentraciones totales comprendidas entre un 20 y un 55% en peso de formaldehído en forma de formaldehído monómero, de metilenglicol y de polioximetilenglicoles oligómeros.
En las soluciones acuosas se encuentran conjuntamente agua, formaldehído monómero (libre), metilenglicol y polioximetilenglicoles oligómeros de diversas longitudes de cadena en un equilibrio termodinámico que está caracterizado por medio de una determinada distribución de los polioximetilenglicoles de longitudes diferentes. El término "solución acuosa de formaldehído" se refiere en este caso también a aquellas soluciones de formaldehído que no contengan prácticamente agua libre sino que la contengan esencialmente sólo en forma de metilenglicol o bien que contengan agua químicamente enlazada en los grupos OH situados en los extremos de los polioximetilenglicoles. Esto ocurre especialmente en el caso de las soluciones concentradas de formaldehído. Los polioximetilenglicoles pueden presentar en este caso, por ejemplo, desde dos hasta nueve unidades de oximetileno. Por lo tanto, en las soluciones acuosas de formaldehído pueden estar presentes conjuntamente el dioximetilenglicol, el trioximetilenglicol, el tetraoximetilenglicol, el pentaoximetilenglicol, el hexaoximetilenglicol, el heptaoximetilenglicol, el octaoximetilenglicol y el nonaoximetilenglicol. La distribución depende de la concentración. De este modo, el máximo de la distribución en las soluciones diluidas de formaldehído se encuentra en los homólogos de menor longitud de cadena, mientras que en las soluciones concentradas de formaldehído se encuentra en los homólogos con mayor longitud de cadena. Puede llevarse a cabo un desplazamiento del equilibrio hacia los polioximetilenglicoles de cadena más larga (mayor peso molecular) mediante la eliminación de agua por ejemplo mediante simple destilación en un evaporador de película. El establecimiento del equilibrio se lleva a cabo en este caso con una velocidad finita por medio de la condensación intermolecular de metilenglicol y de polioximetilenglicoles de bajo peso molecular con disociación de agua para dar polioximetilenglicoles de elevados pesos moleculares.
Por otra parte, las soluciones acuosas de formaldehído contienen frecuentemente también componentes secundarios. De este modo, puede estar contenido, por ejemplo, metanol en concentraciones de varios % en peso. Este metanol puede ser perjudicial en las reacciones subsiguientes del formaldehído y por lo tanto tiene que separarse casi por completo. Ahora, el metilenglicol forma, a manera de formaldehído con el grado más sencillo de hidratación, un acetal con metanol (metilal), que representa el componente más fácilmente volátil en el sistema total formado por el formaldehído, el agua, el semiacetal de metilenglicol y el acetal completo de metilenglicol. Por lo tanto, puede eliminarse por evaporación el metanol en forma de acetal completo de metilenglicol a partir de la solución acuosa de formaldehído. El establecimiento del equilibrio entre el metilenglicol, el metanol, el semiacetal del metilenglicol y el acetal completo del metilenglicol se lleva a cabo en este caso con una velocidad finita y puede acelerarse por medio de catálisis.
De la misma manera, para determinadas síntesis químicas, con empleo de formaldehído, es deseable la utilización de soluciones de formaldehído con una determinada distribución del peso molecular de los polioximetilenglicoles contenidos en la misma. De este modo se ha encontrado, por ejemplo, que una solución de formaldehído puede ser transformada directamente en una policondensación para la obtención de homopolímeros o de copolímeros de oximetileno cuando la relación molar entre los polioximetilenglicoles con respecto al formaldehído monómero y al metilenglicol sea mayor que 1 : 0,6 y, de manera preferente, sea mayor que 1 : 0,4. En el caso de la obtención de la metilendi(fenilamina) a partir de anilina y de formaldehído es deseable aportar el formaldehído en forma de los homólogos superiores para evitar la formación del producto secundario, no deseado, constituido por el N-metil-MDA. Para la obtención del trioxano y del tetraoxano mediante cierre del anillo son deseables fracciones de formaldehído con un elevado contenido en trioximetilenglicol y en tetraoximetilenglicol. De la misma manera, es deseable reducir la carga de agua en las síntesis, que requieran el empleo de soluciones acuosas de formaldehído mediante el empleo de soluciones acuosas de formaldehído con una concentración tan elevada como sea posible.
Estas elevadas concentraciones pueden ser alcanzadas mediante la retirada permanente del agua a partir del sistema, formándose permanentemente de nuevo agua mediante la condensación de los polioximetilenglicoles, con lo que crecen las cadenas de polioximetilenglicol. La reacción de condensación puede acelerarse por medio de catalizadores.
La publicación DE-A 199 25 870 describe un procedimiento según el cual se separa una solución acuosa de formaldehído en un evaporador de película en una fracción enriquecida en polioximetilenglicoles y en una fracción empobrecida en polioximetilenglicoles y a continuación se hace reaccionar adicionalmente la fracción rica en polioximetilenglicoles.
La tarea de la invención consiste en proporcionar un procedimiento sencillo, con el que puedan ser obtenidas soluciones de formaldehído, que presenten una elevada concentración en formaldehído y/o que presenten, así mismo, una distribución específica de los polioximetilenglicoles.
La tarea se resuelve por medio de un procedimiento para la separación de una mezcla líquida de productos que contiene, al menos, un componente fácilmente volátil y que contiene, al menos, un componente difícilmente volátil, en un evaporador de película, según el cual
(i)
se prepara una corriente continua de una mezcla de partida líquida,
(ii)
se genera a partir de la corriente continua una película líquida y se pone en contacto con una superficie intercambiadora de calor del evaporador de película,
(iii)
la película líquida se evapora en parte, con lo que se obtiene una corriente gaseosa enriquecida en componentes fácilmente volátiles y una corriente líquida enriquecida en componentes difícilmente volátiles,
\quad
estando
(iv)
la superficie intercambiadora de calor recubierta con un material catalíticamente activo, que
(v)
cataliza una reacción química en la película líquida, en la que se forma, al menos, un componente fácilmente volátil,
caracterizado porque la mezcla líquida de los productos de partida es una solución acuosa de formaldehído, siendo los componentes fácilmente volátiles el formaldehído libre (CH_{2}O), el metilenglicol (HOCH_{2}OH) y el agua, eligiéndose los componentes difícilmente volátiles entre el grupo constituido por los polioximetilenglicoles (HO(CH_{2}O)_{n}H) con 2 hasta 20 unidades de oximetileno (n = 2 - 20), y siendo la reacción química catalizada la condensación catalizada con ácidos o con bases del metilenglicol y de los polioximetilenglicoles, reaccionando los polioximetilenglicoles de bajo peso molecular para dar polioximetilenglicoles de elevado peso molecular y formándose agua como componente fácilmente volátil.
La mezcla líquida de productos, que debe ser separada, contiene, al menos, un componente fácilmente volátil y, al menos, un componente difícilmente volátil. Los términos empleados precedentemente de "fácilmente volátil" y de "difícilmente volátil" no tienen un significado absoluto, sino que tienen un significado relativo. El término "fácilmente volátil" significa fácilmente volátil con relación al o a los componentes "difícilmente volátiles" y a la inversa. Los puntos de ebullición de los componentes fácilmente volátiles y de los componentes difícilmente volátiles se encuentran en este caso, en general, tan alejados entre sí, que se produce ya por medio de una simple evaporación un enriquecimiento significativo de los componentes fácilmente volátiles en la fase gaseosa con relación a la fase líquida.
El o los componentes fácilmente volátiles o bien el o los componentes difícilmente volátiles pueden estar presentes ya en la mezcla de los productos de partida aportada al evaporador de película o también pueden formarse inicialmente durante la reacción química catalizada.
La copulación, de conformidad con la invención, de la reacción química y de la evaporación de los componentes fácilmente volátiles, formados, en un evaporador de película presenta una serie de ventajas.
Mediante la eliminación de los componentes fácilmente volátiles, que se forman durante la reacción química, a partir del equilibrio químico, hace que este se desplace hacia el lado de los productos. Mediante el recubrimiento catalítico de la pared intercambiadora de calor se consigue un ajuste rápido del (nuevo) estado de equilibrio.
Una retirada rápida de los componentes fácilmente volátiles, que se forman durante la reacción, a partir de la mezcla líquida de productos puede ser deseable también en el caso en que éstos intervengan en reacciones subsiguientes, por ejemplo con los eductos de la reacción, que reduzcan la selectividad de la reacción o que conduzcan a la formación de productos secundarios no deseados.
La separación de la mezcla líquida de productos se lleva a cabo en un evaporador de película.
Los evaporadores de película presentan una transferencia de calor muy buena puesto que es pequeña la relación entre el volumen de la reacción y la superficie intercambiadora de calor. De este modo, es posible una conducción de la reacción cuasi isoterma y una distribución de la temperatura uniforme (evitándose los gradientes de temperatura) en la mezcla de la reacción. Esto tiene un efecto especialmente ventajoso en el caso en que el aumento de la temperatura en la mezcla de la reacción favorezca reacciones paralelas o reacciones sucesivas no deseadas.
En los evaporadores de película pueden realizarse tiempos de residencia pequeños con distribuciones estrechas del tiempo de residencia en tanto en cuanto éstos no se hagan trabajar con una recirculación. Las distribuciones estrechas de los tiempos de residencia son ventajosas, ante todo, en el caso en que los productos formados por la reacción química puedan intervenir en reacciones subsiguientes no deseadas.
Las formas constructivas adecuadas del evaporador de película, empleado de conformidad con la invención, son, por ejemplo, el evaporador de película descendente, el evaporador de capa delgada y el evaporador de tubo en forma de serpentín así como las combinaciones de los aparatos citados.
En los evaporadores de película, empleados de conformidad con la invención, pueden alternarse segmentos de pared recubiertos con segmentos de pared no recubiertos.
Mediante la eliminación por evaporación del agua, así como también del metilenglicol y del formaldehído libre a partir de la solución acuosa de formaldehído se genera una distribución no equilibrada de los polioximetilenglicoles oligómeros en la solución. Mediante el recubrimiento con material catalíticamente activo sobre la superficie intercambiadora de calor se cataliza la reacción de condensación, que discurre con disociación de una cantidad adicional de agua, con lo cual se desplaza la distribución de los polioximetilenglicoles en la solución en el sentido dirigido hacia la distribución en equilibrio. De este modo, se alcanza una distribución de los polioximetilenglicoles en la solución (concentrada), que se encuentra al menos más próxima a la distribución en equilibrio que lo que ocurriría sin la presencia del material catalíticamente activo. Mediante la velocidad de evaporación, de la fuerza ácida del catalizador y del tiempo de residencia de la solución en el evaporador puede controlarse la magnitud de la reacción de condensación.
Los materiales catalíticamente activos, adecuados, son básicamente todos los materiales que catalicen las reacciones químicas que han sido citadas precedentemente. En el caso de la oligomerización del formaldehído éstos materiales son los materiales con propiedades ácidas o básicas, de manera preferente los materiales con propiedades ácidas. A modo de ejemplo, pueden ser empleadas láminas constituidas por material intercambiador de iones ácido, como los que se utilizan, por ejemplo, a manera de membranas selectivas de iones para la obtención de NaOH y de HCl a partir de NaCl mediante la denominada "disociación del agua". El material intercambiador de iones es, de manera preferente, un copolímero sulfonado de estireno-divinilbenceno o es un polímero perfluorados del tipo Nafion®, que contiene enlazados grupos ácidos. Tales láminas pueden pegarse sobre la superficie intercambiadora de calor del evaporador de película, pueden fijarse mediante presión reducida, pueden fijarse mecánicamente o incluso pueden polimerizarse superficialmente de manera directa sobre la superficie intercambiadora de calor.
Los materiales catalíticamente activos, adecuados, con propiedades ácidas son materiales compuestos constituidos por un polímero poroso o en forma de gel y partículas constituidas por ácidos heterogéneos. Los ácidos heterogéneos preferentes son las zeolitas, de manera especial la cabazita, la mazita, la erionita, la ferrierita, la faujasita, la zeolita L, la mordenita, la ofretita, la zeolita Rho, la ZBM-10, la ZSM-5, la ZSM-12, la MCM-22 y la zeolita beta, además las arcillas, especialmente la montmorillonita, la moscovita, la caolinita y sus formas activadas con ácidos, los óxidos mixtos ácidos, especialmente el WO_{3}-TiO_{2}, el MoO_{3}-TiO_{2}, el MoO_{3}-ZrO_{2}, el Al_{2}O_{3}-SiO_{2}, el ZrO_{2}-SiO_{2}, el TiO_{2}-SiO_{2}, el TiO_{2}-ZrO_{2} y el ácido nióbico así como, también, los materiales compuestos de SiO_{2}-ácido sulfónicos del tipo Deloxan® y los carbones activos oxidados, sulfonados.
De igual modo, es posible recubrir la superficie intercambiadora de calor del evaporador de película, de conformidad con la invención, sin pegamento o aglutinante polímero. En este caso, las capas de cobertura de tipo óxido ejercen la función aglutinante sobre las cuales están enlazados directamente los óxidos ácidos por medio de enlaces de metal-oxígeno. Los procedimientos adecuados han sido descritos en las publicaciones de J. Yamazaki, K. Tsutsumi, Micropor. Mat. 5 (1995), 245 y siguientes, O. L. Oudshoorn et al., Chem. Eng. Sci. 54 (1999), página 1413 y siguientes, DE-A 196 07 577 y en la publicación DE-A 42 16 846. De este modo pueden fijarse sobre la superficie intercambiadora de calor cristales de tamices moleculares grandes de tipo zeolítico o similar a las zeolitas con un diámetro de las partículas comprendido, por ejemplo, entre 3 y 500 \mum, llevándose a cabo un calentamiento de éstos hasta la temperatura de reblandecimiento en el momento del acabado y llevándose a cabo, en continuo, sobre la superficie sometida al calentamiento previo, el espolvoreado superficial de un polvo esparcible de los cristales. En este caso, los cristales permanecen adheridos formando una capa delgada que comprende, por ejemplo, entre una y 5 capas de cristal sobre la superficie reblandecida y quedan fijadas sobre la superficie de manera duradera, una vez efectuado el enfriamiento de la misma. Con el fin de generar recubrimientos especialmente duros, puede someterse a la superficie intercambiadora de calor a un tratamiento previo con un promotor de la adherencia como paso previo al espolvoreado.
Por otra parte, la superficie intercambiadora de calor del evaporador de película puede estar cubierta con elementos macroscópicos tales como cilindros, segmentos cilíndricos o placas constituidas por ácidos heterogéneos. Estos elementos se fabrican mediante prensado, mediante colada o mediante extrusión y son pegados o sinterizados y a continuación son pegados, atornillados, remachados o fijados mecánicamente de otra manera sobre la superficie intercambiadora de calor.
La superficie intercambiadora de calor del evaporador de película, de conformidad con la invención, que está recubierta con el material catalíticamente activo, es toda la superficie intercambiadora de calor disponible o únicamente es una parte de la misma. De manera ejemplificativa, pueden estar dispuestos, de manera alternativa, segmentos de la superficie intercambiadora de calor, recubiertos y no recubiertos.
En la figura 1 se ha mostrado un evaporador de película que es especialmente adecuado para el procedimiento descrito. En este caso, se trata de un evaporador de capa delgada. La alimentación 1, que está constituida por la solución en bruto (mezcla de los productos de partida) y, en caso dado, por la corriente de reciclo, se envía, en primer lugar, a un distribuidor de líquidos 2. Éste distribuye la solución en bruto sobre una superficie de evaporación 3. La superficie de evaporación 3 (superficie intercambiadora de calor) está conformada usualmente de manera cilíndrica, sin embargo puede presentar también una forma cónica, al menos en parte. De conformidad con el caso de aplicación, la superficie de evaporación puede estar constituida, por ejemplo, de vidrio, de metal, de material sintético o de cerámica y puede presentar, por sí misma, o bien propiedades catalíticas o bien puede estar recubierta de manera catalítica o bien puede estar dopada con substancias catalíticamente activas. Esta superficie está en contacto térmico con el lado interno de una camisa de calefacción 4, que se encarga de producir un aporte de calor a la superficie de evaporación 3. El distribuidor de líquidos 2 contribuye a que la solución de alimentación sea distribuida de manera uniforme sobre la periferia de la superficie de evaporación 3.
A continuación, la solución es distribuida adicionalmente por medio de escobillas 5 giratorias sobre la superficie de evaporación 3, cuyas escobillas se encargan de un mantenimiento y un transporte de una película líquida sobre la superficie de evaporación 3 y contribuyen a intensificar el transporte de calor y de materia en el líquido. Estas escobillas 5 están montadas sobre un rotor de manera fija o de manera móvil, cuyo rotor es arrastrado por un dispositivo de arrastre 6. De conformidad con la configuración y con la posición de las escobillas 5, puede mantenerse, en este caso, la película líquida más bien delgada o puede quedar retenida. De este modo, es posible una modificación del tiempo de residencia o bien de la distribución de los tiempos de residencia de la solución en el evaporador de película. Los tiempos de residencia típicos de la solución en el evaporador de película están comprendidos entre 1 segundo y 10 minutos, de manera preferente están comprendidos entre 2 segundos y 2 minutos.
Se conduce un medio de calefacción, por ejemplo vapor de agua, hasta la camisa de calefacción, por medio de una alimentación 7 para el medio de calefacción. Este medio de calefacción calienta la superficie de evaporación. El medio de calefacción enfriado, por ejemplo el agua condensada, en el caso de que el agente de calefacción sea vapor de agua, es retirado a través de la descarga 8 para el medio de calefacción.
Mediante el aporte de calor a la superficie de evaporación 3 se evapora una parte de la solución alimentada al evaporador de película, con lo cual se modifica la composición de la parte de la solución no evaporada. Mediante el recubrimiento catalíticamente activo de la superficie de evaporación se catalizan reacciones químicas de los componentes de la mezcla, que se superponen al proceso de evaporación y que conducen a un mayor rendimiento en los componentes deseados.
Los vahos formados (es decir el vapor o bien los gases) llegan hasta un recinto 9 para la separación de las fases y desde allí llegan hasta un separador de gotas 10. Las gotículas líquidas arrastradas con los vahos son separadas de la fase gaseosa en este punto y son recicladas hasta el líquido (solución). El concentrado 13 se descarga del recinto 9 para la separación de las fases de manera adecuada, mientras que los vahos 12 son retirados del separador de gotas 10. Los vahos son conducidos hasta un condensador, que no ha sido representado, en el que se condensan, al menos en parte, para dar un condensado.
La fase gaseosa y la fase líquida pueden conducirse, como se ha mostrado en la figura 1, a contracorriente. Sin embargo pueden ser conducidas también en corrientes paralelas.
Cuando se introduce una solución acuosa de formaldehído en el evaporador de película descrito, se enriquecen los polioximetilenglicoles en el líquido 13, mientras que el condensado procedente de los vahos 12 es pobre en polioximetilenglicoles y rico en formaldehído y en metilenglicol. De este modo, se forman dos fracciones, en concreto el concentrado 13 y el condensado (parcial) procedente de los vahos 12, en cuyas fracciones se han enriquecido de manera selectiva determinados componentes de la solución en bruto 1 originalmente alimentada.
El condensador puede estar integrado en el cuerpo de evaporación en una forma de realización especial, con lo cual se produce un tiempo de residencia más corto de los componentes evaporados en la fase vapor así como una forma de construcción más compacta.
Las condiciones de funcionamiento adecuadas para el evaporador de película son, en general, una temperatura comprendida entre 10ºC y 200ºC, de manera preferente comprendida entre 50ºC y 150ºC, una presión absoluta comprendida entre 0,5 mbares y 20 bares, de manera preferente comprendida entre 30 mbares y 2 bares.
Además de la realización de un evaporador de película, que ha sido representada en la figura 1, puede emplearse, de la misma manera, un aparato sin efecto mecánico de la película líquida sobre la superficie de evaporación. La superficie para la transmisión de calor de este evaporador de película descendente o de corriente descendente puede estar configurada en este caso en forma de tubos, de placas o de serpentines (tubos en forma de espiral).
En función de las exigencias concretas del procedimiento puede ser empleado un evaporador de película en diversas formas de funcionamiento. La figura 2 muestra una vista esquemática de una posible forma de funcionamiento. En este caso se ha designado con 15 el evaporador de película propiamente dicho y se ha designado con 16 un separador de vahos (es decir el recinto para la separación de las fases con separador de gotas). Tanto el evaporador de película 15 así como, también, el separador de vahos 16 pueden desviarse de la forma de construcción especial, que ha sido representada en la figura 1, y pueden presentar otras entradas y salidas, con respecto a la figura 1. En este caso V1, V2 y V3 designan corrientes en forma de vapor, siendo usualmente líquidas todas las otras corrientes.
El evaporador de película 15 puede hacerse funcionar con un solo paso o puede hacerse funcionar según una forma de funcionamiento con recirculación con respecto al líquido entrante, no evaporado. El bucle U es necesario técnicamente para un funcionamiento según una forma de funcionamiento con recirculación.
\newpage
En la tabla siguiente se han indicado las corrientes activas para las respectivas formas de funcionamiento posibles.
1
El evaporador de película puede presentar descargas laterales en puntos adecuados, a través de los cuales pueden ser retiradas fracciones líquidas con un grado de enriquecimiento determinado. De la misma manera, pueden estar conectados en serie varios evaporadores de película para formar una cascada de evaporadores, formando la salida líquida, concentrada, de un evaporador de película -en caso dado tras la retirada de una corriente lateral- la alimentación para el evaporador de película siguiente de la cascada de evaporadores.
De la misma manera, es posible introducir en el evaporador de película un componente gaseoso reactivo a contracorriente con respecto a la corriente líquida, cuyo componente reactivo reaccione con uno o con varios componentes de la mezcla líquida de los productos de partida o con uno o varios de los componentes difícilmente volátiles formados. De este modo, los componentes difícilmente volátiles formados pueden entrar en reacciones subsiguientes con los componentes contenidos en la corriente gaseosa ascendente, en la película líquida descendente en la parte inferior del evaporador de película. La superficie intercambiadora de calor puede estar recubierta en este caso con un material catalíticamente activo, que catalice estas reacciones subsiguientes de uno o de varios de los componentes difícilmente volátiles, formados. Este material catalíticamente activo puede ser diferente del material catalíticamente activo, que cataliza la formación de los componentes difícilmente volátiles. Sin embargo puede tratarse también del mismo material catalíticamente activo. Los materiales catalíticamente activos diferentes pueden estar presentes en segmentos diferentes de la superficie intercambiadora de calor.
De manera ejemplificativa, puede introducirse en el evaporador un educto gaseoso reactivo a contracorriente con respecto al sentido de flujo de la película líquida sobre la pared intercambiadora de calor y en corriente paralela con respecto al agua, al formaldehído y al metilenglicol a ser eliminados por evaporación. Este educto reacciona entonces con los polioximetilenglicoles para dar productos (difícilmente volátiles), que se acumulan en el fondo del evaporador. El evaporador puede presentar entonces, por ejemplo, segmentos que estén recubiertos con un material ácido o básico para catalizar la reacción de condensación y puede presentar segmentos que estén recubiertos con un material catalíticamente activo para catalizar la reacción subsiguiente de los polioximetilenglicoles.
Ejemplos para tales reacciones son
\bullet
la reacción del acetileno con solución de formaldehído en una reacción de Reppe para formar butinodiol, que puede ser hidrogenado ulteriormente para dar butanodiol;
\bullet
las reacciones de aldolización del formaldehído con sí mismo o con aldehídos superiores para dar alcoholes polivalentes y azúcares, pentaeritrita, trimetilolpropano y neopentilglicol;
\bullet
la reacción del formaldehído y CO_{2} para dar ácido glicólico;
\bullet
la obtención de substancias quelatizantes tales como los glicolnitrilos a partir de soluciones de formaldehído;
\bullet
la reacción de formaldehído con olefinas en una reacción de Prins para dar compuestos alfa-hidroximetílicos;
\bullet
las reacciones de condensación del formaldehído con aminas, tales como la anilina o la toluidina, para dar bases de Schiff, que pueden reaccionar ulteriormente para dar derivados de difenilmetano, tal como la metanodifenildiamina;
\bullet
la reacción de la hidroxilamina con formaldehído para dar oximas;
\bullet
la reacción del formaldehído con dioles para dar éteres cíclicos, por ejemplo la reacción de glicol y de formaldehído para dar dioxolano;
\bullet
la reacción del formaldehído con alcoholes para dar éteres tales como los polioximetilendialquiléteres, de manera preferente el polioximetilendimetiléter.
La enumeración no es completa. Los manuales de la química orgánica y de la química industrial contienen otras reacciones ejemplificativas. La enumeración debe poner de manifiesto, sin embargo, de manera ejemplificativa, el significado industrial del formaldehído como base de síntesis en el conjunto del sector de la química orgánica. Esto se refiere tanto a los productos intermedios de bajo tonelaje en el sector farmacéutico o de los productos fitosanitarios tales como, por ejemplo, las oximas, así como también los productos de gran tonelaje tales como los derivados del difenilmetano y los polioximetilendialquiléteres.

Claims (5)

1. Procedimiento para la separación de una mezcla líquida de productos, que contiene, al menos, un componente fácilmente volátil y, al menos, un componente difícilmente volátil, en un evaporador de película, según el cual
(i)
se prepara una corriente continua de una mezcla de partida líquida,
(ii)
se genera a partir de la corriente continua una película líquida y se pone en contacto con una superficie intercambiadora de calor del evaporador de película,
(iii)
la película líquida se evapora en parte, con lo que se obtiene una corriente gaseosa enriquecida en componentes fácilmente volátiles y una corriente líquida enriquecida en componentes difícilmente volátiles,
\quad
estando
(iv)
la superficie intercambiadora de calor recubierta con un material catalíticamente activo, que
(v)
cataliza una reacción química en la película líquida, en la que se forma, al menos, un componente fácilmente volátil,
caracterizado porque la mezcla líquida de los productos de partida es una solución acuosa de formaldehído, los componentes fácilmente volátiles se eligen entre el grupo constituido por el formaldehído libre (CH_{2}O), el metilenglicol (HOCH_{2}OH) y el agua, los componentes difícilmente volátiles se eligen entre el grupo constituido por los polioximetilenglicoles (HO(CH_{2}O)_{n}H) con 2 hasta 20 unidades de oximetileno (n = 2 - 20), y la reacción química catalizada es la condensación catalizada con ácidos o con bases del metilenglicol y de los polioximetilenglicoles, formándose a partir de polioximetilenglicoles de bajo peso molecular polioximetilenglicoles de elevado peso molecular y formándose agua como componente fácilmente volátil.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el evaporador de película está configurado como evaporador de película descendente, como evaporador de capa delgada, como evaporador con tubo en forma de serpentín o como combinación de estos aparatos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el material catalíticamente activo tiene propiedades ácidas.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material catalíticamente activo es un material intercambiador de iones o es un material compuesto, constituido por un polímero poroso o en forma de gel y por una zeolita.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la superficie intercambiadora de calor presenta segmentos recubiertos y segmentos no recubiertos.
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