ES2346873T3 - Procedimiento para destilar una mezcla de isomeros del diisocianatodifenilmetano. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la destilación de una mezcla de diisocianatodifenilmetanos isoméricos compuesta por al menos 2,2'-diisocianatodifenilmetano, 2,4'-diisocianatodifenilmetano y 4,4'-diisocianatodifenilmetano, caracterizado porque la destilación se efectúa en al menos una etapa y en al menos una etapa de destilación se utiliza una columna con pared divisora.
Description
Procedimiento para destilar una mezcla de
isómeros del diisocianatodifenilmetano.
La invención se refiere a un procedimiento para
la destilación de una mezcla compuesta por
2,2'-diisocianatodifenilmetano,
2,4'-diisocianatodifenilmetano y
4,4'-diisocianatodifenilmetano para la obtención de
4,4'-diisocianatodifenilmetano así como de mezclas
de 4,4'- y 2,4'-diisocianatodifenilmetano pobres en
2,2'-diisocianatodifenilme-
tano.
tano.
Los isómeros de diisocianatodifenilmetano son
componentes de mezclas de poliisocianato del grupo del
difenilmetano, que se generan en la fosgenación de condensados de
anilina/formaldehído, denominados a continuación también como
poliaminopolifenilpolimetanos.
La condensación de anilina y formaldehído así
como la fosgenación de poliaminopolifenilpolimetano es
suficientemente conocida en el estado de la técnica. Después de la
fosgenación de poliaminopolifenilpolimetanos, se retira
completamente el fosgeno en primer lugar. Se separan entonces los
homólogos superiores de diisocianatodifenilmetano (también llamados
poliisocianatopolifenilpolimetanos). A continuación, de la mezcla
restante de diisocianatodifenilmetanos isoméricos, compuesta
principalmente por 2,2'-diisocianatodifenilmetano,
2,4'-diisocianatodifenilmetano y
4,4'-diisocianatodifenilmetano, se separa el
4,4'-diisocianatodifenilmetano puro. Para la
separación, son conocidos en el estado de la técnica distintos
procedimientos basados en una destilación o cristalización o una
combinación de destilación y cristalización.
Como ejemplo de la obtención de
4,4'-diisocianatodifenilmetano con ayuda de un
procedimiento de cristalización, se cita el documento
DE-A-2.322.574. Es desventajoso en
los procedimientos de cristalización su alto consumo de energía, ya
que debe disponerse de grandes cantidades de energía refrigerante
particularmente para altas purezas de
4,4'-diisocianatodifenilmetano.
Son un ejemplo de procedimiento de destilación
para la separación de 4,4'-diisocianatodifenilmetano
los documentos DE-A-2.631.168 y
DE-A-2.425.658. El procedimiento
describe el procesamiento multietapa de una mezcla de
poliisocianatopolifenilpolimetanos hasta isómeros de
diisocianatodifenilmetano. Después de una separación por destilación
de los isocianatos de alta funcionalidad, es decir, aquellos con
más de 2 grupos isocianato por molécula, se introduce la primera
corriente de destilación producida por esta etapa, compuesta
esencialmente por 2,2'-diisocianatodifenilmetano (a
continuación abreviado también como 2,2'-MDI),
2,4'-diisocianatodifenilmetano (a continuación
abreviado también como 2,4'-MDI),
4,4'-diisocianatodifenilmetano (a continuación
abreviado también como 4,4'-MDI) en una primer
columna y se separa en otra corriente de destilación y una corriente
de calderín. La corriente de calderín puede representar hasta un
10% en peso de la primera corriente de destilación. La segunda
corriente de destilación se fracciona en una segunda columna en una
corriente de cabeza, que contiene impurezas volátiles,
2,2'-diisocianatodifenilmetano y
2,4'-diisocianatodifenilmetano, y una corriente de
calderín que contiene las proporciones predominantes de
2,4'-MDI y
4,4'-diisocianatodifenilmetano. Esta corriente de
calderín se separa en una tercera columna en
4,4'-MDI y una proporción de destilado enriquecida
en 2,4'-MDI. En la última etapa de destilación, se
destila 4,4'-MDI con un contenido menor de un 2% en
peso de 2,4'-MDI.
Se describen otros procedimientos para la
obtención por destilación de
4,4'-diisocianatodifenilmetano o de mezclas de
4,4'- y 2,4'-diisocianatodifenilmetano en los
documentos DE-A-2.933.601 y
DE-A-3.145.010. En el documento
DE-A-3.145.010, se propone extraer
de la mezcla isomérica de diisocianatodifenilmetanos en primer
lugar como producto de cabeza 2,2'- y
2,4'-diisocianatodifenilmetano, y como producto de
calderín se obtiene 4,4'-MDI liberado en gran
medida de isómeros. Este producto de calderín se introduce entonces
en una destilación final para liberar de los productos de
polimerización que se han formado durante la carga térmica, mientras
que el producto de cabeza se introduce en otro procesamiento por
destilación.
En columnas de destilación ordinarias, se separa
la corriente de entrada habitualmente en dos corriente de producto:
en un producto de cabeza y un producto de calderín. El
fraccionamiento de una corriente multicomponente no tiene por tanto
un éxito completo. Pueden realizarse otras separaciones necesarias,
por ejemplo, que someten a la corriente de calderín o corriente de
cabeza a otra etapa de destilación similar a la primera. Dado el
caso, pueden conectarse otras etapas de destilación. En procesos
continuos, es necesario a este respecto procurar para cada etapa de
destilación una columna propia con los correspondientes evaporadores
y condensadores. Por tanto, dicha secuencia de etapas de
destilación conduce tanto a un gasto de aparatos considerable como a
un gasto de energía considerable. Los costes operativos de dicho
procedimiento de destilación multietapa son correspondientemente
altos. Además, en el caso de destilación de MDI, se forma un residuo
importante compuesto por productos secundarios como, por ejemplo,
uretdionas y carbodiimidas por la carga térmica durante varias
etapas de destilación, con lo que se reduce la cantidad de producto
diana.
Es objeto de la presente invención procurar un
procedimiento para la destilación de una mezcla de
diisocianatodifenilmetanos isoméricos, compuesta al menos por
2,2'-diisocianatodifenilmetano,
2,4'-diisocianatodifenilmetano y
4,4'-diisocianatodifenilmetano, en el que se
obtiene 4,4'-diisocianatodifenilmetano con alta
pureza de al menos un 98%. El procedimiento de destilación debe
necesitar un menor gasto de aparatos así como un menor gasto de
energía que el procedimiento de destilación convencional para la
separación de diisocianatodifenilmetanos isoméricos.
Es objeto de la invención un procedimiento para
la destilación de una mezcla de diisocianatodifenilmetanos
isoméricos compuesta por al menos
2,2'-diisocianatodifenilmetano,
2,4'-diisocianatodifenilmetano y
4,4'-diisocianatodifenilmetano, realizándose la
destilación en al menos una etapa y utilizándose en al menos una
etapa de destilación una columna con pared divisora.
Es conocida la destilación de una mezcla
multicomponente en una columna con pared divisora, por ejemplo, por
las enseñanzas del documento US 2.471.134. En una columna con pared
divisora, se dispone una pared divisora verticalmente en la parte
media de la columna. Así, se divide la columna en cuatro zonas: una
zona de prefraccionamiento y una zona de fraccionamiento principal
en la región de la pared divisora, así como una zona de calderín
(zona de salida) y una zona de rectificación (zona de cabeza). En
la zona prefraccionamiento, se alimenta la corriente
multicomponente. Se extrae el producto de cabeza de la zona de
rectificación, el producto de calderín de la zona de salida. De la
zona de fraccionamiento principal se extrae un producto
intermedio.
Según el procedimiento según la invención,
pueden destilarse mezclas de diisocianatodifenilmetanos (a
continuación designadas también como mezclas de partida) con
distintas proporciones de
2,2'-diisocianatodifenilmetano,
2,4'-diisocianatodifenilmetano y
4,4'-diisocianatodifenilmetano. Las proporciones de
4,4'-MDI ascienden preferiblemente a 35 a 95% en
peso, la suma de 2,2'-MDI y 2,4'-MDI
asciende preferiblemente a 5 a 65% en peso. La proporción de
2,2'-MDI asciende preferiblemente a 1 a 10% en peso,
referida a 2,4'-MDI.
Preferiblemente, se destilan mezclas que
comprenden como máximo un 3,0% en peso de
2,2'-diisocianatodifenilmetano, de 5 a 50% en peso
de 2,4'-diisocianatodifenilmetano y de 50 a 95% en
peso de 4,4'-diisocianatodifenilmetano. Se
prefieren especialmente mezclas compuestas por 5 a 25% en peso de
2,4'-MDI y 75 a 95% en peso de
4,4'-MDI.
Además, la mezcla de partida puede contener:
clorobenceno y otros compuestos volátiles, por ejemplo,
fenilisocianato con una proporción de menos de un 2% en peso, de 0
a 5% en peso de poliisocianatopolifenilmetanos, así como de 0 a 5%
en peso de compuestos de mayor peso molecular, que se han generado a
causa de la carga térmica.
Se genera una de dichas mezclas de
diisocianatodifenilmetanos isoméricos en la fosgenación de
poliaminopolifenilpolimetanos, que se preparan mediante
condensación de anilina y formaldehído, hasta
poliisocianatopolifenilpolimetanos. Después de la fosgenación, que
se lleva a cabo preferiblemente en monoclorobenceno (MCB) como
disolvente, se retiran completamente en primer lugar por
destilación el disolvente y el fosgeno. Se obtiene entonces mediante
destilación en una separación polimérica en sí conocida, por
ejemplo por el documento DE 2.631.168, una mezcla de
poliisocianatopolifenilpolimetanos y diisocianatodifenilmetanos por
un lado y una mezcla de los tres isómeros
2,2'-diisocianatodifenilmetano,
2,4'-diisocianatodifenilmetano y
4,4'-diisocianatodifenilmetano además de restos de
disolvente y otros productos volátiles como fenilisocianato por otro
lado. Esta última sirve como mezcla de partida para el
procedimiento según la invención.
La mezcla de partida de
diisocianatodifenilmetanos isoméricos se introduce en la columna con
pared divisora lateralmente en la región de la pared divisora.
La pared divisora se encuentra en la región
media de la columna. La longitud de la pared divisora depende de
las condiciones de proceso y de las propiedades de los elementos de
intercambio de masa utilizados. Con el uso de un empaquetamiento de
malla de, por ejemplo, 500 m^{2}/m^{3} de superficie específica,
la longitud de la pared divisora asciende aprox. a 8 m, es decir
2/3 de la zona de intercambio de masa total se encuentran en la
región de la pared divisora. La pared divisora separa la columna en
una zona de prefraccionamiento y una zona de fraccionamiento
principal.
La corriente de vapor en la zona de
prefraccionamiento y la zona de fraccionamiento principal se ajusta
correspondientemente a las pérdidas de presión del empaquetamiento.
La presión total en las regiones de entrada y salida de la pared
divisora es igual para ambas zonas. En caso de que deba
suministrarse a una zona más vapor en la región de la pared
divisora desde el punto de vista procedimental, pueden elegirse
también distintas secciones transversales de la zona de
prefraccionamiento y de la zona de fraccionamiento principal.
Mediante la correspondiente elección de la sección transversal
parcial de ambas zonas, puede optimizarse el proceso.
Son especialmente adecuados como elementos de
intercambio de masa los empaquetamientos. Sin embargo, son también
utilizables otros elementos conocidos en la técnica de la
destilación como, por ejemplo, material de relleno o suelos.
La columna con pared divisora opera con respecto
a presión y temperatura en condiciones de proceso similares a una
columna de la técnica de destilación convencional. La presión de
cabeza se encuentra preferiblemente en el intervalo de 0,3 a 1,2
kPa. Según la composición de la mezcla, la temperatura de cabeza
asciende preferiblemente a 165 a 200ºC. La presión de calderín
asciende preferiblemente de 1,1 a 2,0 kPa a temperaturas preferidas
de 210 a 225ºC.
En la destilación de la mezcla de
diisocianatodifenilmetanos isoméricos en la columna con pared
divisora, se obtiene como producto de calderín
4,4'-diisocianatodifenilmetano con una pureza
isomérica, es decir una pureza referida a los tres isómeros
2,2'-MDI, 2,4'-MDI y
4,4'-MDI, de al menos un 98% en peso.
En la destilación de una etapa de la mezcla de
diisocianatodifenilmetanos isoméricos en la columna con pared
divisora, se obtiene preferiblemente como producto de calderín
4,4'-diisocianatodifenilmetano con una pureza de al
menos un 98% en peso, como producto de cabeza, dependiendo de la
corriente de alimentación, una mezcla compuesta por
2,2'-diisocianatodifenilmetano como máximo a un 60%
en peso, 2,4'-diisocianatodifenilmetano de 40 a 80%
en peso y 4,4'-diisocianatodifenilmetano hasta un 5%
en peso, así como corriente secundaria una mezcla de
2,4'-diisocianatodifenilmetano y
4,4'-diisocianatodifenilmetano con una relación en
peso de 85:15 a 15:85.
Se configura con especial preferencia la sección
de la pared divisora de modo que en la corriente secundaria se
extraiga una mezcla de MDI de 50 a 60% en peso de
2,4'-MDI y de 40 a 50% en peso de
4,4'-MDI. Mediante una distribución de líquido
adecuada entre la pared divisora y la zona de rectificación, la
concentración de 2,4'-MDI en la corriente
secundaria puede influirse dentro amplios límites de 15 a 85% en
peso.
La relación de recirculación en la cabeza se
ajusta particularmente en el intervalo de 10 a 250, pero se
encuentra con especial preferencia en el intervalo de 60 a 120,
ascendiendo la corriente de destilado a 1 a 5% en peso, referida a
la corriente de alimentación. La corriente de calderín asciende a 60
a 90% en peso, preferiblemente a 75 a 85% en peso de la corriente
de alimentación.
Como alternativa, puede efectuarse el
procedimiento de destilación según la invención también en dos
etapas, llevándose a cabo la primera etapa de destilación en una
columna de destilación sin pared divisora y la segunda etapa con
columna con pared divisora. A este respecto, se introduce el
producto de cabeza de la primera etapa de destilación en la columna
con pared divisora de la segunda etapa.
En el procedimiento de dos etapas, se lleva a
cabo la segunda etapa de destilación con columna con pared divisora
en condiciones comparables al procedimiento de una etapa. La columna
con pared divisora opera respecto a presión y temperatura en
condiciones de proceso similares a una columna de la técnica de
destilación convencional. La presión de cabeza se encuentra en el
intervalo de 0,3 a 1,2 kPa. Según la composición de la mezcla, la
temperatura de cabeza asciende a 165 a 200ºC. La presión de calderín
se encuentra en el intervalo de 1,1 a 2,0 kPa a temperaturas de 210
a 225ºC. La sección de pared divisora se configura de modo que en la
corriente secundaria pueda extraerse preferiblemente una mezcla de
MDI de 50 a 60% en peso de 2,4'-MDI y de 40 a 50% en
peso de 4,4'-MDI. Mediante una distribución de
líquido adecuada entre la pared divisora y la zona de
rectificación, la concentración de 2,4'-MDI en la
corriente secundaria puede influirse dentro de amplios límites de
15 a 85% en peso. La relación de recirculación en la cabeza se
ajusta preferiblemente en el intervalo de 5 a 80, con especial
preferencia en el intervalo de 10 a 40, ascendiendo la corriente de
destilación a 5-20% en peso, referida a la
corriente de alimentación. La corriente de calderín asciende
preferiblemente a 7 a 30% en peso, con especial preferencia a 15 a 25% en peso, de la corriente de alimentación.
preferiblemente a 7 a 30% en peso, con especial preferencia a 15 a 25% en peso, de la corriente de alimentación.
Para conseguir una pureza aún mayor de
4,4'-MDI, se lleva a cabo en una forma de
realización preferida del procedimiento según la invención, después
de la destilación en la columna con pared divisora, una destilación
adicional del producto de calderín de la columna con pared divisora
en una columna de destilación sin pared divisora. Esta destilación
adicional para conseguir una pureza mayor puede utilizar tanto el
procedimiento de una etapa con una columna con pared divisora como
el procedimiento de dos etapas con una columna de destilación sin
pared divisora y una segunda columna de destilación con pared
divisora.
En una forma de realización adicional, la
destilación de la mezcla de diisocianatodifenilmetanos isoméricos
es en dos etapas, utilizándose en cada etapa de destilación una
columna con pared divisora. El producto de cabeza de la primera
columna con pared divisora se introduce en la segunda columna con
pared divisora. Mediante la combinación de las dos columnas con
pared divisora, se omiten las etapas de purificación corriente abajo
habituales si no en la destilación en una columna de destilación
convencional, como se describe anteriormente, para conseguir
purezas especialmente altas.
A partir de la primera columna con pared
divisora, se extrae 4,4'-MDI utilizable
comercialmente preferiblemente con al menos un 98% en peso, con
especial preferencia de 98,5 a 99,0% en peso, como corriente
secundaria. El producto de cabeza de la primera columna contiene
esencialmente el 2,2'-MDI introducido total y está
compuesto por una mezcla isomérica de 2,2'-MDI
(preferiblemente de 0,5 a 5,0% en peso), 2,4'-MDI
(de 29,0 a 55,0% en peso) y 4,4'-MDI (de 40,0 a
70,0% en peso). Además, contiene componentes volátiles introducidos
con la alimentación como, por ejemplo, clorobenceno. El fondo
contiene predominantemente 4,4'-MDI (de 99,5 a
99,95% en peso) con productos secundarios de alto peso molecular
como impurezas que se generan debido a la carga térmica, y menos de
un 0,5% en peso de 2,4' MDI.
La primera columna con pared divisora opera
respecto a presión y temperatura en condiciones de proceso similares
a una columna de la técnica de destilación convencional. La presión
de cabeza se encuentra preferiblemente en el intervalo de 0,3 a 1,2
kPa. Según la composición de la mezcla, la temperatura de cabeza
asciende preferiblemente a 165 a 200ºC. La presión de calderín
asciende preferiblemente a 1,1 y 2,0 kPa a temperaturas
preferiblemente de 210 a 225ºC. El líquido de desagüe de la zona de
rectificación se proporciona de 50 a 80% en peso a la zona de
prefraccionamiento. El 20 a 50% en peso residual se conduce a la
zona de rectificación principal. En la corriente secundaria, se
extraen de 40 a 80% en peso como corriente de producto.
La segunda columna con pared divisora en esta
forma de realización del procedimiento según la invención opera en
condiciones comparables a la columna con pared divisora de la
segunda etapa del procedimiento de dos etapas anteriormente
descrito con columna de destilación convencional en la primera etapa
de destilación. La composición de la corriente de cabeza de esta
segunda columna con pared divisora corresponde esencialmente a la
composición de la corriente de cabeza de la columna con pared
divisora en el procedimiento de una etapa, es decir, como máximo un
60% en peso de 2,2'-MDI, de 40 a 80% en peso de
2,4'-MDI y como máximo un 5% en peso
4,4'-MDI. La corriente secundaria contiene como
máximo un 0,2% en peso de 2,2'-MDI, de 50 a 60% en
peso de 2,4'-MDI y de 40 a 50% en peso de
4,4'-MDI. La corriente de calderín está
esencialmente exenta de 2,2'-MDI. La concentración
de 2,4'-MDI puede ascender hasta un 25% en peso,
pero asciende preferiblemente a menos de un 2% en peso. Por tanto,
puede usarse también este producto comercialmente.
El uso de al menos una columna con pared
divisora para la obtención de 4,4'-MDI de alta
pureza (al menos un 98% en peso) o muy alta pureza (al menos un 99%
en peso) a partir de una mezcla de los tres
diisocianatodifenilmetanos isoméricos posibilita, en comparación
con el procedimiento de destilación del estado de la técnica,
ahorrar una o dos etapas de destilación. Por tanto, por un lado el
gasto de aparatos es considerablemente menor, ya que además de la
columna de destilación se ahorran también intercambiadores de calor
y canalizaciones y demás adicionales. Por otro lado, se reduce así
el gasto de energía en una medida significativa, ya que debe
introducirse menos calor. Además, a un número menor de etapas de
destilación debido a la menor carga térmica, es menor la proporción
de recirculación causada por reacciones de los grupos
isocianato.
A continuación, se ilustra detalladamente la
invención mediante diagramas y ejemplos.
La Figura 1 muestra un esquema de una primera
forma de realización del procedimiento según la invención con una
columna con pared divisora.
La Figura 2 muestra un esquema de una segunda
forma de realización del procedimiento según la invención en la que
en la primera etapa se utiliza una columna de destilación
convencional y en la segunda etapa una columna con pared
divisora.
La Figura 3 muestra un esquema de otra forma de
realización del procedimiento según la invención con dos etapas de
destilación, en la que en cada etapa de destilación se utiliza una
columna con pared divisora.
En las Figuras, se dota a las columnas de
destilación y corrientes iguales o similares con las mismas
referencias numéricas.
\vskip1.000000\baselineskip
Se lleva a cabo una destilación de una etapa con
una columna con pared divisora según la Figura 1. Se alimentan 5,9
kg/h de una mezcla isomérica compuesta por un 0,6% en peso de
2,2'-MDI, un 11,1% en peso de
2,4'-MDI y un 88,3% en peso de
4,4'-MDI a la columna con pared divisora E en la
región de la pared divisora. Se extraen de la columna con pared
divisora tres corrientes de producto: 0,15 kg/h de corriente de
cabeza E-II, compuesta por un 23,5% en peso de
2,2'-MDI, un 75,0% en peso de
2,4'-MDI y un 1,5% en peso de
4,4'-MDI y 0,95 kg/h de corriente secundaria
E-IV, compuesta por un 0,05% en peso de
2,2'-MDI, un 54,90% en peso de
2,4'-MDI, un 44,05% en peso de
4,4'-MDI, así como 4,8 kg/h de corriente de calderín
E-III con una pureza isomérica de
4,4'-MDI de un 99%. Para elevar la pureza del
4,4'-MDI, puede transferirse la corriente de
calderín E-III a una columna de destilación
adicional sin pared divisora.
Se utilizan como elementos de intercambio de
masa en la columna con pared divisora empaquetamientos de malla con
500 m^{2}/m^{3} de superficie específica. Se conducen un 67% en
peso del líquido a la zona de prefraccionamiento y un 33% en peso a
la zona de fraccionamiento principal. La zona de rectificación y la
zona de salida poseen respectivamente 8 etapas de separación, la
zona de prefraccionamiento y la zona de fraccionamiento principal
respectivamente 12 etapas de separación arriba y abajo,
entendiéndose por etapas de separación arriba y abajo, aquí y a
continuación, las etapas de separación por arriba y por debajo de la
introducción de la corriente de alimentación en la zona de
prefraccionamiento o la extracción de corriente secundaria de la
zona de fraccionamiento principal. La presión de cabeza asciende a
0,6 kPa. La recirculación de la extracción de destilado asciende a
90:1, la recirculación de la extracción de corriente secundaria
asciende a 2,6:1.
\vskip1.000000\baselineskip
Se lleva a cabo una destilación de dos etapas
con una columna de destilación convencional A en la etapa 1 y una
columna con pared divisora F en la etapa 2 según la Figura 2.
Según la Figura 2, se introducen 6,3 kg/h de una
mezcla isomérica compuesta por 2,2'-MDI (un 0,6% en
peso), 2,4'-MDI (un 11,1% en peso) y
4,4'-MDI (un 88,3% en peso) a la columna de
rectificación A (corriente A-I). En la cabeza de la
columna de rectificación A, se extraen 1,55 kg/h con un 2,3% en peso
de 2,2'-MDI, un 42,0% en peso de
2,4'-MDI y un 55,7% en peso de
4,4'-MDI (corriente A-II). El
producto de calderín de la columna A (corriente
A-III, 4,8 kg/h) contiene 4,4'-MDI de alta pureza (un 97% en peso). La presión de cabeza en la columna A asciende a 0,6 kPa. La recirculación de la extracción de destilado asciende a 6,5: 1. La zona de rectificación presenta 8 etapas de separación, la zona de salida 18 etapas de separación.
A-III, 4,8 kg/h) contiene 4,4'-MDI de alta pureza (un 97% en peso). La presión de cabeza en la columna A asciende a 0,6 kPa. La recirculación de la extracción de destilado asciende a 6,5: 1. La zona de rectificación presenta 8 etapas de separación, la zona de salida 18 etapas de separación.
La corriente de cabeza A-II se
alimenta a la columna con pared divisora F. En la destilación, se
extraen 0,15 kg/h de una corriente de cabeza compuesta por un 24,5%
en peso de 2,2'-MDI, un 75,3% en peso de
2,4'-MDI y un 0,2% en peso de
4,4'-MDI (corriente F-II). En el
fondo de la columna (corriente F-III), se extrae
4,4'-MDI con una pureza isomérica de un 99% (0,4
kg/h). La corriente secundaria F-IV, que se extrae
del cuarto inferior de la zona de pared divisora, está compuesta
por al menos un 0,1% en peso de 2,2'-MDI, un 55% en
peso de 2,4'-MDI y un 45% en peso de
4,4'-MDI. En la columna con pared divisora F, la
presión de columna F asciende a 0,6 kPa. La recirculación en la
extracción de destilado asciende a 21:1, en la extracción de
corriente secundaria a 1,4: 1. La zona de rectificación así como la
zona de calderín presentan respectivamente 8 etapas de separación.
La zona de prefraccionamiento posee 8 etapas de separación arriba y
20 etapas de separación abajo. La zona de fraccionamiento principal
presenta 22 etapas de separación arriba y 6 etapas de separación
abajo. Como elementos de intercambio de masa, se utilizan en la
columna con pared divisora F empaquetamientos de malla con 500
m^{2}/m^{3} de superficie específica. Un 67% en peso del líquido
se conduce a la zona de prefraccionamiento y un 33% en peso a la
zona de fraccionamiento principal.
Para conseguir una mayor pureza de
4,4'-MDI, pueden transferirse las corrientes
A-III y/o F-III a una columna de
destilación adicional sin pared divisora, por ejemplo para
destilación ultrarrápida.
\vskip1.000000\baselineskip
Se lleva a cabo una destilación de una etapa con
una columna con pared divisora E según la Figura 1. Se introducen
en la columna con pared divisora E 6,33 kg/h de una mezcla isomérica
compuesta por un 0,6% en peso de 2,2'-MDI, un 10,8%
en peso de 2,4'-MDI, un 87,9% en peso de
4,4'-MDI y un 0,7% en peso de impurezas poco
volátiles (corriente de alimentación E-I). La
corriente de calderín E-III asciende a 0,4 kg/h y
está compuesta por un 99% en peso de 4,4'-MDI y un
1% en peso de impurezas. La corriente de cabeza E-II
es una mezcla isomérica compuesta por un 2,4% en peso de
2,2'-MDI, un 41,0% en peso de
2,4'-MDI y un 56,6% en peso de
4,4'-MDI. La pureza del 4,4'-MDI,
que se extrae como corriente secundaria E-IV con
4,37 kg/h, asciende a un 98,9% en peso.
Se utilizan como elementos de intercambio de
masa en la columna con pared divisora E empaquetamientos de malla
con 500 m^{2}/m^{3} de superficie específica. Se conducen un 67%
en peso del líquido a la zona de prefraccionamiento y un 33% en
peso a la zona de fraccionamiento principal. La presión de cabeza
asciende a 0,6 kPa. La recirculación de la extracción de destilado
asciende a 6,5:1, la recirculación de la extracción de corriente
secundaria a 1,8:1. La zona de rectificación presenta 8 etapas de
separación, la zona de salida como máximo 4 etapas de separación.
La zona de prefraccionamiento posee 8 etapas de separación arriba y
16 etapas de separación abajo. La zona de fraccionamiento principal
posee 16 etapas de separación arriba y 8 etapas de separación
abajo.
La corriente de cabeza E-II
(Fig. 1) puede introducirse para procesamiento adicional en una
columna de destilación ordinaria o una columna con pared divisora,
cuya corriente de calderín con una baja proporción de
2,2'-MDI puede introducirse de nuevo en otra
columna de destilación ordinaria. Como fondo de esta segunda columna
de destilación ordinaria, se obtiene 4,4'-MDI puro,
la corriente de cabeza proporciona un producto rico en
2,4'-MDI.
\vskip1.000000\baselineskip
Se lleva a cabo una destilación de dos etapas
con dos columnas con pared divisora H y J según la Fig. 3. Se
conduce a este respecto la mezcla isomérica con una composición de
un 0,5% en peso de 2,2'-MDI, un 11,1% en peso de
2,4'-MDI y un 88,4% en peso de
4,4'-MDI a la primera columna H en la región de la
pared divisora (corrientes H-I, 6,33 kg/h). Se
obtiene como producto de calderín H-III (0,4 kg/h)
un 4,4'-MDI altamente enriquecido (pureza isomérica
de un 99%) con impurezas. El contenido de 4,4'-MDI
en la extracción de corriente secundaria H-N (4,38
kg/h) asciende a un 98,8% en peso. Con H-IV, se
descarga un 77% en peso del 4,4'-MDI alimentado.
Como elementos de intercambio de masa, se
utilizan en la columna con pared divisora H empaquetamientos de
malla con 500 m^{2}/m^{3} de superficie específica. Se conducen
un 67% en peso de líquido a la zona de prefraccionamiento y un 33%
en peso a la zona de fraccionamiento principal. La presión de cabeza
asciende a 0,6 kPa. La recirculación de la extracción de destilado
asciende a 6,5:1, la recirculación de la extracción de corriente
secundaria a 1,8:1. La zona de rectificación presenta 8 etapas de
separación, la zona de salida como máximo 4 etapas de separación.
La zona prefraccionamiento posee 8 etapas de separación arriba y 16
etapas de separación abajo. La zona de fraccionamiento principal
posee 16 etapas de separación arriba y 8 etapas de separación
abajo.
El producto de cabeza H-II es
una mezcla isomérica enriquecida en grupos isocianato en posición
orto que debe separarse aún más para la preparación de productos
ricos en 2,4'-MDI. El producto de cabeza
H-II de la primera columna H se conduce por tanto a
la segunda columna con pared divisora J en la región de la pared
divisora.
Como producto de calderín J-III
de la columna J, se obtiene un 4,4'-MDI exento de
2,2'-MDI (0,43 kg/h) con un 1% en peso de
2,4'-MDI respecto a la proporción isomérica. La
corriente secundaria J-IV posee una composición de
un 0,05% en peso de 2,2'-MDI, un 55% en peso de
2,4'-MDI y un 45% en peso de
4,4'-MDI. Con el producto de cabeza (corriente
J-II, 0,15 kg/h) de composición un 23,5% en peso de
2,2'-MDI, un 75% en peso de 2,4'-MDI
y un 1,5% en peso de 4,4'-MDI, se saca del sistema
el 2,2'-MDI.
En la columna con pared divisora J, la presión
de cabeza asciende a 0,6 kPa. La recirculación de extracción de
destilado asciende a 21:1, de extracción de la corriente secundaria
a 1,4:1. La zona de rectificación así como la zona de calderín
presentan respectivamente 8 etapas de separación. La zona de
prefraccionamiento posee 8 etapas de separación arriba y 20 etapas
de separación abajo. La zona de fraccionamiento principal presenta
22 etapas de separación arriba y 6 abajo. Se utilizan como elementos
de intercambio de masa en la columna con pared divisora J
empaquetamientos de malla con 500 m^{2}/m^{3} de superficie
específica. Se conducen un 67% en peso del líquido a la zona de
prefraccionamiento y un 33% en peso a la zona de fraccionamiento
principal.
Claims (5)
1. Procedimiento para la destilación de una
mezcla de diisocianatodifenilmetanos isoméricos compuesta por al
menos 2,2'-diisocianatodifenilmetano,
2,4'-diisocianatodifenilmetano y
4,4'-diisocianatodifenilmetano,
caracterizado porque la destilación se efectúa en al menos
una etapa y en al menos una etapa de destilación se utiliza una
columna con pared divisora.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la mezcla de diisocianatodifenilmetanos
isoméricos contiene una proporción de 75 a 95% en peso de
4,4'-diisocianatodifenilmetano.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la destilación
se efectúa en dos etapas con una columna con pared divisora en la
segunda etapa de destilación, introduciéndose el producto de cabeza
de la primera etapa de destilación en la columna con pared divisora
de la segunda etapa de destilación.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque después de la
destilación en la columna con pared divisora, el producto de
calderín de la columna con pared divisora se somete a una
destilación adicional.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la destilación
se efectúa en dos etapas y porque en cada etapa de destilación se
utiliza una columna con pared divisora, introduciéndose el producto
de cabeza de la primera columna con pared divisora en la segunda
columna con pared divisora.
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