ES2636712T3 - Procedimiento para la preparación de carbonatos de diarilo o de alquilarilo a partir de carbonatos de dialquilo - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la preparación de carbonatos de alquilarilo y/o carbonatos de diarilo a partir de carbonato de dimetilo y compuestos de hidroxi aromáticos en presencia de un catalizador mediante una columna de destilación reactiva, que está dividida por encima de la parte de separación (K1AT) y por debajo de una parte de enriquecimiento (K1VT) por una pared divisoria (T) que discurre en dirección longitudinal, que impiden total o parcialmente una mezcla transversal de corrientes de líquido y/o de vapor desprendido, hacia un lado de alimentación (Z), en el que se encuentra una zona de reacción, y un lado de extracción (E), caracterizado porque al lado de alimentación se alimentan una corriente (21) que contiene el compuesto de hidroxi aromático y una corriente (22) que contiene el carbonato de dimetilo y del lado de extracción se extrae de manera líquida una corriente lateral (5) que contiene carbonato de dimetilo, se mezcla dado el caso con una corriente adicional (2) que contiene carbonato de dimetilo, y a continuación se alimenta a la zona de reacción en el lado de alimentación de la columna de pared divisoria reactiva, y en la cabeza se extrae la mezcla de vapor que contiene carbonato de dimetilo y alcohol alquílico formado durante la reacción y se separa en una separación por membrana.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento para la preparacion de carbonatos de diarilo o de alquilarilo a partir de carbonatos de dialquilo
El objeto de la invencion es un procedimiento para la preparacion carbonatos de diarilo y/o carbonatos de alquilarilo a partir de carbonato de dimetilo y compuestos de hidroxi aromaticos con la utilizacion de una columna de pared divisoria reactiva.
En principio se conoce la preparacion de esteres de acido carbonico (carbonatos) aromaticos y alifatico-aromaticos mediante transesterificacion partiendo de esteres de acido carbonico alifaticos y grupos de hidroxi. En este caso se trata de una reaccion de equilibrio, estando desplazada la posicion del equilibrio casi completamente en la direccion de los carbonatos sustituidos alifaticamente. Por tanto es relativamente facil preparar carbonatos alifaticos a partir de carbonatos y alcoholes aromaticos. Sin embargo, para llevar a cabo la reaccion en el sentido inverso en la direccion de carbonatos aromaticos es necesario desplazar el equilibrio nada favorable de manera efectiva hacia el lado de los carbonatos aromaticos, habiendo de utilizarse no solo catalizadores muy activos sino tambien grnas de procedimiento adecuadas.
Se sabe como efectuar reacciones de equilibrio de este tipo en columnas y desplazarlas de esta manera ventajosamente en la direccion de la formacion de producto, tal como se describe por ejemplo en U. Block, Chem.- Ing. Techn. 49, 151 (1977), documento DE-OS 38 09 417, B. Schleper, B. Gutsche, J. Wnuck y L. Jeromin, Chem.- Ing.-Techn. 62, 226 (1990), Ullmans Enciclopadie der technischen Chemie, (enciclopedia Ullman de la qmmica tecnica 4a edicion, tomo 3; paginas 375 y siguientes 1973).
En los procedimientos conocidos la transesterificacion se realiza por tanto tambien preferentemente de manera continua en el sentido de una transesterificacion de contra corriente en una o varias columnas de reaccion.
Los procedimientos conocidos por la bibliograffa (por ejemplo EP 0 461 274, documento DE-A 42 26 755, documento DE-A 42 26 756) describen sin embargo generalmente solo aquellas etapas de procedimiento en las que la reaccion con el carbonato de diarilo tiene lugar mediante transesterificacion y/o desproporcion. Las solicitudes actuales, como por ejemplo WO 2006/033291 A1, EP 1 775 280A1, EP 1 767 516 A1, EP 1 767 517 A1, EP 1767 518 A1, EP 1 762 559 A1 y EP 1 762 560 A1 ademas ofrecen indicacion con respecto a las realizaciones en cuanto a aparatos de columnas de reaccion para la preparacion carbonatos de diarilo. Las mezclas que se originan en este procedimiento de alcohol de reaccion y carbonato de dialquilo se separan en los aparatos separados por los aparatos de reaccion.
Para aumentar la rentabilidad del procedimiento con respecto al estado de la tecnica son necesarios tanto planteamientos como solucion para la reduccion del consumo de energfa como mediciones para la disminucion de los costes de inversion. De acuerdo con la experiencia ambos requisitos en la practica industrial solo pueden cumplirse con requisitos.
En el documento EP-A 0 461 274 se describe un proceso de transesterificacion continuo para la preparacion carbonatos aromaticos en una o en varias columnas de varias etapas conectadas consecutivamente, haciendose reaccionar carbonatos de dialquilo o carbonatos de alquilarilo con fenoles y extrayendose en la cabeza de las columnas los productos ligeramente volatiles, concretamente los alcoholes de reaccion y carbonatos de dialquilo y en la cola de las columnas los productos de diffcil ebullicion, como por ejemplo carbonatos de diarilo. Dado que tanto carbonatos de dialquilo como los alcoholes de reaccion se extraen en la cabeza de la columna para la separacion de estos componentes es necesaria al menos una etapa adicional.
documento DE-A 42 26 756 describe un procedimiento de dos etapas para la preparacion carbonatos de diarilo mediante transesterificacion de un carbonato de dialquilo con un compuesto de hidroxi aromatico, en el que en una primera etapa a partir de las sustancias de partida se forma inicialmente el carbonato de alquilarilo correspondiente y en una segunda etapa el carbonato de diarilo. Los datos en la descripcion de procedimiento se limitan en este caso a las condiciones de reaccion, el catalizador empleado y la realizacion de las columnas de reaccion. Tambien en el caso de esta solicitud se extraen alcohol de reaccion y carbonato de dialquilo en la cabeza de las columnas.
El documento DE-A 42 26 755 describe un procedimiento para la preparacion carbonatos de diarilo en dos columnas de reaccion acopladas entre sf en cuanto a la energfa y al material, llevandose a reaccion en la primera etapa un compuesto de hidroxi aromatico y un carbonato de dialquilo y el carbonato de alquilarilo formado en este caso en la segunda etapa bien mediante transesterificacion con el compuesto de hidroxi aromatico o mediante desproporcion respecto al carbonato de diarilo. No obstante a ese respecto es problematico que mediante la integracion de material y energetica del procedimiento las condiciones de reaccion para la formacion del carbonato de alquilarilo o de diarilo no puedan seleccionarse de manera optima dado que estas se fijan mediante la presion que se presenta en ambas etapas y casi identica.
El documento EP-A 781 760 describe un procedimiento continuo para la preparacion de carbonatos aromaticos mediante la reaccion de un carbonato de dialquilo con un compuesto de hidroxi aromatico en presencia de un catalizador, de la eliminacion continua del carbonato aromatico que se origina en la reaccion, de los productos secundarios del carbonato de dialquilo y del compuesto de hidroxi aromatico, retornandose el carbonato de dialquilo
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y el compuesto de hidroxi aromatico de nuevo a la reaccion. Tambien en este procedimiento en la seccion de procedimiento reaccion se obtienen unicamente dos fracciones que se extraen en el extremo superior o en la base del reactor.
El documento WO-A 2006/001256 describe un procedimiento, en el que se hace reaccionar un compuesto de hidroxi aromatico con un carbonato de dialquilo en presencia de un catalizador asf como un dispositivo tecnico adecuado para ello. Tambien en este caso se realiza la extraccion de las fracciones solamente como cabeza como producto de cola.
Por el documento EP 2 036 880 A2 se conoce un procedimiento para la preparacion carbonatos de diarilo o de alquilarilo a partir de carbonatos de dialquilo, empleandose al menos dos columnas de reaccion, utilizandose el calor de condensacion de una o varias de estas columnas en otras etapas de procedimiento de este procedimiento. Sin integracion de aparatos y de energfa correspondientemente eficiente los costes de inversion y de energfa de los procedimientos anteriormente descritos son altos segun se conoce, lo que a su vez cuestiona lo ventajoso de la preparacion sin fosgeno de carbonatos de arilo desde el punto de vista ecologico y economico.
Los planteamientos para una integracion en cuanto a aparatos y energfa resultan del empleo de columnas de pared divisoria.
Un ejemplo para el funcionamiento de columna de pared divisoria en procedimientos de separacion reactivos se describe en el documento EP 0 126 288B1. No obstante en este caso no se dan indicaciones sobre como esta tecnologfa puede aplicarse en la preparacion de carbonatos de diarilo mediante transesterificacion de un carbonato de dialquilo
El documento JP 2004 075570 A da a conocer la smtesis de carbonato de difenilo partiendo de carbonato de dimetilo y fenol, estando dividida la reaccion en varias paredes divisorias que actuan en direccion longitudinal.
Un ejemplo adicional para un proceso de separacion reactivo se encuentra Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46, 37093719. En esta divulgacion se describe una transesterificacion de carbonato de dimetilo con etanol para obtener carbonato de dietilo alifatico. En este procedimiento tampoco se genera ningun carbonato de diarilo.
En el caso de la transesterificacion de un compuesto de hidroxi aromatico con un carbonato de alquilo por regla general este ultimo para alcanzar una conversion elevada con respecto al compuesto de hidroxi aromatico se produce en excedente.
En el caso de una transesterificacion en una columna de reaccion en este caso, en la cabeza de la columna se separan tanto el carbonato de dialquilo utilizado en excedente, como el alcohol de reaccion que se produce en la reaccion. En el producto de cola esta incluido preferentemente el compuesto de hidroxi aromatico el carbonato de alquilarilo formado en la reaccion dado el caso carbonato de diarilo y carbonato de dialquilo. En el caso de una reaccion catalizada de manera homogenea el producto de cola incluye tambien el catalizador.
Lo desventajoso en este modo de proceder es que el carbonato de dialquilo utilizado en excedente debe separarse del alcohol de reaccion en una etapa separada.
Una separacion de alcohol de reaccion del carbonato de dialquilo en una parte de enriquecimiento por encima de la zona de reaccion es en principio posible, pero con vistas a la conversion es poco efectiva, dado que por tanto solamente se introduce desde arriba a la zona de reaccion. De este modo se refuerza unicamente la separacion de carbonato de dialquilo y compuesto de hidroxi aromatico. Sin embargo este efecto debena evitarse para poder garantizar una conversion elevada de compuesto de hidroxi aromatico.
Por consiguiente existfa ademas la necesidad de facilitar un procedimiento para la preparacion de carbonatos aromaticos, es decir carbonatos de diarilo y/o alquilarilo, preferentemente carbonatos de diarilo que no presentase los ventajas mencionadas anteriormente y en el cual frente a los procedimientos conocidos anteriormente mencionados se facilitara un proceso integrado en cuanto a la energfa y aparatos.
El objetivo en el que se basa la invencion consistfa en facilitar un procedimiento para la preparacion carbonatos aromaticos, es decir carbonatos de diarilo y/o de alquilarilo en el cual frente a los procedimientos conocidos la reaccion del carbonato de dialquilo con el compuesto de hidroxi aromatico y la separacion destiladora de la mezcla a partir de alcohol de reaccion y carbonato de dialquilo esten acopladas en cuanto a energfa y aparatos.
Ahora se encontro que la separacion del alcohol de reaccion que se produce en la reaccion y los carbonatos de dialquilo utilizados en excedente puede realizarse en una columna de reaccion sin que tengan que asumirse las desventajas anteriormente citadas.
Esto se logra sorprendentemente empleando una columna de pared divisoria reactiva (RTWK).
La invencion se refiere por consiguiente a procedimientos para la preparacion carbonatos de alquilarilo y/o carbonatos de diarilo a partir de carbonato de dimetilo y compuestos de hidroxi aromaticos en presencia de un catalizador mediante una columna de destilacion reactiva, que por encima de la parte de separacion (K1AT) y por
debajo de una parte de enriquecimiento (K1VT) a traves de una pared divisoria (T) que discurre en direction longitudinal que impiden total o parcialmente una mezcla transversal de corrientes de Kquido y/o de vapor desprendido, esta dividida en un lado de alimentation (Z), en el que se encuentra una zona de reaction y un lado de extraction (E), caracterizado porque al lado de alimentacion se alimentan una corriente que contiene el compuesto 5 de hidroxi aromatico (21) y una corriente que contiene el carbonato de dimetilo (22) y desde el lado de extraccion se extrae de manera liquida una corriente lateral que contiene carbonato de dimetilo (5), se mezcla dado el caso con una corriente adicional que contiene carbonato de dimetilo (2) y a continuation se alimenta a la zona de reaccion en el lado de alimentacion de la columna de pared divisoria reactiva y en la cabeza se extrae la mezcla de vapor que contiene carbonato de dimetilo y alcohol alquflico formado durante la reaccion y se separa en una separation por 10 membrana.
La estructura de una columna de pared divisoria reactiva tal se representa en la figura 1.
La columna (K1) por encima de la parte de separacion (K1AT) y por debajo de una parte de enriquecimiento (K1VT) se divide por una pared divisoria que discurre en direccion longitudinal (T) hacia un lado de alimentacion y un lado de extraccion.
15 En el lado de alimentacion esta situada una zona de reaccion (K1TRZ). En una forma de realization preferente una corriente (21) que contiene el compuesto de hidroxi aromatico y dado el caso la corriente que contiene el catalizador de transesterificacion por encima de esta zona de reaccion y una corriente que contiene el carbonato de dimetilo (22) por debajo de la zona de reaccion preferentemente se alimentan en forma de vapor o calentada.
La corriente que contiene el compuesto de hidroxi aromatico y dado el caso el catalizador preferentemente se 20 dosifica en forma Kquida o solamente con bajo porcentaje de vapor, siendo el porcentaje de gas preferentemente inferior al 20 % en peso.
La corriente que contiene carbonato de dimetilo se alimenta preferentemente en forma de vapor o recalentada. En formas de realizacion preferentes el recalentamiento de la corriente de vapor puede ser de 0 a 50 °C.
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Los carbonatos de diarilo preparados en el marco de la invention son preferentemente aquellos de formula general
en la que R, R' y R" representan independientemente entre si H, alquilo Ci-C34 lineal o ramificado, dado el caso sustituido, preferentemente alquilo C1-C6, de manera especialmente preferente alquilo C1-C4, alcoxi C1-C34, preferentemente alcoxi C1-C6, de manera especialmente preferente alcoxi C1-C4, cicloalquilo C5-C34, alquilarilo C7- C34, arilo C6-C34 o un resto de halogeno, preferentemente un resto de cloro y R, R' y R" en ambos lados de la formula (I) pueden ser iguales o diferentes. R puede significar tambien -COO-R"', en la que R'" puede ser H, dado el caso alquilo C1-C34 dado el caso ramificado, preferentemente alquilo C1-C6, de manera especialmente preferente alquilo C1-C4, alcoxi C1-C34, preferentemente alcoxi C1-C6, de manera especialmente preferente alcoxi C1-C4, cicloalquilo C5-C34, alquilarilo C7-C34 o arilo C6-C34. Preferentemente R, R' y R" son iguales en ambos lados de la formula (I). De manera muy especialmente preferente R, R' y R" se refieren a H.
Los carbonatos de diarilo de formula general (I) son por ejemplo: carbonato de difenilo, carbonato de metilfenilfenilo y carbonato de di-(metilfenilo), tambien como mezcla, en la que la position del grupo metilo en los anillos de fenilo puede ser discrecional, asi como carbonato de dimetilfenil-fenilo y carbonato de di-(dimetilfenilo), tambien como mezcla, en la que la posicion de los grupos metilo en los anillos de fenilo puede ser discrecional, carbonato de 40 clorofenil-fenilo y carbonato de di-(clorofenilo), en la que la posicion del grupo metilo en los anillos de fenilo puede ser discrecional, carbonato de 4-etilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-etilfenilo), carbonato de 4-n-propilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n-propilfenilo), carbonato de 4-iso-propilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-iso-propilfenilo), carbonato de 4-n-butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n-butilfenilo), carbonato de 4-iso-butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-iso- butilfenilo), carbonato de 4-terc-butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-terc-butilfenilo), carbonato de 4-n-pentilfenil-fenilo, 45 carbonato de di-(4-n-pentilfenilo), carbonato de 4-n-hexilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n-hexilfenilo), carbonato de 4- iso-octilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-iso-octilfenilo), carbonato de 4-n-nonilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n- nonilfenilo), carbonato de 4-ciclohexifenil-fenilo, carbonato de di-(4-ciclohexifenilo), carbonato de 4-(1 -metil-1 - feniletil)-fenil-fenilo, carbonato de di-[4-(1 -metil-1 -feniletil)-fenilo], carbonato de bifenil-4-il-fenilo, carbonato de di- (bifenil-4-ilo), carbonato de (1-naftil)-fenilo, carbonato de(2-naftil)-fenilo, carbonato de di-(1-naftilo), carbonato de di- 50 (2-naftilo), carbonato de 4-(1-naftil)-fenil-fenilo, carbonato de 4-(2-naftil)-fenil-fenilo, carbonato de di-[4-(1- naftil)fenilo], carbonato de di-[4-(2-naftil)fenilo], carbonato de 4-fenoxifenil-fenilo, carbonato de di-(4-fenoxifenil), carbonato de 3-pentadecilfenil-fenil, carbonato de di-(3-pentadecilfenilo), carbonato de 4-tritilfenilfenilo, carbonato de di-(4-tritilfenilo), salicilato de metilo-carbonato de fenilo, carbonato de di-(salicilato de metilo), salicilato de etilo- carbonato de fenilo, carbonato de di-(salicilato de etilo), salicilato de n-propilo-carbonato de fenilo, carbonato de di-
(salicilato de n-propilo), salicilato de iso-propilo-carbonato de fenilo, carbonato de di-(salicilato de iso-propilo), salicilato de n-butilo-carbonato de fenilo, carbonato de di-(salicilato de n-butilo), salicilato de iso-butilo-carbonato de fenilo, carbonato de di-(salicilato de iso-butilo), salicilato de terc-butilo-carbonato de fenilo, carbonato de di-(salicilato de terc-butilo), carbonato de di-(salicilato de fenilo) y carbonato de di-(salicilato de bencilo).
5 Los carbonatos de diarilo preferentes son: carbonato de difenilo, carbonato de 4-terc-butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-terc-butilfenilo), carbonato de bifenil-4-il-fenilo, carbonato de di-(bifenil-4-ilo), carbonato de 4-(1-metil-1-feniletil)- fenil-fenilo y carbonato de di-[4-(1-metil-1-feniletil)-fenilo].
De manera especialmente preferente es carbonato de difenilo.
Los carbonatos de dialquilo utilizados en el marco de la invencion son carbonato de dimetilo.
10 Los compuestos de hidroxi aromaticos adecuados en el marco de la invencion son preferentemente los de formula general (IN)
R
en la que R, R' y R" independientemente entre si pueden tener el mismo significado para la formula general (I).
Tales compuestos de hidroxi aromaticos son por ejemplo: fenol, o-, m- o p-cresol, tambien como mezcla de los 15 cresoles, dimetilfenol tambien como mezcla, pudiendo ser discrecional la posicion de los grupos metilo en el anillo de fenol, por ejemplo 2,4-, 2,6-, o 3,4-dimetilfenol, o-, m- o p-clorofenol, o-, m- o p-etilfenol, o-, m- o p-n-propilfenol, 4- iso-propilfenol, 4-n-butilfenol, 4-iso-butilfenol, 4-terc-butilfenol, 4-n-pentilfenol, 4-n-hexilfenol, 4-iso-octilfenol, 4-n- nonilfenol, o-, m- o p-metoxifenol, 4-ciclohexilfenol, 4-(1-metil-1-feniletil)-fenol, bifenil-4-ol, 1-naftol, 2-1-naftol, 4-(1- naftil)fenol, 4-(2-naftil)-fenol, 4-fenoxifenol, 3-pentadecilfenol, 4-tritilfenol, acido metilsalidlico, acido etilsalidlico, 20 acido n-propilsalidlico, acido iso-propilsalidlico, acido n-butilsalidlico, acido iso-butilsalidlico, acido de terc- butilsalidlico, acido fenilsalidlico y acido bencilsalidlico.
Compuestos de hidroxi aromaticos preferentes son fenol, 4-terc-butilfenol, bifenil-4-ol y 4-(1-metil-1-feniletil)-fenol.
De manera especialmente preferente es fenol.
Los carbonatos de alquilarilo preparados en el marco de la invencion son preferentemente los de formula general 25 (IV)
en la que R, R' y R" pueden tener el mismo significado mencionado para la formula general (I) y R1 es metilo.
Los carbonatos de alquilarilo preferentes son carbonato de metil-fenilo, carbonato de metil-(o-cresilo), carbonato de metil-(p-cresilo), carbonato de metil(p-clorofenilo). Un carbonato de alquilarilo especialmente preferente es carbonato 30 de metil-fenilo.
Tanto los carbonatos de dialquilo adecuados para el procedimiento de acuerdo con la invencion como los compuestos de hidroxi aromaticos son conocidos por el experto en la materia y pueden obtenerse comercialmente o pueden fabricarse segun el procedimiento conocido igualmente por el experto en la materia.
Alquilo C1-C4 representa en el marco de la invencion por ejemplo metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec- 35 butilo, terc-butilo, alquilo C1-C6 ademas por ejemplo n-pentilo, 1-metilbutilo, 2-metilbutilo, 3-metilbutilo, neo-pentilo, 1 -etilpropilo, ciclohexilo, ciclopentilo, n-hexilo, 1,1-dimetilpropilo, 1,2-dimetilpropilo, 1,2-dimetilpropilo, 1 -metilpentilo, 2-metilpentilo, 3-metilpentilo, 4-metilpentilo, 1,1-dimetilbutilo, 1,2-dimetilbutilo, 1,3-dimetilbutilo, 2,2-dimetilbutilo, 2,3- dimetilbutilo, 3,3-dimetilbutilo, 1 -etilbutilo, 2-etilbutilo, 1,1,2-trimetilpropilo, 1,2,2-trimetilpropilo, 1 -etil-1-metilpropilo, 1- etil-2-metilpropilo o 1 -etil-2-metilpropilo, alquilo C1-C34 ademas por ejemplo n-heptilo y n-octilo, pinaquilo, 40 adamantilo, los mentilos isomericos, n-nonilo, n-decilo, n-dodecilo, n-tridecilo, n-tetradecilo, n-hexadecilo o n- octadecilo. Lo mismo es valido para el resto alquilo correspondiente por ejemplo en restos aralquilo o alquilarilo. Restos alquilo en los restos hidroxialquilo o aralquilo o alquilarilo correspondientes representan por ejemplo restos alquilo correspondientes a los restos alquilo precedentes.
Arilo representa un resto aromatico carbodclico con de 6 a 34 atomos de carbono de esqueleto. Lo mismo es valido 45 para la parte aromatica de un resto arilalquilo, tambien llamado resto aralquilo, asi como para componentes de arilo de grupos mas complejos, como por ejemplo restos de arilcarbonilo.
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Arilaquilo o aralquilo significa en cada caso independientemente un resto alquilo de cadena recta, dclico, ramificado
0 no ramificado segun la definicion anterior, que puede estar sustituido una vez, varias veces, o completamente por restos arilo segun la definicion anterior.
Las enumeraciones anteriores son a modo de ejemplo y no han de entenderse como limitacion.
En el procedimiento de acuerdo con la invencion el/los compuesto/s de hidroxi aromaticos/s y el o los carbonato/s de dimetilo se utilizan preferentemente en la relacion molar de 1 : 0.1 a 1 : 10, de manera especialmente preferente de
1 : 0.2 a 1 : 5, muy especialmente preferente de 1 : 0.5 a 1 : 3. En este caso la relacion molar indicada no considera el retorno de compuesto de hidroxi aromatico o carbonato de dimetilo en la columna de transesterificacion a traves de uno o varios condensador/es de cabeza (cf. en (b)) o uno o varios evaporadores de cola eventualmente presentes. (la relacion se refiere a la suma en las cantidades de carbonato de dimetilo que contienen corrientes 21 y 22 y compuesto de hidroxi aromatico)
La corriente (22) que contiene carbonato de dimetilo puede, en particular en los procedimientos que se llevan a cabo de manera continua, ademas del carbonato de dimetilo puede contener tambien partes del compuesto de hidroxi aromatico, el compuesto de hidroxi R1-OH y/o R2-OH (alcohol de reaccion) alifatico que se produce en la reaccion, cantidades muy bajas del carbonato de alquilarilo y/o carbonato de diarilo que se produce en la transesterificacion y componentes secundarios no deseados que se originan en la reaccion. La corriente (22) que contiene el carbonato de dimetilo puede presentar por ejemplo de 0 a 5 % en peso, preferentemente de 0,05 a 3 % en peso y de manera especialmente preferente de 0,05 a 2 % en peso del alcohol de reaccion, de 0 a 40 % en peso, preferentemente de 0 a 10 % en peso, de manera especialmente preferente de 0 a 5 % en peso del compuesto de hidroxi aromatico, de 0 a 5 % en peso de carbonato de alquilarilo, de 0 a 5 % en peso de carbonato de diarilo y de 0 a 5 % en peso de otros compuestos secundarios que se producen en la reaccion (como por ejemplo alquilaril eter) o impurezas ya contenidas en los eductos, en cada caso con respecto al peso total de la corriente que contiene carbonato de dimetilo. Preferentemente la corriente (22) que contiene carbonato de dimetilo contiene de 50 a 100 % en peso de carbonato de dimetilo, con respecto al peso total de la corriente que contiene carbonato de dimetilo, anadiendose los porcentajes de los componentes individuales anteriormente mencionados hasta 100 % en peso. La corriente (21) que contiene el compuesto de hidroxi aromatico, en particular en los procedimientos que se llevan a cabo de manera continua, ademas del compuesto de hidroxi aromatico pueden contener tambien partes del carbonato de dimetilo, el carbonato de alquilarilo y/o carbonato de diarilo que se produce en la transesterificacion, en cantidades muy bajas el alcohol de reaccion y productos secundarios no deseados que se originan en la reaccion. Por ejemplo el contenido del carbonato de dimetilo puede ser de 0 a 50 % en peso, el contenido del alcohol de reaccion de 0 a 10 % en peso, preferentemente de 0 a 5 % en peso, el contenido del carbonato de alquilarilo y del carbonato de diarilo en cada caso de 0 a 10 % en peso, preferentemente de 0 a 5 % en peso y el contenido de los productos secundarios no deseados de 0 a 5 % en peso, preferentemente de 0 a 1 % en peso, en cada caso con respecto al peso total de la corriente que contiene el compuesto de hidroxi aromatico. Con la corriente (21) que contiene el compuesto de hidroxi aromatico el catalizador puede alimentarse ademas a la columna de transesterificacion. En este caso el contenido de catalizador es preferentemente de 0 a 5 % en peso, con respecto al peso total de la corriente que contiene el compuesto de hidroxi aromatico. Preferentemente la corriente (21) que contiene el compuesto de hidroxi aromatico contiene de 50 a 100 % en peso de compuesto de hidroxi aromatico, con respecto al peso total de la corriente que contiene el compuesto de hidroxi aromatico, anadiendose los porcentajes de los componentes mencionados individuales mencionados anteriormente hasta el 100 % en peso.
Para las etapas de reaccion que aparecen en la columna de pared divisoria pueden utilizarse catalizadores de transesterificacion conocidos por la bibliograffa de patentes. Estos son catalizadores de transesterificacion conocidos por la bibliograffa de patentes para la transesterificacion de carbonato de dialquilo-fenol, como AlX3, TiX3, UX4, TiX4, VOX3, VX5, ZnX2, FeX3, PbX2y SnX4, en los que X representa restos halogeno, acetoxi, alcoxi o ariloxi (documento DE-OS 2 58 412). Los catalizador especialmente preferentes que pueden emplearse segun la invencion son compuestos de metal como AlX3, TiX4, PbX2 y SnX4, como por ejemplo tetracloruro de titanio, tetrametoxido de titanio, tetrafenoxido de titanio, tetraetoxido de titanio, tetraisopropilato de titanio, tetradodecilato de titanio, tetraisooctilato de estano y triisopropilato de aluminio. Son preferentes de manera muy particular compuestos de metal TiX4. Los compuestos de metal mencionados se utilizan preferentemente en cantidades de 0,001 a 5 % en peso, preferentemente de 0,005 a 5 % en peso y de manera especialmente preferente de 0,01 a 5 % en peso, con respecto al peso de la mezcla de reaccion que va a hacerse reaccionar.
Halogeno significa en el marco de la invencion fluor, cloro o bromo, preferentemente fluor o cloro, de manera especialmente preferente cloro.
Otros catalizadores que pueden utilizarse segun la invencion son compuestos organicos de estano de formula general (R11)4-x-Sn(Y)x, en el que Y se refiere a un resto OCOR12, OH o OR, en la que alquilo R12 significa alquilo C1- C12, arilo C6-C12 o alquilarilo C7-C13, R11 independientemente de R12 tiene el significado de R12 y x un numero entero de 1 a 3, compuestos de dialquil-estano con 1 a 12 atomos C en el resto alquilo o compuestos de bis-(trialquil- estano), por ejemplo acetato de trimetil-estano, benzoato de trietil-estano, acetato de tributil-estano, acetato de trifenil-estano, diacetato de bibutil-estano, dilaurato de dibutil-estano, dilaurato de dioctil-estano, adipato de dibutil- estano, dimetoxido de dibutil-estano, glicolato de dimetil-estano, dietoxido de dibutil-estano, hidroxido de trietil- estano, estannoxano de hexaetilo, estanoxano de hexabutilo, oxido de dibutil-estano, oxido de dioctil-estano,
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triisooctilato de butil-estano, triisooctilato de octil-estano, acido butilestannico y acido octilestanmco en cantidades de 0,001 a 20 % en peso (cf. documento EP 879, EP 880, EP 39 452, DE-OS 34 45 555, JP 79/63023), compuestos de estano polimericos de formula -[-RR11Sn-O-]-, en la que R y R11 independientemente entre s^ tienen el significado anteriormente mencionado para R12, por ejemplo poli[oxi(dibutilestannileno)] poli[oxi(dioctilestannileno)], poli[oxi(butilfenilestannileno)] y poli[oxi(difenilestannileno)] (documento DE-OS 34 45 552), hidroxi estanoxano polimerico de formula -[-RSn(OH)-O-]-, por ejemplo poli(etilhidroxiestanoxano), poli(butilhidroxiestanoxano), poli- (octilhidroxiestanoxano), poli(undecilohidroxiestanoxano) y poli(dodecilhidroxiestanoxanos) en cantidades de 0,001 a 20 % en peso, preferentemente de 0,005 a 5 % en peso, con respecto a carbonato de dialquilo (documento DE-OS 40 06 520). Otros compuestos de estano que pueden utilizarse segun la invencion son oxidos de estano (II) de formula general
X-R2Sn-O-R2Sn-Y,
en la que X e Y independientemente entre sf significan OH, SCN, OR13, OCOR13 o halogeno y R alquilo, arilo, en la que R13 tiene el significado anteriormente mencionado para R12 (documento EP 0 338 760).
Como otros catalizadores que pueden utilizarse segun la invencion se consideran compuestos de plomo, dado el caso junto con triorganofosfanos, un compuesto de quelato o un halogenuro de metal alcalino, por ejemplo Pb(OH)2- 2PbCOa, Pb(OCO-CHa)2, Pb(OCO-CHa)2 2LiCl, Pb(OCO-CH3)2 • 2PPh3 en cantidades de 0,001 a 1, preferentemente de 0,005 a 0,25 mol por mol de carbonato de dialquilo (documentos JP 57/176932, JP 01/093580), asf como otros compuestos de plomo(II)- y plomo(IV) como PbO, PbO2, minio, plumbito, y plumbato (documento JP 01/093560), acetato de hierro (III) (documento JP 61/1 72 852), ademas sales de cobre y/o complejos de metal, por ejemplo de alcali, zinc, titanio y hierro (JP 89/005588).
Ademas en los procedimiento de acuerdo con la invencion pueden utilizarse sistemas de catalizador heterogeneos j. Tales son por ejemplo mezcla de oxidos de silicio y titanio que pueden obtenerse mediante hidrolisis comun de silicio y halogenuros de titanio (JP 54/125617) o dioxidos de titanio con superficie BET elevada >20 m2/g (documento DE- OS 40 36 594)).
Catalizadores preferentes para el procedimiento de acuerdo con la invencion son los compuestos de metal anteriormente mencionados AlX3, TiX3, UX4, TiX4, VOXa, VX5, ZnX2, FeX3, PbX2 y SnX4. De manera especialmente preferentes son AlX3, TiX4, PbX2 y SnX4, de los cuales han de mencionarse a modo de ejemplo tetracloruro de titanio, tetrametoxido de titanio, tetrafenoxido de titanio, tetraetoxido de titanio, tetraisopropilato de titanio, tetradodecilato de titanio, tetraisooctilato de estano y triisopropilato de aluminio. Especialmente muy preferentes son compuestos de metal TiX4. Particularmente preferentes son tetrametoxido de titanio, tetrafenoxido de titano y tetraetoxido de titanio.
El catalizador se aplica preferentemente junto con la corriente que contiene el/los compuestos/s de hidroxi aromatico/s en forma disuelta o suspendida en la primera columna de reaccion. Alternativamente el catalizador puede dosificarse tambien por separado por ejemplo en un alcohol que se corresponde con el alcohol de reaccion o un disolvente inerte adecuado. En el caso del uso de catalizadores heterogeneos estos pueden utilizarse en la mezcla con los cuerpos de relleno, en forma adecuada en lugar de cuerpos de relleno o como carga en las plataformas de columna incorporadas eventualmente.
El volumen de retencion de lfquido previsto en la zona de reaccion se mide de manera que el tiempo de permanencia del lfquido que discurre a traves de esta zona de reaccion asciende entre 1 y 120 min, preferentemente de 10 a 60 y de manera especialmente preferente de 15 a 40 min.
Para el ajuste de este tiempo de permanencia pueden utilizarse envases, cuerpos de llenado, plataformas o combinaciones de diferentes piezas montadas posteriormente (por ejemplo envases y plataformas de permanencia). Preferentemente se utilizan plataformas. De manera especialmente preferente se emplean plataformas con un contenido en lfquido elevado. Este ultimo se ve influido por el nivel del lfquido. El nivel del lfquido desgasificado en las plataformas se situa entre 20 y 400 mm, preferentemente entre 40 y 300 y de manera especialmente preferente entre 80 y 250 mm.
El numero de las etapas de separacion teoricas en la zona de reaccion se situa independientemente del tipo de las piezas montadas posteriormente seleccionadas entre 5 y 100, preferentemente entre 10 y 60 y de manera especialmente preferente entre 20 y 40.
La zona de reaccion en el caso de una reaccion catalizada heterogeneamente puede contener el catalizador. Ademas pueden integrarse evaporadores intermedios (K1ETRZ1-N) para el ajuste encauzado de la temperatura de reaccion deseada.
La reaccion se realiza en un intervalo de 100 a 300 °C, preferentemente 150 - 280 °C y de manera especialmente preferente de 180 a 245 °C. La presion de la zona de reaccion se situa preferentemente en el intervalo de 0,5 a 20 bar, de manera especialmente preferente de 1 a 15 bar, de manera especialmente muy preferente de 2 a 10 bar.
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La mezcla de vapor extrafda en la cabeza de la columna de pared divisoria que contiene carbonato de dimetilo y alcohol alqmlico formado durante la reaccion preferentemente despues de la condensacion en la cabeza de la columna de pared divisoria se alimenta totalmente o parcialmente al menos a otra etapa de procedimiento de la separacion de membrana para la separacion de carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico.
La separacion del carbonato de dimetilo y del alcohol de reaccion se realiza preferentemente en una combinacion de destilacion y separacion de membrana - denominado en lo sucesivo proceso hforido.
Si el alcohol de reaccion y carbonato de dialquilo forman un azeotropo (por ejemplo metanol y carbonato de dimetilo) entonces preferentemente se emplea un procedimiento al menos de dos etapas como por ejemplo un procedimiento de doble presion, una destilacion extractiva, una destilacion heteroazeotropica con un agente adicional de baja ebullicion o un procedimiento hforido. De manera especialmente preferente se aplica el procedimiento de doble presion o un procedimiento hforido. De manera especialmente muy preferente se aplica el procedimiento de doble presion. Tales procedimientos son conocidos fundamentalmente por el experto en la materia (cf. por ejemplo Ullmann's Enciclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 7, 2007, cap. 6.4. y 6.5.; Chemie Ingenieur Technik (67) 11 / 95).
Si el alcohol de reaccion y carbonato de dialquilo no forman un azeotropo (por ejemplo etanol y carbonato de dietilo), entonces la separacion se realiza preferentemente en una columna de destilacion individual.
Si el alcohol de reaccion y carbonato de dialquilo forman un azeotropo, entonces el destilado de una primera columna de destilacion de la etapa de procedimiento para la separacion de carbonato de dialquilo y alcohol alquilo (alcohol de reaccion) presenta preferentemente composicion casi azeotropica. En este caso este preferentemente en un procedimiento de doble presion se alimenta al menos a otra columna de destilacion que trabaja a una presion operativa que se situa por debajo de la primera columna de destilacion. Mediante la presion operativa diferente se desplaza la situacion del azeotropo hacia porcentajes mas bajos de alcohol de reaccion. Como producto de cola de esta segunda o columna de destilacion adicional se obtiene alcohol de reaccion en una pureza de 90 a 100 % en peso, con respecto al peso total del producto de cola aislado, y como destilado una mezcla casi azeotropica. La segunda o columnas de destilacion adicionales que trabajan a una presion operativa mas baja se hace funcionar en formas de realizacion especialmente muy preferentes preferentemente con el calor de condensacion del o de los condensadores de cabeza de la primera columna de destilacion.
En el procedimiento de doble presion se aprovecha la dependencia de la presion de la composicion azeotropica de una mezcla de dos sustancias. En el caso de una mezcla de alcohol de reaccion (alcohol alquilo) y carbonato de dialquilo, como por ejemplo metanol y carbonato de dimetilo, la composicion azeotropica se desplaza con presion creciente a contenidos de alcohol de reaccion mas altos. Si se alimenta una mezcla de estos dos componentes a una columna (columna de carbonato de dialquilo), situandose el contenido de alcohol de reaccion por debajo de la composicion azeotropica correspondiente para la presion operativa de esta, entonces se obtiene como destilado una mezcla con composicion casi azeotropica y como producto de cola carbonato de dialquilo casi puro. La mezcla azeotropica obtenida de esta manera se alimenta a otra columna de destilacion (columna de alcohol alquilo). Esta funciona en el caso de una presion operativa mas baja en comparacion con la columna de carbonato de dialquilo. Por ello se desplaza la posicion del azeotropo hacia un contenido de alcohol de reaccion mas bajo. Por ello es posible separar la mezcla azeotropica obtenida en la columna de carbonato de dialquilo en un destilado con composicion casi azeotropica y alcohol de reaccion casi puro. El destilado de la columna de alcohol alquilo se alimenta de nuevo a la columna de carbonato de dialquilo en el lugar adecuado.
La presion operativa de la columna de alcohol alquilo se selecciona preferentemente de manera que esta puede hacerse funcionar con el calor de escape de la columna de carbonato de dialquilo. La presion operativa se situa en este caso entre 0,1 y 1 bar preferentemente entre 0,3 y 1 bar. La presion operativa de la columna de carbonato de dialquilo se situa en el intervalo de 1 a 50 bar, preferentemente entre 2 y 20 bar.
Otro procedimiento preferido para la separacion de azeotropos a partir de alcohol de reaccion y carbonato de dimetilo es el procedimiento hforido. En el procedimiento hfbrido se realiza la separacion de una mezcla de dos sustancias mediante una combinacion de destilacion y procedimiento de membrana. En este caso se aprovecha el hecho de que los componentes debido a sus propiedades polares y a su peso molecular diferente pueden separarse mediante membranas al menos parcialmente unos de otros. En el caso de una mezcla de alcohol de reaccion y carbonato de dialquilo, como por ejemplo metanol y carbonato de dimetilo, se obtiene en el uso de membranas adecuadas mediante pervaporacion o permeacion de vapor una mezcla rica en alcohol de reaccion como permeato y una mezcla pobre en alcohol de reaccion como retentato. Si se alimenta una mezcla de estos dos componentes a una columna (columna de carbonato de dialquilo), estando situado el contenido de alcohol de reaccion por debajo de la composicion azeotropica correspondiente para la presion operativa de esta columna entonces se obtiene como destilado una mezcla con contenido de alcohol de reaccion notablemente elevado en comparacion con la alimentacion y como producto de cola carbonato de dimetilo casi puro.
En el caso un procedimiento hfbrido de destilacion y permeacion de vapor el destilado de la columna se extrae en forma de vapor. La mezcla en forma de vapor obtenida de esta manera se alimenta dado el caso tras recalentamiento a una permeacion de vapor. Esta se hace funcionar de manera que en el lado del retentato se
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ajusta casi la presion operativa de la columna y en el lado del permeato una presion mas baja. La presion operativa de la columna se situa en este caso en el intervalo de 1 a 50 bar, preferentemente entre 1 y 20 y de manera especialmente preferente entre 2 y 10 bar. La presion en el lado del permeato se situa entre 0,05 y 2 bar. En este caso se obtiene en el lado del permeato una fraccion rica en alcohol de reaccion con un contenido de alcohol de reaccion de al menos 70 % en peso, preferentemente al menos 90 % en peso, con respecto al peso total de la fraccion. El retentato que en comparacion con el destilado de la columna contiene un porcentaje de alcohol de reaccion reducido se condensa dado el caso y se alimenta de nuevo a la columna de destilacion.
En el caso un procedimiento hforido de destilacion y pervaporacion el destilado de la columna se extrae de manera lfquida. La mezcla obtenida de esta forma se alimenta dado el caso tras el calentamiento a una pervaporacion. Esta se hace funcionar de manera que en el lado de retentato se ajusta una presion operativa identica o elevada en comparacion con la columna en el lado del permeato una presion mas baja. La presion operativa de la columna se situa en este caso en el intervalo de 1 a 50 bar, preferentemente entre 1 y 20 y de manera especialmente preferente entre 2 y 10 bar. La presion en el lado del permeato se situa entre 0,05 y 2 bar. En este caso se obtiene en el lado del permeato una fraccion en forma de vapor rica en alcohol de reaccion con un contenido de alcohol de reaccion de al menos 70 % en peso, preferentemente al menos 90 % en peso, con respecto al peso total de la fraccion. El retentato lfquido, que obtiene un porcentaje de alcohol de reaccion reducido en comparacion con el destilado de la columna se alimenta de nuevo a la columna de destilacion. Mediante la evaporacion del permeato se necesita calor que dado el caso no esta contenido de manera suficiente en la corriente de alimentacion para la pervaporacion. Por tanto una separacion de membrana puede calentarse mediante pervaporacion dado el caso con intercambiadores de calor adicionales, estando estos integrados o dado el caso instalados entre varias etapas de pervaporacion conectadas sucesivamente.
La separacion de carbonato de dimetilo y alcohol de reaccion se realiza en el caso de un procedimiento hfbrido de manera especialmente preferente mediante una combinacion de destilacion y permeacion de vapor.
Independientemente de los procedimientos seleccionados para la separacion de carbonato de dimetilo y alcohol de reaccion las condiciones de procedimiento, como presion y temperatura se seleccionan ventajosamente de modo que el calor de condensacion obtenido mediante condensacion en el o los condensadores de la/s columna/s de reaccion y/o el condensador intermedio o los condensadores intermedios existentes dado el caso de la primera columna de reaccion puede utilizarse de manera efectiva.
El procedimiento de acuerdo con la invencion se lleva a cabo preferentemente de manera continua.
En el lado de alimentacion esta situada por encima de la zona de reaccion al menos una seccion adicional (K1TLO). Esta no contiene nada de catalizador o en el caso de una reaccion catalizada de manera homogenea dado el caso solamente cantidades muy bajas (< 1 % en peso), de modo que la transesterificacion en esta seccion no tiene lugar, o solamente en medida reducida. El objetivo de esta seccion es la separacion del carbonato de alquilarilo, de compuestos de ebullicion superior y preferentemente tambien del compuesto de hidroxi aromatico del carbonato de dimetilo y alcohol de reaccion.
El numero de las etapas de separacion teoricas en la seccion K1TLO se situa independientemente del tipo de las piezas montadas posteriormente entre 1 y 100, preferentemente entre 5 y 50 y de manera especialmente preferente entre 10 y 30.
Como piezas montadas posteriormente pueden emplearse envases, cuerpos de llenado o plataformas o combinaciones de diferentes piezas montadas posteriormente (por ejemplo envases y plataformas estructurados). Preferentemente se emplean envases o cuerpos de llenado estructurados.
En una forma de realizacion especial esta seccion (K1TLO) contiene tambien uno o varios condensadores intermedios (K1ICTLO1-N). Mediante el empleo de condensadores intermedios el calor de condensacion puede evacuarse en un nivel de temperatura superior y por tanto emplearse para el calentamiento de otras secciones de procedimiento o para la generacion de un medio de caldeo, como por ejemplo vapor de caldeo.
Ademas en el lado de alimentacion esta situada al menos una seccion adicional por debajo de la zona de reaccion (K1TLU). El objetivo de esta seccion es la separacion del alcohol de reaccion y el enriquecimiento del carbonato de dimetilo.
El numero de las etapas de separacion teoricas in seccion K1TLU se situa independientemente del tipo de las piezas montadas posteriormente entre 1 y 100, preferentemente entre 5 y 50 y de manera especialmente preferente entre 10 y 30.
Como piezas montadas posteriormente pueden emplearse envases, cuerpos de llenado o plataformas o combinaciones de diferentes piezas montadas posteriormente (por ejemplo envases y plataformas). Preferentemente se utilizan plataformas.
En el uso de un catalizador de transesterificacion homogeneo en esta seccion tambien tiene lugar la reaccion. En una forma de realizacion especial del procedimiento estan situadas en esta seccion tambien evaporadores
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intermedio (K1ETLU1-N).
En el lado de extraccion estan situadas al menos dos secciones. Por encima de la extraccion esta situada al menos una seccion (K1TRO). Esta sirve para el enriquecimiento de alcohol de reaccion, que esta contenido en el lfquido (11) introducido en el extremo superior de estas secciones.
El numero de las etapas de separacion teoricas in seccion K1TRO se situa independientemente del tipo de las piezas montadas posteriormente entre 1 y 100, preferentemente entre 5 y 50, y de manera especialmente preferente entre 10 y 30.
Como piezas montadas posteriormente pueden emplearse envases, cuerpos de llenado o plataformas o combinaciones de diferentes piezas montadas posteriormente (por ejemplo envases y plataformas). Preferentemente se emplean plataformas.
En una forma de realizacion especial esta seccion contiene tambien uno o varios evaporadores intermedios (K1ETRO1-N).
Por debajo de la extraccion esta situada al menos una seccion adicional (K1TRU). Esta sirve para el enriquecimiento de componentes, cuyo punto de ebullicion se situa por encima del carbonato de dimetilo y que estan contenidos en la corriente de vapor (13) de la parte de separacion.
El numero de las etapas de separacion teoricas en la seccion K1TRO se situa independientemente del tipo de las piezas montadas posteriormente entre 1 y 100, preferentemente entre 5 y 50 y de manera especialmente preferente entre 10 y 30.
Como piezas montadas posteriormente pueden emplearse envases, cuerpos de llenado o plataformas o
combinaciones de diferentes piezas montadas posteriormente (por ejemplo envases y plataformas).
Preferentemente se emplean plataformas.
En una forma de realizacion especial esta seccion contiene uno o varios condensadores intermedios (K1ICTRU1-N).
La extraccion de la corriente lateral (5) se realiza de manera lfquida.
En la parte de enriquecimiento (K1VT) de la columna, que se compone al menos de una seccion y que en formas de realizacion dispone de uno o varios condensadores intermedios (K1ICVT1-N), se realiza la concentracion del alcohol de reaccion.
El numero de las etapas de separacion teoricas en la parte de enriquecimiento se situa independientemente del tipo de las piezas montadas posteriormente entre 1 y 100, preferentemente entre 5 y 50 y de manera especialmente preferente entre 10 y 30.
Como piezas montadas posteriormente pueden emplearse envases, cuerpos de llenado o plataformas o
combinaciones de diferentes piezas montadas posteriormente (por ejemplo envases y plataformas).
Preferentemente se emplean cuerpos de llenado o envases estructurados.
En el uso de carbonato de dietilo (DEC) como un carbonato de dialquilo no solicitado, el alcohol de reaccion puede extraerse en la cabeza de la columna en forma casi pura. En el caso del carbonato de dialquilo carbonato de dimetilo (DMC) en la cabeza de la columna se obtiene una mezcla de metanol-carbonato de dimetilo con composicion casi azeotropica.
El vapor (7) que proviene de la parte de enriquecimiento (K1VT) se condensa parcial o completamente. El condensado que se produce se introduce parcial o completamente como reflujo (8) a la columna. El destilado se extrae por tanto parcialmente en forma de vapor (3) y parcialmente de manera lfquida (4). El tipo de la extraccion se
orienta hacia el reprocesamiento adicional siguiente dado el caso del o de las corrientes de destilado. El porcentaje
del destilado (3) en forma de vapor en la corriente de destilado total, es decir la cantidad total de las corrientes 3 y 4, puede ascender entre 0 y 100 %. La relacion de reflujo se calcula de la relacion de la cantidad de reflujo a la corriente de destilado total y se situa entre 0.5 y 50 preferentemente entre 1 y 30 y de manera especialmente preferente entre 5 y 20.
El lfquido que abandona la parte de enriquecimiento se divide en dos corrientes. Una corriente parcial (10) se introduce en la seccion superior en el lado de alimentacion (K1TLO), el lfquido restante (11) se introduce en el extremo superior del lado de extraccion (K1TRO). El porcentaje del lfquido que abandona en el lado de alimentacion con respeto a la cantidad total del lfquido que abandona la parte de enriquecimiento (K1VT) asciende a de 5 a 95 %, preferentemente de 10 a 80 % y de manera especialmente preferente de 25 a 50%.
En la parte de separacion (K1AT) de la RWTK se enriquecen carbonato de dimetilo y alcohol de reaccion. En una realizacion preferente del procedimiento la columna de pared divisoria reactiva se hace funcionar de manera que en la parte de separacion de la columna solamente se originan bajas cantidades de alcohol de reaccion mediante transesterificacion. El alcohol de reaccion que se origina en la parte de separacion y en la cola de la columna llega
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parcialmente a la toma de corriente lateral. El funcionamiento de la columna de pared divisoria reactiva debe realizarse preferentemente de manera que el contenido de alcohol de reaccion en la corriente lateral es inferior al 5 % en peso, preferentemente inferior al 1 % en peso y de manera especialmente preferente interior al 0,5 % en peso.
El numero de las etapas de separacion teoricas en la parte de separacion se situa independientemente del tipo de las piezas montadas posteriormente entre 1 y 80, preferentemente entre 5 y 40 y de manera especialmente preferente entre 5 y 20.
Como piezas montadas posteriormente pueden emplearse envases, cuerpos de llenado o plataformas o combinaciones de diferentes piezas montadas posteriormente (por ejemplo envases y plataformas). Preferentemente se emplean plataformas.
En una forma de realizacion especial en la parte de separacion de la RWTK estan previstos uno o varios evaporadores intermedio (KiEATi-n).
El vapor que sale de la parte de separacion (K1AT) se divide en una corriente de vapor hacia el lado de alimentacion (12) y una corriente de vapor hacia el lado de extraccion (13). El porcentaje de la corriente de vapores hacia el lado de alimentacion (12) en la corriente de vapor total, es decir la suma de la corriente 12 y 13, asciende de 5 a 95 %, preferentemente de 10 a 80 % y de manera especialmente preferente de 30 a 75 %.
El lfquido que abandona (9) la parte de separacion (K1AT) se concentra adicionalmente en uno o varios evaporadores. En una forma de realizacion especial el o los evaporadores K1E1-N sirve como unica entrada de calor para la reaccion K1.
La temperatura de cola se situa en este caso entre 100 y 300 °C, preferentemente entre 150 y 280 y de manera especialmente preferente entre 200 y 250 °C.
El producto de cola de la reaccion K1 (6) contiene compuesto de hidroxi aromatico, carbonato de alquilarilo, carbonato de diarilo, carbonato de dimetilo, catalizador y compuestos secundarios (definicion de compuestos secundarios: compuestos, que estan contenidos en los eductos como impurezas o se originan como productos secundarios no deseados en la reaccion) y en una forma de realizacion preferente se alimenta al menos a nivel de reaccion adicional, en el cual el carbonato de alquilarilo preferentemente reacciona adicionalmente mediante desproporcion con respecto al carbonato de diarilo.
En el caso de carbonato de dimetilo como carbonato de dialquilo se obtiene como destilado (corriente 3 y/o 4) una mezcla de metanol y carbonato de dimetilo con composicion casi azeotropica. Para posibilitar una concentracion superior del alcohol de reaccion al menos es necesaria una etapa de procesamiento adicional. Una posibilidad para la concentracion adicional son procedimientos de membrana. Procedimientos preferentes de membrana son la pervaporacion y la permeacion de vapor.
Una variante de procedimiento tal con permeacion de vapor se describe en la figura 2 a modo de ejemplo.
En esta forma de realizacion especial el destilado (3) se extrae exclusivamente en forma de vapor y una separacion de membrana (M) mediante pervaporacion. Como permeato (17) se obtiene una fraccion rica en metanol con mas de 70 % en peso preferentemente mas de 90 % en peso de metanol. Como retentato (15) se obtiene una fraccion pobre en metanol con menos de 60, preferentemente menos de 50 % en peso de metanol. El permeato (17) rico en metanol se condensa (condensador MPC-i-n) y se expulsa del procedimiento. El retentato (15) se condensa en una forma de realizacion preferente (condensador MRC-i-n) y de nuevo se alimenta a la columna de pared divisoria reactiva en la zona de la parte de enriquecimiento (K1VT).
Una forma de realizacion preferente para la concentracion adicional del metanol se ilustra en la figura 3. En este caso el destilado se extrae preferentemente de manera lfquida (4). En la corriente de destilado (3) en forma de vapor estan contenidos inertes (por ejemplo nitrogeno o dioxido de carbono) y tambien compuestos secundarios con puntos de ebullicion por debajo del metanol o del azeotropo metanol/carbonato de dimetilo.
El destilado (4) con una composicion casi azeotropica se alimenta a una columna de destilacion (K6) que se hace funcionar a una presion por debajo de la columna de pared divisoria reactiva. Preferentemente se ajusta una presion inferir a 2 bar, preferentemente inferior a 1 bar. Debido a la presion operativa menor la posicion del punto azeotropo se desplaza a contenido de metanol mas bajo. Se obtiene una fraccion de destilado con composicion casi azeotropica y una fraccion de cola con metanol puro. La fraccion de destilado se alimenta de nuevo a la columna de pared divisoria reactiva en lugar adecuado, preferentemente en la parte de enriquecimiento (K1VT).
La figura 4 describe una forma de realizacion especial no reivindicada de la columna de pared divisoria reactiva (K1) con separacion del destilado gaseoso en una separacion de membrana. A diferencia de la realizacion segun la imagen 2 la extraccion de la corriente lateral (5) que contiene carbonato de dimetilo se realiza en forma de vapor. Esta se condensa, se mezcla dado el caso con una corriente adicional (2) que contiene carbonato de dimetilo y a continuacion, dado el caso se alimenta tras evaporacion (evaporador K1W1) de nuevo a la zona de reaccion en el lado de alimentacion de la columna de pared divisoria reactiva.
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La figura 5 describe una forma de realizacion reivindicada de la columna de pared divisoria reactiva con separacion del destilado gaseoso en una separacion de membrana, realizandose la extraccion de la corriente lateral (5) que contiene carbonato de la columna de pared divisoria reactiva como lfquido. La corriente lateral lfquida se mezcla dado el caso con una corriente (2) que contiene carbonato de dimetilo y a continuacion, dado el caso tras evaporacion se alimenta de nuevo a la zona de reaccion en el lado de alimentacion de la columna de pared divisoria reactiva.
La figura 6 describe una forma de realizacion especial reivindicada de la columna de pared divisoria reactiva con separacion del destilado gaseoso en una separacion de membrana.
En este caso la corriente lateral se extrae de manera lfquida, y para la separacion de alcohol de reaccion todavfa contenido eventualmente, se alimenta a una columna de destilacion adicional.
En el caso de una conduccion de reaccion en particular en el uso de un catalizador homogeneo la transesterificacion tambien tiene lugar en la parte de separacion (KiAT) de la columna de pared divisoria reactiva. Por ello llega alcohol de reaccion tambien al lado de extraccion de la columna de pared divisoria reactiva y por tanto tambien en parte en corriente lateral lfquida. En el caso de exigencias altas con respecto al contenido restante de alcohol de reaccion este debe separarse en una etapa adicional.
Esto puede como realizarse tal como se representa en la imagen 6 porque se alimenta la corriente lateral lfquida a un separador de corriente lateral (Kg). En este caso se obtiene una fraccion de vapor (24) en la cabeza de la columna de separacion, que se alimenta de nuevo a la columna de pared divisoria reactiva en el lugar adecuado, preferentemente por encima de la extraccion de corriente lateral lfquida (5). El producto de cola (25) de la columna de separacion (Kg) se mezcla dado el caso con una corriente adicional que contiene carbonato de dimetilo (2) y a continuacion, dado el caso tras evaporacion se alimenta de nuevo a la zona de reaccion (KiRZ) en el lado de alimentacion de la columna de pared divisoria reactiva.
La figura 7 describe una forma de realizacion especial de la columna de pared divisoria reactiva con separacion del destilado gaseoso en una separacion de membrana. En este caso se realiza una extraccion en forma de vapor de la corriente lateral.
A continuacion esta corriente lateral mediante un dispositivo para el aumento de presion (KiV), preferentemente mediante un compresor o ventilador se lleva a una presion superior y dado el caso tras recalentamiento y mezcla con una corriente adicional en forma de vapor que contiene carbonato de dimetilo se alimenta a la zona de reaccion (KiRZ) en el lado de alimentacion de la columna de pared divisoria reactiva.
La figura 1 describe una primera etapa de transesterificacion mediante una columna de pared divisoria reactiva ("en general")
la figura 2 describe una forma de realizacion especial de la columna de pared divisoria reactiva con separacion del destilado gaseoso en una separacion de membrana
la figura 3 describe una forma de realizacion especial de la columna de pared divisoria reactiva con separacion del destilado lfquido en una columna de destilacion
la figura 4 describe una forma de realizacion especial de la columna de pared divisoria reactiva con separacion del destilado gaseoso en una separacion de membrana, condensacion de la corriente lateral en forma de vapor y mezcla del condensando obtenido de esta manera con una corriente de educto.
la figura 5 describe una forma de realizacion reivindicada de la columna de pared divisoria reactiva con separacion del destilado gaseoso en una separacion de membrana, extraccion de una corriente lateral lfquida de la columna de pared divisoria reactiva y mezcla de esta corriente lateral con una corriente de educto.
la figura 6 describe una forma de realizacion especial de la columna de pared divisoria reactiva con separacion del destilado gaseoso en una separacion de membrana, extraccion de una corriente lateral lfquida de la columna de pared divisoria reactiva, separacion de alcohol de reaccion eventualmente todavfa contenido en una columna de destilacion y mezcla del producto de cola de esta columna de destilacion con una corriente de educto.
la figura 7 describe una forma de realizacion especial de la columna de pared divisoria reactiva con separacion del destilado gaseoso en una separacion de membrana, compresion de la corriente lateral en forma de vapor y mezcla vapores sobrecalentado obtenido de esta manera con una corriente de educto caldeada y dado el caso parcialmente evaporada.
la figura 8 describe la etapa de procedimiento con condensacion en un condensador integrado. la figura 9 describe la etapa de procedimiento con condensacion en un lecho denso.
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Las figuras sirven para la explicacion a modo de ejemplo de la invencion y no han de interpretarse como limitacion. En las figuras 1 a 9 significan
K1
K1:
K1C1-N
K1E1-N
K1IC1-N
T
K1VT1-N
K1W1.1-N
K1W2.1-N
K1TRZ
K1E_TRZ1-n
K1TLO
K1ICTLO1-N
K1TLU
K1ETLU1-N
K1TRO
K1ETLO1-N
K1TRU
K1ICTRU1-N
K1AT
K1E_AT1-n
K1SC1-N
K1V
seccion de procedimiento reaccion columna reactiva de pared divisoria condensador/es 1-N evaporador 1 a N
condensador/es intermedio/s 1 a N pared divisoria
parte de enriquecimiento (dado el caso varias secciones 1-N)
recalentador/evaporador/recalentador para corriente que contiene carbonato de dialquilo recalentador/evaporador para corriente de educto con compuesto de hidroxi aromatico zona de reaccion (lado de alimentacion de la pared divisoria evaporador intermedio 1 a N en la zona der zona de reaccion seccion en el lado de alimentacion por encima de la zona de reaccion condensador/es intermedio/s 1-N in K1TLO
seccion en el lado de alimentacion por debajo de la zona de reaccion
evaporador intermedio 1-N in K1TLU
seccion en el lado de extraccion por encima de la extraccion
evaporador intermedio 1-N in K1TRO
seccion en el lado de extraccion por debajo de la extraccion
condensador/es intermedio/s 1-N in K1TRU
parte de separacion
evaporador intermedio 1-N en la parte de separacion condensador/es de corriente lateral compresor de corriente lateral
K6
K6
K6C1-N
K6E1-N
KaVT
KaAT
seccion de procedimiento para la destilacion del alcohol de reaccion (RAK) alcohol de reaccion-columna de destilacion (RAKD) condensador/es 1 a N evaporador 1 a N
parte de enriquecimiento der RAKD parte de separacion der RAKD
Realizacion especial: procedimiento tnbrido que se compone de K1 y separacion de membrana
M separacion de membrana (permeacion de vapor o pervaporacion)
MRC condensador para retentato tras la separacion de membrana
MPC condensador para permeato tras la separacion de membrana
K9: seccion de procedimiento para la separacion de alcohol de reaccion destilativa de carbonato de
dialquilo
K9: columna de destilacion
KgC 1_n: condensador (dado el caso de varias etapas)
K9E1-N: evaporador para producto de cola (dado el caso de varias etapas)
KgVT: parte de enriquecimiento
KgAT: parte de separacion
Forma de realizacion especial condensacion en el ejemplo de la etapa de procedimiento K1
K1CS1-N: segmento de columna con condensacion directa
KnW3.1-n: intercambiador de calor para el enfriamiento de una corriente de recirculacion para la
condensacion in KnCS1-n
Ademas en las figuras 1 a 9 se mencionan las siguientes corrientes de sustancias
1 corriente de educto que contiene compuesto de hidroxi aromatico
2 corriente de educto que contiene carbonato de dialquilo
3 destilado en forma de vapor de la reaccion K1
4 destilado lfquido de la reaccion K1
5 corriente lateral en forma de vapor o lfquida de la K1
6 producto de cola de la reaccion K1
7 corriente de vapor en la cabeza de la K1 hacia el/los condensador/es K1C1-N
8 reflujo de la K1
9 salida lfquida de la parte de separacion de la K1
10 salida lfquida de la parte de enriquecimiento de la K1 hacia el lado de alimentacion de la pared divisoria
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11 salida Ifquida de la parte de enriquecimiento de la K1 hacia el lado de extraccion der pared divisoria
12 corriente de vapor de la parte de separacion de la Ki hacia el lado de alimentacion de la pared divisoria
13 corriente de vapor de la parte de separacion de la K1 hacia el lado de extraccion de la pared divisoria
14 alcohol de reaccion concentrado
15 retentato de la separacion de membrana (M) hacia el condensador (MRC-un)
16 retentato lfquido hacia la reaccion (K1)
17 permeato de la separacion de membrana (M) zum condensador (MPC-un)
18 corriente de vapor restante hacia el condensador (MRC-i-n)
19 corriente de vapor restante hacia el condensador (MPCi-n)
20 corriente lfquida que contiene carbonato de dialquilo hacia la reaccion K1
21 corriente que contiene compuesto de hidroxi aromatico hacia K1
22 carbonato de dialquilo corriente que contiene hacia K1
23 corriente de vapor restante hacia K6C1-N
24 corriente de vapor en la cabeza de la Kg
25 producto de cola de la seccion de procedimiento K9
26 corriente de vapor recalentada que contiene carbonato de dialquilo hacia el compresor K1V hacia K1
27 circuito externo en la condensacion en un segmento de columna antes del enfriamiento
28 circuito externo en la condensacion en un segmento de columna despues del enfriamiento
Ejemplo Ejemplo 1
En una columna de pared divisoria reactiva (K1) que se compone de una parte de enriquecimiento (K1VT) con 19 etapas teoricas, una parte de separacion (K1AT) con 9 etapas teoricas, una pared divisoria, que divide la columna entre parte de enriquecimiento y de rectificacion en un lado de alimentacion y lado de extraccion, una seccion superior en el lado de alimentacion (K1TLO) con 10 etapas teoricas, una zona de reaccion (K1TRZ) en el lado de alimentacion de la pared divisoria con 30 plataformas de reaccion (retencion de lfquido/plataforma: 12 1), una seccion adicional en el lado de alimentacion (K1TLU) por debajo de la zona de reaccion con 10 etapas teoricas, una
seccion superior en el lado de extraccion (K1TRO) por encima de la toma de corriente lateral (5) con 15 etapas
teoricas, una seccion inferior en el lado de extraccion (K1TRU) por debajo de la toma de corriente lateral (5) con 15 etapas teoricas, y una parte de separacion K1AT con 6 plataformas (retencion de lfquido: 12 1) se dosifican 396,9 kg/h de una mezcla (21) con 85,91 % en peso de fenol, 9,32 % en peso de carbonato de dimetilo, 3,22 % en peso de carbonato de difenilo, 1,55 % en peso tetrafenolato de titanio, en el extremo superior de la zona de reaccion (K1TRZ) . En el extremo inferior de la zona de reaccion (K1RZ) se alimentan 539 kg/h de una mezcla de vapor (22) de 98,9 % en peso de carbonato de dimetilo, 0,9 % en peso de fenol, 0,2 % en peso de anisol.
La columna de pared divisoria se hace funcionar a una presion de cabeza de 3,6 bar (absoluta) y una relacion de reflujo de 18.
En este caso se alimenta 32 % del lfquido (10) que sale desde la parte de enriquecimiento de la seccion superior del lado de alimentacion (K1TLO), lo que se corresponde con una cantidad de 317 kg/h. El lfquido restante (11) se introduce en el extremo superior del lado de extraccion (K1TRO).
En la cola de la columna se ajusta una temperatura de 230 °C empleandose como evaporador de cola (K1E1) un evaporador de tipo “kettle”. Como medio de caldeo se emplea vapor de caldeo (40 bar).
El vapor que sale de la parte de separacion se distribuye de manera uniforme en lado de alimentacion y lado de extraccion.
El destilado (3) se extrae exclusivamente en forma de vapor. Se obtiene 50 kg/h de una corriente de destilado en forma de vapor con 68 % en peso de metanol y 31,9 % en peso de carbonato de dimetilo. La composicion azeotropica en el caso de la tension operativa indicada se situa en 76 % en peso.
En la corriente lateral (5) se extraen 515 kg/h con 91,3 % en peso de carbonato de dimetilo 8,5 % en peso de fenol y 0,2 % en peso de metanol como lfquido.
Ademas se obtiene como producto de cola de la reaccion K1 394 kg/h de una mezcla de producto (6) con 62,2 % en peso de fenol, 20,6 % en peso de carbonato de metilfenilo, 5.3 % en peso de carbonato de difenilo, 10 % en peso de carbonato de dimetilo, 0,3 % en peso de anisol y 1,6 % en peso tetrafenolato de titanio.
Ejemplo 2
Se emplea la misma columna de pared divisoria reactiva, tal como ya se describio en el ejemplo 1. En el extremo superior de la zona de reaccion (K1TRZ) se dosifican 396,9 kg/h de una mezcla (21) con 85,91 % en peso de fenol, 9,32 % en peso de carbonato de dimetilo, 3,22 % en peso de carbonato de difenilo, 1,55 % en peso tetrafenolato de titanio.
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En el extremo inferior de la zona de reaccion (K1RZ) se alimentan 312,9 kg/h de una mezcla de vapor (22) recalentada a 10 °C de 86,1 % en peso de carbonato de dimetilo, 13,7 % en peso de fenol y 0,2 % en peso de metanol.
La columna de pared divisoria se hace funcionar a una presion de cabeza de 3,6 bar (absoluta) y una relacion de reflujo de 14,2.
En este caso se alimenta 37 % (202 kg/h) del lfquido (10) que sale desde la parte de enriquecimiento de la seccion superior del lado de alimentacion (K1TLO). El lfquido restante (11) se introduce en el extremo superior del lado de extraccion (K1TRO).
En la cola de la columna se ajusta una temperatura de 230 °C, empleandose como evaporador de cola (K1E1) un evaporador de tipo “kettle". Como medio de caldeo se emplea vapor de caldeo (40 bar).
El vapor que sale de la parte de separacion se distribuye de manera uniforme en lado de alimentacion y lado de extraccion.
El destilado (3) se extrae exclusivamente en forma de vapor. Se obtiene 20,5 kg/h de una corriente de destilado en forma de vapor con 68 % en peso de metanol y 31,9 % en peso de carbonato de dimetilo. La composicion azeotropica en el caso de la tension operativa indicada se situa en 76 % en peso.
En la corriente lateral (5) se extraen 263 kg/h con 83,4 % en peso de carbonato de dimetilo, 16,3 % en peso de fenol y 0,3 % en peso de metanol como lfquido.
La corriente lateral se mezcla con una corriente de carbonato de dimetilo adicional (2) con una cantidad de 50 kg/h y un contenido de carbonato de dimetilo de 100 %, se vaporiza, se recalienta y de nuevo se alimenta a la columna de pared divisoria reactiva por debajo de la zona de reaccion (K1RZ).
Ademas se obtiene como producto de cola de la reaccion K1 426,4 kg/h de una mezcla de producto (6) con 70,1 % en peso de fenol, 15,3 % en peso de carbonato de metilfenilo, 3,4 % en peso de carbonato de difenilo, 9,6 % en peso de carbonato de dimetilo, 0,02 % en peso de anisol y 1,44 % en peso tetrafenolato de titanio.
Ejemplo 3
Se emplea la misma columna de pared divisoria reactiva, tal como ya se describio en el ejemplo 1 y 2. En el extremo superior de la zona de reaccion (K1TRZ) se dosifican 396,9 kg/h de una mezcla (21) con 85,91 % en peso de fenol, 9,32 % en peso de carbonato de dimetilo, 3,22 % en peso de carbonato de difenilo, 1,55 % en peso tetrafenolato de titanio.
En el extremo inferior de la zona de reaccion (K1RZ) se alimentan 386,2 kg/h de una mezcla de vapor (22) recalentada a 10 °C de 89,6 % en peso de carbonato de dimetilo, 10,2 % en peso de fenol y 0,2 % en peso de metanol.
La columna de pared divisoria se hace funcionar a una presion de cabeza de 3,6 bar (absoluta) y una relacion de reflujo de 10,4.
En este caso se alimenta 37 % (258,2 kg/h) del lfquido (10) que sale desde la parte de enriquecimiento de la seccion superior del lado de alimentacion (K1TLO). El lfquido restante (11) se introduce en el extremo superior del lado de extraccion (K1TRO).
En la cola de la columna se ajusta una temperatura de 230 °C, empleandose como evaporador de cola (K1E1) un evaporador de tipo “kettle". Como medio de caldeo se emplea vapor de caldeo (40 bar).
El vapor que sale de la parte de separacion se distribuye de manera uniforme en lado de alimentacion y lado de extraccion.
El destilado (3) se extrae exclusivamente en forma de vapor. Se obtiene 33 kg/h de una corriente de destilado en forma de vapor con 68 % en peso de metanol y 31,7 % en peso de carbonato de dimetilo. La composicion azeotropica en el caso de la tension operativa indicada se situa en 76 % en peso.
En la corriente lateral (5) se extraen 336,2 kg/h con 88,1 % en peso de carbonato de dimetilo, 11,7 % en peso de fenol y 0.2 % en peso de metanol como lfquido.
La corriente lateral se mezcla con una corriente de carbonato de dimetilo adicional (2) con una cantidad de 50 kg/h y un contenido de carbonato de dimetilo de 100 %, se vaporiza, se recalienta y de nuevo se alimenta a la columna de pared divisoria reactiva por debajo de la zona de reaccion (K1RZ).
Como producto de cola de la reaccion K1 se obtiene 336,2 kg/h de una mezcla (6) con 68,15 % en peso de fenol, 16,71 % en peso de carbonato de metilfenilo, 3,9 % en peso de carbonato de difenilo, 9,8 % en peso de carbonato
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de dimetilo, 0,01 % en peso de anisol y 1,43 % en peso tetrafenolato de titanio.
En este caso el destilado en forma de vapor se alimenta a una separacion de membrana (M) mediante pervaporacion. Como retentato se obtiene 16,2 kg/h de una corriente en forma de vapor con 40 % en peso de metanol, que, una vez realizada la condensacion en el tercio superior de la parte de enriquecimiento (KiVT) se alimenta a la columna de pared divisoria reactiva.
Como permeato se obtiene una fraccion rica en metanol (17) con 95 % en peso de metanol.
Ejemplo 4
Se describe la misma combinacion de columna de pared divisoria reactiva y pervaporacion tal como ya se describio en el ejemplo 3.
Adicionalmente para ello la corriente lateral (5) lfquida de la columna de pared divisoria reactiva (K1) se alimenta a un separador de corriente lateral (K9) con unicamente una parte de separacion, que contiene 14 etapas teoricas. La separacion de corriente lateral no tiene ningun condensador y funciona a una presion operativa de 4 bar, lo que aproximadamente se situa a 10 mbar por encima de la presion in der RTWK en la zona de la toma de corriente lateral. El caldeo de la separacion de corriente lateral (K9) se realiza mediante un evaporador de recirculacion, que se hace funcionar con vapor de caldeo (6 bar).
En el extremo superior de la zona de reaccion (K1TRZ) se dosifican 396,9 kg/h de una mezcla (21) con 85,91 % en peso de fenol, 9,32 % en peso de carbonato de dimetilo, 3,22 % en peso de carbonato de difenilo, 1,55 % en peso tetrafenolato de titanio.
En el extremo inferior de la zona de reaccion (K1RZ) se alimentan 381,9 kg/h de una mezcla de vapor (22) recalentada a 10 °C de 89,7 % en peso de carbonato de dimetilo, 10,1 % en peso de fenol y 0,2 % en peso de metanol.
La columna de pared divisoria se hace funcionar a una presion de cabeza de 3,6 bar (absoluta) y una relacion de reflujo de 10,4.
En este caso se alimenta 37 % (258.8 kg/h) del lfquido (10) que sale desde la parte de enriquecimiento de la seccion superior del lado de alimentacion (K1TLO). El lfquido restante (11) se introduce en el extremo superior del lado de extraccion (K1TRO).
En la cola de la columna se ajusta una temperatura de 230 °C, empleandose como evaporador de cola (K1E1) un evaporador de tipo “kettle". Como medio de caldeo se emplea vapor de caldeo (40 bar).
El vapor que sale de la parte de separacion se distribuye de manera uniforme en lado de alimentacion y lado de extraccion.
El destilado (3) se extrae exclusivamente en forma de vapor. Se obtiene 33 kg/h de una corriente de destilado en forma de vapor con 68 % en peso de metanol y 31,7 % en peso de carbonato de dimetilo. La composicion azeotropica en el caso de la tension operativa indicada se situa en 76 % en peso.
En la corriente lateral (5) se extraen 336,9 kg/h con 88,3 % en peso de carbonato de dimetilo, 11,44 % en peso de fenol y 0,23 % en peso de metanol como lfquido.
El producto de cola de la separacion lateral (K9) tiene un contenido de metanol inferior a 0,2 % en peso y se mezcla con una corriente de carbonato de dimetilo adicional (2) con una cantidad de 50 kg/h y un contenido de carbonato de dimetilo de 100 %, se vaporiza, se recalienta y de nuevo se alimenta a la columna de pared divisoria reactiva por debajo de la zona de reaccion (K1RZ).
Como producto de cabeza se extraen 5 kg/h en forma de vapor y de nuevo se alimenta a la columna de pared divisoria reactiva por encima de la toma de corriente lateral (5).
Como producto de cola de la reaccion K1 se obtiene 430,1 kg/h de una mezcla (6) con 68,15 % en peso de fenol, 16,71 % en peso de carbonato de metilfenilo, 3,9 % en peso de carbonato de difenilo, 9,8 % en peso de carbonato de dimetilo, 0,01 % en peso de anisol y 1,43 % en peso tetrafenolato de titanio.
En este caso el destilado en forma de vapor se alimenta a una separacion de membrana (M) mediante pervaporacion. Como retentato se obtiene 16,2 kg/h de una corriente en forma de vapor con 40 % en peso de metanol, que, una vez realizada la condensacion en el tercio superior de la parte de enriquecimiento (K1VT) se alimenta a la columna de pared divisoria reactiva.
Como permeato se obtiene una fraccion rica en metanol (17) con 95 % en peso de metanol.
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Ejemplo 5
Se describe la misma combinacion de columna de pared divisoria reactiva, pervaporacion y separacion lateral tal como ya se describio en el ejemplo 4.
No obstante la columna de pared divisoria reactiva se hace funcionar a una relacion de reflujo de 13,4 elevada.
En el extremo superior de la zona de reaccion (KiTRZ) se dosifican 396,9 kg/h de una mezcla (21) con 85,91 % en peso de fenol, 9,32 % en peso de carbonato de dimetilo, 3,22 % en peso de carbonato de difenilo, 1,55 % en peso tetrafenolato de titanio.
En el extremo inferior de la zona de reaccion (K1RZ) se alimentan 514,8 kg/h de una mezcla de vapor (22) recalentada a 10 °C de 94,4 % en peso de carbonato de dimetilo, 5,4 % en peso de fenol y 0,2 % en peso de metanol.
En este caso se alimenta 38 % (377,7 kg/h) del lfquido (10) que sale desde la parte de enriquecimiento de la seccion superior del lado de alimentacion (K1TLO). El lfquido restante (11) se introduce en el extremo superior del lado de extraccion (K1TRO).
En la cola de la columna se ajusta una temperatura de 230 °C, empleandose como evaporador de cola (K1E1) un evaporador de tipo “kettle". Como medio de caldeo se emplea vapor de caldeo (40 bar).
El vapor que sale de la parte de separacion se distribuye de manera uniforme en lado de alimentacion y lado de extraccion.
El destilado (3) se extrae exclusivamente en forma de vapor. Se obtiene 32,7 kg/h de una corriente de destilado en forma de vapor con 74 % en peso de metanol y 25,8 % en peso de carbonato de dimetilo. La composicion azeotropica en el caso de la tension operativa indicada se situa en 76 % en peso.
En la corriente lateral (5) se extraen 470,8 kg/h con 93,9 % en peso de carbonato de dimetilo, 5,9 % en peso de fenol y 0,2 % en peso de metanol como lfquido.
El producto de cola de la separacion lateral (K9) tiene un contenido de metanol inferior a 0,2 % en peso y se mezcla con una corriente de carbonato de dimetilo adicional (2) con una cantidad de 59 kg/h, un contenido de carbonato de dimetilo de 99,9 % y un contenido de metanol de 0,1 % en peso, se vaporiza, se recalienta y de nuevo se alimenta a la columna de pared divisoria reactiva por debajo de la zona de reaccion (K1RZ).
Como producto de cabeza de la separacion lateral (K9) se extraen 15 kg/h en forma de vapor y de nuevo se alimenta a la columna de pared divisoria reactiva por encima de la toma de corriente lateral (5).
Como producto de cola de la reaccion K1 se obtiene 435,7 kg/h de una mezcla (6) con 65,2 % en peso de fenol, 18.84 % en peso de carbonato de metilfenilo, 4,6 % en peso de carbonato de difenilo, 9,94 % en peso de carbonato de dimetilo, 0,01 % en peso de anisol y 1,41 % en peso tetrafenolato de titanio.
En este caso el destilado en forma de vapor se alimenta a una separacion de membrana (M) mediante pervaporacion. Como retentato se obtiene 12,5 kg/h de una corriente en forma de vapor con 40 % en peso de metanol, que, una vez realizada la condensacion en el tercio superior de la parte de enriquecimiento (K1VT) se alimenta a la columna de pared divisoria reactiva.
Como permeato se obtiene una fraccion rica en metanol (17) con 95 % en peso de metanol.
Claims (14)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Procedimiento para la preparacion de carbonatos de alquilarilo y/o carbonatos de diarilo a partir de carbonato de dimetilo y compuestos de hidroxi aromaticos en presencia de un catalizador mediante una columna de destilacion reactiva, que esta dividida por encima de la parte de separacion (K1AT) y por debajo de una parte de enriquecimiento (K1VT) por una pared divisoria (T) que discurre en direccion longitudinal, que impiden total o parcialmente una mezcla transversal de corrientes de lfquido y/o de vapor desprendido, hacia un lado de alimentacion (Z), en el que se encuentra una zona de reaccion, y un lado de extraccion (E), caracterizado porqueal lado de alimentacion se alimentan una corriente (21) que contiene el compuesto de hidroxi aromatico y una corriente (22) que contiene el carbonato de dimetilo ydel lado de extraccion se extrae de manera lfquida una corriente lateral (5) que contiene carbonato de dimetilo, se mezcla dado el caso con una corriente adicional (2) que contiene carbonato de dimetilo, y a continuacion se alimenta a la zona de reaccion en el lado de alimentacion de la columna de pared divisoria reactiva,y en la cabeza se extrae la mezcla de vapor que contiene carbonato de dimetilo y alcohol alqrnlico formado durante la reaccion y se separa en una separacion por membrana.
- 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la pared divisoria impide completamente una mezcla transversal de corrientes de lfquido y/o de vapor desprendido.
- 3. Procedimiento segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la corriente (21) que contiene el compuesto de hidroxi aromatico se alimenta por encima de esta zona de reaccion y la corriente (22) que contiene el carbonato de dimetilo se alimenta por debajo de la zona de reaccion.
- 4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el caso del compuesto de hidroxi aromatico se trata de fenol y en el caso del carbonato de diarilo se trata de carbonato de difenilo.
- 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la reaccion se cataliza de manera homogenea.
- 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corriente (21) que contiene el compuesto de hidroxi aromatico contiene el catalizador de transesterificacion.
- 7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corriente (21) que contiene el compuesto de hidroxi aromatico y/o la corriente (22) que contiene carbonato de dimetilo se alimentan en forma de vapor o calentadas.
- 8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corriente que contiene el compuesto de hidroxi aromatico se dosifica en forma lfquida o solamente con bajo porcentaje de vapor y la corriente que contiene carbonato de dimetilo se alimenta en forma de vapor o sobrecalentada.
- 9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el lado de alimentacion por encima de la zona de reaccion se encuentra al menos una seccion adicional (K1TLO), que no contiene nada de catalizador o como maximo el 1 % en peso de catalizador.
- 10. Procedimiento segun la reivindicacion 9, caracterizado porque la seccion (K1TLO) esta equipada con al menos un condensador intermedio y el calor de condensacion obtenido mediante condensacion en este condensador se recircula directa o indirectamente de nuevo al procedimiento.
- 11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el lado de alimentacion por debajo de la zona de reaccion se encuentra al menos una seccion adicional (K1TLU).
- 12. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque el o los condensador/es intermedio/s esta/n integrado/s en la columna o realizado/s como condensador/es intermedio/s separado/s por fuera de la columna.
- 13. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la reaccion se realiza a una temperatura de 100 a 300 °C y una presion de 0,5 a 20 bares.
- 14. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el destilado que proviene de la parte de enriquecimiento (K1VT) se introduce parcial o completamente como reflujo a la columna, situandose la relacion de reflujo en de 0,5 a 50.
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