MX2008006942A - Procedimiento para la produccion de alcoholates de metales alcalinos. - Google Patents
Procedimiento para la produccion de alcoholates de metales alcalinos.Info
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Abstract
La invención se refiere a un procedimiento para la producción de una solución alcohólica de un alcoholato de metal alcalino a partir de hidróxido de metal alcalino y alcohol en una columna de reacción, siendo que el alcohol y el hidróxido de metal alcalino se llevan en contracorriente, el cual se caracteriza porque en la columna de reacción se ajusta una proporción de realimentación de cuando menos 0.05.
Description
PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCIÓN DE
ALCOHOLATES DE METALES ALCALINOS
La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de alcoholatos de metales alcalinos a partir de hidróxidos de metales alcalinos mediante destilación reactiva.
Los alcoholatos de metales alcalinos se utilizan como bases fuertes en la síntesis de numerosos agentes químicos, por ejemplo, en la producción de ingredientes activos farmacéuticos y agrícolas. Asimismo, los alcoholatos de metales alcalinos se emplean como catalizadores en reacciones de reesterificación y amidación.
Los alcoholatos de metales alcalinos (MOR) se obtienen mediante destilación reactiva en una columna de destilación en contracorriente a partir de hidróxidos de metales alcalinos (MOH) y alcoholes (ROH) , retirándose con el destilado el agua de reacción que se genera de conformidad con la siguiente reacción:
MOH + ROH ?* MOR + H20
Un principio de procedimiento así se describe, por ejemplo, en la Patente de los Estados Unidos de América US 2,877,274, haciendo pasar por una columna de rectificación una solución acuosa de hidróxido de metal alcalino y metanol gaseoso en contracorriente. En la Patente Europea EP 1 242 345 se vuelve a describir este procedimiento en forma en principio sin modificaciones.
Procedimientos similares, en los que, sin embargo, se utiliza adicionalmente un agente arrastrador tal como benceno, se describen en la Patente de la Gran Bretaña GB 377,631 y en la Patente de los Estados Unidos de América US 1,910,331. En ello, el agente arrastrador sirve para hacer posible una separación del agua y un alcohol soluble en ella. En ambas memorias de patente, el condensado se somete a una separación de fases para separar el agua de reacción.
También la Patente Alemana DE 96 89 03 describe un procedimiento para la producción continua de alcoholatos alcalinos, siendo que la mezcla agua-alcohol que se extrae de la cabeza se condensa y a continuación se somete a una separación de fases. En ello, la fase acuosa se desecha y la fase alcohólica se realimenta a la cabeza de la columna junto con el alcohol fresco. La Patente Europea EP 0 299 577 describe un procedimiento similar, realizándose la separación del agua en el condensado con la ayuda de una membrana.
Todos los procedimientos presentan en la práctica la desventaja de que, en la zona de alimentación de la solución de hidróxido de metal alcalino, es decir, en la zona del perfil de la columna en la que es mayor la concentración del hidróxido de metal alcalino utilizado, existe el riesgo de que ocurra una precipitación de sólido y que el proceso se tenga que interrumpir.
Por ello, el objetivo de la presente invención era proporcionar un procedimiento para la producción de una solución alcohólica de un alcoholato de metal alcalino, el cual ofreciera un proceso de producción estable continuo con una elevada seguridad de procedimiento, en el cual se pudieran emplear soluciones acuosas de hidróxido de metal alcalino comerciales.
Sorpresivamente se pudo encontrar un procedimiento para la producción de una solución alcohólica de un alcoholato de metal alcalino a partir de un dióxido de metal alcalino y alcohol en una columna de reacción, siendo que el alcohol y el hidróxido de metal alcalino se llevan en contracorriente, el cual se caracteriza porque en la columna de reacción se ajusta una proporción de realimentación de cuando menos 0.05. Esto significa en el caso de una condensación total, que cuando menos el 5% en peso de este condensado se devuelve a la columna de reacción en forma de una realimentación en la cabeza de la misma. Mediante el ajuste de una proporción de realimentación en la columna de reacción, se puede evitar sorpresivamente que debajo de la zona de alimentación de la solución de hidróxido de metal alcalino ocurra una precipitación de sólido. Respecto a los procedimientos de conformidad con la técnica anterior, el procedimiento de acuerdo con la invención tiene la ventaja de que no se excede el límite de solubilidad del hidróxido de metal alcalino en la zona de alimentación de la solución de hidróxido de metal alcalino en donde es mayor la concentración del hidróxido de metal alcalino utilizado. La proporción de realimentación por ajustar en el procedimiento de conformidad con la invención está en función del tipo de alcoholato de metal alcalino por producir, o bien, de la solubilidad del correspondiente hidróxido de metal alcalino en la mezcla que resulta de agua y el alcohol utilizado. Lo anterior fue especialmente sorpresivo dado que los procedimientos de conformidad con la técnica anterior se llevan a cabo sin realimentación a la columna de reacción o que al condensado se le retira el agua mediante separación de fases o técnicas de membrana, antes de que la realimentación ahora anhidra se devuelva a la columna de reacción. El ajuste de una proporción de realimentación hace que en la parte superior de la columna de reacción exista siempre una concentración de agua suficientemente elevada, de modo que se impide efectivamente una precipitación de sólido. De esta manera es posible un procedimiento menos sensible a los trastornos o a las variaciones tales como variaciones de concentración en las entradas. A diferencia de los procedimientos de conformidad con la técnica anterior, en el procedimiento de acuerdo con la invención no se lleva a cabo ninguna separación del agua del condensado antes de que la realimentación regrese a la columna de reacción.
Así, el objeto de la invención es un procedimiento para la producción de una solución alcohólica de un alcoholato de metal alcalino a partir de un hidróxido de metal alcalino y alcohol en una columna de reacción, siendo que el alcohol y el hidróxido de metal alcalino se llevan en contracorriente, el cual se caracteriza porque en la columna de reacción se ajusta una proporción de realimentación de cuando menos 0.05.
En el procedimiento de conformidad con la invención, la proporción de realimentación está en función del tipo de alcoholato de metal alcalino por producir, o bien, de la solubilidad del correspondiente hidróxido de metal alcalino en la mezcla que resulta de agua y el alcohol utilizado. Como vahos de la columna de reacción se obtiene el alcohol con una reducida cantidad de agua, siendo que en este procedimiento de conformidad con la invención se condensa cuando menos el 5% en peso de estos vahos y este condensado se devuelve a la cabeza de la columna de reacción en forma de una realimentación, lo cual equivale a una proporción de realimentación de cuando menos 0.05 en la columna de reacción. En el sentido de esta invención, por proporción de realimentación se entiende la proporción del caudal másico (kg/h) que se realimenta a la columna en forma líquida (realimentación) y el caudal másico (kg/h) que se extrae de la columna de reacción en forma líquida (destilado) o gaseosa (vahos) . De preferencia, en la columna de reacción se ajusta una proporción de realimentación de 0.11 a 0.34, en particular de 0.14 a 0.27 y muy especialmente una proporción de realimentación de 0.17 a 0.24. Así, de preferencia 10 a 25% en peso, en particular 12 a 21% en peso y muy especialmente de 15 a 19% en peso del producto de la cabeza se devuelve en forma de una realimentación a la cabeza de la columna de reacción. En el procedimiento de conformidad con la invención, el agua en el condensado y/o en la realimentación a la columna de reacción de preferencia no se separa antes de devolverse como realimentación a la columna de reacción. El ajuste de una proporción de realimentación en la columna de reacción hace que en la parte superior de la columna de reacción en contracorriente exista siempre una concentración de agua suficientemente elevada en la mezcla de reacción, de modo que se impide efectivamente una precipitación de sólido.
Como posibles hidróxidos de metal alcalino se pueden utilizar en el procedimiento de conformidad con la invención hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o hidróxido de litio, utilizándose de preferencia hidróxido de sodio e hidróxido de potasio. Los hidróxidos de metales alcalinos se pueden emplear en el procedimiento de conformidad con la invención en forma de una solución acuosa, alcohólica o de una solución acuosa que presenta el alcohol utilizado como solvente adicional.
En el procedimiento de conformidad con la invención, los hidróxidos de metal alcalino se utilizan de preferencia como solución acuosa, empleándose de preferencia una solución acuosa con un contenido (acidimétrico) de hidróxido de metal alcalino de 15 a 55%, en particular de 30 a 53% y muy especialmente de 45 a 52%.
En el procedimiento de conformidad con la invención, como alcoholes se pueden utilizar alcoholes alifáticos con 1 a 5 átomos de carbono, tales como metanol, etanol, n- ó iso-propanol , n- , sec-, iso- o ter-butanol, o isómeros del pentanol tal como n-pentanol. Sin embargo, en el procedimiento de conformidad con la invención se utiliza de preferencia metanol o etanol, en particular metanol.
El alcohol utilizado en el procedimiento de conformidad con la invención puede fungir tanto como solvente como también como educto. Asimismo, el alcohol empleado puede servir para extraer agua del líquido, de modo que la misma se pueda retirar de la zona de reacción a través del destilado. Por ello, en el procedimiento de conformidad con la invención se utilizan de preferencia 15 a 45 veces la cantidad, de preferencia 25 a 35 veces la cantidad, de alcohol referida al peso del agua en la corriente de alimentación del hidróxido de metal alcalino.
Resulta ventajoso operar la columna de reacción a una presión de 0.5 a 2 bar, siendo que la columna de reacción se opera de preferencia a la presión del entorno.
En el procedimiento de conformidad con la invención, la solución de hidróxido de metal alcalino se alimenta de preferencia al receptáculo superior, o bien, a la cabeza de la columna de reacción. Es ventajoso para el procedimiento de conformidad con la invención alimentar a la columna de reacción la solución de hidróxido de metal alcalino calentada, de preferencia a una temperatura justo por debajo del punto de ebullición. Si se utiliza una solución acuosa de hidróxido de sodio, antes de su alimentación a la columna de reacción la misma se calienta de preferencia a una temperatura de 50 a 70°C, por ejemplo, mediante un intercambiador térmico. La temperatura de alimentación de la solución de hidróxido de metal alcalino debe ser la temperatura del receptáculo en la zona de alimentación de la solución de hidróxido de metal alcalino.
En el procedimiento de conformidad con la invención, el producto de la cabeza, es decir, los vahos o el destilado que no se regresa como realimentación a la columna de reacción, de preferencia se separa en una etapa de procedimiento adicional en agua y alcohol, pudiendo realizarse lo anterior de preferencia en una columna de rectificación, siendo que el alcohol obtenido por la etapa de separación se puede realimentar a la columna de reacción como alcohol realimentado .
Así, en el procedimiento de conformidad con la invención a la columna de reacción se puede realimentar tanto alcohol realimentado de la columna de rectificación como también alcohol fresco. Optativamente, el alcohol fresco se puede alimentar a la columna de reacción en una zona de alimentación por separado o junto con el alcohol realimentado .
El alcohol realimentado de la columna de rectificación se alimenta a la columna de reacción de preferencia en forma gaseosa cuando menos veinte receptáculos por debajo de la zona de alimentación de la solución de hidróxido de metal alcalino. De preferencia, el alcohol realimentado se suministra 1 a 10 receptáculos, en particular 1 a 6 receptáculos por encima de la cola o directamente a la cola de la columna de reacción. De forma especialmente preferida, el alcohol realimentado se suministra a la cola de la columna de reacción.
En el procedimiento de conformidad con la invención, el alcohol fresco se puede utilizar tanto como vapor como también líquido. De preferencia, el alcohol fresco se alimenta en la cola, en el evaporador o en uno o varios receptáculos que se encuentren 1 a 10, de preferencia 1 a 6 receptáculos por encima de la cola. En el procedimiento de conformidad con la invención, la alimentación del alcohol fresco se realiza de preferencia a la cola o al evaporador de la columna de reacción, de preferencia en forma gaseosa.
En una modalidad preferida del procedimiento de conformidad con la invención, el alcohol fresco se alimenta a la parte superior de la columna de reacción, en especial junto con la realimentación de la misma. Esta modalidad del procedimiento de conformidad con la invención es adecuada en particular para retirar el agua en exceso del metanol, antes de que el alcohol se lleve a la columna de reacción. De forma especialmente preferida, en lo anterior la adición del alcohol fresco se lleva a cabo al condensador o al recipiente del condensado en la columna de reacción, siendo que la adición del alcohol fresco se realiza muy especialmente al condensador en la columna de rectificación.
En una modalidad especial del procedimiento de conformidad con la invención, el alcohol fresco se agrega a la realimentación de la columna de reacción, pudiendo realizarse al condensador o también al recipiente del condensado en la columna de reacción.
El alcohol agregado a la columna de reacción, tanto el alcohol realimentado como también el alcohol fresco, presenta en promedio de preferencia un contenido de agua de máximo 1000 ppm (m/m) , de preferencia máximo 500 ppm (m/m) . Para el procedimiento de conformidad con la invención resulta particularmente ventajoso que el alcohol dosificado a la columna de reacción presente un contenido de agua promedio de 200 a 450 ppm (m/m) , de preferencia de 300 a 400 ppm (m/m) .
El procedimiento de conformidad con la invención puede funcionar tanto de forma continua como también semicontinua . En el funcionamiento semicontinuo , el alcohol, de preferencia metanol, se dispone en el evaporador de la columna de reacción; durante el funcionamiento, el alcohol se dosifica a la cola de la columna en forma líquida o gaseosa al receptáculo inferior o uno de los receptáculos inferiores de la columna, y una solución de hidróxido de metal alcalino, a la cabeza de la columna de reacción.
Sin embargo, de preferencia, el procedimiento de conformidad con la invención se hace funcionar de forma continua. En ello, de preferencia se dosifica la solución de hidróxido de metal alcalino a la cabeza de la columna de reacción, mientras que a la cola de la misma se suministra alcohol en forma gaseosa.
La columna de reacción del procedimiento de conformidad con la invención presenta como inserciones de preferencia receptáculos de columna del tipo de receptáculos de campana, seleccionados de entre receptáculos de campana, de túnel, Thormann, o de campana con ranura en cruz. En otra modalidad del procedimiento de conformidad con la invención, la columna de reacción también puede presentar receptáculos de tamiz o válvula, empaques estructurados o no estructurados o cuerpos de relleno.
En el procedimiento de conformidad con la invención, la corriente de producto se extrae de preferencia en la cola de la columna, o bien, en el evaporador y consta de una solución alcohólica del alcoholato de metal alcalino deseado, por ejemplo, como solución al 30%. Esta corriente de producto puede presentar eventualmente pequeñas cantidades de agua y/o hidróxido de metal alcalino que no reaccionó.
En el procedimiento de conformidad con la invención, el destilado que no se realimentó a la columna de reacción de preferencia se separa en una etapa aparte y, de este modo, el alcohol liberado del agua se puede realimentar a la columna de reacción. Los procedimientos preferidos para este procesamiento del alcohol son la destilación, el secado mediante métodos de membrana o el secado mediante un tamiz molecular, como los conoce el experto en la materia. En el procedimiento de conformidad con la invención, este procesamiento del alcohol se lleva a cabo de preferencia mediante destilación.
En una modalidad particularmente preferida del procedimiento de conformidad con la invención, el producto de la cabeza extraído en la cabeza de la columna de reacción y no devuelto como realimentación a la columna de reacción, se procesa en una columna de rectificación a presión mas elevada que en la columna de reacción. En lo anterior, resulta ventajoso para el procedimiento de conformidad con la invención llevar esta parte del producto de la cabeza a través de un compactador de vahos a la columna de reacción. Pasando por la descarga de la cola de la columna de rectificación se extrae el agua del sistema. El destilado que se obtiene en la cabeza de la columna de rectificación se puede volver a realimentar a la columna de reacción.
De igual modo es posible llevar a cabo la reacción a una presión más elevada que la rectificación y realimentar el producto de la cabeza de la columna de rectificación mediante un compactador de vahos a la columna de reacción.
En el procedimiento de conformidad con la invención, la rectificación de la mezcla de alcohol y agua se puede realizar de acuerdo con etapas de procedimiento conocidas, como se describen, por ejemplo, en "Distillation : Principies and Practices" (Johann G. Stichlmair, James R. Fair; Wiley-VCH) . Si se utiliza metanol como alcohol en el procedimiento de conformidad con la invención, el destilado de la columna de reacción se procesa de preferencia en una columna de rectificación. En ello, como inserciones son adecuadas todas las inserciones conocidas, tanto receptáculos como empaques estructurados y cargas de cuerpos de relleno.
En lo anterior, el metanol se produce en la cabeza de la columna de rectificación como destilado de fácil ebullición y el agua se puede extraer en la cola de la misma. La proporción de realimentación es en ello de preferencia mayor a 0.5 y es en particular 0.8 a 1.5. La presión en la columna de rectificación se puede seleccionar tanto menor como mayor que en la columna de reacción. La temperatura se ajusta correspondientemente. La alimentación de metanol/agua se realiza en la mitad inferior de la columna de rectificación, de preferencia entre el 2° y el 15° receptáculo por encima del evaporador. En esta modalidad preferida del procedimiento de conformidad con la invención se agrega alcohol fresco a la parte superior de la columna de rectificación, en especial junto con la realimentación de la misma, con el fin de retirar el agua en exceso del metanol antes de que el alcohol se realimente a la columna de reacción. De forma especialmente preferida, la adición del alcohol fresco se realiza en lo anterior al condensador o al recipiente de condensado en la columna de rectificación, siendo que la adición del alcohol fresco se lleva a cabo de manera muy especialmente preferida al condensador de la columna de rectificación.
Si se utiliza etanol, n- ó iso-propanol , n-, sec-, iso- ó ter-butanol, o los isómeros de pentanol, en el procedimiento de conformidad con la invención también se seleccionan de forma preferida procedimientos destilativos , eventualmente de varias etapas, para el procesamiento del alcohol, en los que, mediante las técnicas conocidas por el experto en la materia, se pueden separar los azeótropos o hetero-azeótropos . Como coadyuvantes se pueden utilizar formadores de azeótropos de conformidad con la técnica anterior, los cuales estén en posibilidades de formar heteroazeótropos con el alcohol. Sin embargo, para ello también se pueden emplear adsorbentes tales como zeolita.
La figura 1 muestra una instalación con una presión menor en la columna de reacción 4 que en la columna de rectificación 9. En ello, la solución de hidróxido de metal alcalino se lleva a través de una tubería 1 a un intercambiador térmico 2 en el que se calienta hasta la temperatura de la zona de alimentación y se lleva a través de la tubería 3 a la cabeza de la columna 4. La solución de alcoholato de metal alcalino se extrae de la cola de la columna a través de la tubería 6. En la cola de la columna se encuentra un evaporador 5 con el que la concentración de la solución de alcoholato de metal alcalino se ajusta al valor deseado. Los vahos del evaporador 5 se alimentan a través de la tubería 7 al extremo inferior de la columna de reacción 4. La alimentación del alcohol realimentado 8 de la columna de rectificación se puede realizar en varios puntos de la columna de reacción 4: 8a y 8b. Además de la alimentación del alcohol realimentado también se puede alimentar alcohol fresco a través de las líneas de entrada 10a a lOe. En la cabeza de la columna se condensa una parte de los vahos y se devuelve como realimentación 11 a la columna de reacción 4. La otra parte de los vahos se lleva a través de una tubería 12 y un compactador de vahos 13 a la columna de rectificación 9. En la cola de ésta se extrae agua a través de la tubería 14. La columna es calentada a través del evaporador 15, el cual alimenta la corriente de vahos a través de la tubería 16 en el extremo inferior de la columna de rectificación 9. En la cabeza de ésta, a través de la tubería 18a se puede alimentar alcohol fresco a la cabeza de la columna de rectificación. En la cabeza de la columna de rectificación se condensa una parte de los vahos y se devuelve como realimentación 19 a la columna de rectificación 9. La otra parte de los vahos se lleva a la columna de reacción 4 a través de una tubería 8. La adición del alcohol fresco también se puede realizar a la realimentación de la columna de rectificación en las zonas de alimentación 18b y 18c.
La figura 2 muestra una instalación con una presión mayor en la columna de reacción 4 que en la columna de rectificación 9. Esta instalación se diferencia de la instalación en la figura 1 en que la corriente de vahos 8 se lleva a través de un compactador de vahos 20 a la columna de reacción 4. Se elimina el compactador de vahos 13.
Los siguientes ejemplos ilustrarían más detalladamente el procedimiento de conformidad con la invención para la producción de alcoholatos de metal alcalino sin que la invención se limite a aquéllos.
Ej emplos
1. Procedimiento continuo
Ejemplo 1.1 (de conformidad con la invención)
En la cabeza de una columna de reacción de 9 metros de altura equipada con 40 receptáculos de campana y un diámetro interno de 80 mm, se calientan a aproximadamente 60 °C 0.53 kg/h de una lejía cáustica acuosa al 50% y se alimentan al receptáculo superior. La columna de reacción está equipada con una calefacción de compensación eléctrica que abarca en cada caso 10 receptáculos, con el fin de minimizar las pérdidas térmicas hacia el entorno. La temperatura de la calefacción de compensación se ajusta en cada caso a la temperatura interna del receptáculo central de la sección correspondiente. 12% en peso del condensado de la columna de reacción se devuelve a la columna de reacción en forma de una realimentación, es decir, se ajusta una proporción de realimentación de 0.14 para reducir la porción de sólido disuelto en la fase líquida. Además es operada a presión del entorno. Entre el evaporador y el receptáculo inferior de esta columna de reacción se hacen pasar 8.88 kg/h de metanol en forma de vapor con un contenido de agua de 400 ppm (m/m) y una temperatura de alrededor de 70 °C, el cual sube a contracorriente de la fase líquida en la columna.
Del evaporador de la columna de reacción se extrae una corriente de producto de 1.16 kg/h, la cual consta de una solución al 30% de metilato de sodio en metanol y cuya concentración de agua y de hidroxido de sodio que no reaccionó, calculado como hidroxido de sodio, asciende en total a 0.18% en peso. La temperatura en la cabeza de la columna se ubica en 75 °C. Ahí se produce una cantidad de condensado de 8.25 kg/h, el cual consta de metanol puro con una porción de agua del 5%. Aproximadamente 1 kg/h del condensado se devuelve a la columna como realimentación.
La alcalinidad total, es decir, la concentración de hidroxido de sodio y metilato de sodio en la fase líquida se reduce con esta medida a menos de 20% en peso, es decir, la fase líquida se diluye y las concentraciones de hidroxido de sodio y metilato de sodio se ubican considerablemente por debajo del respectivo límite de solubilidad. Lo anterior aplica en particular para el hidroxido de sodio, pues con el agua realimentada aumenta considerablemente la porción de agua en la fase líquida. Así, el hidroxido de sodio se mantiene en solución. Por ello no se observa ninguna precipitación de sólido en la columna de reacción.
Ejemplo 1.2 (no de conformidad con la invención)
En la cabeza de una columna de reacción de 9 metros de altura equipada con 40 receptáculos de campana y un diámetro interno de 80 mm, se calientan a aproximadamente 60°C 0.55 kg/h de una lejía cáustica acuosa al 50% y se alimentan al receptáculo superior. La columna de reacción está equipada con una calefacción de compensación eléctrica que abarca en cada caso 10 receptáculos, con el fin de minimizar las pérdidas térmicas hacia el entorno. La temperatura de la calefacción de compensación se ajusta en cada caso a la temperatura interna del receptáculo central de la sección correspondiente. La columna es operada sin realimentación y, además, a presión del entorno. Entre el evaporador y el receptáculo inferior de esta columna de reacción se hacen pasar 8.74 kg/h de metanol en forma de vapor con un contenido de agua de 400 ppm (m/m) y una temperatura de alrededor de 70 °C, el cual sube a contracorriente de la fase líquida en la columna.
Del evaporador de la columna de reacción se extrae una corriente de producto de 1.27 kg/h, la cual consta de una solución al 30% de metilato de sodio en metanol y cuya concentración de agua y de hidróxido de sodio que no reaccionó, calculado como hidróxido de sodio, asciende en total a 0.15% en peso. La temperatura en la cabeza de la columna se ubica en 75 °C. Ahí se produce una cantidad de condensado de 8.01 kg/h, el cual consta de metanol puro con una porción de agua del 5%.
La alcalinidad total, es decir, la concentración de hidróxido de sodio y metilato de sodio en la fase líquida se ubica considerablemente por encima de 30% en peso. La concentración de hidróxido de sodio en la parte superior de la columna es considerablemente mayor y la concentración de agua, considerablemente menor que en el ejemplo 1.1. En los receptáculos superiores de la columna se observa precipitación de sólido.
2. Procedimiento semicontinuo
Un aparato de destilación de laboratorio se conforma de la siguiente manera: un matraz de varias bocas se equipa con dos tramos de columna unidos mediante una pieza intermedia para la incorporación de una medición de temperatura, así como con agitación, termómetro y una dosificación de cola. Como tramos de columna se pueden utilizar opcionalmente columnas de receptáculo o de empaque; también es posible utilizar distintos tipos de columna por encima y por debajo del punto de medición de temperatura. La columna está equipada con un divisor de realimentación. Para revisar la formación de sólido se emplea de preferencia una columna de receptáculo de campana de vidrio. La cabeza de la columna de destilación está equipada con enfriador, divisor de realimentación y una dosificación de cabeza. Opcionalmente , las corrientes de alimentación en la cola o en la cabeza se pueden calentar.
Ejemplo 2.1 (de conformidad con la invención) :
Como columna de reacción se elige la siguiente configuración: debajo del punto de medición de temperatura se utiliza un tramo de columna con un empaque de estopa de acero (20 cm) y por encima, una columna de receptáculo de campana con 9 receptáculos. Ambas columnas poseen un diámetro de 29 mm. El aparato se carga con 720 g de metanol , el cual se calienta hasta la ebullición. El divisor de realimentación se ajusta a una proporción de realimentación de 0.16, de modo que se obtienen aprox. 300 g de destilado por h. En la cabeza de la columna de reacción se agrega lejía cáustica acuosa al 50% con un caudal de 13 g/h. Por encima de la dosificación de la cola se alimentan 290 g/h de metanol. No se observa ninguna precipitación de sólido.
Después de 6 horas se termina la dosificación de lejía cáustica en la cabeza. Por 30 minutos adicionales se agrega metanol en la cola de la columna y se sigue destilando con la misma extracción de condensado . Después de 6.5 horas se obtienen 697 g de una solución de metilato de sodio en metanol al 10% que presenta una concentración de agua e hidróxido de sodio que no reaccionó, calculado como hidróxido de sodio, en total de 0.75% en peso.
Ejemplo 2.2 (no de conformidad con la invención)
Como columna de reacción se utiliza el aparato descrito en el ejemplo 2.1. El aparato se carga con 720 g de metanol, el cual se calienta hasta la ebullición, de modo que se obtienen aprox. 460 g de destilado por h. En la cabeza de la columna de reacción se agrega lejía cáustica acuosa al 50% con un caudal de 20 g/h. El aparato se opera sin realimentación. Después de aprox. una hora se observa una clara precipitación de sólido en los tres receptáculos superiores de la columna de receptáculos de campana.
Después de 6 horas se termina la dosificación de lejía cáustica en la cabeza. Por 30 minutos adicionales se agrega metanol en la cola de la columna y se sigue destilando con la misma extracción de condensado . Después de 6.5 horas se obtienen 582 g de una solución de metilato de sodio en metanol al 13% que presenta una concentración de agua e hidróxido de sodio que no reaccionó, calculado como hidróxido de sodio, en total de 0.57% en peso.
Ejemplo 2.3 (de conformidad con la invención)
Como columna de reacción se utiliza el aparato descrito en el ejemplo 2.1. El aparato se carga con 720 g de metanol , el cual se calienta hasta la ebullición. El divisor de realimentación se ajusta a una proporción de realimentación de 0.16, de modo que se obtienen aprox. 460 g de destilado por h. En la cabeza de la columna de reacción se agrega lejía cáustica acuosa al 50% con un caudal de 20 g/h. No se observa ninguna precipitación de sólido.
Después de 6 horas se termina la dosificación de lejía cáustica en la cabeza. Por 30 minutos adicionales se agrega metanol en la cola de la columna y se sigue destilando con la misma extracción de condensado . Después de 6.5 horas se obtienen 814 g de una solución de metilato de sodio en metanol al 11% que presenta una concentración de agua e hidróxido de sodio que no reaccionó, calculado como hidróxido de sodio, en total de 0.57% en peso.
Método de análisis:
La determinación de la concentración de agua e hidróxido de metal alcalino que no reaccionó se lleva a cabo mediante una titulación Karl Fischer modificada, como la que se emplea habitualmente para la determinación de contenidos de agua. En ello, el agua y el hidróxido de metal alcalino se detectan conjuntamente como parámetro sumario. La indicación del contenido correspondiente se realiza en % en peso calculado como hidróxido de metal alcalino.
Claims (13)
1. Un procedimiento para la producción de una solución alcohólica de un alcoholato de metal alcalino a partir de hidróxido de metal alcalino y alcohol en una columna de reacción, siendo que el alcohol y el hidróxido de metal alcalino se llevan en contracorriente, caracterizado porque en la columna de reacción se ajusta una proporción de realimentación de cuando menos 0.05.
2. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agua en el condensado y/o la realimentación de la columna de reacción no se separa antes de la devolución como realimentación a la columna de reacción.
3. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el hidróxido de metal alcalino se utiliza en forma de una solución acuosa, alcohólica o acuosa que presenta el alcohol utilizado como solvente adicional .
4. El procedimiento de conformidad con cuando menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la solución del hidróxido de metal alcalino se alimenta a la cabeza de la columna de reacción.
5. El procedimiento de conformidad con cuando menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el alcohol se alimenta en forma de vapor cuando menos veinte receptáculos por debajo de la zona de alimentación de la solución del hidróxido de metal alcalino.
6. El procedimiento de conformidad con cuando menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el destilado que no se realimenta a la columna de reacción, se separa en una etapa de procedimiento adicional en agua y alcohol y este alcohol se realimenta a la columna de reacción.
7. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el alcohol alimentado a la columna de reacción presenta un contenido de agua promedio de 200 a 450 ppm (m/m) .
8. El procedimiento de conformidad con cuando menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como alcohol se utiliza metanol .
9. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la columna de rectificación presenta una presión mayor que la columna de reacción.
10. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el destilado que no se realimenta a la columna de reacción, se separa en una etapa de procedimiento adicional en agua y metanol, siendo que este destilado se lleva a la columna de rectificación a través de un compactador de vahos .
11. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la columna de reacción presenta una presión mayor que la columna de rectificación.
12. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque, después de la separación del agua en una columna de rectificación, el metanol se realimenta a la columna de reacción a través de un compactador de vahos .
13. El procedimiento de conformidad con cuando menos una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque la adición del alcohol fresco se realiza en el condensador o en los recipientes de condensado en la columna de rectificación.
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