BRPI0904824A2 - processo para a produção de policarbonato - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA A PRODUçãO DE POLICARBONATO. A presente invenção refere-se a um processo combinado para a produção de policarbonato pelo processo tensoativo de fases e eletrólise conectada em série de água residual de processo contendo cloreto de sódio.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE POLICARBONATO".

A presente invenção refere-se a um processo combinado para aprodução de policarbonato pelo processo tensoativo de fases e eletrólise deáguas residuais do processo contendo cloreto de sódio.

A produção de policarbonatos pelo processo tensoativo de fasesé conhecido de modo geral. A produção é normalmente efetuada em umprocesso contínuo, através da produção de fosgênio e subsequente reaçãode bisfenóis e fosgênio na presença de álcali e de um catalisador, preferi-velmente de um catalisador de nitrogênio, rompedores de cadeia e eventu-almente ramificadores em uma mistura de fase aquosa-alcalina e fase desolventes orgânicos na superfície tensoativa.

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A produção de policarbonatos, por exemplo, através do proces-so tensoativo de fases é descrito, em princípio, na literatura, vide Schnell,"Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, volume 9,Interscience Publishers, Nova York, Londres, Sydney 1964, páginas 33-70;D.C. Prevorsek, B.T. Debona e Y. Kesten, Corporate Research Center, AlliedChemical Corporation, Morristown, Nova Jersey 07960: "Synthesis ofPoly(ester Carbonate) Copolymers" no Journal of Polymer Science, PolymerChemistry Edition, volume 18, (1980)"; páginas 75-90, D. Freitag, U. Grigo,P.R. Müller, N. Nouvertne, BAYER AG, "Polycarbonates" na Encyclopedia ofPolymer Science and Engineering, volume 1 1, Second Edition, 1988, pági-nas 651-692 e finalmente, por Dres. U. Grigo, K. Kircher und P. R.-Müller"Polycarbonate", em Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, volume 3/1, Poly-carbonate, Polyacetale, Polyester1 Celluloseester, Carl Hanser Verlag Muni-que, Viena 1992, páginas 118-145.

O processo tensoativo de fases, também designado como pro-cesso tensoativo bifásico, já foi comprovado há muitos anos como satisfató-rio na produção de policarbonatos. O processo possibilita a produção de po-licarbonatos termoplásticos em uma série de campos de aplicação, tais co-mo, por exemplo, para unidades ópticas (CD, DVD), para aplicações ópticasou para aplicações médicas.

Muitas vezes, são descritos uma boa termoestabilidade e umbaixo amarelecimento como características qualitativas importantes para opolicarbonato. Até agora, a qualidade das águas residuais obtidas na produ-ção de policarbonatos foi pouco considerada. Nesse caso, especialmente acarga das águas residuais com restos de produtos orgânicos, tais como, porexemplo, fenóis residuais, é importante para um outro tratamento eventualdas águas residuais, por exemplo, através de uma instalação de clarificaçãoou através de uma ozonólise para a oxidação dos restos de produtos orgâni-cos. Aqui, houve uma série de pedidos, nos quais, contudo, são descritosprincipalmente métodos para o tratamento posterior das águas residuais,com o objetivo de reduzir a carga de componentes fenólicos - vide, por e-xemplo: JP 08.245.780 A (ldemitsu); DE 19.510.063 A1 (Bayer); JP03.292.340 A (Teijin); JP 03.292.341 A (Teijin); JP 02.147.628 A (Teijin).

A carga das águas residuais com restos de produtos orgânicos,tais como, por exemplo, com bisfenóis ou, por exemplo, fenóis utilizadoscom rompedores de cadeia, pode ser mantida baixa, quando se trabalhacom um grande excesso de fosgênio. Mas isso é indesejável por motivoseconômicos.

Na produção de policarbonatos com excesso de fosgênio redu-zido, há o perigo, de que nem todo o bisfenol ou todo o monofenol reaja ecarreguem a água residual. Além disso, há o perigo, de que a separação defases e a lavagem seja dificultada pelo fato, de remanescerem grupos OHfenólicos tensoativos no polímero. Com isso, eventualmente nem todas asimpurezas hidrossolúveis são extraídas da fase orgânica. Isso pode influen-ciar novamente a qualidade do produto de forma negativa.

Permanece firme, que a produção de policarbonato de alta qua-lidade de acordo com um processo tensoativo bifásico contínuo com cargasimultaneamente baixa da água residual é possível ou com um alto excessode fosgênio ou com problemas de separação de fases - associada aos pre-juízos na qualidade do policarbonato - ou através do tratamento posterior daágua residual, pelo qual a economia do processo diminui.

Como estado da técnica mais próximo considera-se a DE-A 4227 372 da requerente, na qual já está descrita a disposição técnica do pro-cesso de acordo com a invenção. Ao contrário da teoria de acordo com ainvenção, contudo, não se deduz qualquer teoria da DE-A 42 27 372, emque proporções quantitativas e principalmente em que proporções de bom-beamento circulante, os produtos de partida são juntados, muito menos quepor meio de proporções quantitativas e de trasfego mediante bombas espe-cialmente ajustadas, é possível obter uma carga de água residual particu-larmente baixa com produtos orgânicos residuais, tais como fenóis e bisfe-nóis.

Nesses conhecidos processos, contudo, um alto teor residual debisfenóis ou fenóis - a seguir, também designado como teor de fenol residu-al - na água residual desses processos, que podem carregar o meio ambi-ente e que colocar as instalações de clarificação frente a uma elevada pro-blemática de água residual, são necessárias operações de purificação dis-pendiosas.

Normalmente, a solução contendo cloreto de sódio é libertadade solventes e radicais orgânicos e depois precisa ser descartada.

Contudo, sabe-se também, que a purificação das águas residu-ais contendo cloreto de sódio de acordo com a EP 1.200.359 B1 (WO2000/078682 A1) ou US-A 6.340.736, pode ser efetuada através de ozonóli-se e, em seguida, é adequada para a utilização na eletrólise do cloreto desódio. A desvantagem da ozonólise é que este processo tem custos muitoaltos.

De acordo com a EP 541 114 A2, uma corrente de águas resi-duais contendo cloreto de sódio é evaporada até a remoção inteira da águae o sal remanescente com as impurezas orgânicas é submetido a um trata-mento térmico, com o que os componentes orgânicos são decompostos.Nesse caso, prefere-se particularmente a utilização de radiação infraverme-lha. A desvantagem do processo é que a água precisa ser inteiramente eva-porada, de modo que o processo não é economicamente realizável.

De acordo com a WO 03/070639 A1, a água residual de umaprodução de policarbonato é purificada através da extração com cloreto demetileno e depois conduzida à eletrólise de cloreto de sódio. Contudo, pormeio do processo descrito, é possível recuperar no máximo somente 14% docloreto de sódio da água residual da produção de policarbonato, pois no ca-so de maiores quantidades aplicadas, a água introduzida na eletrólise com aágua residual desesquilibraria o balanço da água da eletrólise do cloreto desódio. Isso prevê, que se utiliza uma água residual com um teor de NaCI de10% e que. na eletrólise de NaCI á efetuado um transporte de água atravésda membrana trocadora de íons de 4 mois de água para cada mol de sódio.

As soluções contendo cloreto de sódio, que são obtidas na pro-dução de policarbonato, têm tipicamente um teor de cloreto de sódio de 6 a10% em peso. Dessa maneira, jamais é possível recuperar todo o cloreto desódio presente nas soluções. Em uma concentração de cloreto de sódio de10% em peso, na eletrólise de cloreto de sódio padrão com uma membranatrocadora de íons disponível comercialmente, que mostra um transporte deágua de 3,5 mois de água por mol de sódio, consegue-se apenas a introdu-ção de aproximadamente 13% do cloreto de sódio das soluções contendocloreto de sódio. Mesmo na concentração até uma solução saturada de clo-reto de sódio de aproximadamente 25% em peso, só se conseguiria umaalíquota de reciclagem de 38% do cloreto de sódio contido na solução con-tendo cloreto de sódio. Não se conhece uma reciclagem completa da solu-ção contendo cloreto de sódio. De acordo com a WO-A 01/38419, a soluçãocontendo cloreto de sódio pode ser evaporada por meio de processos térmi-cos, de modo que uma solução de cloreto de sódio altamente concentradapode ser aduzida à célula de eletrólise. No entanto, a evaporação consomeintensa energia tem altos custos.

Partindo do estado da técnica descrito acima, o objeto é colocarà disposição um processo que forneça produtos de alta pureza e bom ren-dimento e ao mesmo tempo, represente uma redução da carga ambiental ouproblemática da água residual nas instalações de clarificação através damáxima recondução de cloreto de sódio de soluções de águas residuais doprocesso contendo cloreto de sódio, que são obtidas a partir da produção depolicarbonato.

Na reciclagem deve ser especialmente considerado que a rea-ção de cloreto de sódio para cloro e soda cáustica e eventualmente hidrogê-nio deveria ser efetuada com o uso mínimo de energia e consequentemente,também, protegendo as fontes.

Foi verificado, portanto, que na produção contínua de policarbo-nato através da reação de bisfenóis e fosgênio em um solvente inerte oumistura de.solventes na presença de base(s) e catalisador(es), é possívelobter uma melhor recondução do cloreto de sódio das soluções de águasresiduais contendo cloreto de sódio obtidas na superfície limite, sem purifi-cação dispendiosa após o ajuste do pH para um pH inferior ou igual a 8 eapós tratamento simples com carvão ativo, através da adução direta a umaoxidação eletroquímica do cloreto de sódio contido para cloro, soda cáusticae eventualmente hidrogênio, sendo que o cloro pode ser reconduzido para aprodução do fosgênio.

O objeto da invenção é um processo para a produção de poli-carbonato pelo processo tensoativo de fases e processamento por meio deuma parte da solução contendo cloreto de metal alcalino obtido nesse caso,em uma eletrólise de cloreto de metal alcalino conectada em série, compre-endendo os seguintes estágios:

(a) produção de fosgênio através da reação de cloro com monó-xido de carbono,

(b) reação do fosgênio formado de acordo com o estágio a) compelo menos um bisfenol na presença de pelo menos uma base, preferivel-mente pelo menos de uma base de metal alcalino, especialmente de umabase contendo sódio, eventualmente pelo menos de um catalisador básico eeventualmente pelo menos de um solvente orgânico para formar um policar-bonato e uma solução contendo cloreto de metal alcalino, especialmente deuma solução contendo cloreto de sódio,

(c) separação e processamento do policarbonato formado no es-tágio b),

(d) separação da solução contendo cloreto de metal alcalino re-manescente de acordo com o estágio c), de resíduos de solventes e eventu-almente resíduos de catalisador, especialmente através da purgação da so-lução com vapor de água e tratamento com adsorventes, especialmente comcarvão ativo,

(e) oxidação eletroquímica de pelo menos uma parte da soluçãode d) contendo cloreto de metal alcalino com formação de cloro, lixívia demetal alcalino e eventualmente hidrogênio,

caracterizado pelo. fato de que na separação d) da solução an-tes do tratamento com adsorventes, a solução é ajustada para um pH inferiorou igual a 8 e

(f) pelo menos uma parte do cloro produzido de acordo com oestágio e) é reconduzido para a produção do fosgênio de acordo com o es-tágio a) e/ou

(g) pelo menos uma parte da lixívia de metal alcalino produzidade acordo com o estágio e) é reconduzida para a produção de policarbonatode acordo com o estágio b).

Preferivelmente, utiliza-se a solução da água residual de reaçãocontendo cloreto de metal alcalino do estágio b) ou pelo menos parcialmentecombinada com água de lavagem do processamento c) do policarbonato.

Bisfenóis adequados são di-hidroxidiarilalcanos da fórmula geral

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em que Z é um radical orgânico divalente com 6 a 30 átomos decarbono, que contém um ou mais grupos aromáticos. Exemplos de tais com-postos, que podem ser usados no estágio b) do processo de acordo com ainvenção, são di-hidroxidiarilalcanos, tais como hidroquinona, resorcinol, di-hidroxidifenila, bis(hidroxifenil)-alcanos, bis(hidroxifenil)-cicloalcanos, bis(hi-droxifenil)-sulfetos, éter bis(hidroxifenílico), bis(hidroxifenil)-cetonas, bis(hi-droxifenil)-sulfonas, bis(hidroxifenil)-sulfóxidos, a,a'-bis(hidroxifenil)-di-isso-propilbenzenos, bem como seus compostos alquilados, núcleo-alquilados enúcleo-halogenados.

Di-hidroxidiarilalcanos preferidos são 4,4'-di-hidroxidifenila, 2,2-bis(4-hidroxifenil)-1-fenil-propano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)-fenil-etano, 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano (bisfenol A (BPA)), 2,4-bis(4-hidroxifenil)-2-metil-butano, 1,3-bis-[2-(4-hidroxifenil)-2-propil]benzeno (bisfenol M), 2,2-bis(3-metil-4-hidroxifenil)-propano, bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-metano, 2,2-bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-propano, bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-sulfona, 2,4-bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-2-metilbutano, 1,3-bis-[2-(3,5-dimetil-4-hidroxi-fenil)-2-propil]-benzeno, 1,1-bis(4-hidroxifenil)-cicloexano e/ou 1,1-bis(4-hi-droxifenil)-3,3,5-trimetilcicloexano (bisfenol TMC).

Di-hidroxidiarilalcanos particularmente preferidos são 4,4'-di-hidroxidifenila, 1,1-bis(4-hidroxifenil)-fenil-etano, 2,2-bis(4-hidroxifenil)-propa-no (bisfenol A (BPA)), 2,2-bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-propano, 1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilcicloexano (bisfenol TMC).

Esses e outros Di-hidroxidiarilalcanos adequados são descritos,por exemplo, nas US-A 2.999.835, US-A 3.148.172 US-A 2.991.273, US-A3.271.367, US-A 4.982.014 e US-A 2.999.846 e nos relatórios alemães pu-blicados abertos à inspeção pública DE-A 15 70 703, DE-A 20 63 050, DE-A20 36 052, DEA 22 11 956 e DE-A 38 32 396, no relatório de patente francêsFR-A 1.561.518, na monografia de H. Schnell, Chemistry and Physics ofPolycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964, página 28 e se-guintes, página 102 e seguintes, e por D.G. Legrand, J.T., Bendler, Handbo-ok of Polycarbonate Science and Technology, Mareei Dekker Nova York2000, página 72 e seguintes.

No caso da produção de homopolicarbonatos de acordo com ainvenção, utiliza-se somente um bisfenol, no caso da produção de copolicar-bonatos de acordo com a invenção, utilizam-se vários bisfenóis, sendo quenaturalmente, os bisfenóis utilizados, como também todos os outros produ-tos químicos e coadjuvantes acrescentados à síntese podem ser contamina-dos com as impurezas provenientes de sua própria síntese, manuseio e ar-mazenamento, embora seja desejável, trabalhar com as mais puras maté-rias-primas possíveis.Deve ser ressaltado, que o processo de acordo com a invenção,pode ser utilizado praticamente para todos os bisfenóis conhecidos.

Os bisfenóis são utilizados no processo de acordo com a inven-ção, em solução aquosa-alcalina, nesse caso, a concentração de bisfenóisimporta em 10 a 20% em peso, preferivelmente em 12,5 a 17,5% em peso,em relação ao peso total da solução. A quantidade de metal alcalino na so-lução aquosa-alcalina importa em 1,0 mol a 3,0 mois de metal alcalino pormol de bisfenol e depende da solubilidade do bisfenol usado.

O fosgênio é preferivelmente usado dissolvido em pelo menosum solvente orgânico. Preferivelmente, a concentração do fosgênio nestasolução importa em 7 a 10% em peso, de modo particularmente preferido,em 8 a 9,5% em peso.

Rompedores de cadeia e ramificadores adequados são conhe-cidos da literatura. Alguns são descritos, por exemplo, na DE-A 38 33 953.Rompedores de cadeia preferivelmente utilizados são fenol ou alquilfenóis,especialmente fenol, p-terc-butilfenol, iso-octilfenol, cumilfenol, seus ésteresde ácido clorocarbônico ou cloretos de ácido de ácidos monocarboxílicos oumisturas desses rompedores de cadeia. Rompedores de cadeia preferidossão fenol, cumilfenol, iso-octilfenol e para-terc-butilfenol.

Exemplos de compostos adequados como ramificadores sãocompostos aromáticos ou alifáticos com mais do que três, preferivelmentetrês ou quatro grupos hidróxi. Exemplos particularmente adequados de com-postos com três ou mais do que três grupos hidroxila fenólicos são floroglu-cina, 4,6-dimetil-2,4,6-tri-(4-hidroxifenil)-hepteno-2, 4,6-dimetil-2,4,6-tri-(4-hi-droxifenil)-heptano, 1,3,5-tri-(4-hidroxifenil)-benzeno, 1,1,1-tri-(4-hidroxifenil)-etano, tri-(4-hidroxifenil)-fenilmetano, 2,2-bis-4,4-bis(4-hidroxifenil)-ciclo-he-xil]-propano, 2,4-bis(4-hidroxifenil)-isopropil)-fenol e tetra-(4-hidroxifenil)-metano.

Exemplos de outros compostos trifuncionais adequados comoramificadores são ácido 2,4-di-hidroxibenzóico, ácido trimesínico, cloretocianúrico e 3,3-bis(3-metil-4-hidroxifenil)-2-oxo-2,3-di-hidroindol.

Ramificadores particularmente preferidos são 3,3-bis(3-metil-4-hidroxifenil)-2-oxo-2,3-di-hidroindol e 1,1,1 -tri-(4-hidroxifenil)-etano.

A base para a formação do bisfenolato utilizada no estágio b)pode ser uma lixívia de metal alcalino com hidróxidos da série do hidróxidode Na, K, Li, eventualmente também podem ser utilizadas lixívias de metaisalcalino-terrosos. É dada preferência às bases contendo metal alcalino, taiscomo, por exemplo, soda cáustica, lixívia de potassa ou misturas dessas. Asoda cáustica aquosa é preferida de modo muito particular. No processo deacordo com a invenção, utiliza-se preferivelmente soda cáustica obtenívelcomercialmente, de modo particularmente preferido, aquela com um teor deNaOH de 20 a 60% em peso,-de modo muito particularmente preferido, comum teor de NaOH de 30 a 50% em peso. Em formas de concretização prefe-ridas do processo de acordo com a invenção, utiliza-se soda cáustica, que éobtida diretamente do processo de amálgama ou de membrana da eletrólisede cloro-metal alcalino.

Como catalisadores básicos para a reação b), tomam-se emconsideração, em princípio, todos os catalisadores conhecidos para a produ-ção de policarbonatos pelo processo tensoativo bifásico. Como catalisadorespara a reação no estágio b) do processo de acordo com a invenção, pres-tam-se preferivelmente aminas terciárias, tais como, por exemplo, trietilami-na, tributilamina, trioctilamina, N-alquilpiperidinas, tais como, por exemplo, N-etilpiperidina, N-metilpiperidina ou N-i/n-propilpiperidina, piridina, sais deamônio quaternários, tais como, por exemplo, hidróxi, cloreto, brometo, hi-drogenossulfato ou tetrafluorborato de tetrabutilamônio, tributilbenzilamônio,tetraetilamônio, bem como os compostos de fosfônio correspondentes aoscompostos de amônio mencionados acima. Esses compostos são descritosna literatura como catalisadores tensoativos de fases típicos, são obteníveiscomercialmente e correntes ao técnico. A quantidade total dos catalisadoresutilizados encontra-se entre 0,001 a 10% em mois, preferivelmente 0,01 a8% em mois, de modo particularmente preferido, em 0,05 a 5% em mois, emrelação aos mois de bisfenol(óis) utilizado(s).

O catalisador básico utilizado pode ser de cadeia aberta ou cí-clica, modo muito particular preferem-se a trietilamina e etilpiperidina. O ca-talisador é utilizado no novo processo, preferivelmente, como solução a 1 a55% em peso, no solvente orgânico utilizado no estágio b).

Fosgênio pode ser utilizado no estágio de processo b) em formalíquida, gasosa ou dissolvida em um solvente inerte.

Solventes orgânicos inertes preferivelmente utilizáveis no está-gio b) do processo de acordo com a invenção, são todos os solventes co-nhecidos, que estão em condição de dissolver o policarbonato em pelo me-nos 5% em peso, a temperaturas em torno de 20°C, bem como suas mistu-ras. Solventes adequados são hidrocarbonetos clorados aromáticos e/oualifáticos, .preferivelmente diclorometano, tricloroetano, 1,1,1-tricloroetano,1,1,2-tricloroetano e clorobenzeno e suas misturas. Contudo, também po-dem ser utilizados hidrocarbonetos aromáticos, tais como benzeno, tolueno,m-/p-/o-xileno ou éteres aromáticos, tais como anisol ou misturas dessesentre si ou com os solventes clorados mencionados acima. São preferidos,por exemplo, diclorometano, tolueno, os diversos dicloroetano e cloropropa-nos, clorobenzeno e clorotolueno ou misturas desses. Preferivelmente, utili-za-se diclorometano ou uma mistura de diclorometano e clorobenzeno. Par-ticularmente, são preferidos diclorometano e misturas de diclorometano emonoclorobenzeno, em formas de concretização muito particularmente pre-feridas, misturas de diclorometano e monoclorobenzeno na proporção de20:80 partes em peso até 75:25 partes em peso.

Em toda a reação ajusta-se preferivelmente um pH de 8,5 a 14,de modo particularmente preferido, de 9,5 a 13. Isso ocorre pelo fato de seutilizar uma vez no início a quantidade de lixívia de metal alcalino necessáriapara dissolver os bisfenóis e além disso, no decorrer da reação ainda podemser efetuadas outras pós-dosagens. O pH da fase aquosa deveria ser manti-do, de preferência, eventualmente através da pós-dosagem única ou múltiplade lixívia de metal alcalino durante e após a dosagem de fosgênio, na faixaalcalina preferivelmente de 8,5 a 12, de modo particularmente preferido, de9,5 a 12, enquanto que após a adição do catalisador, ele deveria encontrar-se em 10 a 14, de modo particularmente preferido, em 10 a 13. Eventual-mente, a pós-dosagem da lixívia de metal alcalino também pode ser efetua-da na forma da pós-dosagem correspondente da solução de bisfenol em lixí-via de metal alcalino.

Os policarbonatos obteníveis pelo processo de acordo com a in-venção, podem ser tecnicamente utilizados de maneira conhecida como arti-gos conformados desejados ou também placas e folhas, por exemplo, nosetor automobilístico ou em aplicações ópticas, meios de armazenamentoópticos e ópticos magnéticos.

A condução da reação para o estágio b) pode ser efetuada con-tinua ou descontinuamente, preferivelmente ela é efetuada continuamente ede modo particularmente preferido, em uma corrente de enxerto sem grandemistura de retorno. Isso pode ocorrer, por exemplo, em reatores de tubos. Amistura das duas fases (fase aquosa e orgânica) pode ser realizada atravésde órgãos de mistura conhecidos, tais como, por exemplo, defletores tubula-res embutidos, misturadores estáticos e/ou por exemplo, bombas.

A reação de acordo com o estágio b) é efetuada de modo parti-cularmente preferido em dois estágios.

No processo preferido, no estágio b) o fosgênio, em relação aobisfenol, é utilizado na proporção molar de 1 : 1,12 a 1 : 2,22, preferivelmen-te de 1 : 1,14 a 1 : 1,20. O solvente é misturado de maneira tal, que o poli-carbonato está presente em uma solução a 5 a 60% em peso, preferivelmen-te em uma solução de 20 a 45% em peso, após a reação.

Especialmente na condução contínua da reação para o estágiob), toda a reação no estágio b), isto é, a reação de fosgênio com bisfe-nol(óis) e outra condensação, pode ser efetuada em caldeiras de agitação,reatores tubulares, reatores de bombeamento circulante ou cascatas de cal-deiras de agitação ou suas combinações, sendo particularmente vantajoso,que através do uso de órgãos mistos a fase aquosa e orgânica sejam mistu-ras de forma tal, que a fase aquosa e orgânica se desmisturem o mais pos-sível, somente quando a mistura de síntese tenha sido reagida, isto é, quan-do não esteja mais contido nenhum cloro saponificável de fosgênio ou éste-res de ácido clorocarbônico.

Em uma forma de concretização particularmente preferida doestágio b) do processo de acordo com a invenção, a junção contínua da faseorgânica e da fase aquosa em um sistema de aparelho de trocador de calorcom laço de bombeamento circulante, bem como, a seguir, com um ou maiscaldeira(s) de permanência e um ou mais tubo(s) de permanência (reator(es)tubular(es)), é efetuada utilizando um ou mais órgãos de mistura. Para a ó-tima execução, nesse caso, é possível ajustar condições de reação especi-ais no sistema de aparelho e com isso, no reator de bombeamento circulan-te, ajudar uma proporção especial de componentes de partida dosados emrelação à quantidade de emulsão de reação rebombeada. Tais processossão conhecidos pelo técnico e descritos, por exemplo, na EP-A 1.249.463.

O policarbonato continuamente obtido dessa maneira destaca-se especialmente por uma qualidade muito boa do produto - medida, porexemplo, no índice de Yellowness (YI) e no teor de grupos terminais OH fe-nólicos - e ao mesmo tempo, uma baixa carga da água residual pode serobtida através de produtos orgânicos residuais (teor de fenol residual), o queé vantajoso para a eletrólise da água residual.

Após a reação b), no estágio c), preferivelmente a fase orgânicacontendo policarbonato for normalmente lavada com um líquido aquoso eapós cada processo de lavagem é separada tanto quanto possível da faseaquosa. A lavagem é preferivelmente efetuada com água dessalinizada. Asolução de policarbonato é normalmente turva após a lavagem e separaçãodo líquido de lavagem. Como líquido de lavagem são utilizados líquidos a-quosos para separar o catalisador, por exemplo, um ácido mineral diluído, talcomo HCI ou H3PO4 e para a purificação ulterior, água totalmente dessalini-zada. A concentração de HCI ou H3PO4 no líquido de lavagem pode impor-tar, por exemplo, 0,5 a 1,0% em peso. A fase orgânica é lavada, por exem-plo e preferivelmente, pelo menos duas vezes.

Como dispositivos de separação de fases para a separação dolíquido de lavagem da fase orgânica, é possível utilizar fundamentalmenterecipientes de separação conhecidos, separadores de fases, centrífugas oucoalescentes ou também combinações desses equipamentos.

Dessa maneira, sem considerar o solvente a ser ainda separa-do, obtêm-se graus de pureza surpreendentemente elevados do policarbo-nato de > 99,85 5.

Em uma forma de concretização preferida do processo de acor-do com a invenção, os líquidos de lavagem separados no estágio c) podemser eventualmente reconduzidos após a separação de resíduos de catalisa-dores e/ou resíduos de solventes orgânicos, novamente para o processo deacordo com a invenção.

Nesse caso, a separação e processamento do policarbonato deacordo com o estágio c) formado no estágio b) pode compreender, pelo me-nos, os seguintes estágios:

aa) separação da fase orgânica contendo policarbonato e solu-ção aquosa de água residual de reação contendo cloreto de metal alcalino

bb) pelo menos uma, preferivelmente pelo menos duas, de mo-do particularmente preferido, cinco lavagens da fase orgânica contendo poli-carbonato contida no estágio aa) e separação do respectivo líquido de lavagem.

Eventualmente pode ser necessário, separar pelo menos umdos líquido(s) de lavagem obtido(s) de acordo com o estágio c)bb) de resí-duos do catalisador e eventualmente resíduos de solventes orgânicos ajus-tando o pH para pelo menos 9, preferivelmente pelo menos 10, de modo par-ticularmente preferido 10 a 11, através da adição de pelo menos um com-posto básico e submeter a uma subsequente extração com pelo menos umdos solventes orgânicos inertes ou preferivelmente a uma subsequente pur-gação da solução com vapor de água. Com compostos básicos para ajustaro pH prestam-se, por exemplo, hidróxidos ou carbonatos de metal alcalinoou alcalino-terroso. Os compostos básicos podem ser utilizados em formasólida ou na forma de suas soluções aquosas. Preferivelmente, utilizam-selixívias de metais alcalinos, de modo particularmente preferido, soda cáustica.

Preferivelmente, pelo menos uma parte do(s) líquido(s) de lava-gem do estágio c)bb) pode ser utilizado como substituto parcial da água paraa produção, especialmente para o ajuste da concentração da soda cáusticapara o estágio b). Em uma forma de concretização preferida do processo deacordo com a invenção, pelo menos uma parte do(s) líquido(s) de lavagemdo estágio c)bb) pode ser utilizado para a diluição da lixívia de metal alcalinoproduzida de acordo com o estágio e), antes de esta ser reconduzida para aprodução de policarbonato de acordo com o estágio b).

A forma de concretização preferida do processo de acordo coma invenção, na qual os líquidos de lavagem separados no estágio c) são no-vamente reconduzidos para o processo de acordo com a invenção, oferece avantagem adicional da menor emissão de água residual.

Após a síntese do policarbonato, o policarbonato é separado naforma de sua solução no solvente orgânico ou mistura de solventes utilizadona síntese, por exemplo, cloreto de metileno ou cloreto de metile-no/clorobenzeno.

O isolamento do policarbonato da solução pode ser efetuado a-través da evaporação do solvente por meio de temperatura, vácuo ou de umgás de arraste aquecido. Outros métodos de isolamento são, por exemplo,cristalização e precipitação.

Se a concentração da solução de policarbonato e eventualmen-te também o isolamento do policarbonato é efetuada através da destilaçãodo solvente, eventualmente através do superaquecimento e descompressão,então fala-se de um "processo instantâneo". Um tal processo é conhecidopelo técnico e descrito, por exemplo, em "Thermische Trennverfahren", VCHVerlagsanstalt 1988, página 114. Se ao invés disso, um gás portador atomi-zar junto com a solução a ser evaporada, então fala-se de uma "evaporaçãopor atomização/secagem por atomização", que é descrita, por exemplo, emVauck, "Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik", Deutscher Verlagfür Grundstoffindustrie 2000, 11a edição, página 690. Todos esses processossão descritos na literatura de patente e nos compêndios e conhecidos pelotécnico.

Na remoção do solvente através de temperatura (destilação) ouno processo instantâneo tecnicamente mais efetivo, obtêm-se massas emfusão de policarbonato altamente concentradas. No processo instantâneo,as soluções de polímero são repetidamente aquecidas sob leve sobrepres-são a temperaturas acima do ponto de ebulição sob pressão normal e essassoluções sobreaquecidas, em relação à pressão normal, são descomprimi-das, a seguir, em um recipiente com pressão mais baixa, por exemplo, pres-são normal. Nesse caso, pode ser vantajoso, não deixar aumentar demaisos estágios de concentração ou, expresso de outro modo, os estágios detemperatura do superaquecimento, mas sim preferir selecionar um processode dois até quatro estágios.

Os resíduos do solvente das massas em fusão de policarbonatoaltamente concentradas obtidas desse modo, podem ser removidos ou dire-tamente da massa em fusão com extrusores de evaporação (compare, porexemplo, BE-A 866.991, EP-A 411.510, US-A 4.980.105, DE-A 33 32 065),evaporadores de camada fina (compare, por exemplo, a EP-A 0 0267 025),evaporadores de filmes em queda, evaporadores de extrusão ou através decompactação por fricção (compare, por exemplo, a EP-A 0.460.450), even-tualmente também com adição de um agente de arraste, tal como nitrogênioou dióxido de carbono ou com o uso de vácuo (compare, por exemplo, a EP-A 0 039 96, EP-A 0.256.003, US-A 4.423.207), alternativamente tambématravés de subsequente cristalização (compare, por exemplo, a DE-A 34 29960) e/ou aquecimento dos resíduos do solvente na fase sólida (compare,por exemplo, a US-A 3.986.269, DE-A 20 53 876). Também este processo eos dispositivos necessários para este fim são descritos na literatura e conhe-cidos pelo técnico.

Granulados de policarbonato - caso seja possível - podem serobtidos através de acabamento de fiação direto da massa em fusão e sub-sequente granulação ou então, através do uso de extrusores de descargados quais é fiado na atmosfera ou com líquido, na maioria das vezes, água.Utilizando-se extrusores, então é possível acrescentar aditivos à massa emfusão do policarbonato na frente do extrusor, eventualmente utilizando mistu-radores estáticos ou através de extrusores laterais neste extrusor.

Alternativamente, a solução de policarbonato pode ser submeti-da a uma evaporação por atomização. Em uma atomização, a solução depolicarbonato pode ser eventualmente vaporizada após aquecimento ou emum recipiente com baixa pressão ou ser vaporizada por meio de um bocalcom um gás portador aquecido, por exemplo, nitrogênio, argônio ou vapor deágua em um recipiente com pressão normal. Nos dois casos obtém-se, emfunção da concentração da solução do polímero, pós (diluídos) ou flocos(concentrados) do polímero, a partir dos quais eventualmente também preci-sam ser removidos os últimos resíduos do solvente, tal como acima. Em se-guida, o granulado pode ser obtido por meio de um extrusor de composta-gem e subsequente acabamento de fiação. Também aqui podem ser acres-centados aditivos, tal como descrito acima, na periferia ou ao próprio extru-sor. Muitas vezes pode ser necessário, passar um estágio de compactaçãopara o pó de polímero, antes da extrusão com base na baixa densidade apa-rente dos pós e flocos.

O polímero pode ser amplamente precipitado da solução de po-licarbonato lavado e eventualmente ainda concentrado, mediante adição deum não-solvente para policarbonato. Os não-solventes agem, neste caso,como agentes de precipitação. Neste caso, é vantajoso, acrescentar primeirouma pequena quantidade do não-solvente e eventualmente também encai-xar tempos de espera entre as adições das cargas de não-solventes. Alémdisso, pode ser vantajoso, utilizar vários não-solventes. Como agentes deprecipitação podem ser utilizados, aqui, por exemplo, hidrocarbonetos alifáti-cos ou cicloalifáticos, especialmente heptano, i-octano ou cicloexano, álco-ois, tais como, por exemplo, metanol, etanol ou i-propanol, cetonas, tal co-mo, por exemplo, acetona ou misturas desses. Na precipitação, via de regra,a solução de polímero é lentamente acrescentada ao agente de precipitação.Os policarbonatos obtidos dessa maneira são processados e eventualmenteaditivados, tal como descrito na evaporação por atomização, para formargranulado.

De acordo com outros processo, os produtos de precipitação ecristalização ou produtos solidificados de forma amorfa são cristalizados emforma finamente granulada através da passagem de vapores de um ou maisnão-solventes para policarbonato, com aquecimento simultâneo abaixo datemperatura vítrea e condensados para pesos moleculares mais elevados.Nesse caso, trata-se de oligômeros, eventualmente com diferentes gruposterminais (fenólicos e rompedores de cadeia), dessa maneira, fala-se decondensação em fase sólida.

Os policarbonatos purificados dessa maneira destacam-se porpropriedades de produto muito boas, de modo que destes podem ser produ-zidos, em seguida, artigos conformados com excelente qualidade.

A solução da água residual de reação contendo cloreto de metalalcalino remanescente de acordo com o estágio c) é libertada de maneiravantajosa de impurezas orgânicas levemente voláteis, tais como, por exem-plo, resíduos do solvente orgânico utilizado na síntese e eventualmente cata-lisador, por exemplo, através de destilação ou purgação do vapor de água. Aseguir, remanesce uma água residual com um alto teor de cloreto de sódiodissolvido (5-10% em peso) e carbonatos de sódio dissolvidos (0,3-1,5% empeso). Nesse caso, os carbonatos são formados, por exemplo, através dahidrólise do fosgênio como reação secundária da produção de policarbonato.Além disso, a água residual está carregada de compostos orgânicos, porexemplo, com fenóis (por exemplo, fenol não substituído, alquilfenóis).

O tratamento da água residual pré-purificada com adsorventes éefetuado, então, preferivelmente com carvão ativo.

De acordo com um processo preferido, o ajuste (diminuição) dopH no estágio de processo d) é efetuado com ácido clorídrico ou cloreto dehidrogênio. O uso do ácido sulfúrico mais barato fundamentalmente conce-bível, mas indesejado no presente processo levaria a que, na redução do pHse formaria sulfato de sódio, que na subsequente eletrólise seria enriquecidono circuito do anólito. Visto que, por exemplo, as membranas trocadoras deíons de acordo com os dados do fabricante só podem acionadas no anólitoaté uma determinada concentração do sulfato de sódio, seria necessáriocentrifugar mais anólito do que na aplicação de ácido clorídrico ou cloreto dehidrogênio, cujo produto de reação é o cloreto de sódio desejado.

O processo da eletrólise do cloreto de metal alcalino é detalha-damente descrito a seguir. A seguinte descrição em relação à eletrólise docloreto de sódio é considerada, por exemplo, pelo fato de que no processotal como já foi mostrado acima, fundamentalmente pode ser utilizado cadacloreto de metal alcalino (especialmente Li, Na, KCI), contudo a utilização decloreto de sódio ou soda cáustica nos estágios anteriores é a concretizaçãopreferida do processo.

Por exemplo, para a eletrólise de soluções contendo cloreto desódio utilizam-se normalmente, por exemplo, processos de eletrólise demembrana (vide para isso, Peter Schmittinger, CHLORINE, WiIey-VCH Ver-lag, 2000). Nesse caso, utiliza-se uma célula de eletrólise de duas partes,que consiste em um espaço do ânodo com um ânodo e um espaço do cáto-do com um cátodo. O espaço do ânodo e do cátodo são separados por umamembrana trocadora de íons. No espaço do ânodo é introduzida uma solu-ção contendo cloreto de sódio com uma concentração de cloreto de sódio denormalmente mais do que 300 g/l. No ânodo, o íon cloreto é oxidado paracloro, que é levado da célula com a solução empobrecida contendo cloretode sódio (cerca de 200 g/l). Os íons de sódio migram sob a ação do campoelétrico para o espaço do cátodo através da membrana trocadora de íons.Nessa migração, cada mol de sódio, dependendo da membrana, leva entre3,5 e 4 mol de água. Isso leva a que o anólito empobrece em água. Ao con-trário do anólito, a água é consumida do lado do cátodo através da eletrólisede água para íons hidróxido e hidrogênio. A água com os íons de sódio quechega ao católito é suficiente, para manter a concentração da soda cáusticana saída em 31-32% em peso, isso, em uma concentração de entrada de30% e uma densidade da corrente de 4 kA/m2. No espaço do cátodo a águaé eletroquimicamente reduzida, formando-se íons de hidróxido e hidrogênio.

Alternativamente, como cátodo também pode ser utilizado umeletrodo de difusão de gás, no qual o oxigênio é reagido com eletrodos paraformar íons de hidróxido, sendo que não se forma nenhum hidrogênio. Comos íons de sódio chegados ao espaço do cátodo através da membrana tro-cadora de íons, os íons de hidróxido formam a soda cáustica. Na câmara docátodo é aduzida normalmente uma soda cáustica com uma concentraçãode 30% em peso e removida uma soda cáustica com uma concentração de31-32% em peso. 0 objetivo é obter a maior concentração de soda cáusticapossível, pois normalmente a soda cáustica é armazenada ou transportadacomo lixívia a 50% em peso. Membranas comercialmente usuais, contudo,atualmente não são resistentes contra uma lixívia com uma concentraçãomaior do que 32% em peso, de maneira que a soda cáustica precisa serconcentrada através de evaporação térmica.

No caso da eletrólise de cloreto de sódio introduz-se água nosanólitos através da solução contendo cloreto de sódio, contudo, remove-seapenas água através da membrana para o católito. Caso seja introduzidamais água através da solução contendo cloreto de sódio do que a transpor-tada para o católito, o anólito empobrece em cloreto de sódio e a eletrólisenão pode ser acionada continuamente. Em concentrações muito baixas decloreto de sódio, iniciar-se-ia a reação secundária da formação de oxigênio.

Para aduzir quantidades máximas de soluções contendo cloretode sódio de forma econômica à eletrólise de cloreto de sódio, pode ser útil,que o transporte de água através da membrana seja aumentado. Este podeser efetuado através da seleção de membranas adequadas, tal como descri-to na US-A-4025405. O efeito de um alto transporte de água é o fato de po-der desistir da adição de água ademais usual, para a manutenção da con-centração da lixívia.

De acordo com a US-A 3.773.634 no alto transporte de água a-través da membrana, a eletrólise pode ser acionada, quando se utiliza umaconcentração de lixívia de 31 a 43% em peso e uma concentração de cloretode sódio de 120 a 250 g/l.

A desvantagem dos dois processo é o menor rendimento da cor-rente desses processos.

De acordo com o processo preferido, a separação d) da águaresidual de reação contendo cloreto de sódio após a separação de fases eda remoção do solvente e eventualmente do catalisador utilizado, é efetuadaatravés de purgação com vapor de água e, após o ajuste do pH, através deum tratamento com carvão ativo.

Depois disso, a água residual contendo cloreto de metal alcalinopode ser diretamente aduzida à eletrólise e).

Em relação ao estado da técnica (WO 03/70639 A1), no qual nomáximo 13% do cloreto de sódio presente na água residual da produção depolicarbonato podem ser utilizados na eletrólise de NaCI, mais do que 13%do cloreto de sódio podem ser recuperados da água residual através do pro-cesso de acordo com a invenção.

Uma outra variante preferida do processo é que a água é extraí-da da água residual contendo cloreto de metal alcalino através de um pro-cesso de concentração. Por conseguinte, prefere-se um processo, caracteri-zado pelo fato de que a.solução de d) contendo cloreto de metal alcalino éconcentrada antes da eletrólise e) por meio de processos de destilação demembrana, destilação osmótica ou osmose inversa.

Nesse caso, por exemplo, é possível utilizar a osmose inversaou de modo particularmente preferido, a desetilação de membrana ou con-tactores de membrana (vide MELIN, RAUTENBACH, Membranverfahren;SPRINGER BERLIN, 2003). Através da combinação do funcionamento deacordo com a invenção, das células de eletrólise e processos de concentra-ção, teoricamente, é possível obter novamente até 68% do cloreto de sódioda água residual. Isso vale para o caso, em que a eletrólise de cloreto desódio produz somente o cloreto necessário para a produção de fosgênio e asoda cáustica necessária para a produção de policarbonato e não produzcloro para outras aplicações.

O novo processo pode ser efetuado também com uma eletrólisede cloreto de metal alcalino, na qual nenhum hidrogênio é produzido no cá-todo, mas sim, o cátodo é substituído por um eletrodo de difusão gasosa, noqual o oxigênio é reduzido para íons de hidróxido.

Se, por exemplo, em um local composto não há a necessidadede hidrogênio para reações químicas, pode desistir-se do produto de obten-ção obrigatório hidrogênio. A vantagem é uma economia de energia na ele-trólise, que é atribuída através da menor tensão de eletrólise na utilização deum eletrodo de difusão gasosa.

A solução contendo cloreto de sódio obtida na produção de poli-carbonato apresenta normalmente um teor de cloreto de sódio de até 10%em peso, desde que se trate da água residual de reação. Se a água residualde reação é combinada com a água de lavagem, então a concentração deNaCI importa, por exemplo, cerca de 6% em peso. Se a eletrólise fornece ocloro e a soda cáustica exclusivamente para a produção de policarbonato,então a água residual contendo cloreto de sódio só pode ser usada em umapequena parte na eletrólise. Dessa maneira, nas membranas trocadoras deíons usuais e nos parâmetros de funcionamento padrão da eletrólise de clo-reto de sódio, podem ser utilizados apenas cerca de 7% do cloreto de sódiode uma solução de água residual de policarbonato contendo 6% em peso decloreto de sódio. Os parâmetros de funcionamento padrão da eletrólise deNaCI são uma concentração de salmoura no decorrer de 200 a 240 g/l euma concentração de NaOH de 31-32% em peso. Portanto, até agora não épossível uma reciclagem completa do cloreto de sódio obtido. Atualmente,uma concentração através de evaporação térmica da água não é econômi-ca, pois o cloreto de sódio está à disposição como produto muito barato.

Com o processo de acordo com a invenção, nitidamente maisdo que 13% do cloreto de sódio de águas residuais obtidas, com uma con-centração de 10% em peso, podem ser reciclados, desde que a eletrólise docloreto de sódio disponibilize exclusivamente o cloro e a soda cáustica paraa produção de policarbonato. Normalmente, as eletrólises de cloreto de só-dio nos locais de compostos químicos são acionadas com vários consumido-res de cloro, de modo que uma solução contendo cloreto de sódio não está àdisposição de todos os consumidores para a reciclagem. A proporção decloreto de sódio novamente aproveitável da água residual aumenta, quandoa eletrólise de cloreto de sódio não precisa disponibilizar a soda cáustica e ocloro exclusivamente para a produção de policarbonato.

Uma outra variante preferida do novo processo é que a água re-sidual da produção de policarbonato é concentrada e aduzida à eletrólise decloreto de metal alcalino. Por esse meio, mais do que 13% do cloreto de me-tal alcalino da água residual de policarbonato podem ser novamente utiliza-dos.Contudo, isso prevê, que o cloro e a lixívia de metal alcalino nãoé exclusivamente utilizado para a produção de policarbonato.

De modo particularmente preferido, uma água residual contendocloreto de metal alcalino é utilizada na eletrólise e) ou aduzida, cujo pH im-porta em menos de 7. O ajuste do pH é preferivelmente efetuado com ácidoclorídrico, mas também pode ser efetuado com cloreto de hidrogênio gaso-so.

De acordo com um outro processo preferido, a eletrólise de Na-Cl é acionada de modo tal, que a solução de NaCI, que chega da célula, a-presenta uma copcentraçãa de NaCI de menos do que 200 g/l. Paralelamen-te a isso, a concentração de lixívia decorrente da célula pode importar me-nos do que 30% em peso.

O transporte de água através da membrana não depende so-mente dos parâmetros de funcionamento, mas sim, também do tipo demembrana utilizada. De acordo com o processo de acordo com a invenção,utilizam-se preferivelmente aquelas membranas trocadoras de íons, que nascondições da concentração de cloreto de sódio e de lixívia de acordo com ainvenção, possibilitam um transporte de água através da membrana de maisdo que 4,5 mol de água para cada mol de sódio.

Nesse caso, a densidade da corrente é calculada na superfícieda membrana e importa especialmente em 2 a 6 kA/m2. De modo particu-larmente preferido, utilizam-se ânodos com maior superfície. Por ânodoscom maior superfície são entendidos aqueles, nos quais a superfície física énitidamente maior do que a superfície projetada. Ânodos com maior superfí-cie são, por exemplo, eletrodos montados do tipo de espuma ou feltro. Poresse meio, anodicamente é oferecida uma superfície de eletrodo muitogrande e a densidade de corrente local diminui fortemente. A superfície doânodo é selecionada preferivelmente de modo tal, que a densidade de cor-rente local em relação à superfície física do eletrodo é menor do que 3kA/m2. Quanto maior é a superfície e quanto mais baixa é a densidade decorrente local, tanto mais baixa pode ser selecionada a concentração de clo-reto de sódio no sol e tanto maior é a proporção de cloreto de sódio da águaresidual, que pode ser reciclada.

O pH da água residual contendo cloreto de metal alcalino antesda eletrólise e) deveria ser preferivelmente menor do que 7, de modo parti-cularmente preferido, de 0,5 a 6.

A eletrólise de cloreto de metal alcalino deve ser acionada demodo tal, que a concentração de cloreto de metal alcalino da solução de clo-reto de metal alcalino proveniente da célula importa entre 100 a 280 g/l decloreto de sódio e/ou que a concentração da lixívia de metal alcalino, prove-niente da célula, importa em 13 a 33% em peso.

Concentrações, que. possibilitam o acionamento da célula combaixas tensões, são particularmente preferidas. Para isso, a concentração dasolução de cloreto de metal alcalino proveniente da célula, deveria importarpreferivelmente entre 110 a 220 g/l de cloreto de metal alcalino e/ou a con-centração da lixívia de metal alcalino, proveniente da célula, em 20 a 30%em peso.

As membranas trocadoras de íons utilizadas na eletrólise, deve-riam apresentar preferivelmente um transporte de água por mol de sódio demais do que 4,0 mol de H20/mol de sódio, de modo particularmente preferi-do, 5,5 a 6,5 mol de H20/mol de sódio.

O processo é acionado preferivelmente de modo tal, que a ele-trólise e) é acionada a uma temperatura de 70 a 100°C, preferivelmente a 80a 95°C.

A eletrólise é acionada com uma pressão absoluta de 0,1 a 0,14MPa (1 a 1,4 bar), preferivelmente a uma pressão de 0,11 a 0,12 MPa (1,1 a1,2 bar).

As proporções de pressão entre o espaço do ânodo e do cátodosão especialmente selecionadas de modo tal, que a pressão no espaço docátodo é maior do que a pressão no espaço do ânodo.

A pressão diferencial entre o espaço do cátodo e do ânodo emum processo particularmente preferido, deveria importar em 2 a 15 KPa (20a 150 mbar), preferivelmente em 3 a 10 KPa (30 a 100 mbar).

Em concentrações mais baixas de cloreto de metal alcalino,também podem ser utilizados revestimentos de ânodos especiais. O reves-timento do ânodo, além de oxido de rutênio, também pode conter especial-mente outros componentes de metal nobre do 7- e 8Q subgrupo do sistemaperiódico dos elementos. Por exemplo, o revestimento do ânodo pode serdotado de compostos de paládio. Do mesmo modo, podem ser utilizadosrevestimentos à base de diamantes.

Os parâmetros ou esclarecimentos gerais citados neste pedidoou citados em âmbitos preferenciais, também podem ser eventualmentecombinados entre si, isto é, entre os respectivos âmbitos e âmbitos prefe-rendais.

Os seguintes exemplos devem ilustrar a presente invenção, semcontudo, limitá-la.

Exemplos

Os exemplos devem representar o processo de acordo com ainvenção com base na água residual contendo cloreto de sódio obtida naprodução de policarbonato.

Exemplo 1

Adição de água residual de reação contendo cloreto de sódio à eletrólise decloreto de sódio - adição de uma solução de cloreto de sódio a 10% em pe-so, da produção de policarbonato

Em um reator de bombeamento circulante foram introduzidospor dosagem, antes da bomba através de uma peça em T, 24.000 kg/h deuma solução de bisfenol A alcalina, que contém 15% em peso, de bisfenol A(BPA) e 2,1 mois de soda cáustica por mol de BPA, bem como através deuma outra peça em T, 1848 kg/h de fosgênio dissolvidos em 20400 kg/h desolvente, que consistiu em 50% em peso, de cloreto de metileno e 50% empeso, de monoclorobenzeno.

Para manter a alcalinidade, foram acrescentados por dosagem,360 kg/h de soda cáustica a 32% e a mistura de reação foi reconduzida àbomba através de um trocador de calor e um recipiente de tempo de perma-nência não agitado, em que as correntes de substâncias mencionadas acimaforam acrescentadas por dosagem.A quantidade rebombeada foi determinada em 260 m3/h pormeio de uma medição quantitativa.

A temperatura importou em 36°C.

Uma quantidade parcial da emulsão, que era tão grande quantoas matérias-primas afluentes, foi conduzida a uma outra bomba na frentedos pontos de dosagem para BPA e fosgênio do recipiente de tempo depermanência e bombeada através de um reator tubular. 1050 kg/h de sodacáustica (32% em peso), bem como 134 kg/h de p-terc-butilfenol, dissolvidosem 536 kg de mistura de solventes, foram acrescentados por dosagem aessa corrente. Após um tempo de permanência de 10 minutos, acrescenta-ram-se por dosagem 18 kg/h de N-etilpiperidina na forma de uma solução a4,8% na mistura de solventes (50 partes de cloreto de metileno e 50 partesde monoclorobenzeno) e a emulsão foi bombeada por meio de uma outrabomba através de um outro reator tubular.

Após um tempo de permanência de mais 10 minutos, a emulsãofoi separada em um recipiente separador e a solução de policarbonato foilavada livre de eletrólitos por processos conhecidos, por exemplo, através datécnica de centrifugação.

A solução de policarbonato foi concentrada em instalações deconcentração por evaporação e libertada de solventes residuais em um ex-trusor de evaporação.

Os seguintes dados analíticos foram determinados no granuladode policarbonato:

índice de Yellowness (YI) = 1,35 (medido segundo ASTM E 313)viscosidade relativa (ηΓβι) = 1,195 (medida segundo a ISO1628/4)

teor de grupos terminais OH fenólicos = 85 ppm (medido atravésda espectroscopia UV a 546 nm após a reação colorida dos grupos terminaisfenólicos com TiCU).

A água residual da reação não foi combinada com as fases delavagem e foi libertada de resíduos de solventes e catalisador através depurgação com vapor de água. Após a neutralização com ácido clorídrico etratamento com carvão ativo, a água residual de reação continha 10% empeso, de NaCI e menos do que 2 ppm de BPA livre e fenóis, medida atravésde espectroscopia UV da fase aquosa a 294 nm, por exemplo, em um es-pectrômetro da firma Perkin Elmer.

Esta pôde ser acrescentada à célula de eletrólise de cloreto desódio em purificação ulterior.

A eletrólise foi efetuada, por exemplo, em uma célula de eletróli-se de laboratório com uma superfície anódica de 0,01 m2. A densidade dacorrente importou em 4 kA/m2, temperatura na saída do lado do cátodo88°C, temperatura na saída do lado do ânodo 89°.C.~Foi utilizada uma célulade eletrólise com revestimento de ânodo e cátodo padrão da firma DENORA,Alemanha. Foi utilizada uma membrana trocadora de íons da Firma DuPontNafion® 982 WX. A tensão da eletrólise importou em 3,02 V. Através da câ-mara do ânodo, foi rebombeada uma solução contendo cloreto de sódio comuma corrente de massa de 1,0 kg/h. A concentração da solução aduzida àcâmara do ânodo importou em 25% em peso, de NaCI. Da câmara do ânodofoi possível retirar uma solução de NaCI a 20% em peso. 0,125 kg/h de águaresidual de reação a 10% em peso, da produção de policarbonato e 0,076kg/h de cloreto de sódio sólido foram acrescentados à solução de NaCI re-movida da câmara do ânodo. A seguir, a solução foi novamente alimentadaà câmara do ânodo. O transporte de água através da membrana importouem 3,5 mois de água para cada mol de sódio. 1% da solução de NaCI pro-veniente da célula foi rejeitado, correspondendo a 0,008 kg/h de uma solu-ção contendo NaCI a 20% em peso.

Do lado do cátodo foi rebombeada uma soda cáustica com umacorrente de massa de 1,107 kg/h. A concentração da soda cáustica alimen-tada no lado do cátodo importou em 30% em peso, de NaOH, a soda cáusti-ca removida do lado do cátodo tinha uma concentração de 31,9% em peso,de NaOH, 0,188 kg/h da lixívia a 31,9% em peso, foram removidos da cor-rente de volume, o restante foi aumentado com 0,0664 kg/h de água e no-vamente reconduzido ao elemento do cátodo.

14% do cloreto de sódio reagido provém da água residual de re-ação do policarbonato.

Exemplo 2

Adição de água residual de reação contendo cloreto de sódio à eletrólise decloreto de sódio com eletrodo de difusão qasosa - adição de uma soluçãode cloreto de sódio a 10% em peso, (água residual de reação) da produçãode policarbonato

A água residual correspondeu à qualidade daquela de acordocom o exemplo 1. Visto não ser necessário nenhum hidrogênio para a pro-dução de policarbonato, desistiu-se da formação de hidrogênio na eletrólise.

Por isso, a eletrólise foi acionadacom eletrodos de difusão gasosa. A densi-dade de corrente importou em 4 kA/m2, temperatura de saída do lado do cá-todo 88°C, temperatura de saída do lado do ânodo 89°C. Foi utilizada umacélula de eletrólise com revestimento de ânodo padrão da firma DENORA,Alemanha. Foi utilizada uma membrana trocadora de íons da firma DuPont,Nafion® 982 WX. A tensão da eletrólise importou em 2,11°V. 0,65 kg/h deuma solução de NaCI a 25% em peso, foram alimentados na câmara do â-nodo, a solução retirada da câmara do ânodo continha 18% em peso, deNaCI. 0,163 kg/h de água residual de reação a 10% em peso e 0,0715 kg/hde cloreto de sódio sólido foram retirados da câmara do ânodo. Em seguida,a solução foi novamente alimentada na câmara do ânodo. O transporte deágua através da membrana importou em 4,9 mois de água para cada mol desódio.

Do lado do cátodo foi rebombeada uma soda cáustica com umacorrente de massa de 1,107 kg/h. A concentração da soda cáustica alimen-tada do lado do cátodo importou em 30% em peso, de NaOH, a soda cáusti-ca removida do lado do cátodo tinha uma concentração de 31,0% em peso,de NaOH, 0,192 kg/h da lixívia a 31,0% em peso, foram removidos da cor-rente de volume, o restante foi aumentado com 0,0345 kg/h de água e no-vamente reconduzido ao elemento do cátodo.

A proporção de cloreto de sódio não reagido da água residualde reação do policarbonato importou em 18,6%.

Exemplo 3Adição de água residual de reação contendo cloreto de sódio à eletrólise decloreto de sódio com eletrodo de difusão gasosa - adição de uma solução decloreto de sódio a 10% em peso (água residual de reação) da produção depolicarbonato

A água residual correspondeu à qualidade daquela de acordocom o exemplo 1. Visto não ser necessário nenhum hidrogênio para a pro-dução de policarbonato, desistiu-se da formação de hidrogênio na eletrólise.

Por isso, a eletrólise foi acionada com eletrodos de difusão gasosa. A densi-dade de corrente importou em 4 kA/m2, temperatura de saída do lado do cá-todo 88°C, temperatura de.saída do lado do ânodo 89°C. Foi utilizada umacélula de eletrólise com revestimento de ânodo padrão da firma DENORA,Alemanha. Foi utilizada uma membrana trocadora de íons da firma DuPont,Nafion® 2030. A tensão da eletrólise importou em 1,96 V. 0,65 kg/h de solu-ção de NaCI foram alimentados na câmara do ânodo, a concentração decloreto de sódio da solução de NaCI aduzida à câmara do ânodo importouem 25% em peso, a da solução retirada da câmara do ânodo importou em16,3% em peso, de NaCI. 1% da solução contendo do NaCI removida dacâmara do ânodo é rejeitado, isto é, 0,00309 kg/h. 0,173 kg/h de água resi-dual de reação a 10% em peso e 0,0703 kg/h de cloreto de sódio sólido fo-ram acrescentados à solução de NaCI removida da câmara do ânodo. Emseguida, a solução é novamente alimentada na câmara do ânodo. O trans-porte de água através da membrana importou em 5,26 mois de água paracada mol de sódio.

Do lado do cátodo foi rebombeada uma soda cáustica com umacorrente de massa de 1,107 kg/h. A concentração da soda cáustica alimen-tada do lado do cátodo importou em 30% em peso, de NaOH, a da sodacáustica removida do lado do cátodo tinha uma concentração de 30,7% empeso, de NaOH. 0,194 kg/h da lixívia a 30,7% em peso, foram removidos dacorrente volumétrica, o restante foi aumentado com 0,0263 kg/h de água enovamente reconduzido para o elemento do cátodo.

A proporção de cloreto de sódio não reagido da água residualde reação do policarbonato importou em 19,8% em peso.Exemplo 4

Recondução de fases de lavagem do processamento de policarbonato (es-tágio c)) para a produção de policarbonato - adição de uma fase de águaresidual para a produção de policarbonato

A execução foi efetuada tal como no exemplo 1, com a diferen-ça, de que após a separação da solução orgânica de água residual de rea-ção da solução aquosa de água residual de reação contendo cloreto de me-tal alcalino no estágio c)aa), a solução orgânica contendo policarbonato foilavada com água, ácido clorídrico a 0,6% e, em seguida, várias vezes comágua.

As fases de lavagem individuais ou combinadas do processa-mento de policarbonato foram ajustadas para pH 10 com solução aquosa deNaOH e, em seguida, libertadas de resíduos de solventes e catalisador atra-vés da extração com cloreto de metileno ou através de purgação com vaporde água. As fases aquosas obtidas após a separação das fases podem serreaproveitadas como substituto parcial da água para a preparação da solu-ção de NaOH para a produção de policarbonato.

A primeira fase de lavagem pôde ser adicionalmente combinadacom a água residual de reação e após a remoção de resíduos de solventes ecatalisador, aduzida à eletrólise de NaCI.

Claims (19)

1. Processo para a produção de policarbonato pelo processotensoativo de fases e processamento de pelo menos uma parte da soluçãocontendo cloreto de metal alcalino obtida nesse caso em uma eletrólise decloreto de metal alcalino conectada em série, compreendendo os seguintesestágios:(a) produção de fosgênio através da reação de cloro com monó-xido de carbono,(b) reação do fosgênio formado de acordo com o estágio a) compelo menos um bisfenol na presença de pelo menos uma base, eventual-mente pelo menos de um catalisador básico e eventualmente pelo menos deum solvente orgânico para formar um policarbonato e uma solução contendocloreto de metal alcalino,(c) separação e processamento do policarbonato formado no es-tágio b),(d) separação da solução contendo cloreto de metal alcalino re-manescente de acordo com o estágio c), de resíduos de solventes e eventu-almente resíduos de catalisador, especialmente através da purgação da so-lução com vapor de água e tratamento com adsorventes, especialmente comcarvão ativo,(e) oxidação eletroquímica de pelo menos uma parte da soluçãode d) contendo cloreto de metal alcalino com formação de cloro, lixívia demetal alcalino e eventualmente hidrogênio,caracterizado pelo fato de que na separação d) da solução an-tes do tratamento com adsorventes, a solução é ajustada para um pH inferiorou igual a 8 e(f) pelo menos uma parte do cloro produzido de acordo com oestágio e) é reconduzido para a produção do fosgênio de acordo com o es-tágio a) e/ou(g) pelo menos uma parte da lixívia de metal alcalino produzidade acordo com o estágio e) é reconduzida para a produção de policarbonatode acordo com o estágio b).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a oxidação eletroquímica de pelo menos uma parte da soluçãode d) contendo cloreto de metal alcalino para formar cloro e soda cáustica, éefetuada com o uso de eletrodos de difusão gasosa como cátodo.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que pelo menos uma parte da solução purificada de d) contendo clo-reto de metal alcalino é colocada no circuito de salmoura de uma eletrólisede membrana para a produção de cloro, soda cáustica e eventualmente hi-drogênio.

4. Processo de acordo com.uma das reivindicações 1 a 3, carac-terizado pelo fato de se acrescentar cloreto de metal alcalino adicional à so-lução contendo cloreto de metal alcalino na eletrólise e), para aumentar aconcentração de cloreto de metal alcalino.

5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, carac-terizado pelo fato de que a solução contendo cloreto de metal alcalino napurificação de d) é ajustada para um pH inferior a 7, especialmente atravésdo uso de ácido clorídrico ou cloreto de hidrogênio.

6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, carac-terizado pelo fato de que a concentração de cloreto de metal alcalino da so-lução de cloreto de metal alcalino que chega à eletrólise importa de 100 a-280 g/l, preferivelmente 110 a 220 g/l e/ou que a concentração da sodacáustica, que é obtida a partir da eletrólise, importa em 13 a 33% em peso,preferivelmente 20 a 32% em peso.

7. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, carac-terizado pelo fato de que membranas trocadoras de íons são utilizadas naeletrólise e), cujo transporte de água por mol de sódio é maior do que 4 molde H20/mol de sódio.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelofato de que membranas trocadoras de íons são preferivelmente utilizadas naeletrólise e), cujo transporte de água por mol de sódio importa em 5,5 a 6,5mol de H2OAtioI de sódio.

9. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, carac-terizado pelo fato de que a eletrólise é acionada com uma densidade de cor-rente de 2 a 6 kA/m2, sendo que a superfície que lhe serve de base é a su-perfície da base da membrana para o cálculo da densidade de corrente.

10. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, ca-racterizado pelo fato de que a eletrólise e) é acionada a uma temperatura de 70 a 10O0C1 preferivelmente a 80 a 95°C.

11. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, ca-racterizado pelo fato de que a eletrólise é acionada com uma pressão abso-luta de 0,1 a 0,14 MPa (1,0 a 1,4 bar), preferivelmente 0,1 a 0,13 MPa (1,1 a 1,3 bar). ...

12. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, ca-racterizado pelo fato de que a eletrólise e) é acionada com uma pressão di-ferencial entre espaço do cátodo e ânodo de 2 a 15 Kpa (20 a 150 mbar),preferivelmente 3 a 10 KPa (30 a 100 mbar).

13. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, ca-racterizado pelo fato de que a eletrólise é acionada com um ânodo, que con-tém como revestimento, além de óxido de rutênio, também outros compostosde metal nobre do 7Õ e 8Q subgrupo e/o do 4o grupo principal do sistema pe-riódico dos elementos.

14. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, ca-racterizado pelo fato de que na eletrólise e) são utilizados ânodos nas célu-las com superfície maior do que a superfície das membranas.

15. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, ca-racterizado pelo fato de que a solução de d) contendo cloreto de metal alca-lino é concentrada na frente da eletrólise e) por meio de processos de mem-brana.

16. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 15, ca-racterizado pelo fato de se utilizarem como bisfenol(óis), Di-hidroxidiarilalcano(s) da fórmula geral (I)<formula>formula see original document page 33</formula>na qual Z é um radical orgânico divalente com 6 a 30 átomos decarbono, que contém um ou mais grupos aromáticos, na reação do estágiob).

17. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 16, ca-racterizado pelo fato de serem utilizados como bisfenol(óis) no estágio b),-4,4'-di-hidroxidifenila, 2,2-bis(4-hidroxifenil)-1 -fenil-propano, 1,1 -bis(4-hidro-xifenil)-fenil-etano, 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano (bisfenol A (BPA)), 2,4-bis(4-hidroxifenil)-2-metilbutano, 1,3-bis-[2-(4-hidroxifenil)-2-propil]benzeno(bisfenol M), 2,2-bis(3-metil-4-hidroxifenil)-propano, bis(3,5-dimetil-4-hidro-xifenil)-metano, 2,2-bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-propano, bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-sulfona, 2,4-bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-2-metilbutano, 1,3-bis-[2-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-2-propil]-benzeno, 1,1-bis(4-hidroxifenil)-cicloe-xano e/ou 1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilcicloexano (bisfenol TMC).

18. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 17, ca-racterizado pelo fato de se utilizar a solução contendo cloreto de metal alca-Iino da água residual de reação de b) ou pelo menos parcialmente combina-da com água de lavagem do processamento c) do policarbonato.

19. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 18, ca-racterizado pelo fato de que o estágio c) compreende pelo menos os seguin-tes estágios:aa) separação da fase orgânica contendo policarbonato e pelomenos uma solução aquosa de água residual de reação contendo cloreto demetal alcalinobb) pelo menos uma lavagem da fase orgânica contendo poli-carbonato obtida no estágio aa),sendo que pelo menos uma parte da fase (n) aquosa de c)bb)eventualmente após a separação de resíduos de catalisador e eventualmen-te resíduos de solventes orgânicos é utilizada como substituto parcial da á-gua para a produção da soda cáustica para o estágio b).