ES2351618T3 - Preparación de polímeros o resinas estirénicas bromadas. - Google Patents

Abstract

Un proceso en donde un polímero estirénico bromado tiene un contenido de bromo de por lo menos aproximadamente 50 % en peso se prepara al bromar el polímero estirénico, en donde dicho proceso se caracteriza al bromar el polímero estirénico en una mezcla de reacción de fase de líquida en la presencia de un catalizador de bromación en una o más temperaturas en el rango de -20 a 20 °C bajo presión superatmosférica en un sistema de reacción cerrado de tal manera que todo el coproducto HCl y/o HBr gaseoso se captura como parte de dicha mezcla de reacción y dicho coproducto HCl y/o HBr gaseoso no se libera de dicho sistema de reacción cerrado separadamente y aparte de dicha mezcla de reacción, y en donde dicha mezcla de reacción se apaga con un medio de apagado acuoso.

Description

ANTECEDENTE

Las Patentes Estadounidenses de propiedad común Nos. 5,677,390, 5,686,538, 5,767,203, 5,852,131, 5,852,132, 5,916,978, 6,113,381, 6,207,765, 6,232,393, 6,232,408, 6,235,831, 6,235,844, 6,326,439, y 6,521,714 describen lo que se considera es la mejor tecnología de proceso publicado previamente para producir los polímeros estirénicos bromados tal como poliestireno bromado que tiene las mejores propiedades de aquellas de cualquier polímero estirénico bromado publicado previamente. A este respecto, los términos "polímero estirénico bromado" y "poliestireno bromado" como se utiliza en la especificación y en sus reivindicaciones se refiere a un polímero bromado producido por la bromación de un polímero estirénico preexistente tal como poliestireno o un copolímero de estireno y por lo menos otro monómero vinilo aromático, como se distingue de un oligómero o polímero producido por oligomerización o polimerización de uno o más monómeros estirénicos bromados, las propiedades de los últimos oligómeros o polímeros típicamente son considerablemente diferentes del poliestireno bromado en un número de aspectos.

Los procesos para preparar polímeros poliestirénicos bromados descritos en las patentes de propiedad común anteriores enseñan la deseabilidad de remover el coproducto HBr que se encuentra usualmente en el espacio superior del reactor de bromación al pasar tales vapores de espacio superior en un depurador, luego de proporcionar un periodo de cocción para la mezcla de reacción de bromación para permitir que continúe la bromación al grado deseado, y luego terminar la reacción de bromación con un medio acuoso adecuado. Tal una operación es de importancia económica ya que el coproducto HBr es de valor para uso como HBr o para conversión a otros productos comercialmente deseables, tal como bromo en sí mismo. En casos en donde se utiliza cloruro de bromo como el agente de bromación, se forma HCl como un coproducto.

A pesar de la excelencia de tal tecnología anterior, son siempre bienvenidas nuevas mejoras, especialmente en la forma de conducir los procesos. Esta invención está destinada a proporcionar por lo menos una tal nueva mejora.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Esta invención permite recuperar los valores de bromo valiosos de la mezcla de reacción de bromación de polímero estirénico en una forma altamente eficiente. La invención también reduce el capital requerido para conducir el proceso general al eliminar el equipo normalmente utilizado en las instalaciones de la planta para depuración de gases HX provenientes del el reactor de bromación con el fin de evitar que el gas HX ingrese al ambiente y que absorba los vapores del disolvente orgánico de tal gas. Adicionalmente, las mezclas de reacción formadas en un proceso de bromación de esta invención se pueden procesar más fácilmente en la planta que las mezclas de reacción de bromación de polímero estirénico correspondientes convencionales en la medida en que el HX puede servir como un diluyente adicional para la mezcla de reacción. Como se utiliza aquí, incluyendo las reivindicaciones, y a menos que se indique expresamente otra cosa, la fórmula HX denota HBr o HCl,

o ambos.

De acuerdo con una realización de esta invención se proporciona aquí un proceso para preparar un polímero estirénico bromado que tiene un contenido de bromo de por lo menos aproximadamente 50 % en peso, y preferiblemente por lo menos aproximadamente 60 % en peso, y todavía más preferiblemente por lo menos aproximadamente 67 % en peso al bromar el polímero estirénico, en donde dicho proceso se caracteriza al conducir la bromación en una mezcla de reacción de fase de líquido bajo presión superatmosférica en un sistema de reacción cerrado de tal manera que el coproducto HX gaseoso no se libera de dicho sistema de reacción cerrado separadamente y aparte de dicha mezcla de reacción. Indicado en otros términos, la invención de esta realización está en un proceso en donde se prepara un polímero estirénico bromado que tiene un contenido de bromo de por lo menos aproximadamente 50 % en peso, y preferiblemente por lo menos aproximadamente 60 % en peso, y todavía más preferiblemente por lo menos aproximadamente 67 % en peso al bromar el polímero estirénico. La mejora en tal proceso comprende conducir la bromación en una mezcla de reacción de fase de líquido bajo presión superatmosférica en un sistema de reacción cerrado de tal manera que el coproducto HX gaseoso no se libera de dicho sistema de reacción cerrado separadamente y aparte de dicha mezcla de reacción.

La realización anterior de esta invención (en cualquiera de las dos formas en las que esto se indicó anteriormente) permite:

A) capturar dentro del reactor de bromación de sustancialmente todo el coproducto

HX junto con y como una parte de la mezcla de reacción formada en una bromación en tanda

conducida en el sistema de reacción cerrado; o

B) remover sustancialmente todo el coproducto HX junto con y como una parte de la

mezcla de reacción existente después de la terminación de la bromación en tanda del

polímero estirénico conducido en el sistema de reacción cerrado; o

C) remover sustancialmente todo el coproducto HX junto con y como una parte de la

mezcla de reacción que se forma en una bromación continua del polímero estirénico

conducido en un sistema de reacción cerrado.

En cada uno de A), B), y C) el polímero estirénico bromado y el coproducto HX luego se pueden separar y recuperar.

De acuerdo con otra realización de esta invención se proporciona aquí un proceso para la preparación de un polímero estirénico bromado que tiene un contenido de bromo de por lo menos aproximadamente 50 % en peso, y preferiblemente por lo menos aproximadamente 60 % en peso, y todavía más preferiblemente por lo menos aproximadamente 67 % en peso, dicho proceso se caracteriza porque se broma un polímero estirénico bajo presión superatmosférica en la presencia de un catalizador de bromación de ácido Lewis y en un sistema de reacción cerrado en el que sustancialmente todo el coproducto HX se retiene en la mezcla de reacción hasta que el catalizador se apaga en la zona de reacción o externamente desde la zona de reacción.

Al llevar a cabo el proceso anterior, típicamente el catalizador se apaga en un medio de apagado acuoso. Preferiblemente el HX disuelto en la fase acuosa resultante se separa de la fase orgánica que contiene el polímero estirénico bromado. En casos donde HX es HBr, se prefiere recuperar los valores de bromo en la fase acuosa al (i) separar con vapor la fase acuosa para remover el disolvente orgánico residual de la fase acuosa y por lo tanto proporcionar un producto de ácido bromhídrico adecuado para uso o venta; (ii) convertir el HBr en fase acuosa a bromo elemental; o (iii) hacer reaccionar el HBr con una base metálica acuosa para producir una solución de una sal de bromuro de metal adecuada para uso o venta.

En un proceso de bromación en tanda de esta invención la mezcla de reacción líquida comprendida del polímero estirénico bromado y sustancialmente todo el coproducto HX se puede apagar en el matraz de reacción en el que ellos se forman, o la mezcla de reacción líquida comprendida del polímero estirénico bromado y sustancialmente todo el coproducto HX se puede remover de el matraz de reacción en el que ellos se forman y se apagan en una zona de apagado separada. En este último caso la mezcla de reacción líquida comprendida del polímero estirénico bromado y el coproducto HX se mantiene bajo presión, preferiblemente en confinamiento cuando este se transporta dentro de tuberías, o conductos, que se extiende del matraz de reacción en el matraz de apagado separado y se libera dentro del cuerpo de un medio de apagado líquido, preferiblemente un medio de apagado acuoso, contenido en el matraz de apagado de tal manera que el HX gaseoso no se escape en los bordes.

"Sistema de reacción cerrado" en relación con un proceso en tanda en el que la bromación y apagado se llevan a cabo punto por punto en el mismo matraz de reacción significa que excepto para tuberías o conductos que llevan los componentes necesarios (que incluyen gases portadores de purga, y medio de apagado líquido) dentro y fuera del matraz de reacción de bromación, el sistema se cierra desde sus bordes. En resumen, el sistema se diseña de tal manera que el coproducto HX gaseoso no se escape del sistema, pero que se origine para permanecer dentro de los confines del matraz de reacción bajo presión suficiente de tal manera que sustancialmente todo el coproducto HX permanece dentro y es parte de la mezcla de reacción hasta apagado por lo que el HX se captura en el medio de apagado concurrentemente con la desactivación del catalizador de bromación. Cuando el HX es HBr, luego se recuperan los valores de bromo en una forma adecuada y cuando el HX es HCl, el HCl se puede recuperar, por ejemplo, como ácido clorhídrico, si se desea.

"Sistema de reacción cerrado" en relación con un proceso en tanda o proceso continuo en el que la bromación y apagado se llevan a cabo, o se pueden llevar a cabo, en matraces o zonas separadas significa que excepto para tuberías o conductos que llevan los componentes necesarios (que incluye gases portadores de purga, si se utiliza, etc.) dentro o fuera del matraz o zona de reacción de bromación y dentro o fuera del matraz o zona de desactivación del catalizador, el sistema de cierra desde sus bordes. En resumen, se diseña el sistema de tal manera que el coproducto HX gaseoso no se escape del sistema, pero se origina para viajar desde el matraz o recipiente de reacción de bromación en el matraz o zona de desactivación del catalizador bajo presión suficiente de tal manera que sustancialmente todo el coproducto HX permanece dentro y es parte de la mezcla de reacción hasta apagado por lo que tal coproducto HX se captura en el medio de apagado concurrentemente con la desactivación del catalizador de bromación. Aquí de nuevo, cuando el HX es HBr, los valores de bromo luego se recuperan en una forma adecuada, y cuando el HX es HCl, el HCl se puede recuperar, por ejemplo, como ácido clorhídrico, si se desea.

Al conducir el proceso de acuerdo con esta invención, el polímero estirénico bromado de contenido de bromo deseado y sustancialmente todo el coproducto HX se capturan en la misma operación (apagado), se reducen los costos de equipo de proceso, y se facilita el procesamiento de la mezcla de reacción.

Estas y otras realizaciones y características de esta invención todavía serán evidentes a partir de la descripción presentada, los dibujos acompañantes y las reivindicaciones adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de un proceso de bromación de esta invención que se puede utilizar para producir los polímeros estirénicos bromados.

DESCRIPCIÓN DETALLADA ADICIONAL

Una de las características de esta invención es el hecho de que el proceso de esta invención se puede aplicar a cualesquier procesos para producir los polímeros estirénicos bromados, que incluyen preferiblemente, aquellas de las patentes de propiedad común descritas al inicio de este documento.

Así por ejemplo, el proceso para bromar los polímeros estirénicos puede ser un proceso que comprende formar una mezcla de reacción al cargar una mezcla (i) que es sustancialmente libre de un catalizador de bromación y (ii) que se forma de por lo menos un agente de bromación y un polímero estirénico, a una cantidad catalítica de un catalizador de bromación, esto es el ejemplo de la tecnología del proceso primero descrito en la Patente Estadounidense No. 5,677,390.

De forma similar, el proceso para bromar los polímeros estirénicos puede ser un proceso que comprende cargar una primera corriente que comprende el agente de bromación, una segunda corriente que comprende el polímero estirénico y una tercera corriente que comprende el catalizador de bromación a un mezclador para mezclar íntimamente tales corrientes, esto es ejemplo de la tecnología de proceso primero descrita en la Patente Estadounidense No. 5,686,538.

También, el proceso para bromar los polímeros estirénicos puede ser un proceso que comprende poner en contacto el polímero estirénico con un agente de bromación en la presencia de catalizador de ácido Lewis y cantidades de disolvente bromoclorometano, esto es ejemplo de la tecnología de proceso primero descrita en la Patente Estadounidense No. 5,767,203.

En cada uno de los procesos anteriores descritos en la Patente Estadounidense No. 5,677,390; 5,686,538; o 5,767,203, tal proceso se mejora con en esta invención al conducir la bromación en un sistema de reacción cerrado bajo presión superatmosférica que es típicamente hasta aproximadamente

5.15 x 105 Pa (60 psig), para retener sustancialmente todo el coproducto HX en una mezcla de reacción de bromación, y terminar la bromación mediante apagado de la mezcla de reacción que comprende el polímero estirénico bromado y sustancialmente todo el coproducto HX, en un medio de apagado acuoso. Preferiblemente el polímero estirénico bromado y el coproducto HX se separan y se recuperan de por lo menos una porción de la mezcla de apagado acuosa formada durante el apagado.

En adición a lo anterior, todavía otro proceso de esta invención es un proceso para bromar los polímeros estirénicos cuyo proceso comprende cargar concurrentemente una primera corriente que comprende el agente de bromación y un catalizador de bromación, y una segunda corriente comprende el polímero estirénico en una zona de reacción en donde:

A) la bromación se conduce en un sistema de reacción cerrado para retener el

coproducto HX en una la mezcla de reacción de bromación a presión superatmosférica, y

B) el catalizador se desactiva mediante apagado de la mezcla de reacción que

incluye el polímero estirénico bromado y sustancialmente todo el coproducto HX, en un

medio de apagado acuoso.

Preferiblemente el HX disuelto en la fase acuosa resultante se separa de la fase orgánica que contiene el polímero estirénico bromado. Cuando el HX es HBr, se prefiere recuperar los valores de bromo en la fase acuosa al (i) separar con vapor la fase acuosa para remover el disolvente orgánico residual de la fase acuosa y por lo tanto proporcionar un producto de ácido bromhídrico adecuado para uso o venta; (ii) convertir el HBr en la fase acuosa a bromo elemental; o (iii) hacer reaccionar el HBr con una base metálica acuosa para producir una solución de sal de bromuro de metal adecuada para uso o venta.

En cada uno de los procesos de esta invención, la presión superatmosférica empleada puede ser la presión autógena generada en el sistema cerrado. Sin embargo, se puede utilizar cualquier presión superatmosférica dentro de los límites de operación seguros del equipo presurizado asociado y/o reactor.

El coproducto HX es soluble en los disolventes halogenados utilizados en los procesos de esta invención. Así, en la práctica de esta invención el coproducto HX se lleva a través de la zona de reacción cerrada aunque en la solución, y de hecho sirve como un diluyente adicional para reducir por lo tanto la viscosidad de la solución polimérica. Tal una reducción en la viscosidad ofrece la oportunidad de operar con menos disolvente o permite el uso de un peso molecular moderadamente mayor del polímero estirénico con el mismo nivel de disolvente. Adicionalmente, se elimina la necesidad típica para un sistema depuración para depurar el corproducto HX de la corriente de gas que sale del reactor de bromación. En lugar de proporcionar y utilizar tal un sistema de depuración, todo el coproducto HX se puede recuperar en una única operación de los contenidos de un sistema de apagado acuoso utilizado para desactivar el catalizador. Más aún, el costo de capital para un sistema depurador y se eliminan los costos involucrados en el mantenimiento de un sistema depurador.

Otra característica de esta invención es que aunque se puede esperar que se reduzca la velocidad de reacción de bromación al operar en un sistema de reacción de bromación cerrado de tal manera que el coproducto HX permanece con la mezcla de reacción a través de la bromación, se ha encontrado que para todos los propósitos prácticos la velocidad de reacción de bromación parece ser tan rápida como si se conduce la bromación a presión atmosférica.

Si es necesario, las corrientes de carga a la zona de reacción de bromación se pueden desgasificar para remover gases atmosféricos disueltos que se pueden entrar allí. En esta forma, se minimiza la posibilidad de exceder las limitaciones de presión del sistema de reacción de bromación que se emplea.

Los polímeros estirénicos que se broman de acuerdo con la presente invención son homopolímeros y copolímeros de monómero vinilo aromáticos, esto es, monómeros que tienen un grupo funcional no saturado y un grupo funcional aromático. Los monómeros vinilo aromáticos preferidos tienen la fórmula:

H2C=CR-Ar

en donde R es hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono y Ar es un radical aromático (que incluye varias unidades de alquilo y anillo halo aromático sustituido) de 6 a 10 átomos de carbono. Ejemplos de tales monómeros vinilo aromáticos son estireno, alfametilestireno, orto-metilestireno, meta-metilestireno, para-metilestireno, para-etilestireno, isopropeniltolueno, isopropenilnaftaleno, vinil tolueno, vinil naftaleno, vinil bifenilo, vinil antraceno, los dimetilestirenos, t-butilestireno, los varios cloroestirenos (tal como las variantes mono-y dicloro-), los varios bromoestirenos (tal como las variantes mono-, dibromo-y tribromo-). El poliestireno es el polímero estirénico actualmente preferido y, cuando el polímero estirénico se bromita es un copolímero de dos

o más monómeros vinilo aromáticos, se prefiere que el estireno sea uno de los monómeros y que el estireno comprende por lo menos 50% en peso de los monómeros aromáticos vinilos copolímerizables.

Los polímeros estirénicos, que se broman de acuerdo con la presente invención, se preparan fácilmente mediante técnicas de polimerización de volumen o masa, solución, suspensión o emulsión comparables con aquellas empleadas en la polimerización de estireno. La polimerización se puede efectuar en la presencia del radical libre, iniciadores aniónicos o catiónicos, tal como di-t-butil peróxido, azo-bis(isobutironitrilo), di-benzoil peróxido, t-butil perbenzoato, dicumil peróxido, persulfato de potasio, tricloruro de aluminio, trifluoruro de boro, complejos eterato, tetracloruro de titanio, n-butillitio, tbutillitio, cumilpotasio, y 1,3-trilitiociclohexano. Es bien conocida la polimerización de estireno, solo o en la presencia de uno o más monómeros copolimerizables con estireno, y se considera innecesaria para discutir adicionalmente los procesos de polimerización. Los polímeros estirénicos producidos por polimerización de radical libre con pesos moleculares GPC de por lo menos 1,000, preferiblemente por lo menos 50,000 y más preferiblemente 150,000 a 500,000, se broman de acuerdo con la presente invención. Los polímeros estirénicos aniónicos (es decir, los polímeros estirénicos formados utilizando un iniciador aniónico) que tienen un peso molecular promedio de número GPC en el rango de 2000 a 30,000, preferiblemente en el rango de 2000 a 10,000 y más preferiblemente en el rango de 3000 a 7000 constituye otro tipo preferido de los polímeros estirénicos para uso en esta invención. Aunque los polímeros estirénicos fuera de estos rangos de peso molecular se pueden bromar de acuerdo con la presente invención, normalmente no hay ventaja económica para hacerlo.

El catalizador utilizado en los procesos de esta invención puede ser cualquier catalizador de bromación, dado que el catalizador no actúa para frustrar la producción segura y eficiente de un producto poliestirénico bromado de alta calidad. Los catalizadores favorables que son los catalizadores de ácido Lewis que se tipifican mediante AlCl3, FeCl3, AlBr3, FeBr3, SbCl5, y ZrCl4. Fe, Al y Sb2O3 se pueden utilizar para formar catalizadores de ácido Lewis al agregarlos simplemente al sistema de reacción. También se pueden utilizar mezclas de catalizador. Una vez se ha agregado el catalizador al sistema de reacción, este puede experimentar alguna reacción sin pérdida significativa de actividad catalítica, por ejemplo, el AlCl3 puede convertir en algún grado a AlBr3. Los catalizadores más preferidos son los catalizadores con base en hierro y aluminio. De estos, los más preferidos son los haluros de aluminio y hierro, especialmente son altamente preferidos los bromuros y cloruros, tal como AlCl3 y AlBr3. Cuando se utiliza bromo (Br2) como el agente de bromación, son más preferidos como catalizador los bromuros tal como AlBr3 o FeBr3 que muestran excelente actividad para la bromación aromática y no proporcionan una fuente de HCl que puede contaminar la corriente de coproducto HBr anhidra y reducir su alto valor. También se prefiere altamente una solución de catalizador preparada al combinar AlCl3 sólido (una sustancia que no es soluble en bromo) y HBr gaseoso en bromo líquido caliente (40-50 °C). Un intercambio rápido de halógeno produce un catalizador de haluro de bromoaluminio soluble y HCl y el catalizador se puede utilizar con o sin la copresencia de HCl. Una ventaja de utilizar un catalizador de este tipo es que se desarrollan especies bromantes activas (consideradas por ser el hierro de bromonio, Br+), y así la bromación del polímero estirénico inicia muy rápidamente y con alta selectividad. La adición directa de AlBr3 a bromo también produce una solución de esta especie de bromación desarrollada preferida.

El catalizador se utiliza en una cantidad que es suficiente para obtener el efecto catalítico buscado. Estas cantidades catalíticas dependerá de la actividad del catalizador, pero generalmente caerá dentro del rango de de 0.2 a 20 % en peso y preferiblemente dentro del rango de 0.5 a 15 % en peso, con base en el peso del polímero estirénico que es bromado. Los catalizadores más activos se utilizarán en cantidades menores aunque los catalizadores menos activos se utilizarán en cantidades mayores. Para los catalizadores con base en hierro o aluminio preferidos, se prefiere que ellos se utilicen en cantidades dentro del rango de 0.5 a 5 % en peso. Son útiles AlCl3 y FeCl3 en cantidades dentro del rango de 0.2 a 10 % en peso. Cuando se utiliza AlCl3, AlBr3, o una solución de catalizador hecha de AlCl3 sólido y HBr gaseoso en bromo líquido caliente como se describió anteriormente como el catalizador, se prefieren cantidades dentro del rango de 0.5 a 3 % en peso.

Los agentes de bromación útiles en el proceso de esta invención pueden ser cualquiera de aquellos que puede bromar carbonos aromáticos en los grupos aromáticos del polímero (también se refiere aquí como unidades de monómero estirénico). La técnica reconoce Br2 y BrCl como agentes de bromación buenos, con el anterior que es más preferido. Se puede obtener bromo comercialmente en la forma diatómica o se puede generar mediante la oxidación de HBr. Se puede suministrar Br2 como un líquido o un gas. La cantidad del agente de bromación utilizado en el proceso debe proporcionar una relación mol general del agente de bromación total a la carga de polímero estirénico total, que proporcionará de 1 a 3 sustituciones de bromo por unidad de monómero estirénico en el polímero. Generalmente, se desea que los productos de polímero estirénico bromado de esta invención contengan por lo menos 30 % en peso bromo, con base en el peso total del polímero bromado. Se prefiere que el polímero bromado contenga por encima de aproximadamente 50 % en peso bromo y más preferiblemente por encima de aproximadamente 60 % en peso bromo. Para cualquier polímero estirénico particular, la cantidad del agente de bromación utilizado en el proceso se determinará por el contenido de bromo deseado considerando el contenido de bromo más alto que es obtenible con los parámetros de proceso seleccionados. Los contenidos de bromo mayores requerirán el mayor agente de bromación. Se resalta que cuando se logra la tribromación, llega a ser más difícil sustituir más bromos. Agregar cantidades más grandes de un agente de bromación no siempre reduce su dificultad. Sin embargo, es útil, intentar maximizar el contenido de bromo, para proporcionar un exceso estequiométrico pequeño del agente de bromación. Se prefiere el exceso estequiométrico de hasta aproximadamente 2%. La estequiometría se determina fácilmente cuando esta requiere un mol de Br2

o BrCl por sustitución buscada. En la práctica, el médico determinará el contenido de bromo buscado en una base en peso y luego calculará, en una base idealizada, el número de moles del agente de bromación necesario para obtener el mismo. Por ejemplo, si el polímero estirénico es poliestireno y el contenido de bromo buscado es 68 % en peso, requerirá por lo menos 2.7 moles de bromo o BrCl por unidad de monómero estirénico, que no incluye cualquier exceso estequiométrico deseado. Para el poliestireno bromado, es deseable un contenido de bromo de 40 a 70+ % en peso bromo. Se puede obtener este rango teóricamente con una relación mol de bromo a unidad de monómero estirénica de

0.9:1 a 3.0:1. El poliestireno bromado preferido es un contenido de bromo de 60 a 70+ % en peso, que se puede obtener con una relación mol teórica de 1.9:1 a 3.0:1 para bromo o BrCl. Los procesos de esta invención pueden, con facilidad, proporcionar hasta 67-69 % en peso y de hecho aún hasta 70-72 % en peso de bromo en el polímero estirénico bromado. Al determinar la cantidad de agente de bromación en el proceso, se cuenta el agente de bromación en la mezcla cargada y cualquier agente de bromación preagregado antes de la carga de la mezcla. Como se destaca aquí, no es necesario preagregar un agente de bromación al catalizador y, así, todos los requerimientos de proceso del agente de bromación se pueden suministrar por vía de la carga de la mezcla. Si esto se puede hacer, sin embargo, el médico elige preagregar un agente de bromación al reactor. Aunque lo anterior describe la relación cuantitativa general entre el agente de bromación y el polímero estirénico, la relación cuantitativa entre estos dos reactivos en la mezcla de carga no se ha discutido completamente. Generalmente, la mezcla que se carga contendrá de 1 a 8 moles del agente de bromación por mole de unidades de monómero estirénico en cualquier tiempo durante el periodo de carga. Durante la carga, la relación cuantitativa puede ser constante o puede variar dentro del rango mencionado anteriormente. (Está dentro del alcance de esta invención permitir algunas excursiones fuera del rango de tal manera que no es significativamente perjudicial para la eficiencia del proceso o la calidad del producto.) Un rango preferido es de 2.5 a 5 moles del agente de bromación por mole de unidades de monómero estirénico en la mezcla de carga. Como se puede apreciar, el uso de una cantidad de agente de bromación en la mezcla de carga que da una relación mol de agente de bromación a unidades de monómero estirénico que es menor de o mayor que la relación mol general seleccionada del agente de bromación a unidades de monómero estirénico, resultará en agotamiento del agente de bromación o el polímero estirénico como una mezcla constituyente antes de agotamiento del otro constituyente. Por ejemplo, si el practicante elige producir poliestireno bromado con un contenido de bromo de 70 % en peso, una relación molar general de bromo a unidades de monómero estirénico de 3.0:1, y cualquier exceso si se desea, sería adecuado. Si el médico elige formar una mezcla de carga en la que la relación molar de bromo a unidades de monómero estirénico es 1:1, puede parecer que la cantidad de poliestireno a ser cargado se completará antes de obtener la cantidad general necesaria de bromo. En este caso, el médico primero utiliza la mezcla 1:1 y luego continúa con solo una carga de bromo después que la carga de poliestireno se ha agotado. Si, por otra parte, la relación molar en la mezcla de carga se elige por ser 5:1, entonces el bromo primero se llegará a agotar y la carga se tendrá que finalizar con el poliestireno solo. Generalmente, se prefiere tener la relación molar general y la relación de mezcla de carga por lo menos de alguna forma similar. En todos los casos, la carga inicial debe contener preferiblemente por lo menos una relación molar de bromo a unidades de monómero estirénico de 1:1.

Se prefiere que el bromo utilizado en el proceso de esta invención sea esencialmente anhidro, es decir, que contenga menos de 100 ppm (base en peso) de agua y no contenga más de 10 ppm de impurezas orgánicas, por ejemplo, aceite, grasa, carbonilo que contiene hidrocarburos, y hierro. El bromo de grado comercial disponible puede tener tal pureza. Si, sin embargo, tal no está disponible, las impurezas orgánicas y el contenido de agua del bromo se pueden reducir convenientemente al mezclar una relación de volumen 3 a 1 de bromo y se concentra ácido sulfúrico (94-98%). Se forma una mezcla de dos fases que se agita durante 10-16 horas. Después de mezclar y decantar, la fase de ácido sulfúrico, junto con las impurezas y agua, se separa de la fase de bromo. Para mejorar adicionalmente la pureza del bromo, la fase de bromo recuperada se puede someter a destilación.

Como se indicó anteriormente, se prefiere que los procesos de esta invención utilicen un disolvente. El disolvente puede ser capaz de solubilizar el polímero estirénico cargado e intermedios de bajo contenido de bromo y puede ser relativamente inerte con el proceso en condiciones de reacción. El disolvente también debe exhibir solubilidad de los polímeros estirénicos de bajo contenido de bromo y, en casos preferidos, el producto bromado final. Los disolventes preferidos son aquellos en los que el catalizador de bromación también es soluble, fácilmente disperso o fácilmente suspendido. Se prefieren disolventes halogenados y se ejemplifican mediante tetracloruro de carbono, cloroformo, tetracloroetano, cloruro de metileno, dicloroetano, tricloroetileno, triclorobenceno, bromuro de metileno, 1,2-dibromoetano, diclorodifluorometano, bromoclorometano, y sus mezclas. Se prefieren especialmente bromoclorometano, 1,2-dicloroetano, bromuro de metileno, y cloruro de metileno. Al formar una solución de disolvente y el polímero estirénico, el polímero llega a ser fácilmente manipulable y se mezcla con bromo. Las soluciones de esta invención contienen preferiblemente de 5 a 50 % en peso polímero. Se prefieren más altamente aquellos de 5 a 30 % en peso de polímero.

Se prefiere tener el catalizador de bromación, al que se carga la mezcla de bromo/ polímero estirénico, para estar en asociación con un líquido de tal manera que el catalizador puede estar en una solución, suspensión, dispersión o suspensión. Tal mezcla mejorará los reactivos y las cualidades de transferencia de masa. Es conveniente, pero no necesario, utilizar el mismo líquido, es decir, el disolvente, que se utiliza para formar la solución de polímero estirénico. Así, en un modo preferido, los procesos de esta invención proporcionarán una mezcla de disolvente halogenado y catalizador en el reactor en el que la mezcla de polímero estirénico/agente de bromación se puede cargar. La mezcla de disolvente halogenado y catalizador se describe mejor como una suspensión. Generalmente, es adecuado utilizar de 95 a 99.9 % en peso de líquido y preferiblemente de 99 a 99.8 % en peso, con base en el peso total de líquido y catalizador. En un segundo modo más preferido, el catalizador se disuelve o se suspende en el agente de bromación y luego se combina con la solución de polímero estirénico cuando este ingresa a la zona de reacción.

El disolvente utilizado para disolver el polímero estirénico y el líquido utilizado en asociación con el catalizador son preferiblemente secos, es decir, ellos contienen menos de aproximadamente 200 ppm (base en peso) de agua entre ellos y preferiblemente menos de aproximadamente 150 o 100 ppm de agua. La presencia de agua no se desea, en cantidades significativas, ya que se puede desactivar el catalizador a un grado indeseable. Si, por alguna razón, el médico tiene grandes cantidades de agua en el proceso y el desagüe no es práctico, puede ser posible entonces superar la situación al incrementar simplemente la cantidad de catalizador utilizado. Para el proceso de esta invención, no es una característica utilizar únicamente agua para evitar la reticulación como es la enseñanza de la Patente Estadounidense No. 4,200,703, pero, esta invención minimiza la reticulación por medios que incluyen sus técnicas de carga novedosas.

La mezcla de carga de polímero estirénico/agente de bromación debe ocurrir rápidamente, se da consideración a la capacidad del equipo del proceso manipular la carga de calor del proceso exotérmico, la presión generada por el coproducto HX, y otros procesos relacionados. En resumen, la carga puede ocurrir durante el periodo más corto que permitirá mediante el equipo sin excursión fuera de los parámetros de proceso críticos. Generalmente, se anticipa que el periodo de carga para operaciones de tanda será de 0.5 a 10 horas para una planta de tamaño comercial. Se esperan periodos de carga más cortos para procesos de tanda a escala más pequeña. Los tiempos de residencia promedio para el proceso continuo de esta invención (es decir, periodos entre el inicio del tiempo de la bromación ocurren en la zona de reacción hasta que ocurre la desactivación del catalizador) son típicamente menos de 20 minutos, preferiblemente 10 minutos o menos, y más preferiblemente 5 minutos o menos.

El proceso de esta invención ocurre en una temperatura en el rango de -20° a 20° preferiblemente en el rango de -10 a 10 °C, y más preferiblemente en el rango de -5°C to 5°C. La bromación y preferiblemente la transferencia al medio de apagado acuoso se conducen en presión superatmosférica. Es menos preferido reducir la presión al comienzo o durante la transferencia de los contenidos del reactor al medio de apagado acuoso, mientras se mantienen todos los contenidos del reactor que incluye el HX confinado, por ejemplo, dentro de la tubería o conductos de transferencia de tal manera que sustancialmente todo el coproducto HX formado mediante la bromación se mantiene confinado, y se transfiere a y se captura mediante el medio de apagado.

Para llevar a cabo un proceso de tipo en tanda típico de esta invención, se suspende un catalizador de bromación, por ejemplo, AlCl3, en el disolvente esencialmente anhidro, para dar una suspensión fácilmente agitable. La suspensión se prepara en un reactor agitado de línea de vidrio y se trae a una temperatura dentro del rango de -5° a 10°C. La mezcla se mantiene mediante atmósfera seca, inerte, presurizada en el reactor. Una solución del polímero estirénico y disolvente, por ejemplo, bromoclorometano, se prepara y se mezcla íntimamente con una corriente de bromo para producir una mezcla homogénea. La mezcla fría se carga en la suspensión de catalizador de bromación agitada en el reactor presurizado sellado. La mezcla íntima de la solución de polímero estirénico y el agente de bromación se puede llevar a cabo en un número de formas. Por ejemplo, la solución y un agente de bromación se pueden cargar a un dispositivo de mezcla, por ejemplo, una boquilla de mezcla, en el extremo inferior del tubo de inmersión en el reactor que se extiende en un punto por debajo del nivel de suspensión. El dispositivo de mezcla se diseña para obtener la mezcla íntima de la solución y el agente de bromación. También, el dispositivo de mezcla actúa como energía de mezcla impartida, en el punto de carga, para la mezcla íntima y la suspensión de catalizador. Otra técnica para obtener mezcla íntima de la solución de polímero estirénico y el agente de bromación, es para utilizar un bucle de reactor exterior que tiene un mezclador en línea, es decir un mezclador de choque. Generalmente, el uso de un bucle de reactor exterior incluye cargar primero el reactor con un catalizador de suspensión de bromación, suspensión, y luego retirar de la corriente del reactor que luego se carga en un mezclador externo del reactor. Una mezcla formada de por lo menos bromo y el polímero estirénico también se carga al mezclador para producir una segunda mezcla que se forma de las dos cargas al mezclador. La segunda mezcla se carga posteriormente en el reactor. El retiro de vapor del reactor comprenderá inicialmente el catalizador. Después que se carga la segunda mezcla al reactor y el proceso corre, el vapor retirado empezará a comprender poliestireno bromado junto con el catalizador. El uso de un bucle de reactor exterior en un proceso de bromación se discute adicionalmente con referencia a la FIGURA 1 de la Patente Estadounidense No. 5,677,390.

El reactor se mantiene a una temperatura baja, por ejemplo, de 0° a -5 °C, durante la carga del polímero estirénico y/o la carga de bromación, cuando el caso puede ser, y preferiblemente de -2° a 2°C.

Como se puede apreciar, los contenidos del reactor de tanda presurizado sellados cambian de composición durante las cargas de solución de bromo y poliestireno/disolvente. Inicialmente, los contenidos del reactor comprenden catalizador y disolvente. Cuando el proceso corre, los contenidos del reactor comprenden y empiezan a ser más ricos en poliestireno bromado. Durante un periodo de cocción, ocurre la bromación del último polímero estirénico cargado en el reactor. La remoción de los contenidos del reactor puede continuar ocurriendo durante el periodo de cocción para ayudar en la mezcla.

Después que se ha llevado a cabo la carga en tal operación tipo tanda, la mezcla de reacción que incluye sustancialmente todo el coproducto HX se mantiene en el reactor sellado bajo presión superatmosférica durante un periodo de cocción de 5 a 30 minutos, y preferiblemente de 5 a 15 minutos. La temperatura de cocción está dentro del rango de -10° a 10°C y preferiblemente dentro del rango de -5° a 5 °C. El periodo de cocción sirve para completar la bromación del último polímero estirénico cargado en el reactor. El periodo de cocción puede ocurrir en el reactor.

La bromación de los polímeros estirénicos es una reacción de sustitución. El coproducto HX también se forma en esta reacción. En la práctica de la presente invención, el HX formado en el proceso se mantiene dentro del reactor y se descarga junto con la mezcla de reacción en una zona o baño de apagado acuoso. Se puede utilizar un gas inerte seco, por ejemplo, nitrógeno, como un gas portador para purgar los vapores HX del reactor en un baño de apagado acuoso o en una zona de apagado acuosa equipada con aerosoles acuosos para disolver sustancialmente todos los vapores HX. El baño de apagado acuoso o los aerosoles en la zona de apagado pueden contener una base formadora de sal tal como hidróxido de sodio de tal manera que el HX entra en la mezcla de reacción y la purga HX del estado de vapor se convierten en una sal disuelta soluble en agua tal como una sal de metal álcali, típicamente NaBr o NaCl. Preferiblemente, solo se utiliza agua para el apagado de tal manera que el ácido bromhídrico o la solución de ácido clorhídrico que se forma es adecuada para uso o venta después de la remoción de cualesquier cantidades pequeñas del disolvente de bromación retenido.

Aunque el agua pura es el medio de apagado acuoso preferido, una solución o suspensión de sulfito de sodio, y/o se puede utilizar hidróxido de sodio para desactivar el catalizador, matar cualquier agente de bromación restante y ajustar el pH de la mezcla de reacción. Después de tal tratamiento, la mezcla de reacción apagada se decanta para obtener una mezcla de reacción de dos fases que contiene una fase orgánica, que contiene, como un soluto, el producto de polímero estirénico bromado, y una fase acuosa que contiene más, si no todo, el coproducto HX. La fase acuosa se decanta y la fase orgánica restante se separa de este componente de disolvente. Es más conveniente llevar a cabo esta separación al bombear la fase orgánica en agua hervida. A medida que el disolvente destella, el producto de polímero estirénico bromado forma un precipitado. El precipitado se puede recuperar mediante cualquier técnica de separación de líquidos-sólidos, por ejemplo, filtración, y centrifugación. El precipitado recuperado luego se seca. La fase acuosa del apagado que luego incluye el coproducto HX se trata con vapor vivo en una operación de tanda o continúa para remover cualquier disolvente de bromación residual. Cuando se utiliza bromo (Br2) como el agente de bromación, la solución acuosa separada por vapor luego se puede enviar a una unidad de recuperación de bromo en donde el valor de bromo se recupera como bromo elemental, o si se utiliza agua pura para el apagado, la solución es adecuada para uso o venta como ácido bromhídrico. Alternativamente, se puede tratar la solución acuosa separada con una base metálica con el fin de formar una solución de sal de bromuro metálica adecuada para uso o venta.

Para llevar a cabo un proceso de esta invención como un proceso continuo típico, típicamente dos o tres cargas continuas de los componentes de reactor se llevan a cabo concurrentemente, el reactor o la zona de reacción es preferiblemente un reactor tipo bucle o tubular del reactor que se remueve típicamente continuamente desde la zona de reacción y se transfiere a una tanda apagado o zona de apagado. Cuando se utilizan dos cargas continuas, la carga no contiene todos los tres componentes durante un periodo mayor de unos pocos segundos, viz., (1) agente de bromación, (2) catalizador, y (3) polímero estirénico (preferiblemente disuelto en un disolvente), pero todos los tres de estos se cargan al combinar dos de estos tres componentes en una de las dos cargas. Si en tal caso

(3) se carga solo, el disolvente se debe cargar con el agente de bromación y el catalizador o se debe utilizar una tercera carga del disolvente. Cuando se utilizan tres cargas cada una de (1), (2), y (3) se pueden cargar separadamente pero una porción de una cualquiera de ellas se puede combinar con una carga de (1), (2) y/o (3) dado que no contiene carga todas las tres de ellas durante un periodo mayor de unos pocos segundos. Se puede elevar la combinación permisible de todas las tres cargas durante un periodo no mayor de unos pocos segundos, por ejemplo, cuando los tres componentes ingresan a una cámara de mezcla de pequeño golpe en un inyector y luego se inyectan desde el inyector. En tal un caso la cámara de mezcla de golpe sale del pasaje para constituir parte de la zona de reacción.

Se pueden emplear cargas múltiples de los componentes (1), (2) y/o (3), si se desea.

El diagrama de flujo de la Figura 1 describe esquemáticamente un tipo de sistema que se puede utilizar para conducir un proceso continuo presentado en esta invención que involucra la bromación continua del polímero estirénico aniónico (es decir, el polímero estirénico formado mediante el uso de un iniciador de polimerización aniónica tal como un alquilo litio). Básicamente el sistema se compone de un reactor tipo bucle 40, una bomba 42 para circular la mezcla de reacción que incluye el coproducto HX a través del reactor 40, una línea 44 tomada para recibir desde el reactor 40 una porción de la mezcla de reacción circulante que incluye el coproducto HX y transmitir tales contenidos a un matraz de apagado (no mostrado), un sistema de inyección dual compuesto del inyector 43 y inyector 45, un intercambiador de calor indirecto 46, y un mezclador estático 48. En la forma descrita de intercambiador de calor 46 se dispone corriente arriba de los inyectores 43 y 45 y corriente debajo de la bomba 42 con el fin de remover el calor generado por la acción de la bomba 42, así como también calor de la reacción de bromación exotérmica. Si se desea, el intercambiador de calor 46 se puede colocar en cualquier otro lugar adecuado con relación al reactor 40. También más de un tal intercambiador de calor se puede emplear en asociación con el reactor 40 para remover calor en más de una ubicación alrededor del bucle. Se proporciona el intercambiador de calor 46 con un flujo de líquido que absorbe calor adecuado tal como agua fría y/o etilenglicol.

Como se describe, los inyectores 43 y 45 están en alineación opuesta axial. Aunque no mostrado en el dibujo de línea de la Figura 2, los orificios de los inyectores 43 y 45 se separan uno del otro de tal manera que los contenidos de estos inyectores respectivos se fuerzan directamente hacia cada uno y sustancialmente en ángulos derechos con relación a y en la mezcla de reacción que incluye el flujo del coproducto HX a través del reactor 40. Tal una disposición asegura el contacto muy rápido entre los contenidos inyectados de los inyectores y la mezcla de reacción fluye a través del reactor. Esto a su vez asegura el inicio altamente rápido de la reacción de bromación. Tomar la línea 44 como se describe continuamente remueve el reactor 40 a una porción de la masa de reacción circulante. Los contenidos de la línea tomada 44 se transportan típicamente a y se descargan en un matraz (no mostrado) que contiene un líquido de apagado que desactiva rápidamente el catalizador.

El inyector 43 recibe y descarga una solución del polímero estirénico aniónico en disolvente adecuado mientras el inyector 45 recibe y descarga una mezcla del agente de bromación tal como bromo, y catalizador tal como tribromuro de aluminio. Si se desea, se pueden disponer tres inyectores (no mostrado) alrededor del reactor 40, uno para inyectar la solución del polímero estirénico aniónico, otro para inyectar el agente de bromación (con o sin disolvente o diluyente) y el tercero para inyectar el catalizador (con o sin disolvente o diluyente) de tal manera que se pone en contacto entre las tres corrientes inyectadas ocurre rápidamente lo que resulta así en iniciación rápida de la bromación del polímero estirénico. En tal un sistema de tres inyectores puede estar en cualquier disposición con relación a cada uno proporcionando los contenidos inyectados de los inyectores que entran en contacto con cada uno rápidamente, preferiblemente dentro de una materia de unos pocos segundos. Una tal disposición de tres inyectores involucra disponer los inyectores alrededor del reactor 40 con los ejes respectivos de los tres inyectores en el mismo plano y separar radialmente en intervalos de aproximadamente 120°.

El sistema de la Figura 1 se opera típicamente a presión superatmosférica.

De acuerdo con lo anterior, el coproducto HX permanece con la mezcla de reacción dentro de los confines del reactor 40 y se lleva acabo desde el reactor mediante la línea tomada 44 y se descarga junto con la mezcla de reacción directamente en un matraz que contiene un medio de apagado acuoso que toma HX y evita su escape en el ambiente. Así sustancialmente todo el coproducto HX se captura al mismo tiempo la mezcla de reacción se apaga, una etapa conduce a la recuperación de ambos productos en formas comercialmente deseables.

La recuperación del producto y trabajo después de apagado se puede conducir al dejar que la mezcla de reacción apagada se decante para obtener una mezcla de reacción de dos fases que contiene una fase orgánica, que contiene, como un soluto, el producto de polímero estirénico aniónico bromado y una fase acuosa que contiene el coproducto HX. La fase acuosa se decanta y la fase orgánica restante se separa de su componente de disolvente. Es más conveniente llevar a cabo esta separación al bombear la fase orgánica en agua hervida. Como el disolvente destella, el producto de polímero estirénico aniónico bromado forma un precipitado. El precipitado se puede recuperar mediante cualquier técnica de separación de líquidos-sólidos, por ejemplo, filtración, y centrifugación. Luego el producto de lavado precipitado recuperado se seca, típicamente en una temperatura en el rango de 110 °C a 150°C.

La fase acuosa del apagado se trata con vapor vivo en una tanda u operación continua para remover cualquier disolvente de bromación residual. Cuando el HX es HBr, la solución acuosa separada con vapor se puede enviar luego a una unidad de recuperación de bromo en donde se recupera el valor de bromo como bromo elemental, o si se utiliza agua pura para el apagado, la solución es adecuada para uso o venta como ácido bromhídrico.

Cuando se utiliza bromo como el agente de bromación y opera el sistema de la Figura 1 a presiones elevadas en el orden de 2.39 x 105 Pa a 5.15 x 105 Pa (20 a 60 psig) y preferiblemente a aproximadamente 4.12 x 105 Pa 45 psig, todo el coproducto HBr formado se puede retener en la mezcla de reacción líquida. Esto tiene la ventaja no solo de eliminar una necesidad de un depurador HBr separado del sistema general, pero en adición todos los valores de bromo en el HBr se pueden recuperar del apagado acuoso de la mezcla de reacción simplificando y reduciendo así el costo de la recuperación de tales valores de bromo. Adicionalmente, el HBr retenido tiene un efecto diluyente en la mezcla de reacción que reduce la viscosidad de la mezcla de reacción. Tal viscosidad reducida permite al proceso de bromación operar con menos disolvente o permite el uso de un polímero estirénico aniónico de moderadamente alto peso molecular con el mismo nivel de disolvente o permite el uso de un intercambiador de calor, menos costoso, más pequeño.

Se pueden utilizar polímeros estirénicos bromados producidos por esta invención como retardantes de flama para varios materiales poliméricos tal como materiales y resinas termoplásticos y termoendurecibles. Los pesos moleculares promedios del peso de los polímeros que pueden retardar flamas presentados por esta invención pueden variar ampliamente, de polímeros de bajo peso molecular a polímeros de muy alto peso molecular. Se conocen métodos para producir los varios polímeros termoplásticos o termoendurecibles que pueden retardar flama con los polímeros estirénicos bromados de esta invención por aquellas personas medianamente expertas en la técnica. Otras personas quienes pueden ser no familiares con tales materias, se deben referir a la literatura extensiva que existe en tales objetos. Preferiblemente se utilizan polímeros estirénicos bromados de esta invención como retardantes de flama aditivos para varios polímeros termoplásticos.

Como se utiliza de cualquier parte aquí incluyendo las reivindicaciones, los términos "continuo" y "continuamente" denotan que la operación referida de forma ordinaria procede sin interrupción en el tiempo dado que sin embargo una interrupción es permisible si es de una duración que no interrumpe las condiciones de estado estacionario de aquella operación. Si la interrupción es de una duración que interrumpe la operación de estado estacionario, se debe alcanzar una condición de estado estacionario de operación antes de reanudar la recolección del producto.

Los componentes referidos por el nombre o fórmula química en cualquier parte la especificación o sus reivindicaciones, sea que se refieran en singular o plural, se identifican ya que ellos existen antes de entrar en contacto con otra sustancia referida por el nombre químico o tipo químico (por ejemplo, otro componente, un disolvente, o etc.). No importa qué cambios químicos preliminares, transformaciones y/o reacciones, si los hay, tienen lugar en la mezcla resultante o solución tal como cambios, transformaciones, y/o reacciones que son el resultado natural de poner los componentes específicos juntos bajo las condiciones mencionadas por virtud de esta descripción. Así se identifican componentes como ingredientes a ser colocados juntos en relación con el desarrollo de una operación deseada o en la formación de una composición deseada. También, aunque las reivindicaciones aquí adelante se pueden referir a sustancias, componentes y/o ingredientes en tiempo presente ("comprende", "es", etc.), la referencia es para la sustancia, componente o ingrediente cuando este existe en el momento justo antes que este se ponga primero en contacto, mezclado o se mezcle con una o más de otras sustancias, componentes y/o ingredientes de acuerdo con la presente descripción. El hecho de que una sustancia, componente o ingrediente pueda tener pérdida de su identidad original a través de una reacción o transformación química durante el curso de operaciones de mezcla, contacto, o mezcla, si se conducen de acuerdo con esta descripción y con la persona medianamente versada en química, lo que no tiene interés práctico.

Esta invención es susceptible a variación considerable en su práctica.

Claims (19)

1.

Un proceso en donde un polímero estirénico bromado tiene un contenido de bromo de por lo menos aproximadamente 50 % en peso se prepara al bromar el polímero estirénico, en donde dicho proceso se caracteriza al bromar el polímero estirénico en una mezcla de reacción de fase de líquida en la presencia de un catalizador de bromación en una o más temperaturas en el rango de -20 a 20 °C bajo presión superatmosférica en un sistema de reacción cerrado de tal manera que todo el coproducto HCl y/o HBr gaseoso se captura como parte de dicha mezcla de reacción y dicho coproducto HCl y/o HBr gaseoso no se libera de dicho sistema de reacción cerrado separadamente y aparte de dicha mezcla de reacción, y en donde dicha mezcla de reacción se apaga con un medio de apagado acuoso.

2.

Un proceso como en la reivindicación 1 en donde la bromación se conduce utilizando bromo, Br2, como agente de bromación de tal manera que dicho HBr y/o HCl gaseoso es HBr.

3.

Un proceso como en la reivindicación 2 en donde dicho contenido de bromo es por lo menos aproximadamente 60 % en peso.

4.

Un proceso como en la reivindicación 2 en donde dicho contenido de bromo es por lo menos aproximadamente 67 % en peso.

5.

Un proceso como en la reivindicación 1 en donde dicho catalizador de bromación es un catalizador de bromación de ácido Lewis y en el que sustancialmente todo el coproducto HBr y/o HCl se retiene en la mezcla de reacción hasta que el catalizador se apaga en la zona de reacción o externamente desde la zona de reacción.

6.

Un proceso como en la reivindicación 5 en donde el catalizador se apaga en un medio de apagado acuoso.

7.

Un proceso como en la reivindicación 5 en donde la bromación se conduce en un disolvente que solubiliza el polímero estirénico.

8.

Un proceso como en la reivindicación 7 en donde dicho disolvente comprende por lo menos un disolvente de halocarbono y/o halohidrocarburo alifático en el que los átomos de halógeno son átomos de cloro, átomos de bromo o ambos.

9.

Un proceso como en la reivindicación 8 en donde dicho disolvente comprende bromoclorometano.

10.

Un proceso como en cualquiera de las Reivindicaciones 5, 6, 7, 8, o 9 en donde el catalizador de ácido Lewis es un haluro de aluminio en el que los átomos de halógeno son bromo, cloro o ambos.

11.

Un proceso como en cualquiera de las Reivindicaciones 5, 6, 7, 8, o 9 en donde la bromación se efectúa con bromo, cloruro de bromo, o ambos, como agente de bromación.

12.

Un proceso como en cualquiera de las Reivindicaciones 5, 6, 7, 8, o 9 en donde el polímero estirénico es un polímero estirénico formado mediante polimerización de radical libre.

13.

Un proceso como en la reivindicación 12 en donde el polímero estirénico es poliestireno.

14.

Un proceso como en cualquiera de las Reivindicaciones 5, 6, 7, 8, o 9 en donde el polímero estirénico es un polímero estirénico formado mediante polimerización aniónica.

15.

Un proceso como en la reivindicación 5 en donde: A) la bromación se conduce con bromo, cloruro de bromo, o ambos, como agente de

bromación; B) la bromación se conduce en un disolvente que solubiliza el polímero estirénico; y C) el polímero estirénico bromado y HBr y/o HCl se separan y se recuperan de por lo

menos una porción de la mezcla de apagado acuosa formada durante el apagado.

16.

Un proceso como en la Reivindicación 15 en donde el polímero estirénico es un polímero estirénico formado mediante polimerización de radical libre o mediante polimerización aniónica.

17.

Un proceso como en cualquiera de las Reivindicaciones 14 o 16 en donde el polímero estirénico es poliestireno.

18.

Un proceso como en la reivindicación 5 en donde al conducir la bromación, una mezcla

(i) que es sustancialmente libre de un catalizador de bromación y (ii) que se forma de por lo menos un agente de bromación y un polímero estirénico se carga a una cantidad catalítica de un catalizador de bromación contenido en dicho sistema de reacción cerrado.

19 Un proceso como en la reivindicación 5 en donde una primera corriente comprende el agente de bromación, una segunda corriente comprende el polímero estirénico y una tercera corriente comprende el catalizador de bromación se cargan a un mezclador dispuesto en dicho sistema de reacción cerrado para mezclar íntimamente tales corrientes.

20. Un proceso como en la reivindicación 5 en donde una primera corriente comprende el agente de bromación y catalizador, y una segunda corriente que comprende el polímero estirénico se cargan en dicho sistema de reacción cerrado.