ES2408128T3 - Proceso para la producción de carbonato de alquileno - Google Patents
Proceso para la producción de carbonato de alquileno Download PDFInfo
- Publication number
- ES2408128T3 ES2408128T3 ES11187890T ES11187890T ES2408128T3 ES 2408128 T3 ES2408128 T3 ES 2408128T3 ES 11187890 T ES11187890 T ES 11187890T ES 11187890 T ES11187890 T ES 11187890T ES 2408128 T3 ES2408128 T3 ES 2408128T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- catalyst
- alkylene
- sorption agent
- process according
- stream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- -1 alkylene carbonate Chemical compound 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 112
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 86
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 72
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 67
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 63
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 50
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 42
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims abstract description 32
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 31
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- RKHXQBLJXBGEKF-UHFFFAOYSA-M tetrabutylphosphanium;bromide Chemical group [Br-].CCCC[P+](CCCC)(CCCC)CCCC RKHXQBLJXBGEKF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 9
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 9
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 claims description 5
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 28
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 10
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 9
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 7
- MNZAKDODWSQONA-UHFFFAOYSA-N 1-dibutylphosphorylbutane Chemical compound CCCCP(=O)(CCCC)CCCC MNZAKDODWSQONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XXROGKLTLUQVRX-UHFFFAOYSA-N allyl alcohol Chemical compound OCC=C XXROGKLTLUQVRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Mg+2].[Si+4] ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N butyric aldehyde Natural products CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 3
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 3
- MPQXHAGKBWFSNV-UHFFFAOYSA-N oxidophosphanium Chemical class [PH3]=O MPQXHAGKBWFSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical compound CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- GKIPXFAANLTWBM-UHFFFAOYSA-N epibromohydrin Chemical compound BrCC1CO1 GKIPXFAANLTWBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- 125000004209 (C1-C8) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N Sodium methoxide Chemical compound [Na+].[O-]C WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005456 alcohol based solvent Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- XRFXFAVKXJREHL-UHFFFAOYSA-N arsinine Chemical class [As]1=CC=CC=C1 XRFXFAVKXJREHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 150000004694 iodide salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 125000000466 oxiranyl group Chemical group 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003003 phosphines Chemical class 0.000 description 1
- 125000005496 phosphonium group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 229940065287 selenium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000003343 selenium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- OUULRIDHGPHMNQ-UHFFFAOYSA-N stibane Chemical class [SbH3] OUULRIDHGPHMNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- MDDUHVRJJAFRAU-YZNNVMRBSA-N tert-butyl-[(1r,3s,5z)-3-[tert-butyl(dimethyl)silyl]oxy-5-(2-diphenylphosphorylethylidene)-4-methylidenecyclohexyl]oxy-dimethylsilane Chemical compound C1[C@@H](O[Si](C)(C)C(C)(C)C)C[C@H](O[Si](C)(C)C(C)(C)C)C(=C)\C1=C/CP(=O)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 MDDUHVRJJAFRAU-YZNNVMRBSA-N 0.000 description 1
- 150000003476 thallium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005270 trialkylamine group Chemical group 0.000 description 1
- TUQOTMZNTHZOKS-UHFFFAOYSA-N tributylphosphine Chemical compound CCCCP(CCCC)CCCC TUQOTMZNTHZOKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Chemical group 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D317/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D317/08—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3
- C07D317/10—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings
- C07D317/32—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
- C07D317/34—Oxygen atoms
- C07D317/36—Alkylene carbonates; Substituted alkylene carbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D317/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D317/08—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3
- C07D317/10—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings
- C07D317/32—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
- C07D317/34—Oxygen atoms
- C07D317/36—Alkylene carbonates; Substituted alkylene carbonates
- C07D317/38—Ethylene carbonate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
Abstract
Proceso para la producción de un carbonato de alquileno mediante la reacción de un óxido de alquileno condióxido de carbono en presencia de un catalizador de fosfonio, proceso en el que (a) el óxido de alquileno, dióxido de carbono y catalizador de fosfonio se introducen de manera continua en una zonade reacción de la que se extrae una corriente de producto que contiene carbonato de alquileno y catalizador defosfonio; (b) el carbonato de alquileno y una corriente que contiene el catalizador de fosfonio se separan de la corriente deproducto; (c) el carbonato de alquileno, separado en la etapa (b), se recupera como producto; y (d) la corriente que contiene el catalizador de fosfonio, separada en la etapa (b), se recicla a la zona de reacción,proceso en el que se lleva a cabo un tratamiento del catalizador con un agente de sorción que comprende carbón.
Description
Proceso para la producción de carbonato de alquileno.
La presente invención se refiere a un proceso para la producción de carbonato de alquileno.
Los procesos para la producción de carbonatos de alquileno son conocidos. El documento WO-A 2005/003113
5 describe un proceso en el que se pone en contacto dióxido de carbono con un óxido de alquileno en presencia de un catalizador adecuado. El catalizador descrito es un compuesto de tetralquil-fosfonio. El documento WO-A 2005/003113 describe que se ha reciclado el catalizador usado. El documento US-A 4.434.105 también describe un proceso para la preparación de carbonatos de alquileno. Se describen diversos catalizadores. El documento US-A
4.434.105 también describe que el catalizador se puede reutilizar después de que la reacción se ha completado.
10 En un proceso continuo, el producto de la reacción que contiene el carbonato de alquileno y el catalizador se debe someter a un tratamiento de regeneración. Este tratamiento de regeneración generalmente incluye destilación para separar el producto de carbonato de alquileno del catalizador. De acuerdo con el documento WO-A 2007/104730, se ha encontrado en un proceso continuo de producción de carbonato de alquileno, que usa un catalizador de fosfonio que la actividad del catalizador disminuye si el catalizador se reutiliza sin efectuar las etapas apropiadas para
15 eliminar los contaminantes del mismo. Por consiguiente, el documento WO-A 2007/104730 propone que el catalizador sea purificado antes de ser reciclado.
Los contaminantes que se eliminan según dicho documento WO-A 2007/104730 son productos de la descomposición del catalizador de fosfonio, tales como óxidos de fosfina. Al eliminar los últimos contaminantes se evita su acumulación en el proceso continuo. En el Ejemplo 1 del documento WO-A 2007/104730, se sometió a
20 destilación una disolución de catalizador que comprendía carbonato de propileno y catalizador de fosfonio usado (bromuro de tetrabutil-fosfonio, Bu4PBr), conteniendo también algo de óxido de tributil-fosfina (es decir, Bu3P=O). Fueron necesarias dos destilaciones consecutivas, para eliminar primero el carbonato de propileno y después eliminar la mayor parte del óxido de tributil-fosfina. El residuo consistió principalmente en bromuro de tetrabutilfosfonio.
25 La inserción del dióxido de carbono en el resto oxirano de los óxidos de alquileno es una reacción reversible. Es decir, el óxido de alquileno se puede formar también a partir del carbonato de alquileno con liberación de dióxido de carbono. Es de esperar que algunos contaminantes, que se forman durante la producción del carbonato de alquileno y/o la regeneración de la mezcla de reacción que contiene el carbonato de alquileno, puedan catalizar tal reacción inversa.
30 El documento WO-A 2007/104730 mencionado anteriormente no hace mención a la eliminación de los contaminantes que pueden catalizar la reacción inversa del carbonato de alquileno a óxido de alquileno y dióxido de carbono. Además, los presentes inventores han encontrado que los óxidos de fosfina no catalizan dicha reacción inversa, lo que se demuestra en los ejemplos a continuación.
El objeto de la presente invención es proporcionar un proceso continuo para la producción de un carbonato de
35 alquileno a partir de un óxido de alquileno y dióxido de carbono usando un catalizador de fosfonio que se recicla en el proceso, en donde se impide tanto como sea posible la reacción inversa de carbonato de alquileno a óxido de alquileno y dióxido de carbono, y se puede por tanto maximizar la recuperación de carbonato de alquileno.
Sorprendentemente, se ha encontrado que este objeto se consigue en dicho proceso continuo de producción de carbonato de alquileno que usa un catalizador reciclado, llevando a cabo un tratamiento del catalizador con un
40 agente de sorción que comprende carbón.
Por consiguiente, la presente invención se refiere a un proceso para la producción de un carbonato de alquileno mediante la reacción de un óxido de alquileno con dióxido de carbono en presencia de un catalizador de fosfonio, proceso en el cual:
(a) el óxido de alquileno, dióxido de carbono y catalizador de fosfonio se introducen de manera continua en una zona
45 de reacción, de la que se retira una corriente de producto que contiene carbonato de alquileno y catalizador de fosfonio;
- (b)
- se separan de la corriente de producto el carbonato de alquileno y una corriente que contiene el catalizador de fosfonio;
- (c)
- se recupera como producto el carbonato de alquileno separado en la etapa (b); y
50 (d) se recicla a la zona de reacción la corriente que contiene el catalizador de fosfonio separada en la etapa (b),
proceso en el que se lleva a cabo un tratamiento del catalizador con un agente de sorción que comprende carbón.
En el documento mencionado anteriormente WO-A 2007/104730, se sugiere que antes de reciclar el catalizador de fosfonio usado se purifica el mismo sometiéndolo a una adsorción. Sin embargo, en el documento WO-A
2007/104730 no se mencionan agentes específicos de sorción. Por otro lado, los presentes inventores han ensayado una variedad de agentes de sorción y han encontrado sorprendentemente que un agente de sorción que comprende carbón proporcionó los mejores resultados en términos de prevención de la reacción inversa de carbonato de alquileno a óxido de alquileno y dióxido de carbono, y maximización de la recuperación de carbonato de alquileno, lo que se demuestra en los ejemplos a continuación. Una ventaja adicional del presente proceso reside en el hecho que el proceso evita la necesidad de incluir una corriente de purga por la que se extraiga del proceso cualquier contaminante que catalice dicha reacción inversa.
En los ejemplos comparativos 2 y 3 del documento US20030212280, se usa carbón de superficie específica elevada (1100 y 1350 m2/g, respectivamente) para tratar el carbonato de propileno que contiene especies de N y Br.
En la presente memoria, sorción se refiere a un proceso en el que una sustancia (el agente de sorción) toma o retiene otra sustancia por absorción, adsorción, o una combinación de ambas.
En el presente proceso, el agente de sorción que se va a usar en el tratamiento de sorción comprende carbón. Dicho agente de sorción que comprende carbón puede ser un vehículo que transporta carbón en sus superficies interna y/o externa. Preferiblemente, dicho vehículo comprende un óxido inorgánico, por ejemplo óxido de aluminio (Al2O3 o alúmina), óxido de silicio (SiO2 o sílice) u óxido de titanio (TiO2 o titania).
Preferiblemente, dicho agente de sorción que comprende carbón es una sustancia que consiste principalmente en carbón, por ejemplo, una sustancia que comprende de 80 a 100% en peso de carbón, preferiblemente de 90 a 100% en peso de carbón, más preferiblemente de 95 a 100% en peso de carbón, lo más preferiblemente de 98 a 100% en peso de carbón, y altamente preferiblemente de 99 a 100% en peso de carbón. Un ejemplo de tal sustancia que consiste principalmente en carbón y que es un agente de sorción especialmente preferido en el presente proceso, es el carbón activo, también referido en la materia como carbón activado, carbón (vegetal) activo o carbón (vegetal) activado. Dicho carbón activo es una sustancia que contiene macroporos (diámetro de poros > 50 nm), mesoporos (diámetro de poros 2-50 nm) y microporos (diámetro de poros < 2 nm), y que comprende de 99 a 100% en peso de carbón y tiene una superficie específica (interna y externa) de 100 a 2000 m2/g, cuando es determinada por la adsorción de nitrógeno gaseoso. Preferiblemente, la superficie específica del carbón activo que se puede usar en el presente proceso como agente de sorción varía de 500 a 1500 m2/g.
El agente de sorción que se va a usar en el presente proceso puede tener un tamaño de partícula dentro de un intervalo amplio, y puede tener cualquier forma. Por ejemplo, dicho agente de sorción puede tener un diámetro de partícula < 0,18 mm (por ejemplo, carbón activado en polvo) o un diámetro de partícula en el intervalo de 0,2 a 0,7 mm (por ejemplo, carbón activado granulado) o un diámetro de partícula en el intervalo de 0,8 a 5 mm (por ejemplo, carbón activado extruido).
El tratamiento del catalizador con el agente de sorción que comprende carbón se puede llevar a cabo en cualquier lugar y en cualquier momento durante el presente proceso. Por ejemplo:
- (i)
- dicho tratamiento se puede llevar a cabo durante la producción del carbonato de alquileno en la zona de reacción en la etapa (a); y/o
- (ii)
- dicho tratamiento se puede llevar a cabo durante la separación en la etapa (b); y/o
(iii) la corriente que contiene el catalizador, separada en la etapa (b), se puede someter a dicho tratamiento antes de que dicha corriente sea reciclada a la zona de reacción.
Con cualquiera de estos tratamientos con el agente de sorción que comprende carbón, es posible prevenir tanto como es posible la reacción inversa de carbonato de alquileno a óxido de alquileno y dióxido de carbono. Adicionalmente, el agente de sorción que se va a usar en el presente proceso puede estar suspendido o fijo.
Por tanto, el agente de sorción puede estar suspendido (o como lodo) en la mezcla de reacción que está presente en la zona de reacción o el reactor en la etapa (a) del presente proceso. Adicionalmente, el agente de sorción puede estar suspendido en la corriente de producto, que, en la etapa (b) del presente proceso se separa en carbonato de alquileno y una corriente que contiene el catalizador de fosfonio. Tal separación, como se discutirá más adelante, se puede llevar a cabo por destilación en una columna de destilación. En el último caso, el agente de sorción puede estar suspendido en la columna de destilación. En general, si después del tratamiento con el agente de sorción suspendido, el agente de sorción necesita ser retirado de una corriente o mezcla particular, ésto se puede lograr por filtración.
Aún adicionalmente, el agente de sorción puede estar suspendido en la corriente que contiene el catalizador de fosfonio, separada en dicha etapa (b), antes de que sea reciclada en la etapa (d) del presente proceso a la zona de reacción de la etapa (a). Por ejemplo, la corriente separada que contiene el catalizador de fosfonio puede ser almacenada en un recipiente antes de que sea reciclada a la zona de reacción de la etapa (a). En el último caso, el agente de sorción puede estar suspendido en el recipiente (de almacenamiento). Después del tratamiento con el agente de sorción, el agente de sorción suspendido se puede eliminar, por ejemplo, por filtración. Alternativamente, el agente de sorción suspendido se puede enviar a la zona de reacción de la etapa (a).
El agente de sorción también puede estar suspendido en cualquier parte de los conductos y tuberías que conectan la zona de reacción, reactor, columna de destilación y/o recipiente (de almacenamiento), como se discutió anteriormente, en tanto tal parte de un conducto o tubería puede ser unida tanto aguas abajo como aguas arriba por una membrana, a través de la que no pueda permear el agente de sorción, pero a través de la que puedan permear los reactivos y/o productos y/o cualquier disolvente.
En todos los casos anteriores, el agente de sorción puede ser fijado más que suspendido, lo que significa que la zona de reacción, reactor, columna de destilación y/o recipiente (de almacenamiento), o parte del mismo y/o parte de un conducto o tubería como se discutió anteriormente, se llena con tal cantidad de agente de sorción que el agente de sorción se fija (inmóvil), en vez de suspenderse (móvil).
Aún adicionalmente, está previsto que en todos los casos anteriores, una porción de la mezcla que contiene los reactivos y/o productos y/o catalizador en cuestión, esto es, no toda la mezcla en cuestión, se trate con el agente de sorción que comprende carbón. Esto también da como resultado las ventajas de la presente invención, ya que al hacer esto se evita la acumulación de cualquier contaminante que cataliza la reacción inversa de carbonato de alquileno a óxido de alquileno y dióxido de carbono. Apropiadamente, tal porción representa de 1 a 90% en peso, más preferiblemente de 2 a 50% en peso, lo más preferiblemente de 5 a 25% en peso de la mezcla en cuestión.
El catalizador es un compuesto de fosfonio. Son conocidos tales catalizadores, por ejemplo, de los documentos US-A 5.153.333, US-A 2.994.705, US-A 4.434.105, WO-A 99/57108, EP-A 776.890, WO-A 2005/003113 y WO-A 2007/104730. Preferiblemente, el catalizador es un haluro de fosfonio de fórmula (R)4PX, en la que X se refiere a un haluro y cada R puede ser igual o diferente y se puede seleccionar de un grupo alquilo, alquenilo, alifático cíclico o aromático. El grupo R apropiadamente contiene de 1 a 12 átomos de carbono. Se obtienen buenos resultados cuando R es un grupo alquilo C1-8. Los más preferidos son los grupos R que se seleccionan entre los grupos metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, y t-butilo. Preferiblemente, el ion haluro es bromuro o yoduro. Ha resultado que los compuestos de bromuro y yoduro son más estables que los correspondientes compuestos de cloruros. El catalizador de fosfonio más preferido es el bromuro de tetra(n-butil)-fosfonio.
En la etapa (d) del presente proceso, una corriente que contiene catalizador de fosfonio se recicla a la zona de reacción en la etapa (a). Ya que la presencia de un disolvente muestra un efecto estabilizador sobre el catalizador, se prefiere reciclar el catalizador de fosfonio a la zona de reacción en presencia de un disolvente. Este disolvente puede ser un alcohol. Los disolventes alcoholes apropiados son los alquileno dioles, en particular etanodiol o propanodiol. La utilización de etanodiol o propanodiol tiene una ventaja adicional cuando el carbonato de alquileno se convierte en alquilen glicol (alcanodiol), y el alquilen glicol se usa como disolvente para el catalizador.
La corriente que contiene catalizador de fosfonio que se recicla a la etapa (a) contiene apropiadamente algo de carbonato de alquileno. El carbonato de alquileno asegura que el catalizador de fosfonio está en forma líquida, lo que facilita su transporte. Además, en el caso en que se usa alcohol como disolvente para el catalizador, la combinación de dichos alcohol y carbonato de alquileno tiene un efecto estabilizador para el catalizador.
La cantidad de catalizador en el reactor o en la zona de reacción de la etapa (a) se puede expresar convenientemente como moles de catalizador por mol de óxido de alquileno. Debido a la pequeña cantidad de productos secundarios, la carbonatación se lleva a cabo apropiadamente en presencia de al menos 0,0001 mol de catalizador por mol de óxido de alquileno. Preferiblemente, la cantidad de catalizador presente es tal que varía en el intervalo de 0,0001 a 0,1 mol de catalizador, más preferiblemente de 0,001 a 0,05, y lo más preferiblemente de 0,003 a 0,03 mol de catalizador por mol de óxido de alquileno.
El óxido de alquileno que se pone en contacto con el dióxido de carbono en la etapa (a) del presente proceso, es apropiadamente un óxido de alquileno C2-4, preferiblemente óxido de etileno y/o propileno, o mezclas de tales óxidos de alquilenos C2-4. Cuando se usa óxido de etileno, el carbonato de alquileno producido es carbonato de etileno. Cuando se utiliza óxido de propileno, el carbonato de alquileno producido es carbonato de propileno.
Como se mencionó anteriormente, la reacción de dióxido de carbono con el óxido de alquileno es reversible. Esto significa que el carbonato de alquileno formado se puede descomponer a dióxido de carbono y el óxido de alquileno. En la etapa (a) del presente proceso, la relación molar entre el dióxido de carbono y el óxido de alquileno puede ser tan baja como 0,5:1, más apropiadamente de 0,75:1.
Sin embargo, a la vista de la reversibilidad de la reacción se prefiere asegurar al menos un ligero exceso de dióxido de carbono, como 1,0:1 a 10:1, más preferiblemente de 1,01:1 a 2:1, lo más preferiblemente de 1,01:1 a 1,2:1. Un medio apropiado para establecer un exceso de dióxido de carbono es conducir la reacción a una presión elevada de dióxido de carbono y mantener la presión constante por dosificación de dióxido de carbono. La presión total varía apropiadamente de 5 a 200 bar; la presión parcial de dióxido de carbono está preferiblemente en el intervalo de 5 a 70, más preferiblemente de 7 a 50, y lo más preferiblemente de 10 a 30 bar.
La temperatura de reacción en la etapa (a) del presente proceso se puede seleccionar dentro de un intervalo amplio. Apropiadamente la temperatura se selecciona de 30 a 300ºC. La ventaja de una temperatura relativamente alta es el aumento de la velocidad de reacción. Sin embargo, si la temperatura de reacción es demasiado alta, pueden
producirse reacciones secundarias, o se puede acelerar la descomposición indeseable del catalizador. Por tanto, la temperatura se selecciona apropiadamente de 100 hasta 220ºC.
El experto en la materia será capaz de adaptar otras condiciones de reacción como sean apropiadas. El tiempo de residencia del óxido de alquileno y el dióxido de carbono en el reactor o la zona de reacción en la etapa (a) del presente proceso se puede seleccionar sin dificultad excesiva. El tiempo de residencia usualmente se puede variar entre 5 min. y 24 horas, preferiblemente entre 10 minutos y 10 horas. La conversión del óxido de alquileno apropiadamente es al menos 95%, más preferiblemente al menos 98%. Se puede adaptar el tiempo de residencia dependiendo de la temperatura y la presión. La concentración de catalizador también puede variar dentro de intervalos amplios. Las concentraciones apropiadas incluyen de 1 a 25% en peso, basado en la mezcla de reacción total. Se pueden obtener buenos resultados con una concentración de catalizador de 2 a 8% en peso, basado en la mezcla de reacción total.
En la etapa (a) del presente proceso se puede usar sólo un reactor. Sin embargo, también es factible llevar a cabo la reacción de la etapa (a) en dos o más reactores. En tales casos, puede ser ventajoso proporcionar la cantidad óptima de exceso del dióxido de carbono en los reactores eliminando o añadiendo dióxido de carbono entre los reactores. Los reactores son operados apropiadamente en condiciones de flujo de pistón. Es incluso más preferido disponer de un reactor del tipo con recirculación, por ejemplo, un reactor continuo del tipo de tanque agitado (CSTR, de las siglas en inglés, Continuously Stirred Tank Reactor), seguido por un reactor del tipo de flujo de pistón. Se conoce tal combinación, por ejemplo del documento US-A 4.314.945.
El producto deseado de carbonato de alquileno se puede recuperar de la mezcla de productos que se origina en la etapa (a) de la siguiente manera. En primer lugar, el dióxido de carbono y los componentes ligeros se pueden separar del efluente bruto del reactor de dicha etapa (a) en uno o más separadores gas-líquido para formar una corriente inferior que contiene el carbonato de alquileno y el catalizador. Dichos componentes ligeros son compuestos, diferentes del dióxido de carbono, que tienen un punto de ebullición de 185ºC o inferior, más específicamente 180ºC o inferior. Ejemplos de tales componentes ligeros en el efluente bruto del reactor de carbonatación pueden ser el óxido de alquileno sin reaccionar y cualquier contaminante ligero formado durante la reacción de carbonatación, tal como acetona, propionaldehído, alcohol alílico y acetaldehído.
Después de retirar dichos óxido de alquileno sin reaccionar y contaminantes ligeros, el carbonato de alquileno y una corriente que contiene catalizador de fosfonio se separan según la etapa (b) del presente proceso. Esto se puede lograr enviando la corriente inferior antes mencionada que contiene carbonato de alquileno y catalizador a una columna de destilación, donde se destila para formar una primera corriente superior de destilación y una primera corriente inferior de destilación. La primera corriente superior de destilación contiene carbonato de alquileno. La primera corriente inferior de destilación contiene el catalizador y posiblemente algo de carbonato de alquileno. La primera corriente inferior de destilación se recicla parcial o completamente al reactor según la etapa (d) del presente proceso.
En una situación en la que se utiliza alcohol como disolvente para el catalizador y tal alcohol tiene un punto de destilación inferior al del carbonato de alquileno, como es el caso cuando el alcohol usado es propanodiol y el carbonato de alquileno es carbonato de propileno, o cuando el alcohol usado es etanodiol y el carbonato de alquileno es carbonato de etileno, la primera corriente superior de destilación contiene dicho alcohol además del carbonato de alquileno.
El experto en la materia puede variar la temperatura y el número de platos sin restricción alguna de manera que se pueda realizar la destilación para separar el catalizador del carbonato de alquileno y de cualquier alcohol usado como disolvente para el catalizador.
De acuerdo con la etapa (c) del presente proceso, se puede obtener como producto el carbonato de alquileno, separado en la etapa (b). Como se indica a continuación, la primera corriente superior de destilación mencionada anteriormente se puede destilar para formar una segunda corriente superior de destilación y una segunda corriente inferior de destilación. La segunda corriente inferior de destilación contiene carbonato de alquileno, esto es, el producto final purificado.
En una situación en la que se utiliza un alcohol como disolvente para el catalizador y este alcohol tiene un punto de ebullición inferior al del carbonato de alquileno, la destilación de la primera corriente superior de destilación se debe llevar a cabo de tal manera que la segunda corriente superior de destilación contenga dicho alcohol y el producto final de carbonato de alquileno no contenga o no contenga sustancialmente alcohol.
El experto en la materia podrá variar la temperatura y el número de platos sin restricción alguna de manera que se pueda realizar la destilación de la primera corriente superior de destilación para separar el carbonato de alquileno de cualquier alcohol usado como disolvente para el catalizador.
El carbonato de alquileno que se produce en el presente proceso se puede usar apropiadamente para la producción de alcanodiol y carbonato de dialquilo. Por consiguiente, en el proceso de la presente invención preferiblemente (e) el carbonato de alquileno obtenido como producto en la etapa (c) se pone en contacto con un alcanol para obtener
una mezcla de reacción que contiene un alquilenodiol y un carbonato de dialquilo; y (f) se obtienen alquilenodiol y carbonato de dialquilo.
El alcanol utilizado en la etapa anterior de transesterificación (v) es apropiadamente un alcohol C1-4. Preferiblemente, el alcohol es metanol, etanol o isopropanol. Dicha etapa (v) se puede realizar en presencia de un catalizador 5 heterogéneo de transesterificación.
La reacción de transesterificación es conocida por sí misma. En este contexto se hace referencia al documento US-A 4.691.041 que describe un proceso para la producción de etilenglicol y carbonato de dimetilo por la reacción de transesterificación sobre un sistema de catalizador heterogéneo, en particular una resina de intercambio iónico con grupos funcionales amino terciario, amonio cuaternario, ácido sulfónico y ácido carboxílico, silicatos alcalinos y 10 alcalinotérreos impregnados sobre sílice y zeolitas intercambiadas con amonio. Los documentos US-A 5.359.118 y US-A 5.231.212 describen un proceso continuo para preparar carbonatos de dialquilo con una gama de catalizadores, que incluyen compuestos de metales alcalinos, en particular hidróxidos o alcoholatos de metales alcalinos, tales como hidróxido o metanolato de sodio, compuestos de talio, bases que contienen nitrógeno tales como trialquilaminas, fosfinas, estibinas, arseninas, compuestos de azufre o selenio, y sales de estaño, titanio o
15 zirconio.
Según el documento WO-A 2005/003113 la reacción de carbonato de alquileno con un alcanol se realiza sobre catalizadores heterogéneos, por ejemplo, sobre alúmina.
La invención se ilustra adicionalmente con los siguientes ejemplos:
Ejemplo 1 y ejemplos comparativos 1-4
20 En estos experimentos se investigó hasta dónde tiene lugar la reacción inversa de carbonato de propileno a óxido de propileno y dióxido de carbono, en presencia de un catalizador de bromuro de tetrabutil-fosfonio que previamente se había usado en la preparación de carbonato de propileno a partir de óxido de propileno y dióxido de carbono y, que después de tal utilización, o bien no se había tratado previamente con un agente de sorción (Ej. Comp. 1), o se había tratado previamente con un agente de sorción (Ej. Comp. 2-4 y Ej. 1).
25 En estos experimentos en los que el catalizador de bromuro de tetrabutil-fosfonio se ha tratado previamente con un agente de sorción, tal tratamiento previo se ha realizado a temperatura ambiente en una botella de vidrio cerrada que contenía una suspensión que consistía en una disolución del catalizador y un agente de sorción. En la Tabla 1 a continuación se indican la composición de dicha disolución, dicho agente de sorción, la cantidad de dicha disolución, la cantidad de dicho agente de sorción y la duración del tratamiento previo. Durante los tratamientos previos, las
30 suspensiones contenidas dentro de las botellas de vidrio fueron agitadas en un dispositivo de rotación.
Tabla 1.
Tratamientos previos del catalizador con un agente de sorción.
- Ej. (Comp.)
- Peso de la disolución de catalizador1, g Agente de sorción Peso del agente de sorción, g Duración del tratamiento previo, h
- Ej. Comp. 2
- 50 Sílice2 5 1
- Ej. Comp. 3
- 50 Alúmina3 5 1
- Ej. Comp. 4
- 81 Silicato de magnesio4 7,5 2
- Ej. 1
- 82 Carbón activado5 10 1
1 La disolución de catalizador consistía en: 67,6% en peso de carbonato de propileno, 24,9% en peso de catalizador de bromuro de tetrabutil-fosfonio usado, 7,2% en peso de óxido de tributil-fosfina y 0,3% en peso de
35 monopropilenglicol. 2 Polvo nanomicronizado de dióxido de silicio (10 nm – Aldrich – 99,5% en peso). 3 A-alúmina X-227 (ex CRI Criterion). 4 Silicato de magnesio AMBOSOL (ex Clarian). 5 Carbón activado en polvo SXPL03 (ex Norit).
Como se desprende de la Tabla 1, durante todos los tratamientos previos, la relación en peso del agente de sorción a la disolución de catalizador fue de alrededor 0,1. Al final de los tratamientos previos, el agente de sorción se separó de las suspensiones por filtración. A continuación, se realizaron los ensayos de estabilidad en los filtrados obtenidos de esa manera (Ej. Comp. 2-4 y Ej. 1). Se realizó también un ensayo de estabilidad con 99,6 g. de una
5 disolución de catalizador que tenía la composición como se describió anteriormente debajo de la Tabla 1, y que no se ha tratado previamente con un agente de sorción (Ej. Comp. 1).
En dichos ensayos de estabilidad, la temperatura fue 150ºC, la presión fue aproximadamente de 105 mbar, y la duración del ensayo fue de aproximadamente 18 horas. Dichos ensayos se llevaron a cabo en vasijas con agitación magnética (a unas 100 r.p.m.). Además, las condiciones experimentales usadas fueron tales que los componentes
10 ligeros formados durante los ensayos, componentes ligeros que incluían óxido de propileno y sus derivados (tales como propionaldehído, acetona, alcohol alílico y bromohidrina), se eliminaron por destilación de dichas vasijas y se retuvieron en una trampa por enfriamiento a aproximadamente -78ºC en un recipiente de doble pared rellena con una mezcla de hielo seco y acetona.
Tanto al principio como al final de los ensayos de estabilidad, se determinó el peso de los contenidos de las vasijas.
15 A continuación se determinó el porcentaje del peso final sobre la base del peso original, el que se presenta en la Tabla 2 expresado como “Residuo”.
Ensayos de estabilidad.
- Ej. (Comp.)
- Agente de sorción usado durante el tratamiento previo (véase también la Tabla 1) Residuo (% en peso)
- Ej. Comp. 1
- ninguno 82,3
- Ej. Comp. 2
- Sílice 67,0
- Ej. Comp. 3
- Alúmina 67,0
- Ej. Comp. 4
- Silicato de magnesio 35,8,
- Ej. 1
- Carbón activado 83,5
20 De la anterior Tabla 2 se aprecia que, al final del ensayo de estabilidad, 82,3% del peso original de la mezcla que no ha sido tratada previamente con el agente de sorción (Ej. Comp. 1) estaba aún presente en la vasija. Adicionalmente, se aprecia que, al final del ensayo de estabilidad, un porcentaje superior (es decir, 83,5%) del peso original de la mezcla que ha sido tratada previamente con carbón activado como agente de sorción (Ej. 1) estaba aún presente en la vasija. Esto significa que en el caso en que el catalizador usado se ha tratado previamente con
25 carbón activado como agente de sorción (Ej. 1), sorprendentemente la reacción inversa de carbonato de propileno a óxido de propileno y dióxido de carbono tiene lugar en menor grado, que en el caso cuando no se ha realizado el tratamiento previo con un agente de sorción (Ej. Comp. 1).
Además, y aún más sorprendente, parece que en aquellos casos en que el catalizador utilizado se ha tratado previamente con agentes de sorción diferentes al carbón activado (Ej. Comp. 2-4) la reacción inversa de carbonato 30 de propileno a óxido de propileno y dióxido de carbono tiene lugar en mayor grado, que en el caso en que no se realiza ningún tratamiento previo con un agente de sorción (Ej. Comp. 1), como se indica por el valor relativamente bajo del “Residuo” de los Ej. Comp. 2-4 de la Tabla 2 anterior. Por lo tanto, la sílice, alúmina y silicato de magnesio no son adecuados para utilizarse como agentes de sorción para tratar el catalizador de bromuro de tetrabutilfosfonio, que se ha usado para producir carbonato de propileno a partir de óxido de propileno y dióxido de carbono,
35 con el fin de reducir la reacción inversa del carbonato de propileno.
Ejemplo de referencia.
Como se ha mencionado anteriormente, el documento WO-A 2007/104730 describe la purificación de un catalizador de fosfonio, que se ha usado en un proceso continuo de producción de carbonato de alquileno, una purificación en la que el producto de descomposición del catalizador, que comprende óxido de fosfina, se retira antes de reciclar el
40 catalizador. El objeto de los experimentos de este ejemplo es investigar si los óxidos de fosfina catalizan, o no, la reacción inversa de carbonato de alquileno a óxido de alquileno y dióxido de carbono.
Se realizó un ensayo de estabilidad de una mezcla que consistió en 74,7 g de carbonato de propileno y 26,7 g de catalizador de bromuro de tetrabutil-fosfonio. Adicionalmente, se realizó un ensayo de estabilidad de una mezcla que
consistió en 67,0 g de carbonato de propileno, 25,2 g de catalizador de bromuro de tetrabutil-fosfonio y 7,0 g de óxido de tributil-fosfina.
En dichos ensayos de estabilidad, la temperatura fue de 150ºC, la presión fue de 100 mbar, y la duración de los ensayos fue de 20 horas.
Dichos ensayos se llevaron a cabo en vasijas con agitación magnética (unas 100 r.p.m.). Asimismo, las condiciones experimentales utilizadas fueron tales que los componentes ligeros formados durante los ensayos, componentes ligeros que incluyen al óxido de propileno y sus derivados (tales como propionaldehido, acetona, alcohol alílico y bromohidrina), se eliminaron de dichas vasijas por destilación y se retuvieron en una trampa por enfriamiento a unos -78ºC en un recipiente con doble pared relleno con una mezcla de hielo seco y acetona.
Al término de dichos ensayos de estabilidad, se determinó el peso de los contenidos de las vasijas. Para ambos dichos ensayos, resultó que el 95,1% del peso original de las mezclas se encontró aún presente al final del ensayo. Esto indica que el óxido de tributil-fosfina no cataliza la reacción inversa del carbonato de propileno a óxido de propileno y dióxido de carbono.
Ejemplos 2-3 y Ejemplo Comparativo 5.
En estos experimentos, se investigó la actividad de un catalizador de bromuro de tetrabutil-fosfonio en la preparación de carbonato de propileno a partir de óxido de propileno y dióxido de carbono. Dicho catalizador también se había usado previamente en la preparación de carbonato de propileno a partir de óxido de propileno y dióxido de carbono. Después de dicha utilización previa, el catalizador o bien no se había tratado previamente con un agente de sorción (Ej. 3 y Ej. Comp. 5), o sí se había tratado previamente con carbón activado como agente de sorción (Ej. 2). Además, dichos experimentos en los Ej. 3 y Ej. Comp. 5 difieren entre sí en que en el experimento del Ej. 3 se usó carbón activado como agente de sorción durante el experimento.
Los experimentos se llevaron a cabo en un reactor de acero inoxidable tipo autoclave y capacidad de 1 litro. La temperatura en el reactor se controló con un baño de aceite, la presión se controló con un controlador automático de presión que regulaba la admisión de dióxido de carbono (CO2). El reactor estaba equipado con un agitador de eje hueco para aumentar el contacto gas-líquido. Para el muestreo se instaló una pipeta de inmersión.
El reactor se cargó con 120 g de óxido de propileno (PO) y 3 g de sulfolano (patrón interno). Se adicionó CO2 para elevar la presión hasta unos 4 bar. La mezcla se calentó hasta 145ºC y se adicionó CO2 hasta alcanzar la presión deseada de 20 bar. En cada experimento se utilizaron 2,4 g de una disolución de catalizador, que contenía 2 g de carbonato de propileno y 250 mg del catalizador usado de bromuro de tetrabutil-fosfonio (el resto fue óxido de tributil-fosfina).
En el experimento del Ej. 2 la disolución de catalizador usada fue tratada previamente con carbón activado como agente de sorción. Dicho tratamiento previo implicó el tratamiento a temperatura ambiente de 10 g de la disolución anterior de catalizador con 1 g de carbón activado (SXPL03, carbón activado en polvo; ej. Norit) durante 16 horas en un dispositivo de rotación, seguido por la filtración de la suspensión. En el experimento del Ej. 2 se utilizó 2,4 g del filtrado obtenido de esta manera como disolución del catalizador.
En cada experimento se añadió monopropilenglicol (MPG) a la disolución del catalizador: 14,0 g de MPG en el Ej. 2, 14,5 g de MPG en el Ej. 3 y 15,1 g de MPG en el Ej. Comp. 5. La disolución obtenida de esta manera se inyectó en el reactor. En el experimento del Ej. 3, se inyectó también 233 mg de carbón activado (SXPL03, carbón activado en polvo; ej. Norit) al reactor como agente de sorción junto a la inyección de dicha disolución de catalizador.
La temperatura y la presión se mantuvieron constantes a 150ºC y 20 bar, respectivamente, durante la duración de los experimentos. Se tomaron muestras de la mezcla de reacción durante intervalos crecientes de tiempo para medir, por medio de cromatografía de gases, la cantidad de carbonato de propileno formada en la mezcla de reacción. En la Figura 1 se representa la cantidad de carbonato de propileno para cada experimento en función del tiempo.
En la Figura 1 se aprecia que la actividad del catalizador es la menor cuando el catalizador no se trata previamente con carbón activado y este carbón activado tampoco está presente cuando se obtiene el carbonato de propileno (Ej. Comp. 5). Además, se aprecia que a largo plazo la actividad del catalizador es mayor en un caso en que el catalizador se trata previamente con carbón activado (Ej. 2), que en el caso en que cuando se obtiene el carbonato de propileno utilizando el catalizador, está presente tal carbón activado (Ej. 3).
Claims (13)
- REIVINDICACIONES1. Proceso para la producción de un carbonato de alquileno mediante la reacción de un óxido de alquileno con dióxido de carbono en presencia de un catalizador de fosfonio, proceso en el que
- (a)
- el óxido de alquileno, dióxido de carbono y catalizador de fosfonio se introducen de manera continua en una zona de reacción de la que se extrae una corriente de producto que contiene carbonato de alquileno y catalizador de fosfonio;
- (b)
- el carbonato de alquileno y una corriente que contiene el catalizador de fosfonio se separan de la corriente de producto;
- (c)
- el carbonato de alquileno, separado en la etapa (b), se recupera como producto; y
- (d)
- la corriente que contiene el catalizador de fosfonio, separada en la etapa (b), se recicla a la zona de reacción, proceso en el que se lleva a cabo un tratamiento del catalizador con un agente de sorción que comprende carbón.
-
- 2.
- Proceso según la reivindicación 1, en donde el agente de sorción que comprende carbón comprende de 80 a 100% en peso de carbón.
-
- 3.
- Proceso según la reivindicación 2, en donde el agente de sorción que comprende carbón es carbón activado.
-
- 4.
- Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde
- (i)
- el tratamiento con el agente de sorción se lleva a cabo durante la producción de carbonato de alquileno en la zona de reacción en la etapa (a); y/o
- (ii)
- el tratamiento con el agente de sorción se lleva a cabo durante la separación en la etapa (b); y/o
(iii) la corriente que contiene el catalizador, separada en la etapa (b), se somete al tratamiento con el agente de sorción antes de que dicha corriente sea reciclada a la zona de reacción. -
- 5.
- Proceso según la reivindicación 4, en donde el agente de sorción se suspende en la corriente que contiene el catalizador, separada en dicha etapa (b), antes de que se recicle dicha corriente.
-
- 6.
- Proceso según la reivindicación 5, en donde el agente de sorción se suspende en una vasija, en donde la corriente que contiene el catalizador, separada en dicha etapa (b), se almacena antes de que se recicle dicha corriente.
-
- 7.
- Proceso según la reivindicación 4, en donde el agente de sorción se suspende en la mezcla de reacción que está presente en la zona de reacción en la etapa (a).
-
- 8.
- Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el catalizador de fosfonio es un haluro de fosfonio de fórmula (R)4PX, en la que el grupo R contiene de 1 a 12 átomos de carbono y X significa un haluro.
-
- 9.
- Proceso según la reivindicación 8, en donde el catalizador de fosfonio es bromuro de tetra(n-butil)-fosfonio.
-
- 10.
- Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el óxido de alquileno es un óxido de alquileno C2-4, preferiblemente óxido de etileno y/u óxido de propileno.
-
- 11.
- Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, proceso en el que
- (e)
- el carbonato de alquileno obtenido como producto en la etapa (c) se pone en contacto con un alcanol para obtener una mezcla de reacción que contiene un alquilenodiol y un carbonato de dialquilo; y
- (f)
- se recuperan alquilenodiol y carbonato de dialquilo
-
- 12.
- Proceso según la reivindicación 11, en donde la reacción se realiza en presencia de un catalizador heterogéneo de transesterificación.
-
- 13.
- Proceso según la reivindicación 11 o 12, en donde el alcanol es metanol, etanol o isopropanol.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP08156515 | 2008-05-20 | ||
| EP08156515 | 2008-05-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2408128T3 true ES2408128T3 (es) | 2013-06-18 |
Family
ID=39673204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES11187890T Active ES2408128T3 (es) | 2008-05-20 | 2009-05-19 | Proceso para la producción de carbonato de alquileno |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8735607B2 (es) |
| EP (2) | EP2431363B1 (es) |
| JP (1) | JP5654452B2 (es) |
| CN (1) | CN102036977B (es) |
| ES (1) | ES2408128T3 (es) |
| TW (1) | TWI457317B (es) |
| WO (1) | WO2009141361A2 (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10053711B2 (en) | 2013-08-02 | 2018-08-21 | The Board Of Regents For Oklahoma State University | Method improving producer gas fermentation |
| WO2024240667A1 (en) | 2023-05-19 | 2024-11-28 | New Green World B.V. | A heterogeneous catalyst |
| WO2026002649A1 (en) | 2024-06-24 | 2026-01-02 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for the production of alkylene carbonate |
| WO2026038956A1 (en) | 2024-08-16 | 2026-02-19 | New Green World B.V. | Process to prepare an aluminium salphen complex |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2994705A (en) | 1958-12-08 | 1961-08-01 | Pure Oil Co | Preparation of cyclic alkylene carbonates in the presence of organic phosphonium compounds |
| DE2748718A1 (de) | 1977-10-29 | 1979-05-03 | Bayer Ag | Verfahren zur herstellung von dialkylcarbonaten |
| US4314945A (en) | 1977-12-22 | 1982-02-09 | Union Carbide Corporation | Alkylene carbonate process |
| US4691041A (en) | 1986-01-03 | 1987-09-01 | Texaco Inc. | Process for production of ethylene glycol and dimethyl carbonate |
| DE4030283A1 (de) | 1990-09-25 | 1992-03-26 | Ruetgerswerke Ag | Verfahren zur herstellung cyclischer carbonate |
| DE4129316A1 (de) | 1991-09-03 | 1993-03-04 | Bayer Ag | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von dialkylcarbonaten |
| DE69306607D1 (de) * | 1992-02-20 | 1997-01-30 | Arco Chem Tech | Reinigung von niedrigem Alkylenoxyd |
| DE4216121A1 (de) | 1992-05-15 | 1993-11-18 | Bayer Ag | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Dialkylcarbonaten |
| US5493035A (en) * | 1995-03-24 | 1996-02-20 | Arco Chemical Technology, L.P. | Propylene oxide purification |
| US5763691A (en) | 1995-11-30 | 1998-06-09 | Mitsubishi Chemical Corporation | Ethylene glycol process |
| DE19819586A1 (de) | 1998-04-30 | 1999-11-04 | Basf Ag | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von 1,3-Dioxolan-2-onen |
| US6384240B1 (en) * | 1998-10-07 | 2002-05-07 | Huntsman Petrochemical Corporation | Process for the purification of alkylene carbonate |
| AU1819599A (en) | 1998-10-07 | 2000-04-26 | Huntsman Petrochemical Corporation | Process for the preparation of alkylene carbonate |
| US6696579B2 (en) | 2002-05-08 | 2004-02-24 | Arco Chemical Technology, L.P. | Alkylene carbonate purification |
| US6586605B1 (en) * | 2003-01-08 | 2003-07-01 | Arco Chemical Technology, L.P. | Purification of alkylene carbonate |
| JP4333153B2 (ja) * | 2003-02-07 | 2009-09-16 | 三菱化学株式会社 | アルキレングリコールの製造方法 |
| WO2005003113A1 (en) | 2003-06-30 | 2005-01-13 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for the preparation of propylene carbonate |
| US20050148787A1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-07-07 | Beckers Johannes Gerhardus J. | Process for the preparation of propylene carbonate |
| TWI387584B (zh) * | 2006-03-13 | 2013-03-01 | Shell Int Research | 碳酸伸烷酯之生產方法及由此生產之碳酸伸烷酯於烷二醇及碳酸二烷酯之製造中之用途 |
-
2009
- 2009-05-18 TW TW098116447A patent/TWI457317B/zh active
- 2009-05-19 EP EP11187890A patent/EP2431363B1/en active Active
- 2009-05-19 CN CN200980118383.XA patent/CN102036977B/zh active Active
- 2009-05-19 ES ES11187890T patent/ES2408128T3/es active Active
- 2009-05-19 WO PCT/EP2009/056098 patent/WO2009141361A2/en not_active Ceased
- 2009-05-19 US US12/993,136 patent/US8735607B2/en active Active
- 2009-05-19 JP JP2011509969A patent/JP5654452B2/ja active Active
- 2009-05-19 EP EP09749851A patent/EP2283003A2/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5654452B2 (ja) | 2015-01-14 |
| JP2011523416A (ja) | 2011-08-11 |
| US8735607B2 (en) | 2014-05-27 |
| EP2431363A1 (en) | 2012-03-21 |
| TW201000440A (en) | 2010-01-01 |
| TWI457317B (zh) | 2014-10-21 |
| WO2009141361A2 (en) | 2009-11-26 |
| CN102036977B (zh) | 2014-01-29 |
| WO2009141361A3 (en) | 2010-01-14 |
| EP2431363B1 (en) | 2013-02-20 |
| US20110108762A1 (en) | 2011-05-12 |
| CN102036977A (zh) | 2011-04-27 |
| EP2283003A2 (en) | 2011-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2219565T3 (es) | Procedimiento para la produccion continua de un oxido de olefina. | |
| Honda et al. | Catalytic CO2 conversion to organic carbonates with alcohols in combination with dehydration system | |
| TWI419865B (zh) | 製備烷二醇之方法 | |
| ES2521624T3 (es) | Alquilamino alquiloxi (alcohol) monoalquil éter para procedimiento de lavado de gas ácido | |
| ES2935192T3 (es) | Método para producir éster de carbonato | |
| US20130225840A1 (en) | Process for preparing carbonate and diol products | |
| ES2396866T3 (es) | Proceso para la producción de carbonato de alquileno y uso del carbonato de alquileno así producido en la fabricación de alcano diol y un carbonato de dialquilo | |
| TW201402541A (zh) | 製備碳酸二烷酯及二醇產物之方法 | |
| ES3010305T3 (en) | Method for producing aromatic nitrile compound and method for producing carbonate ester | |
| ES2639166T3 (es) | Procedimiento para producir un compuesto de ácido (met)acrílico | |
| US7597872B2 (en) | Process for treating a gas containing hydrogen sulphide and sulphur dioxide | |
| ES2953947T3 (es) | Proceso de producción de carbonato orgánico | |
| ES2356278T3 (es) | Procedimiento para preparar un carbonato de 1,2-alquileno. | |
| US8735607B2 (en) | Process for the production of alkylene carbonate | |
| ES2540530T3 (es) | Proceso para la producción de carbonato de alquileno y uso del carbonato de alquileno de esta manera producido en la fabricación de un alcanodiol y de un carbonato de dialquilo | |
| ES2271342T3 (es) | Procedimiento para preparar hidroperoxidos organicos. | |
| ES2709386T3 (es) | Proceso para producir agentes coalescentes con contenidos bajos de COV | |
| ES2298683T3 (es) | Procedimiento para la produccion de alquilenglicoles usando catalizadores homogeneos. | |
| ES2972157T3 (es) | Proceso para preparar carbonato de dialquilo y alcanodiol | |
| ES2396922T3 (es) | Procedimiento de separación de ácido glioxílico a partir de un medio de reacción acuoso que contiene ácido glioxílico y ácido clorhídrico | |
| US20230294041A1 (en) | Cyclopropeneimines for capture and transfer of carbon dioxide | |
| ES2253667T3 (es) | Metodo de purificacion de carbonato de alquileno. | |
| ES2963357T3 (es) | Proceso para la producción de peróxidos de diacilo | |
| RU2561169C1 (ru) | Нейтрализатор (поглотитель) сероводорода и способ его использования | |
| ES2213293T3 (es) | Procedimiento para la preparacion de polieterpolioles. |