ES2618634T3 - Procedimiento para la purificación de carbonatos de dialquilo - Google Patents

Procedimiento para la purificación de carbonatos de dialquilo Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la purificación de carbonatos de dialquilo en al menos una columna de destilación que contiene al menos una parte de concentración en la parte superior de la columna y al menos una parte de separación en la parte inferior de la columna, caracterizado porque en la cabeza de una columna de transesterificación se extrae una mezcla de carbonato de dialquilo-alcohol alquílico y se alimenta a la columna de destilación, en el que en la columna de destilación para el procesamiento de la mezcla de carbonato de dialquilo-alcohol alquílico se usa un dispositivo técnico para el calentamiento del flujo de líquido interno de la columna, en donde el flujo de líquido interno de la columna se calienta hasta un nivel de temperatura Tz, siendo TZ < TSV y siendo TSV el nivel de temperatura que se requiere para el funcionamiento de un evaporador de fondo y para el calentamiento del flujo de líquido interno de la columna se obtiene energía parcial o totalmente de otro procedimiento de preparación químico.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para la purificacion de carbonatos de dialquilo
Es objeto de la presente invencion un procedimiento especial para la purificacion de carbonatos de dialquilo. En particular se refiere la presente invencion a un procedimiento continuo para la purificacion de una mezcla de carbonato de dialquilo / alcohol alqrnlico en la preparacion de carbonato de dialquilo mediante transesterificacion catalizada de un carbonato de alquileno dclico (por ejemplo carbonato de etileno o propileno) con alcoholes alqmlicos. Para la optimizacion de la rentabilidad y la eficacia energetica del procedimiento se usa un dispositivo para el calentamiento intermedio del flujo de lfquido interno del aparato.
La purificacion de carbonato de dialquilo es de gran importancia como precursor del carbonato de diarilo debido a los altos requerimientos de su pureza para la preparacion de policarbonatos cualitativamente de alta calidad por medio de transesterificacion en masa fundida. Los carbonatos de dialquilo preparados a partir de transesterificacion de carbonato de alquileno dclico y alcohol alqrnlico pueden contener tanto componentes de alto punto de ebullicion como tambien de bajo punto de ebullicion asf como restos de catalizadores como impurezas. Los componentes de alto punto de ebullicion (con frecuencia designados tambien como compuestos de alto punto de ebullicion) en el sentido de este procedimiento de purificacion son aquellos cuyo punto de ebullicion se encuentra por encima del punto de ebullicion del carbonato de dialquilo. Los componentes de bajo punto de ebullicion (con frecuencia designados tambien como compuestos de bajo punto de ebullicion) en el sentido de este procedimiento de purificacion son aquellos cuyo punto de ebullicion se encuentra por debajo del punto de ebullicion del carbonato de dialquilo. Todas estas impurezas conducen a una alteracion cualitativa considerable de los carbonatos de diarilo que van a prepararse asf como policarbonatos preparados a continuacion a partir de esto y deben eliminarse antes del procesamiento posterior de los carbonatos de dialquilo mediante la correspondiente purificacion.
La preparacion de carbonatos de dialquilo a partir de carbonato de alquileno dclico y alcohol alqrnlico, en la que se produce al mismo tiempo alquilenglicol como producto secundario, se conoce y se ha descrito multiples veces. En el documento US-6.930.195 B, por ejemplo, se ha descrito esta reaccion de transesterificacion catalizada como reaccion de equilibrio de dos etapas. En la primera etapa de reaccion reacciona el carbonato de alquileno dclico con alcohol alqrnlico para dar carbonato de hidroxi-alquilo como producto intermedio. El producto intermedio se hace reaccionar entonces en la segunda etapa de reaccion con ayuda de alcohol alqrnlico para dar los productos: carbonato de dialquilo y alquilenglicol.
Para la realizacion tecnica del procedimiento de preparacion de carbonato de dialquilo ha resultado especialmente favorable el uso de una columna de destilacion reactiva (a continuacion denominada tambien columna de transesterificacion), que se describio entre otros ya en los documentos EP 530 615 A, EP 569 812 A y EP 1 086 940 A. En el documento EP 569 812 A se introduce de manera continua el carbonato de alquileno dclico en la parte superior de la columna de transesterificacion y el alcohol alqrnlico que contiene carbonato de dialquilo en la parte media o inferior de la columna de transesterificacion. Adicionalmente por debajo de la introduccion del alcohol alqrnlico que contiene carbonato de dialquilo se introduce alcohol alqrnlico casi puro. La mezcla de compuestos de alto punto de ebullicion, que incluye el alquilenglicol preparado como producto secundario, se extrae en el fondo de la columna de transesterificacion continuamente. La mezcla de compuestos de bajo punto de ebullicion, que incluye el carbonato de dialquilo preparado, se extrae en la cabeza de la columna de transesterificacion como mezcla de carbonato de dialquilo-alcohol alqrnlico y se somete a otra etapa de purificacion.
En el contexto de esta solicitud se entiende por “casi puro” tambien una mezcla que contiene > 99 % de componente principal.
La columna de destilacion para la purificacion de la mezcla de carbonato de dialquilo-alcohol alqrnlico se hace funcionar con una presion mas alta, de modo que puede extraerse otra mezcla de carbonato de dialquilo-alcohol alqrnlico con una proporcion de carbonato de dialquilo mas baja en la cabeza de columna. El carbonato de dialquilo como producto principal se obtiene en el fondo de esta columna de purificacion.
Para el desarrollo de un procedimiento de preparacion economicamente atractivo para carbonatos de dialquilo desempenan muchos factores un papel importante. La mayor parte de las fuentes bibliograficas se ocupan de los parametros de reaccion, tal como por ejemplo conversion, selectividad o tambien pureza del producto. Raras veces se habla sobre la eficacia energetica del procedimiento (por ejemplo, los documentos EP 569 812 A, JP 2003104937, WO 2007/096340, WO 2007/096343), aunque estos factores contribuyen no insignificantemente a la atractividad economica del procedimiento. Por tanto se introducen en esta invencion medidas para aumentar la eficacia energetica del procedimiento.
En el procedimiento EP 569 812 A se reduce el uso energetico en la preparacion del carbonato de dialquilo debido a que muchos flujos internos del procedimiento no se condensan, sino que se conducen como flujos en forma de vapor.
En el documento WO 2007/096340 se describe un procedimiento, en el que se genera carbonato de alquileno a partir de oxido de alquileno y CO2 y a continuacion se hace reaccionar el carbonato de alquileno con alcohol alqrnlico para dar carbonato de dialquilo y alquilenglicol, purificandose la mezcla producida en la segunda etapa que contiene
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carbonato de dialquilo y alquilenglicol. La reaccion para dar el carbonato de alquileno es exotermica y el correspondiente flujo de producto de carbonato de alquileno se usa para el precalentamiento del flujo de producto de carbonato de dialquilo-alquilenglicol en la purificacion.
En el documento WO 2007/096343 se purifica por medio de destilacion extractiva la mezcla de carbonato de dialquilo y alcohol alqrnlico producida en una columna de transesterificacion a partir de carbonato de alquileno y alcohol alqrnlico, sirviendo el carbonato de alquileno como medio de extraccion. Despues de separar el carbonato de dialquilo de manera destilativa del medio de extraccion, se calienta con la descarga de fondo caliente de esta columna, que contiene el medio de extraccion, el alcohol alqrnlico alimentado a la columna de transesterificacion.
En el documento JP 2003-104937 se consideran distintas variantes de procedimiento para el procesamiento de una mezcla de carbonato de etileno-etilenglicol y la facilitacion del carbonato de etileno purificado para el procedimiento para la preparacion de carbonato de dimetilo tambien bajo el punto de vista del consumo de energfa.
El documento EP 2 239 249 A1 y el documento US 2008/0293960 A1 describen en cada caso un procedimiento para la preparacion de carbonatos de diarilo y/o carbonatos de alquilarilo a partir de carbonatos de dialquilo y compuestos de hidroxilo aromaticos usando una columna de transesterificacion. En la cabeza de la columna de transesterificacion se extrae una mezcla de carbonato de dialquilo y alcohol alqrnlico y se alimenta a una columna de destilacion. La demanda de energfa para el funcionamiento del evaporador de fondo de la columna de destilacion es proporcionalmente alta.
El documento US 2009/076293 A1 describe un procedimiento para la preparacion de carbonatos de diarilo y/o carbonatos de alquilarilo a partir de carbonatos de dialquilo y compuestos de hidroxilo aromaticos usando dos columna de transesterificacion. En la cabeza de las columnas de transesterificacion se extrae una mezcla de carbonato de dialquilo y alcohol alqrnlico y se alimenta a una columna de destilacion. De acuerdo con este documento se hace posible mediante eleccion adecuada de la presion en la columna de destilacion una integracion de energfa directa entre un condensador de la columna de transesterificacion y el evaporador de fondo de la columna de destilacion. Una integracion de energfa adicional puede conseguirse mediante aprovechamiento de la energfa de condensacion de un condensador intermedio de la columna de transesterificacion para el calentamiento del flujo de alimentacion de la columna de destilacion.
Ha resultado que la destilacion del flujo de producto de bajo punto de ebullicion que procede de la columna de transesterificacion puede realizarse segun los procedimientos del estado de la tecnica solo con baja eficacia de energfa y de manera costosa desde el punto de vista mecanico. Un dispositivo para la reduccion de la entrada de energfa no se ha conocido hasta ahora.
Segun esto existe la necesidad de proporcionar un procedimiento para la purificacion de carbonatos de dialquilo, que no presente los inconvenientes mencionados anteriormente y en el que sea posible en comparacion con los procedimientos conocidos mencionados anteriormente una integracion de energfa de manera eficaz o bien pueda conseguirse una integracion de energfa mejorada. Ademas existe la necesidad de un procedimiento para la purificacion de carbonatos de dialquilo, en el que con realizacion mecanica a ser posible sencilla y energetica favorable puedan separarse eventualmente tambien componentes secundarios de punto de ebullicion medio como impurezas, pudiendose entender por componentes secundarios de punto de ebullicion medio aquellos cuyo punto de ebullicion se encuentra entre el punto de ebullicion del alcohol alqrnlico y el del carbonato de dialquilo.
El objetivo en el que se basa la invencion consiste segun esto en proporcionar un procedimiento para la purificacion de carbonatos de dialquilo, que presente en comparacion con los procedimientos conocidos un consumo de energfa reducido.
Sorprendentemente se ha encontrado ahora que la purificacion destilativa de carbonatos de dialquilo puede realizarse tambien con bajo gasto mecanico y energetico, cuando se aprovecha energeticamente el calor de escape que se produce en la destilacion y/o el siguiente procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo.
En particular puede reducirse la demanda de energfa termica hasta el nivel de temperatura Tsv, que se requiere para el funcionamiento del evaporador de fondo, de manera especialmente sencilla y favorable mediante el uso adicional de un dispositivo tecnico para el calentamiento intermedio en la columna de destilacion. La entrada de energfa en este calentador intermedio procede preferentemente del siguiente procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo. De manera condicionada por la temperatura mas baja del flujo masico interno en comparacion con la temperatura de fondo de esta columna, puede usarse para el calentamiento intermedio energfa termica en el nivel de temperatura Tz con Tz < Tsv. Este concepto conduce en total a una reduccion del consumo de energfa termica a un nivel de temperatura mayor o igual a Tsv, ya que ahora puede aprovecharse de manera practica la energfa termica que se produce en otros procedimientos de preparacion qmmicos, por ejemplo durante una condensacion o durante el enfriamiento de un flujo masico a un nivel de temperatura inferior a Tsv y puede reducirse la cantidad de energfa termica en general de costes mas altos a un nivel de temperatura mayor o igual a Tsv.
La energfa termica obtenida en otros procedimientos de preparacion qmmicos mediante la condensacion o el enfriamiento de un flujo masico a un nivel de temperatura Tz puede alimentarse o bien directa o indirectamente al calentador intermedio. En caso de alimentacion directa, el flujo masico que debe condensarse o enfriarse en los
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otros procedimientos de preparation qmmicos, calienta por medio del calentador intermedio al flujo interno de la columna de la columna de destilacion para la purification del carbonatos de dialquilo. En caso de alimentation indirecta calienta el flujo masico que va a condensarse o a enfriarse a traves de la facilitation de uno o varios medios portadores de calor al flujo interno de la columna. Como medios portadores de calor se tienen en cuenta gases, vapores o flquidos, preferentemente medios portadores de calor tecnicos flquidos o en forma de vapor, tal como por ejemplo agua, portadores de calor a base de aceite mineral o portadores de calor sinteticos (por ejemplo Diphyl™, Marlotherm®). Los medios portadores de calor especialmente preferentes son agua o vapor de agua.
Por tanto es objeto de la presente invention un procedimiento para la purificacion de carbonatos de dialquilo en al menos una columna de destilacion que contiene al menos una parte de concentration en la parte superior de la columna y al menos una parte de separation en la parte inferior de la columna, caracterizado porque en la cabeza de una columna de transesterificacion se extrae una mezcla de carbonato de dialquilo-alcohol alquflico y se alimenta a la columna de destilacion, en el que en la columna de destilacion para el procesamiento de la mezcla de carbonato de dialquilo-alcohol alquflico se usa un dispositivo tecnico para el calentamiento del flujo de flquido interno de la columna, en el que se calienta el flujo de flquido interno de la columna hasta un nivel de temperatura Tz, siendo Tz < TSV y siendo TSV el nivel de temperatura que se requiere para el funcionamiento de un evaporador de fondo y para el calentamiento del flujo de flquido interno de la columna se obtiene energia parcial o totalmente de otro procedimiento de preparacion qmmico. Este dispositivo tecnico se coloca preferentemente en la parte de separacion, de manera especialmente favorable en la mitad superior de la parte de separacion de la columna.
En la columna de purificacion de carbonato de dialquilo puede ahorrarse el consumo de energia termica en el nivel de temperatura de TSV en el evaporador de fondo mediante un calentamiento intermedio en la parte de separacion, de manera especialmente favorable en la mitad superior de la parte de separacion de la columna. La cantidad necesaria de energia termica en el nivel de temperatura Tz para el calentador intermedio puede obtenerse de otro procedimiento de preparacion qmmico. A este respecto se trata preferentemente de la preparacion posterior de carbonato de diarilo, pudiendose obtener la cantidad necesaria de energia termica preferentemente del calor de condensation producido en la condensation intermedia dentro de la primera columna de reaction de la preparacion de carbonato de diarilo y / o en la condensacion en la cabeza de otras columnas de reaccion y / u otras columnas de destilacion de la preparacion de carbonato de diarilo asi como el sistema de condensado.
Mediante la reduction del consumo de energia termica con el nivel de temperatura Tsv con mantenimiento simultaneo de la alta calidad del producto resulta mediante el procedimiento de acuerdo con la invencion una ventaja economica significativa.
Los carbonatos de dialquilo purificados en el contexto de la invencion son preferentemente aquellos de formula general (I)
R—0—C-O—R1
II
0 (I),
en la que R1 y R2 independientemente entre si representan alquilo Ci-C34 lineal o ramificado, eventualmente sustituido, preferentemente representan alquilo C1-C6, de manera especialmente preferente representan alquilo C1- C4. A este respecto, R1 y R2 pueden ser iguales o distintos. Preferentemente, R1 y R2 son iguales.
Alquilo C1-C4 en el contexto de la invencion por ejemplo representa metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec- butilo, terc-butilo, alquilo C1-C6 representa ademas por ejemplo n-pentilo, 1-metilbutilo, 2-metilbutilo, 3-metilbutilo, neo-pentilo, 1-etilpropilo, ciclohexilo, ciclopentilo, n-hexilo, 1,1 -dimetilpropilo, 1,2-dimetilpropilo, 1 -metilpentilo, 2- metilpentilo, 3-metilpentilo, 4-metilpentilo, 1,1-dimetilbutilo, 1,2-dimetilbutilo, 1,3-dimetilbutilo, 2,2-dimetilbutilo, 2,3- dimetilbutilo, 3,3-dimetilbutilo, 1 -etilbutilo, 2-etilbutilo, 1,1,2-trimetilpropilo, 1,2,2-trimetilpropilo, 1 -etil-1-metilpropilo, 1- etil-2-metilpropilo o 1 -etil-2-metilpropilo, alquilo C1-C34 representa ademas por ejemplo n-heptilo y n-octilo, pinaquilo, adamantilo, los mentilos isomericos, n-nonilo, n-decilo, n-dodecilo, n-tridecilo, n-tetradecilo, n-hexadecilo o n- octadecilo. Lo mismo se aplica para el correspondiente resto alquilo por ejemplo en restos aralquilo o restos alquilarilo. Los restos alquileno en los correspondientes restos hidroxialquilo o aralquilo o alquilarilo representan por ejemplo los restos alquileno correspondientes a los restos alquilo anteriores.
La enumeration anterior ha de entenderse a modo de ejemplo y no como limitation.
Los carbonatos de dialquilo preferentes son carbonato de dimetilo, carbonato de dietilo, carbonato de di(n-propilo), carbonato de di(iso-propilo), carbonato de di(n-butilo), carbonato de di(sec-butilo), carbonato de di(terc-butilo) o carbonato de dihexilo. Se prefieren especialmente carbonato de dimetilo o carbonato de dietilo. Se prefiere muy especialmente carbonato de dimetilo.
Los carbonatos de dialquilo se preparan preferentemente a partir de carbonatos de alquileno ticlicos con la formula
(II):
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imagen1
en la que en la formula R3 y R4 independientemente entre si pueden significar hidrogeno, alquilo C1-C4 sustituido o no sustituido, alquenilo C2-C4 sustituido o no sustituido o arilo C6-C12 sustituido o no sustituido y R3 y R4 junto con los dos atomos de C del anillo de tres miembros pueden significar un anillo carbodclico saturado con 5-8 miembros de anillo.
Los carbonatos de alquileno dclicos se hacen reaccionar con alcoholes de forma R5-OH,
significando R5 un alquilo C1-C4 de cadena lineal o ramificado.
Los catalizadores de transesterificacion usados para la generacion de carbonatos de dialquilo son aquellos conocidos por el experto, por ejemplo hidruros, oxidos, hidroxidos, alcoholatos, amidas o sales de metales alcalinos, tales como litio, sodio, potasio, rubidio y cesio, preferentemente de litio, sodio y potasio, de manera especialmente preferente de sodio y potasio (documentos US 3.642.858 A, US 3 803 201 A, EP 1 082 A). Para el caso del uso de los alcoholatos pueden formarse estos tambien in situ mediante uso de los metales alcalinos elementales y el alcohol que va a reaccionar. Las sales de los metales alcalinos pueden ser aquellas de acidos organicos o inorganicos, tales como de acido acetico, acido propionico, acido butrnco, acido benzoico, acido estearico, acido carbonico (carbonatos o hidrogenocarbonatos), de acido clorhidrico, acido bromhidrico o acido yodhidrico, acido mtrico, acido sulfurico, acido fluor^drico, acido fosforico, acido cian^drico, acido tiocianico, acido borico, acido estannico, acido estannoico C1-C4 o acido antimonico. Preferentemente se tienen en cuenta como compuestos de los metales alcalinos los oxidos, hidroxidos, alcoholatos, acetatos, propionatos, benzoatos, carbonatos e hidrogenocarbonatos, de manera especialmente preferente se usan hidroxidos, alcoholatos, acetatos, benzoatos o carbonatos. Tales compuestos de metal alcalino (eventualmente formados in situ a partir de los metales alcalinos libres) se usan en cantidades del 0,001 % al 2 % en peso, preferentemente del 0,003 % al 1,0 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,005 % al 1,0 % en peso, con respecto a la mezcla de reaccion que va a reaccionar.
Es posible anadir a tales compuestos de metal alcalino eventualmente sustancias complejantes. Por ejemplo se mencionan eteres corona tales como dibenzo-18-corona-6, polietilenglicoles o criptandos bidclicos que contienen nitrogeno.
Tales agentes complejantes se usan en cantidades del 0,1 % al 200 % en mol, preferentemente en del 1 % al 100 % en mol, con respecto al compuesto de metal alcalino.
Como catalizadores para la preparacion de carbonatos de dialquilo son adecuados ademas compuestos de talio-I y talio-III, tales como los oxidos, hidroxidos, carbonatos, acetatos, bromuros, cloruros, fluoruros, formiatos, nitratos, cianatos, estearatos, naftenatos, benzoatos, ciclohexilfosfonatos, hexahidrobenzoatos, el ciclopentadieniltalio, metilato de talio, etilato de talio, preferentemente oxido de Tl-(I), hidroxido de Tl-(I), carbonato de Tl-(l), acetato de Tl- (I), acetato de Tl-(III), fluoruro de Tl-(I), formiato de Tl-(I), nitrato de Tl-(I), naftenato de Tl-(I) y metilato de Tl-(I) (documento EP 1 083). Las cantidades de catalizador de talio no son especialmente criticas. Estas ascienden en general a del 0,0001-10 % en peso, preferentemente a del 0,001-1 % en peso, con respecto a toda la mezcla de reaccion. En el procedimiento de preparacion pueden usarse ademas bases que contienen nitrogeno como
catalizadores (documento US 4 062 884). Se mencionan por ejemplo aminas secundarias o terciarias tales como
trietilamina, tributilamina, metildibencilamina, dimetilciclohexilamina entre otros.
Las cantidades usadas de las bases que contienen nitrogeno se encuentran del 0,01 % al 10 % en peso,
preferentemente del 0,1 % al 5 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,1 % al 1 % en peso, con
respecto a toda la mezcla de reaccion. Como catalizadores pueden usarse ademas compuestos del grupo de las fosfinas, estibinas, arsinas o de los compuestos divalentes de azufre y selenio asi como sus sales de onio (documentos EP 180 387, US 4 734 519).
A modo de ejemplo se mencionan los siguientes: tributilfosfina, trifenilfosfina, difenilfosfina, 1,3-bis- (difenilfosfino)propanos, trifenilarsina, trimetilarsina, tributilarsina, 1,2-bis-(difenilarsino)etano, trifenilantimonio, sulfuro de difenilo, disulfuro de difenilo, selenuro de difenilo, haluro de tetrafenilfosfonio (CI, Br, J), haluro de tetrafenilarsonio (CI, Br, J), haluro de trifenilsulfonio (CI, Br) etc.
Las cantidades de uso preferentes de este grupo de catalizadores se encuentran en el intervalo del 0,1 % al 10 % en peso, preferentemente del 0,1 % al 5 % en peso, de manera especialmente preferente en el intervalo del 0,1 % al 2 % en peso, con respecto a toda la mezcla de reaccion.
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Ademas como catalizadores pueden usarse compuestos de estano, titanio o zirconio (documento US-4.661.609 A). Ejemplos de tales sistemas son acido butilestannonico, metoxido de estano, dimetilestano, oxido de dibutilestano, dilaurato de dibutilestano, hidruro de tributilestano, cloruro de tributilestano, etilhexanoatos de estano(II), alcoxidos de zirconio (metilo, etilo, butilo), haluros de zirconio (lV) (F, CI, Br, Y), nitratos de zirconio, acetilacetonato de zirconio, alcoxidos de titanio (metilo, etilo, isopropilo), acetato de titanio, acetilacetonato de titanio etc.
Las cantidades que pueden usarse preferentemente de estos catalizadores ascienden a del 0,1 % al 10 % en peso, preferentemente del 0,1 % al 5 % en peso, con respecto a la mezcla total.
En el procedimiento de preparation pueden usarse ademas catalizadores bifuncionales de formula (III)
[AaXb]m • [BcYd]n (III).
En estos catalizadores bifuncionales se expresa la proportion molar de los dos componentes que se encuentran entre corchetes mediante los indices m y n. Estos indices pueden tomar independientemente entre si valores de 0,001-1, preferentemente 0,01-1, de manera especialmente preferente 0,05-1 y de manera muy especialmente preferente 0,1-1. Dentro de los corchetes se encuentran sales neutras compuestas en cada caso de un cation y un anion. Los indices a y b representan independientemente entre si numeros enteros de 1-5; los indices C y d significan independientemente entre si numeros enteros de 1-3, pudiendose corresponder a los requisitos de las valencias de los cationes y aniones para la formation de tales sales neutras. Ademas significan en (III) A el cation de un metal que pertenece al tercer periodo y grupo IIa, al cuarto periodo y grupo IIa, IVa-VIIIa, Ib o IIb, al quinto periodo y grupo IIa, IVa-VIIa o IVb o del sexto periodo y grupo IIa-VIa del sistema periodico de los elementos en la forma periodica corta.
El experto deduce los metales que se tienen en cuenta para el cation A de las descripciones habituales del sistema periodico de los elementos (Mendelejew) en la forma periodica corta. De manera preferente en el caso de A se trata del cation de uno de los metales Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cu, Mn, Co, Ni, Fe, Cr, Mo, W, Ti, Zr, Sn, Hf, V y Ta, de manera preferente del cation de uno de los metales Mg, Ca, Zn, Co, Ni, Mn, Cu y Sn. Aparte de los cationes no complejados de los metales mencionados se tienen en cuenta tambien oxocomplejos cationicos de los metales mencionados, tales como por ejemplo titanilo TiO++ y cromilo CrO2++.
El anion X correspondiente al cation A es el de un acido inorganico u organico. Un acido inorganico u organico de este tipo puede ser monobasico o dibasico o tribasico. El experto conoce tales acidos y sus aniones. Ejemplos de aniones de acidos monobasicos inorganicos u organicos son: fluoruro, bromuro, cloruro, yoduro, nitrato, el anion de un acido alcanocarboxflico con 1-18 atomos de C y benzoato; ejemplos de aniones de acidos dibasicos inorganicos u organicos son: sulfato, oxalato, succinato, fumarato, maleinato, ftalato y otros; ejemplos de aniones tribasicos inorganicos u organicos son: fosfato o citrato. Los aniones X preferentes en el catalizador de formula (III) son: fluoruro, cloruro, bromuro, yoduro, sulfato, nitrato, fosfato, formiato, acetato, propionato, oxalato, butirato, citrato, succinato, fumarato, maleinato, benzoato, ftalato, decanoato, estearato, palmitato y laurinato. Los aniones X especialmente preferentes son: cloruro, bromuro, yoduro, acetato, laurinato, estearato, palmitato, decanoato, nitrato y sulfato.
Como cation B en los catalizadores de formula (III) se tiene en cuenta uno del grupo de los cationes alcalinos o alcalinoterreos, de los cationes cuaternarios de amonio, fosfonio, arsonio o estibonio y de los cationes ternarios de sulfonio.
Como cationes de metal alcalino(terreo) se mencionan en este caso: el cation litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, magnesio, calcio, estroncio y bario, preferentemente los cationes de metal alcalino mencionados, de manera especialmente preferente el cation sodio y el cation potasio.
De manera preferente se tienen en cuenta como cationes B aquellos de formula (IV)
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en la que
Q1 representa N, P, As o Sb y
R6, R7, R8 y R9 independientemente entre si son alquilo C1-C18 de cadena lineal o ramificado o aralquilo C7-Ci2 y uno de los restos R6-R9 puede ser tambien arilo C6-C12. De manera especialmente preferente es B un cation de formula (V)
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en la que
Q2 representa N o P, preferentemente representa N.
De manera muy especialmente preferente, en el contexto de formulas (IV) o (V) en el lugar de los restos R6, R7, R8 y R9 aparecen los restos R16, R17, R18 o R19, que independientemente entre s^ significan alquilo Ci-Ci8 de cadena lineal o ramificado o aralquilo C7-C8 y uno de los restos R16 a R19 puede ser tambien fenilo. Ademas, de manera muy especialmente preferente en el lugar de los restos R16, R17, R18 o R19 aparecen los restos R26, R27, R28 o R29, que independientemente entre s^ significan alquilo C1-C8 o bencilo y uno de los restos R26 a R29 puede ser tambien fenilo.
Alquilo C1-C18 de cadena lineal o ramificado es por ejemplo metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, hexilo, octilo, dodecilo, hexadecilo u octadecilo. El alquilo preferente tiene 1-12 atomos de C, el alquilo especialmente preferente tiene 1-8 atomos de C.
Aralquilo C7-C12 es por ejemplo bencilo, feniletilo, fenilpropilo, naftilmetilo o naftiletilo; el aralquilo preferente es bencilo o feniletilo, el aralquilo muy especialmente preferente es bencilo.
Arilo C6-C12 es por ejemplo fenilo, naftilo o bifenilo, preferentemente fenilo.
El anion Y en el catalizador de formula (III) es un ion haluro, tal como fluoruro, cloruro, bromuro o yoduro, preferentemente bromuro o yoduro, de manera especialmente preferente yoduro. Sin embargo puede tener tambien el significado de otros aniones mencionados en X, cuando en el caso concreto el anion X es bromuro o yoduro.
El catalizador bifuncional de formula (III) se usa en una cantidad del 0,005-5 % en peso, preferentemente del 0,01-3 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,01-1 % en peso, con respecto a toda la mezcla de transesterificacion.
Tales catalizadores pueden anadirse de manera homogeneamente disuelta en la cabeza de la columna, usandose como disolvente carbonato de alquileno, alquilenglicol, alcohol o carbonato de dialquilo, o sea disolventes propios del sistema. Logicamente es posible usar catalizadores de transesterificacion no solubles que estan dispuestos en los platos intermedios o en medio de los cuerpos llenadores. En un caso de este tipo puede no tener lugar la dosificacion de un catalizador disuelto a traves de (2). Los catalizadores heterogeneos adecuados son por ejemplo:
resinas de intercambio ionico con grupos funcionales de aminas terciarias, grupos amonio cuaternarios, mencionandose como contraiones por ejemplo hidroxido, cloruro o hidrogenosulfato, grupos acido sulfonico o grupos carboxilo, mencionandose a modo de ejemplo para ambos como contraiones hidrogeno, metales alcalinos o metales alcalinoterreos. Estos grupos funcionales pueden estar unidos al poflmero o bien directamente o a traves de cadenas inertes (documentos US 4.062.884 A, US 4.691.041 A, EP 298 167 A). Ademas se mencionan silicatos alcalinos o alcalinoterreos, impregnados en soportes de dioxido de silicio, asi como zeolitas intercambiadas con amonio.
El procedimiento de preparacion puede realizarse de manera continua o discontinua. Se prefiere un modo de conduccion continuo.
En el procedimiento se usan el(los) compuesto(s) de carbonato de alquileno dclico(s) y el o los alcoholes alquflicos preferentemente en la proporcion molar de 1 : 0,1 a 1 : 40, de manera especialmente preferente de 1 : 1,0 a 1 : 30, de manera muy especialmente preferente de 1 : 2,0 a 1 : 20. A este respecto, la proporcion molar indicada no considera la reconduccion de compuesto de carbonato de alquileno dclico o alcohol en la columna de transesterificacion a traves de uno o varios condensadores de cabeza (vease en b)) o uno o varios evaporadores de fondo eventualmente existentes.
El catalizador se incorpora en la columna preferentemente junto con el flujo que contiene el carbonato de alquileno dclico en forma disuelta o suspendida en la columna de transesterificacion a traves de un sitio de introduccion, que esta dispuesto por encima de los sitios de introduccion del alcohol alquflico. Como alternativa puede dosificarse el catalizador tambien por separado, por ejemplo en el alcohol alquflico, en el alquilenglicol o en un disolvente inerte adecuado. En el caso del uso de catalizadores heterogeneos pueden usarse estos en mezcla con los mencionados cuerpos llenadores, en forma adecuada en lugar de cuerpos llenadores o como apilamiento sobre platos de columna posiblemente incorporados.
La conversion de carbonato de alquileno y alcohol alquflico en carbonato de dialquilo y alquilenglicol tiene lugar casi completamente en una columna de transesterificacion. En formas de realizacion preferentes del procedimiento para
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la preparacion de carbonato de dialquilo puede someterse el flujo de Kquido ex^do en el fondo de esta columna de transesterificacion (eventualmente tras concentracion) en una o varias etapas adicionales a una reaccion y/o purificacion adicional. Preferentemente pueden realizarse etapas adicionales individuales o todas estas en una o varias columnas adicionales.
Como columna de transesterificacion o eventualmente segunda columna u otras columnas se tienen en cuenta columnas conocidas por el experto. Estas son por ejemplo columnas de destilacion o de rectificacion, preferentemente columnas de destilacion reactiva o columnas de rectificacion reactiva.
La columna de transesterificacion contiene preferentemente al menos una parte de concentracion en la parte superior de la columna y al menos una zona de reaccion por debajo de la parte de concentracion. Cualquiera de las dos secciones presenta independientemente entre sf preferentemente en cada caso de 0 a 30, preferentemente de 0,1 a 30 etapas teoricas.
En formas de realizacion preferentes, la columna de transesterificacion presenta por debajo de una zona de reaccion al menos una parte de separacion.
La columna de transesterificacion puede estar equipada adicionalmente de manera preferente con uno o varios evaporadores de fondo. En la realizacion de la columna de transesterificacion con una parte de separacion se usa de manera preferente adicionalmente un evaporador de fondo que evapora total o parcialmente el lfquido que sale de la parte de separacion. Este flujo de lfquido total o parcialmente evaporado se reconduce total o parcialmente de nuevo a la columna de transesterificacion. En el caso de una forma de realizacion sin parte de separacion se evapora total o parcialmente el lfquido que sal de la zona de reaccion en un evaporador de fondo eventualmente usado y se reconduce total o parcialmente de nuevo a la columna de transesterificacion.
La o las partes de concentracion pueden estar alojadas en formas de realizacion preferentes junto con la o las partes de reaccion y eventualmente al menos una parte de separacion en la columna de transesterificacion. A este respecto, la mezcla en forma de vapor que sale de la o las zonas de reaccion se conduce desde abajo en una seccion inferior de la parte de concentracion o eventualmente la parte de concentracion inferior, teniendo lugar un empobrecimiento del carbonato de alquileno o alquilenglicol.
Por debajo de la zona de reaccion y de una parte de separacion eventualmente existente se obtiene una mezcla que contiene alquilenglicol, carbonato de alquileno en exceso o que no ha reaccionado, alcohol alqmlico, carbonato de dialquilo, catalizadores de transesterificacion y compuestos de alto punto de ebullicion que se producen durante la reaccion o contenidos ya en los productos de partida. Con el uso de una parte de separacion se reduce el contenido en compuestos de bajo punto de ebullicion, tales como por ejemplo carbonato de dialquilo y alcohol, formandose en presencia del catalizador de transesterificacion posiblemente mas carbonato de dialquilo y alquilenglicol. La energfa necesaria para ello se alimenta preferentemente a traves de uno o varios evaporadores.
En todas las secciones de la columna de transesterificacion, es decir tanto en la parte de concentracion y eventualmente parte de separacion como en la zona de reaccion pueden usarse cuerpos llenadores o empaquetaduras ordenadas. Los cuerpos llenadores o empaquetaduras ordenadas que van a usarse son aquellos habituales para destilaciones, tal como se describen por ejemplo en Ullmann's Enciclopadie der Technischen Chemie, 4a edicion, volumen 2, paginas 528 y siguientes. Como ejemplos de cuerpos llenadores se mencionan anillos Raschig o Pall y Novalox, sillines Berl, Intalex o Torus, interempaquetaduras y como ejemplos de empaquetaduras ordenadas se mencionan empaquetaduras de chapa y tejido (tales como por ejemplo empaquetaduras BX, Montz Pak, Mellapak, Melladur, Kerapak y empaquetadura CY) de distintos materiales, tales como vidrio, ceramica, porcelana, acero inoxidable, plastico. Se prefieren cuerpos llenadores y empaquetaduras ordenadas que presentan una gran superficie, una buena humectacion asf como tiempo de permanencia suficiente de la fase lfquida. Estos son por ejemplo anillos Pall y Novalox, sillines Berl, empaquetaduras BX, Montz Pak, Mellapak, Melladur, Kerapak y empaquetaduras CY.
Como alternativa son adecuados tambien platos de columna, tales como por ejemplo platos tamizadores, de campana, de valvula, de tunel. En la o las zonas de reaccion de la columna de transesterificacion se prefieren especialmente platos de columna con altos tiempos de permanencia con buen intercambio de sustancias, por ejemplo platos de campana, platos de valvula o de tunel con altos aliviaderos. El numero de platos teorico de la zona de reaccion asciende preferentemente a de 3 a 50, de manera especialmente preferente de 10 a 50 y de manera muy especialmente preferente de 10 a 40. El volumen de retencion del lfquido asciende preferentemente a del 1 % al 80 %, de manera especialmente preferente del 5 % al 70 % y de manera muy especialmente preferente del 7 % al 60 % del volumen interno de columna de la zona de reaccion. El diseno mas exacto de la(s) zona(s) de reaccion, de la parte de separacion que va a usarse eventualmente y de la o las partes de concentracion puede realizarse por el experto.
La temperatura de la(s) zona(s) de reaccion se encuentra preferentemente en el intervalo de 20 °C a 200 °C, de manera especialmente preferente de 40 °C a 180 °C, de manera muy especialmente preferente de 50 °C a 160 °C. Es ventajoso realizar la transesterificacion no solo a presion normal, sino tambien a presion elevada o reducida. La presion de la zona de reaccion se encuentra por tanto preferentemente en el intervalo de 20 kPa a 2000 kPa, de
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manera especialmente preferente de 30 kPa a 1000 kPa, de manera muy especialmente preferente de 40 kPa a 500 kPa. En el caso de las indicaciones de presion expuestas anteriormente y a continuacion se trata (siempre que no se mencione expKcitamente lo contrario) de indicaciones de presion absoluta.
Preferentemente, la mezcla de vapor que contiene carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico ex^da en la cabeza de la columna de transesterificacion en el procedimiento para la preparacion del carbonato de dialquilo se alimenta tras la condensacion en la cabeza de la columna de transesterificacion total o parcialmente al menos a otra etapa de procedimiento que contiene al menos una columna de destilacion para la separacion de carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico.
La separacion del carbonato de dialquilo y del alcohol alqmlico se realiza preferentemente de manera destilativa en una o varias columnas de destilacion o en una combinacion de destilacion y separacion con membrana, a continuacion designado como procedimiento hforido (vease por ejemplo los documentos US-4.162.200 A, EP 581 115 B1, EP 592 883 B1 y WO 2007/096343A1).
Si el alcohol alqmlico y el carbonato de dialquilo forman un azeotropo (por ejemplo metanol y carbonato de dimetilo), entonces puede usarse tambien un procedimiento de dos etapas tal como por ejemplo un procedimiento de dos presiones, una destilacion extractiva, una destilacion heteroazeotropica con un agente arrastrador de bajo punto de ebullicion o un procedimiento hforido. De manera especialmente preferente se usa el procedimiento de dos presiones o un procedimiento hforido.
De manera muy especialmente preferente se realiza la separacion del carbonato de dialquilo y del alcohol alqmlico (incluso en el caso de que el carbonato de dialquilo y el alcohol alqmlico formen un azeotropo) en una columna de destilacion individual. Esta columna de destilacion se hace funcionar a una presion que es mas alta que la presion de la(s) columna(s) de transesterificacion. La presion de funcionamiento de la columna de destilacion se encuentra en el intervalo de 100 kPa a 5000 kPa, preferentemente entre 200 kPa y 2000 kPa. En el fondo de la columna de destilacion se extrae el carbonato de dialquilo casi puro y en la cabeza una mezcla de carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico. Esta mezcla se alimenta a la o las columnas de transesterificacion total o parcialmente. Si el procedimiento para la preparacion de carbonato de dialquilo se acopla con un procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo que se forma mediante transesterificacion de este carbonato de dialquilo con un compuesto de hidroxilo aromatico, entonces puede alimentarse una parte de la mezcla de carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico, que se extrae en la cabeza de la columna de destilacion, a una correspondiente etapa de procesamiento para alcohol alqmlico y carbonato de dialquilo en la etapa de procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo.
En una realizacion especialmente preferente, si el carbonato de dialquilo y el alcohol alqmlico forman un azeotropo, esta etapa de procesamiento es un procedimiento de dos presiones. Tales procedimientos se conocen por el experto basicamente (vease por ejemplo Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. 7, 2007, capttulo 6.4. y 6.5.; Chemie Ingenieur Technik (67) 11 / 95).
Si el alcohol alqmlico y el carbonato de dialquilo forman un azeotropo, entonces el destilado de una primera columna de destilacion de la etapa de procedimiento para la separacion de carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico presenta preferentemente una composicion casi azeotropica. En este caso se alimenta este preferentemente en un procedimiento de dos presiones al menos a otra columna de destilacion que funciona a una presion de funcionamiento que se encuentra por debajo de la de la primera columna de destilacion. Mediante la presion de funcionamiento distinta se desplaza la posicion del azeotropo hacia proporciones mas bajas de alcohol alqmlico. Se obtiene como producto de fondo de esta segunda u otras columnas de destilacion el alcohol alqmlico en una pureza del 90 % al 100 % en peso, con respecto al peso total del producto de fondo aislado y como destilado una mezcla casi azeotropica. Las segunda u otras columnas de destilacion que funcionan a una presion de funcionamiento mas baja se hacen funcionar en formas de realizacion muy especialmente preferentes preferentemente con el calor de condensacion del o de los condensadores de cabeza de la primera columna de destilacion.
En el procedimiento de dos presiones se hace uso de la dependencia de la presion de la composicion azeotropica de una mezcla de dos sustancias. En una mezcla de alcohol alqmlico y carbonato de dialquilo, tal como por ejemplo metanol y carbonato de dimetilo, se desplaza la composicion azeotropica con presion creciente hasta contenidos de alcohol alqmlico mas altos. Si se alimenta una mezcla de estos dos componentes a una columna (columna de carbonato de dialquilo), encontrandose el contenido en alcohol alqmlico por debajo de la composicion azeotropica correspondiente para la presion de funcionamiento de esta columna, entonces se obtiene como destilado una mezcla con composicion casi azeotropica y como producto de fondo carbonato de dialquilo casi puro. La mezcla azeotropica asf obtenida se alimenta a otra columna de destilacion (columna de alcohol alqmlico). Esta funciona a una presion de funcionamiento mas baja en comparacion con la columna de carbonato de dialquilo. Debido a ello se desplaza la posicion del azeotropo hacia contenidos en alcohol alqmlico mas bajos. Mediante esto es posible separar la mezcla azeotropica obtenida en la columna de carbonato de dialquilo en un destilado con composicion casi azeotropica y alcohol alqmlico casi puro. El destilado de la columna de alcohol alqmlico se alimenta de nuevo a la columna de carbonato de dialquilo en posicion adecuada.
La presion de funcionamiento de la columna de alcohol alqmlico se selecciona preferentemente de modo que esta pueda funcionar con el calor de escape de la columna de carbonato de dialquilo. La presion de funcionamiento se
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encuentra a este respecto entre 10 kPa y 100 kPa, preferentemente entre 30 kPa y 100 kPa. La presion de funcionamiento de la columna de carbonato de dialquilo se encuentra en el intervalo de 100 kPa a 5000 kPa, preferentemente entre 200 kPa y 2000 kPa.
Una conduccion de la reaccion a modo de ejemplo en la separacion de carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico segun el procedimiento de dos presiones se muestra en la figura 1.
Otro procedimiento preferente para la separacion de azeotropos de alcohol alqmlico y carbonato de dialquilo es el procedimiento hforido. En el procedimiento hforido se realiza la separacion de una mezcla de dos sustancias por medio de una combinacion de destilacion y procedimiento con membrana. A este respecto se usa el hecho de que los componentes puedan separarse uno de otro al menos parcialmente debido a sus propiedades polares y su peso molecular distinto por medio de membranas. En el caso de una mezcla de alcohol alqmlico y carbonato de dialquilo, tal como por ejemplo metanol y carbonato de dimetilo, se obtiene usando membranas adecuadas, por medio de pervaporacion o permeacion de vapor, una mezcla rica en alcohol alqmlico como material permeado y una mezcla empobrecida en alcohol alqmlico como material retenido. Si se alimenta una mezcla de estos dos componentes a una columna (columna de carbonato de dialquilo), en la que el contenido en alcohol alqmlico se encuentra por debajo de la composicion azeotropica correspondiente para la presion de funcionamiento de esta columna, entonces se obtiene como destilado una mezcla con contenido en alcohol alqmlico claramente elevado en comparacion con la entrada y como producto de fondo carbonato de dialquilo casi puro.
En el caso de un procedimiento hfbrido de destilacion y permeacion de vapor se extrae el destilado de la columna en forma de vapor. La mezcla en forma de vapor asf obtenida se alimenta eventualmente tras sobrecalentamiento a una permeacion de vapor. Esta se hace funcionar de modo que se ajusta en el lado del material retenido casi la presion de funcionamiento de la columna y en el lado del material permeado una presion mas baja. La presion de funcionamiento de la columna se encuentra a este respecto en el intervalo de 100 kPa a 5000 kPa, preferentemente entre 100 y 2000 y de manera especialmente preferente entre 200 y 1000 kPa. La presion en el lado del material permeado se encuentra entre 5 kPa y 200 kPa. A este respecto se obtiene en el lado del material permeado una fraccion rica en alcohol alqmlico con un contenido en alcohol alqmlico de al menos el 70 % en peso, preferentemente al menos el 90 % en peso, con respecto al peso total de la fraccion. El material retenido, que contiene una proporcion de alcohol alqmlico reducida en comparacion con el destilado de la columna, se condensa eventualmente y se alimenta de nuevo a la columna de destilacion.
En el caso de un procedimiento hfbrido de destilacion y pervaporacion se extrae de manera lfquida el destilado de la columna. La mezcla asf obtenida se alimenta eventualmente tras calentamiento a una pervaporacion. Esta se hace funcionar de modo que se ajusta en el lado del material retenido una presion de funcionamiento identica o elevada en comparacion con la columna y en el lado del material permeado una presion mas baja. La presion de funcionamiento de la columna se encuentra a este respecto en el intervalo de 100 kPa a 5000 kPa, preferentemente entre 100 y 2000 y de manera especialmente preferente entre 200 y 1000 kPa. La presion en el lado del material permeado se encuentra entre 5 kPa y 200 kPa. A este respecto se obtiene en el lado del material permeado una fraccion en forma de vapor rica en alcohol alqmlico con un contenido en alcohol alqmlico de al menos el 70 % en peso, preferentemente al menos el 90 % en peso, con respecto al peso total de la fraccion. El material retenido ifquido que obtiene una proporcion de alcohol alqmlico reducida en comparacion con el destilado de la columna, se alimenta de nuevo a la columna de destilacion. Mediante la evaporacion del material permeado se requiere calor, que eventualmente no esta contenido en medida suficiente en el flujo de entrada a la pervaporacion. Por tanto puede calentarse una separacion con membrana por medio de pervaporacion eventualmente con intercambiadores de calor adicionales, estando estos integrados o colocados eventualmente entre varias etapas de pervaporacion conectadas una tras otra.
La separacion de carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico se realiza en el caso de un procedimiento hfbrido de manera especialmente preferente por medio de una combinacion de destilacion y permeacion de vapor.
El calor necesario para la separacion de alcohol alqmlico y carbonato de dialquilo se alimenta a una temperatura entre 100 °C y 300 °C, preferentemente entre 100 °C y 230 °C, y de manera especialmente preferente entre 120 °C y 200 °C. Para permitir de manera eficaz una integracion de calor con condensadores de la etapa de carbonato de diarilo, se seleccionan aquellos condensadores de la etapa de carbonato de diarilo en los que se condensan vapores a una temperatura elevada en de 1 °C a 100 °C, preferentemente de 2 °C a 50 °C y de manera especialmente preferente de 5 °C a 40 °C.
En una forma de realizacion especialmente preferente se obtiene energfa termica de las etapas de procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo:
i. condensador intermedio de la primera columna de reaccion del procedimiento para la preparacion de carbonato
de diarilo
ii. condensador de cabeza de la segunda columna de reaccion del procedimiento para la preparacion de
carbonato de diarilo
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iii. condensador de cabeza de la columna de flujo lateral o bien condensador en el flujo lateral de la primera columna de destilacion para la purification del carbonato de diarilo en el procedimiento para la preparation de carbonato de diarilo
iv. condensador para el flujo lateral de la segunda columna de ebullition intermedia del procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo
El calor de condensation obtenido preferentemente con el o los condensadores mencionados en i.- iv. de la etapa de carbonato de diarilo puede usarse a este respecto por ejemplo total o parcialmente por medio de un intercambiador de calor para el calentamiento de una o varias secciones de columna de la columna de destilacion para la purificacion del carbonato de dialquilo. En formas de realization preferentes se usa el calor de condensacion del o de los condensadores mencionados en i.- iv. de la etapa de carbonato de diarilo total o parcialmente por medio de un calentador intermedio para el calentamiento del flujo de flquido interno de columna en la o las columnas de destilacion de la etapa de procedimiento para la separation de carbonato de dialquilo y alcohol alquflico.
El calentador intermedio puede estar integrado en la columna de destilacion o puede estar realizado como calentador intermedio separado fuera de la columna. La realizacion del calentador intermedio que se encuentra dentro o que se encuentra fuera puede realizarse a este respecto tanto en 1 etapa como tambien en varias etapas (es decir uno o varios intercambiadores de calor). Para el calentador intermedio son posibles ademas distintas construcciones de acuerdo con la invention, tales como por ejemplo registros de tiro o serpentines de calefaccion integrados en caso de realizacion que se encuentra en el interior asi como por ejemplo intercambiadores de calor de placas o intercambiadores de calor de haces tubulares en caso de realizacion que se encuentra en el exterior. Tales construcciones las conoce el experto.
En la forma de realizacion que se encuentra en el interior preferente, el calentador intermedio de la columna de destilacion para la purificacion del carbonato de dialquilo presenta preferentemente una longitud de 100 a 10000 mm y la proportion del diametro del calentador intermedio con respecto al diametro de la columna se encuentra preferentemente en de 0,1 a 1. Ademas, el calentador intermedio presenta preferentemente una superficie de transferencia de calor de 1 a 5000 m2.
Las columna(s) de destilacion para la purificacion del carbonato de dialquilo disponen preferentemente de una parte de concentration con preferentemente de 5 a 40 etapas teoricas para la concentration del alcohol alquflico y una parte de separacion con preferentemente de 5 a 40 etapas teoricas para la concentracion del carbonato de dialquilo.
El procedimiento para la preparacion de carbonato de dialquilo se realiza preferentemente de manera continua.
Mediante el uso del calor de condensacion del o de los condensadores expuestos en i. - iv. de la etapa de carbonato de diarilo puede realizarse la separacion del alcohol alquflico del carbonato de alquilo en exceso con consumo de energia claramente reducido. La potencia de enfriamiento en la etapa de carbonato de diarilo puede reducirse a este respecto de manera igual. Una ventaja esencial del procedimiento de acuerdo con la invencion con respecto al procedimiento de acuerdo con el estado de la tecnica se encuentra por tanto en la clara reduction del consumo de energia en la preparacion de carbonatos de dialquilo, carbonatos de diarilo o bien carbonatos de alquilarilo. Al mismo tiempo puede realizarse el procedimiento con gasto mecanico sencillo, dado que debido al uso de disposiciones de columna no es necesaria ninguna disposition de reactor complicada con varias zonas de reaction separadas y conectadas en serie.
Los carbonatos de diarilo preparados en el contexto de la invencion son preferentemente aquellos de formula general (VI)
imagen4
en la que R, R’ y R" representan independientemente entre si H, alquilo Ci-C34 lineal o ramificado, eventualmente sustituido, preferentemente alquilo C1-C6, de manera especialmente preferente alquilo C1-C4, alcoxilo C1-C34, preferentemente alcoxilo C1-C6, de manera especialmente preferente alcoxilo C1-C4, cicloalquilo C5-C34, alquilarilo C7-C34, arilo C6-C34 o un resto halogeno, preferentemente un resto cloro y R, R’ y R" pueden ser iguales o distintos en los dos lados de la formula (VI). R puede significar tambien -COO-R’’’, pudiendo ser R"’ H, alquilo C1-C34 eventualmente ramificado, preferentemente alquilo C1-C6, de manera especialmente preferente alquilo C1-C4, alcoxilo C1-C34, preferentemente alcoxilo C1-C6, de manera especialmente preferente alcoxilo C1-C4, cicloalquilo C5- C34, alquilarilo C7-C34 o arilo C6-C34. Preferentemente, R, R’ y R" son iguales en los dos lados de formula (VI). De manera muy especialmente preferente R, R’ y R" representan H.
Los carbonatos de diarilo de formula general (VI) son por ejemplo: carbonato de difenilo, carbonatos de metilfenilfenilo y carbonatos de di-(metilfenilo), tambien como mezcla, pudiendo ser arbitraria la position del grupo
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metilo en los anillos de fenilo, as^ como carbonatos de dimetilfenil-fenilo y carbonatos de di-(dimetilfenilo), tambien como mezcla, pudiendo ser arbitraria la posicion de los grupos metilo en los anillos de fenilo, carbonatos de clorofenil-fenilo y carbonatos de di-(clorofenilo), pudiendo ser arbitraria la posicion del grupo metilo en los anillos de fenilo, carbonato de 4-etilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-etilfenilo), carbonato de 4-n-propilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n-propilfenilo), carbonato de 4-iso-propilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-iso-propilfenilo), carbonato de 4-n- butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n-butilfenilo), carbonato de 4-iso-butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-iso-butilfenilo), carbonato de 4-terc-butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-terc-butilfenilo), carbonato de 4-n-pentilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n-pentilfenilo), carbonato de 4-n-hexilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n-hexilfenilo), carbonato de 4-iso- octilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-iso-octilfenilo), carbonato de 4-n-nonilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n-nonilfenilo), carbonato de 4-ciclohexilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-ciclohexilfenilo), carbonato de 4-(1-metil-1-feniletil)-fenil- fenilo, carbonato de di-[4-(1 -metil-1 -feniletil)-fenilo], carbonato de bifenil-4-il-fenilo, carbonato de di-(bifenil-4-ilo), carbonato de (1-naftil)-fenilo, carbonato de (2-naftil)-fenilo, carbonato de di-(1-naftilo), carbonato de di-(2-naftilo), carbonato de 4-(1-naftil)-fenil-fenilo, carbonato de 4-(2-naftil)-fenil-fenilo, carbonato de di-[4-(1-naftil)fenilo], carbonato de di-[4-(2-naftil)fenilo], carbonato de 4-fenoxifenil-fenilo, carbonato de di-(4-fenoxifenilo), carbonato de 3- pentadecilfenil-fenilo, carbonato de di-(3-pentadecilfenilo), carbonato de 4-tritilfenilfenilo, carbonato de di-(4- tritilfenilo), carbonato de metilsalicilato-fenilo, carbonato de di-(metilsalicilato), carbonato de etilsalicilato-fenilo, carbonato de di-(etilsalicilato), carbonato de n-propilsalicilato-fenilo, carbonato de di-(n-propilsalicilato), carbonato de iso-propilsalicilato-fenilo, carbonato de di-(iso-propilsalicilato), carbonato de n-butilsalicilato-fenilo, carbonato de di-(n- butilsalicilato), carbonato de iso-butilsalicilato-fenilo, carbonato de di-(iso-butilsalicilato), carbonato de terc- butilsalicilato-fenilo, carbonato de di-(terc-butilsalicilato), carbonato de di-(fenilsalicilato) y carbonato de di- (bencilsalicilato).
Los carbonatos de diarilo preferentes son: carbonato de difenilo, carbonato de 4-terc-butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-terc-butilfenilo), carbonato de bifenil-4-il-fenilo, carbonato de di-(bifenil-4-ilo), carbonato de 4-(1-metil-1-feniletil)- fenil-fenilo y carbonato de di-[4-(1-metil-1-feniletil)-fenilo].
Se prefiere especialmente carbonato de difenilo.
Los compuestos de hidroxilo aromaticos adecuados en el contexto de la invencion son preferentemente aquellos de formula general (VII)
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en la que R, R’ y R" independientemente entre si pueden tener el significado mencionado para la formula general (VI).
Tales compuestos de hidroxilo aromaticos son por ejemplo: fenol, o-, m- o p-cresol, tambien como mezcla de cresoles, dimetilfenol, tambien como mezcla, pudiendo ser arbitraria la posicion de los grupos metilo en el anillo de fenol, por ejemplo 2,4-, 2,6-, o 3,4-dimetilfenol, o-, m o p-clorofenol, o-, m- o p-etilfenol, o-, m- o p-n-propilfenol, 4-iso- propilfenol, 4-n-butilfenol, 4-iso-butilfenol, 4-terc-butilfenol, 4-n-pentilfenol, 4-n-hexilfenol, 4-iso-octilfenol, 4-n- nonilfenol, o-, m- o p-metoxifenol, 4-ciclohexilfenol, 4-(1-metil-1-feniletil)-fenol, bifenil-4-ol, 1-naftol, 2-1-naftol, 4-(1- naftil)fenol, 4-(2-naftil)-fenol, 4-fenoxifenol, 3-pentadecilfenol, 4-tritilfenol, acido metilsalicflico, acido etilsalicflico, acido n-propilsalicflico, acido iso-propilsalicflico, acido n-butilsalicflico, acido iso-butilsalicflico, acido terc- butilsalicflico, acido fenilsalicflico y acido bencilsalicflico.
Los compuestos de hidroxilo aromaticos preferentes son fenol, 4-terc-butilfenol, bifenil-4-ol y 4-(1-metil-1-feniletil)- fenol.
Se prefiere especialmente fenol.
Los carbonatos de alquilarilo preparados en el contexto de la invencion son preferentemente aquellos de formula general (VIII)
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en la que R, R’ y R" pueden tener el significado mencionado para la formula general (VI) y R1 puede tener el significado mencionado para la formula general (I).
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Los carbonatos de alquilarilo preferentes son carbonato de metil-fenilo, carbonato de etil-fenilo, carbonato de propil- fenilo, carbonato de butilfenilo y carbonato de hexil-fenilo, carbonato de metil-(o-cresilo), carbonato de metil-(p- cresilo), carbonato de etil-(o-cresilo), carbonato de etil-(p-cresilo), carbonato de metil- o etil-(p-clorofenilo). Los carbonatos de alquilarilo especialmente preferentes son carbonato de metil-fenilo y carbonato de etil-fenilo. Se prefiere muy especialmente carbonato de metil-fenilo.
Tanto los carbonatos de dialquilo adecuados para el procedimiento como tambien los compuestos de hidroxilo aromaticos los conoce el experto y pueden obtenerse comercialmente o pueden prepararse segun procedimientos igualmente conocidos para el experto.
Alquilo C1-C4 representa en el contexto de la invencion por ejemplo metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec- butilo, terc-butilo, alquilo C1-C6 representa ademas por ejemplo n-pentilo, 1 -metilbutilo, 2-metilbutilo, 3-metilbutilo, neo-pentilo, 1 -etilpropilo, ciclohexilo, ciclopentilo, n-hexilo, 1,1-dimetilpropilo, 1,2-dimetilpropilo, 1,2-dimetilpropilo, 1- metilpentilo, 2-metilpentilo, 3-metilpentilo, 4-metilpentilo, 1,1 -dimetilbutilo, 1,2-dimetilbutilo, 1,3-dimetilbutilo, 2,2- dimetilbutilo, 2,3-dimetilbutilo, 3,3-dimetilbutilo, 1 -etilbutilo, 2-etilbutilo, 1,1,2-trimetilpropilo, 1,2,2-trimetilpropilo, 1-etil- 1 -metilpropilo, 1 -etil-2-metilpropilo o 1 -etil-2-metilpropilo, alquilo C1-C34 representa ademas por ejemplo n-heptilo y n-octilo, pinaquilo, adamantilo, los mentilos isomericos, n-nonilo, n-decilo, n-dodecilo, n-tridecilo, n-tetradecilo, n- hexadecilo o n-octadecilo. Lo mismo se aplica para el correspondiente resto alquilo por ejemplo en restos aralquilo o restos alquilarilo. Los restos alquileno en los correspondientes restos hidroxialquilo o aralquilo o alquilarilo representan por ejemplo los restos alquileno correspondientes a los restos alquilo anteriores.
Arilo representa un resto aromatico carbodclico con 6 a 34 atomos de carbono de estructura principal. Lo mismo se aplica para la parte aromatica de un resto arilalquilo, tambien denominado resto aralquilo, asf como para componentes arilo de grupos mas complejos, tales como por ejemplo restos arilcarbonilo.
Arilalquilo o aralquilo significa respectivamente de manera independiente un resto alquilo de cadena lineal, dclico, ramificado o no ramificado segun la definicion anterior, que puede estar sustituido una vez, varias veces o completamente con restos arilo de acuerdo con la definicion anterior.
La enumeracion anterior ha de entenderse a modo de ejemplo y no como limitacion.
Se muestra que, en una forma de realizacion especialmente preferente, un procedimiento para la preparacion de al menos un carbonato de diarilo a partir de al menos un carbonato de dialquilo y al menos un compuesto de hidroxilo aromatico, en el que
(a) se hacen reaccionar el o los carbonatos de dialquilo en presencia al menos de un catalizador de transesterificacion con el o los compuestos de hidroxilo aromaticos en una primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) que contiene al menos una parte de concentracion en la parte superior de la columna y al menos una zona de reaccion por debajo de la parte de concentracion, que presenta al menos dos secciones,
(b) se alimenta el producto de fondo de la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) al menos a otra columna de reaccion que contiene al menos una parte de concentracion en la parte superior de la columna y al menos una zona de reaccion por debajo de la parte de concentracion y en esta se hace reaccionar posteriormente,
(c) el carbonato de dialquilo que no ha reaccionado en las columnas de reaccion de las etapas (a) y/o (b) o formado durante la reaccion se separa total o parcialmente en al menos otra etapa de procedimiento que contiene al menos una columna de destilacion del alcohol alqrnlico formado durante la reaccion,
(d) el vapor que contiene compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s) extrafdos en la cabeza al menos de una columna de reaccion de (b) eventualmente tras condensacion en al menos un condensador se alimenta total o parcialmente al menos a otra etapa de procedimiento que contiene al menos una columna de destilacion, separandose compuestos cuyo punto de ebullicion se encuentra entre el del carbonato de dialquilo y el del carbonato de alquilarilo formado durante la preparacion del carbonato de diarilo,
(e) el producto de fondo obtenido en la columna de reaccion o las otras columnas de reaccion de la etapa (b), que contiene carbonato de diarilo se alimenta al menos a otra etapa de procedimiento para la purificacion en al menos una columna de destilacion que contiene al menos una parte de concentracion en la parte superior de la columna y al menos una parte de separacion en la parte inferior de la columna,
(f) como producto de fondo de al menos una columna de destilacion de carbonato de diarilo de la etapa de procedimiento (e) se obtiene un flujo que contiene catalizador, que se reconduce total o parcialmente eventualmente tras purificacion posterior de nuevo al procedimiento, preferentemente en la etapa de procedimiento (a).
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(g) de al menos una columna de destilacion de carbonato de diarilo de la etapa de procedimiento (e) se obtiene un flujo que contiene compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s) y carbonato de alquilarilo, que se reconduce total o parcialmente de nuevo al procedimiento, preferentemente en la etapa de procedimiento (a) o (b), y
(h) de al menos una columna de destilacion de carbonato de diarilo de la etapa de procedimiento (e) se descargan conjuntamente o de manera separada uno de otro compuestos con un punto de ebullicion por encima del punto de ebullicion del carbonato de diarilo y compuestos, cuyo punto de ebullicion se encuentra entre el del carbonato de dialquilo y el del carbonato de alquilarilo formado durante la preparacion del carbonato de diarilo, total o parcialmente del procedimiento,
y en el que al menos una de las columnas de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) seleccionadas de la primera columna de reaccion o de la o las otras columnas de reaccion esta equipada con uno o varios condensadores y el calor de condensacion obtenido mediante condensacion en estos condensadores se reconduce directa o indirectamente, total o parcialmente de nuevo al procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo, permite tanto un procesamiento de flujos de producto y de residuos como tambien una integracion eficaz de energfa.
La descarga descrita en (h) puede realizarse preferentemente como flujo lateral lfquido de la parte de concentracion al menos de una columna de destilacion de carbonato de diarilo y/o de un flujo parcial del destilado de esta columna.
En el procedimiento de preparacion de carbonato de diarilo se usan el(los) compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s) y el o los carbonatos de dialquilo preferentemente en la proporcion molar de 1 : 0,1 a 1 : 10, de manera especialmente preferente de 1 : 0,2 a 1 : 5, de manera muy especialmente preferente de 1 : 0,5 a 1 : 3 en la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo). A este respecto, la proporcion molar indicada no considera la reconduccion de compuesto de hidroxilo aromatico o carbonato de dialquilo en la columna de reaccion a traves de uno o varios condensadores de cabeza (vease en (b)) o uno o varios evaporadores de fondo posiblemente existentes.
El procedimiento para la preparacion de carbonatos de diarilo se realiza en al menos dos columnas de reaccion.
Como primera y segunda columna de reaccion o eventualmente tercera columna u otras columnas se tienen en cuenta columnas conocidas para el experto. Estas son por ejemplo columnas de destilacion o de rectificacion, preferentemente columnas de destilacion reactiva o de rectificacion reactiva.
La primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) contiene al menos una parte de concentracion en la parte superior de la columna y al menos una zona de reaccion por debajo de la parte de concentracion, que presenta al menos dos secciones. Cada una de las dos secciones presenta independientemente entre sf de manera preferente respectivamente de 0 a 20, preferentemente de 0,1 a 20 etapas teoricas. En formas de realizacion preferentes, al menos una parte de concentracion de la primera columna de reaccion esta dotada de al menos un condensador intermedio. El condensador intermedio esta colocado preferentemente entre las dos secciones de la parte de concentracion. En este caso se divide la parte de concentracion en una parte de concentracion superior y una parte de concentracion interior.
La primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) se hace funcionar preferentemente en contracorriente, conduciendose preferentemente en al menos una zona de reaccion de esta columna el compuesto de hidroxilo aromatico de manera lfquida desde la cabeza hacia el fondo y conduciendose el carbonato de dialquilo en forma de gas en contra de este flujo lfquido. A este respecto, la primera columna de reaccion se hace funcionar preferentemente de modo que al menos a una zona de reaccion, preferentemente en el tercio superior de la zona de reaccion, se dosifican uno o varios flujos que contienen el compuesto de hidroxilo aromatico y eventualmente catalizador de transesterificacion disuelto, preferentemente con la temperatura que impera en este punto de la columna, de manera lfquida o con proporcion de gas unicamente baja, ascendiendo la proporcion de gas preferentemente a menos del 20 % en peso. Ademas se deslizan uno o varios flujos que contienen el carbonato de dialquilo en la zona de reaccion, preferentemente en el tercio inferior de esta zona de reaccion, realizandose la dosificacion preferentemente en forma de gas o de manera sobrecalentada. En formas de realizacion preferentes puede ascender el sobrecalentamiento del flujo de vapor a de 0 °C a 50 °C. Ademas, la temperatura del punto de rodo depende preferentemente de la presion existente en la zona de reaccion en el sitio de dosificacion del respectivo flujo que contiene carbonato de dialquilo.
Tras pasar la(s) zona(s) de reaccion se extrae el alcohol alqmlico formado durante la reaccion, tras recorrer la o las partes de concentracion, en la cabeza de la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo). En caso del alcohol alqmlico formado durante la reaccion se trata en el contexto de la invencion del alcohol que se libera en la transesterificacion, preferentemente R1-OH o R1-OH, teniendo R1 y R1 el significado mencionado para la formula general (I). El flujo extrafdo en la cabeza de la primera columna de reaccion contiene en general de manera adicional al alcohol alqmlico formado durante la reaccion aun carbonato de dialquilo en exceso o que no ha reaccionado y compuestos secundarios volatiles, tales como por ejemplo dioxido de carbono o dialquileter. Debido a la o las partes de concentracion existentes, este flujo contiene cantidades unicamente bajas de componentes de punto de ebullicion superior, tal como por ejemplo el compuesto de hidroxilo aromatico. La parte de concentracion sirve para la separacion de los componentes de punto de ebullicion superior evaporados conjuntamente en la zona
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de reaccion, tales como por ejemplo el compuesto de hidroxilo aromatico o carbonato de alquilarilo de los alcoholes de reaccion volatiles o carbonatos de dialquilo. Esto tiene la ventaja de que la separacion de los alcoholes alqmlicos formados durante la reaccion de los carbonatos de dialquilo puede realizarse a un nivel de temperatura bajo.
La primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) se hace funcionar en formas de realizacion preferentes en condiciones de reflujo. Por condiciones de reflujo ha de entenderse un modo de funcionamiento tal, en el que se condensa parcial o completamente el flujo de vapor en el extremo superior de la parte de concentracion (vease en (b)) y el condensado que se produce a este respecto se alimenta parcial o completamente de nuevo como reflujo en el extremo superior de la parte de concentracion. La proporcion de reflujo asciende a este respecto a preferentemente de 0,1 a 20, de manera especialmente preferente de 0,1 a 10 y de manera muy especialmente preferente de 0,1 a 3, correspondiendo la proporcion de reflujo en el contexto de la invencion a la proporcion en peso del condensado realimentado en la columna con respecto al vapor extrafdo en la cabeza de la columna sin condensado realimentado.
En formas de realizacion preferentes, la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) presenta por debajo de una zona de reaccion al menos una parte de separacion.
La primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) puede estar dotada ademas preferentemente de uno o varios evaporadores de fondo. En la realizacion de la primera columna de reaccion con una parte de separacion se usa preferentemente de manera adicional un evaporador de fondo que evapora total o parcialmente el lfquido que se descarga de la parte de separacion. Este flujo de lfquido evaporado total o parcialmente se realimenta total o parcialmente de nuevo en la primera columna de reaccion. En el caso de una forma de realizacion sin parte de separacion se evapora total o parcialmente en un evaporador de fondo usado eventualmente el lfquido que se descarga de la zona de reaccion y se realimenta total o parcialmente de nuevo en la primera columna de reaccion.
En las formas de realizacion preferentes, en las que al menos una parte de concentracion de la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) esta dotada de al menos un condensador intermedio, esta dividida la parte de concentracion de la primera columna de reaccion, que esta dotada de al menos un condensador intermedio, en una parte de concentracion inferior y una superior (dos secciones), de las cuales la parte de concentracion inferior se encuentra por debajo del condensador intermedio y la parte de concentracion superior se encuentra por encima del condensador intermedio.
La o las partes de concentracion con al menos un condensador intermedio pueden alojarse en formas de realizacion preferentes conjuntamente con la o las partes de reaccion y eventualmente al menos una parte de separacion en la columna de reaccion. A este respecto se conduce la mezcla en forma de vapor que procede de la o las zonas de reaccion desde abajo en una seccion inferior de la parte de concentracion o eventualmente la parte de concentracion inferior, teniendo lugar un empobrecimiento del compuesto de hidroxilo aromatico. La mezcla en forma de vapor que procede de esta seccion inferior o eventualmente la parte de concentracion inferior se conduce en un condensador intermedio, donde esta se condensa parcialmente y el condensado que se produce se alimenta en el extremo superior de la seccion inferior de la parte de concentracion o eventualmente la parte de concentracion inferior.
En otra forma de realizacion preferente del procedimiento, el condensador intermedio no se integra en la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) sino que se realiza como condensador intermedio separado fuera de la primera columna de reaccion.
En otra forma de realizacion preferente del procedimiento no se integran el condensador intermedio y la seccion superior de la parte de concentracion en la columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) sino que se alojan por separado fuera de la primera columna de reaccion.
Por debajo de la zona de reaccion y de una parte de separacion eventualmente existente se obtiene una mezcla que contiene carbonato de alquilarilo, fenol en exceso o que no ha reaccionado, carbonato de diarilo, catalizadores de transesterificacion, carbonato de dialquilo, alcohol alqrnlico y compuestos de alto punto de ebullicion que se producen durante la reaccion o contenidos ya en los productos de partida. Con el uso de una parte de separacion se reduce el contenido en compuestos volatiles, tales como por ejemplo carbonato de dialquilo y alcohol alqrnlico, formandose en presencia del catalizador de transesterificacion posiblemente mas carbonato de alquilarilo y/o carbonato de diarilo. La energfa necesaria para ello se alimenta preferentemente a traves de uno o varios evaporadores.
En todas las secciones de la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo), es decir tanto en la parte de concentracion y/o eventualmente la parte de separacion y/o en la zona de reaccion, pueden usarse cuerpos llenadores o empaquetaduras ordenadas. Los cuerpos llenadores o empaquetaduras ordenadas que van a usarse son aquellos habituales para destilaciones, tal como se describen por ejemplo en Ullmann's Enciclopadie der Technischen Chemie, 4a edicion, volumen 2, paginas 528 y siguientes. Como ejemplos de cuerpos llenadores se mencionan anillos Raschig o Pall y Novalox, sillines Berl, Intalex o Torus, interempaquetaduras y como ejemplos de empaquetaduras ordenadas se mencionan empaquetaduras de chapa y tejido (tales como por ejemplo empaquetaduras BX, Montz Pak, Mellapak, Melladur, Kerapak y empaquetadura CY) de distintos materiales, tales como vidrio, ceramica, porcelana, acero inoxidable, plastico. Se prefieren cuerpos llenadores y empaquetaduras
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ordenadas que presentan una gran superficie, una buena humectacion as^ como tiempo de permanencia suficiente de la fase Ifquida. Estos son por ejemplo anillos Pall y Novalox, sillines Berl, empaquetaduras BX, Montz Pak, Mellapak, Melladur, Kerapak y empaquetaduras CY.
Como alternativa son adecuados tambien platos de columna, tales como por ejemplo platos tamizadores, de campana, de valvula, de tunel. En la o las zonas de reaccion de la columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) se prefieren especialmente platos de columna con altos tiempos de permanencia con buen intercambio de sustancias, por ejemplo platos de campana, platos de valvula o de tunel con altos aliviaderos. El numero de platos teorico de la zona de reaccion asciende preferentemente a de 3 a 50, de manera especialmente preferente de 10 a 50 y de manera muy especialmente preferente de 10 a 40. El volumen de retencion del lfquido asciende preferentemente a del 1 % al 80 %, de manera especialmente preferente del 5 % al 70 % y de manera muy especialmente preferente del 7 % al 60 % del volumen interno de columna de la zona de reaccion. El diseno mas exacto de la(s) zona(s) de reaccion, de la parte de separacion que va a usarse eventualmente y de la o las partes de concentracion puede realizarse por el experto.
La temperatura de la(s) zona(s) de reaccion se encuentra preferentemente en el intervalo de 100 °C a 300 °C, de manera especialmente preferente de 120 °C a 250 °C, de manera muy especialmente preferente de 150 °C a 240 °C. En formas de realizacion preferentes se ajusta en la zona de reaccion una temperatura de reaccion optima por un lado mediante la eleccion de las condiciones de funcionamiento y por otro lado mediante alimentacion de calor adicional en la zona de uno o varios platos de reaccion. La alimentacion de calor en los platos de reaccion puede realizarse a este respecto o bien mediante intercambiadores de calor o a traves de platos de reaccion con posibilidad para la entrada de calor. Es ventajoso realizar la transesterificacion no solo a presion normal, sino tambien a presion elevada o reducida. La presion de la zona de reaccion se encuentra por tanto preferentemente en el intervalo de 50 kPa a 2.000 kPa (absolutos), de manera especialmente preferente de 80 kPa a 1.500 kPa (absolutos), de manera muy especialmente preferente de 90 kPa a 1.000 kPa (absolutos).
Para las etapas de reaccion que se producen en la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) pueden usarse catalizadores de transesterificacion conocidos por la bibliograffa. Estos son catalizadores de transesterificacion conocidos por la bibliograffa para transesterificacion de carbonato de dialquilo-fenol, tales como AlX3, TiX3, UX4, TiX4, VOX3, VX5, ZnX2, FeX3, PbX2 y SnX4, en los que X representa restos halogeno, acetoxilo,
alcoxilo o ariloxilo (documento DE-OS 2 58 412). Los catalizadores que pueden usarse especialmente preferentes son compuestos metalicos tales como AlX3, TiX4, PbX2 y SnX4, tales como por ejemplo tetracloruro de titanio, tetrametoxido de titanio, tetrafenoxido de titanio, tetraetoxido de titanio, tetraisopropilato de titanio, tetradodecilato de titanio, tetraisooctilato de estano y triisopropilato de aluminio. Se prefieren muy especialmente compuestos metalicos TiX4. Los compuestos metalicos mencionados se usan preferentemente en cantidades del 0,001 % al 5 % en peso, preferentemente del 0,005 % al 5 % en peso y de manera especialmente preferente del 0,01 % al 5 % en peso, con respecto al peso de la mezcla de reaccion que va a reaccionar.
Halogeno significa en el contexto de la invencion fluor, cloro o bromo, preferentemente fluor o cloro, de manera especialmente preferente cloro.
Otros catalizadores que pueden son compuestos de organoestano de formula general (R11)4-X-Sn(Y)X, en la que Y representa un resto OCOR12, OH o OR, significando R12 alquilo C1-C12, arilo C6-C12 o alquilarilo C7-C13, R11
independientemente de R12 tiene el significado de R12 y x significa un numero entero de 1 a 3, compuestos de dialquilestano con 1 a 12 atomos de C en el resto alquilo o compuestos de bis-(trialquilestano), por ejemplo acetato de trimetilestano, benzoato de trietilestano, acetato de tributilestano, acetato de trifenilestano, diacetato de dibutilestano, dilaurato de dibutilestano, dilaurato de dioctilestano, adipinato de dibutilestano, dibutildimetoxiestano, glicolato de dimetilestano, dibutildietoxiestano, hidroxido de trietilestano, hexaetilestannoxano, hexabutilestannoxano, oxido de dibutilestano, oxido de dioctilestano, triisooctilato de butilestano, triisooctilato de octilestano, acido butilestannoico y acido octilestannoico en cantidades del 0,001 % al 20 % en peso (veanse los documentos EP 879, EP 880, EP 39 452, DE-OS 34 45 555, JP 79/63023), compuestos de estano polimericos de formula -[-RR11Sn-O-]-, en la que R y R11 independientemente entre sf tienen el significado mencionado anteriormente para R12, por ejemplo poli[oxi(dibutilestannileno)], poli[oxi(dioctilestannileno)], poli[oxi(butilfenil- estannileno)] y poli[oxi(difenilestannileno)] (documento DE-OS 34 45 552), hidroxiestannoxanos polimericos de formula -[-RSn(OH)-O-]-, por ejemplo poli(etilhidroxiestannoxano), poli(butilhidroxiestannoxano), poli- (octilhidroxiestannoxano), poli(undecilhidroxiestannoxano) y poli(dodecilhidroxiestannoxanos) en cantidades del 0,001 % al 20 % en peso, preferentemente del 0,005 % al 5 % en peso, con respecto a carbonato de dialquilo (documento DE-OS 40 06 520). Otros compuestos de estano que pueden usarse son oxidos de Sn(II) de formula general
X-R2Sn-O-R2Sn-Y,
en la que X e Y independientemente entre sf deben significar OH, SCN, OR13, OCOR13 o halogeno y R alquilo, arilo, teniendo R13 el significado mencionado anteriormente para R12 (documento EP 0 338 760).
Como otros catalizadores que pueden usarse se tienen en cuenta compuestos de plomo, eventualmente junto con triorganofosfanos, un compuesto quelato o un haluro de metal alcalino, por ejemplo Pb(OH)2-2PbCO3, Pb(OCO-
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CH3)2, Pb(OCO-CH3)2 - 2LiCl, Pb(OCO-CH3)2 • 2PPh3 en cantidades de 0,001 mol a 1 mol, preferentemente de 0,005 mol a 0,25 mol por mol de carbonato de dialquilo (documentos JP 57/176932, JP 01/093580), asf como otros compuestos de plomo(II) y plomo(IV), tales como PbO, PbO2, tetroxido de plomo, plumbito y plumbato (documento JP 01/093560), acetato de hierro(III) (documento JP 61/1 72 852), ademas sales de cobre y/o complejos metalicos, por ejemplo de alcali, zinc, titanio y hierro (documento JP 89/005588).
Ademas pueden usarse en el procedimiento sistemas de catalizadores heterogeneos. Estos son por ejemplo oxidos mixtos de silicio y titanio que pueden obtenerse mediante hidrolisis conjunta de silicio y haluros de titanio (documento JP 54/125617) o dioxidos de titanio con alta superficie BET > 20 m2/g (documento DE-OS 40 36 594)).
Los catalizadores preferentes para el procedimiento son los compuestos metalicos mencionados anteriormente AX3, TiX3, UX4, TiX4, VOX3, VX5, ZnX2, FeX3, PbX2 y SnX4. Se prefieren especialmente AlX3, TiX4, PbX2 y SnX4, de los cuales se mencionan a modo de ejemplo tetracloruro de titanio, tetrametoxido de titanio, tetrafenoxido de titanio, tetraetoxido de titanio, tetraisopropilato de titanio, tetradodecilato de titanio, tetraisooctilato de estano y triisopropilato de aluminio. Se prefieren muy especialmente compuestos metalicos TiX4. Se prefieren en particular tetrametoxido de titanio, tetrafenoxido de titanio y tetraetoxido de titanio.
El catalizador se incorpora preferentemente junto con el flujo que contiene el(los) compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s) en forma disuelta o suspendida en la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo). Como alternativa puede dosificarse el catalizador tambien por separado, por ejemplo, en un alcohol que corresponde al alcohol alqrnlico o un disolvente inerte adecuado. En el caso del uso de catalizadores heterogeneos pueden usarse estos en mezcla con los cuerpos llenadores mencionados, en forma adecuada en lugar de cuerpos llenadores o como apilamiento sobre platos de columna posiblemente incorporados.
La energfa necesaria para la reaccion en la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) puede generarse por un lado por medio de dispositivos que se encuentran en el interior o en el exterior, tales como por ejemplo intercambiadores de calor, evaporadores y/o platos de columnas que pueden calentarse, y/o por otro lado puede introducirse tanto con el flujo lfquido que contiene el(los) compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s) como con el flujo dosificado en forma de gas que contiene carbonato de dialquilo. En particular en el area de la(s) zona(s) de reaccion puede realizarse una adicion de calor de esta manera. Preferentemente se alimenta este calor en el area de la(s) zona(s) de reaccion total o parcialmente por medio de evaporadores o platos de columna que pueden calentarse. Es especialmente ventajoso introducir la energfa necesaria para la reaccion en la primera columna de reaccion al menos parcialmente tanto con el flujo lfquido que contiene el(los) compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s) como con el flujo dosificado en forma de gas que contiene carbonato de dialquilo en la primera columna de reaccion y adicionalmente mediante intercambiadores de calor que se encuentran en el interior y/o en el exterior.
En el procedimiento se alimenta el producto de fondo de la primera columna de reaccion a una segunda columna de reaccion.
La segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) contiene al menos una parte de concentracion en la parte superior de la columna y al menos una zona de reaccion por debajo de la parte de concentracion. La parte de concentracion presenta preferentemente de 1 a 50, de manera especialmente preferente de 1 a 25 etapas teoricas.
En la segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) se alimenta el producto de fondo de la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo), que contiene carbonato de alquilarilo y carbonato de diarilo ya formado, como lfquido o como mezcla de vapor-lfquido preferentemente a la zona de reaccion, de manera especialmente preferente a la parte superior de la zona de reaccion, de manera muy especialmente preferente en el tercio superior de la zona de reaccion. A este respecto se hace funcionar la segunda columna de reaccion preferentemente de modo que se hace reaccionar el carbonato de alquilarilo parcial o completamente, por ejemplo mediante transesterificacion o desproporcionamiento posterior, preferentemente mediante desproporcionamiento, para dar el carbonato de diarilo. Adicionalmente al producto de fondo de la primera columna de reaccion pueden dosificarse uno o varios flujos que contienen carbonato de alquilarilo como lfquido o como mezcla de vapor-lfquido en el area de la zona de reaccion. Tales flujos adicionales que contienen carbonato de alquilarilo pueden proceder, por ejemplo, del procesamiento posterior y pueden realimentarse asf en el procedimiento.
En la cabeza de la segunda columna de reaccion se separan el compuesto de hidroxilo aromatico que no ha reaccionado, carbonato de dialquilo, alcohol alqrnlico, compuestos secundarios de punto de ebullicion medio (tales como por ejemplo alquilarileteres) y en medida reducida compuestos secundarios volatiles. En el contexto de la invencion ha de entenderse por compuestos secundarios de punto de ebullicion medio aquellos con un punto de ebullicion por debajo del punto de ebullicion del carbonato de alquilarilo y por encima del punto de ebullicion del carbonato de dialquilo. Tales compuestos secundarios de punto de ebullicion medio son por ejemplo alquilarileteres, tales como por ejemplo anisol o fenetol. Los compuestos secundarios de punto de ebullicion medio separados en la segunda columna de reaccion pueden producirse en la primera y/o segunda columna de reaccion durante la reaccion o se han incluido ya mediante los productos de partida en el procedimiento.
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La parte de concentracion de la segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) sirve para la separacion de los componentes de punto de ebullicion superior, tales como por ejemplo carbonato de alquilarilo, evaporados conjuntamente en la zona de reaccion.
La segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) se hace funcionar en formas de realizacion preferentes en condiciones de reflujo. Por condiciones de reflujo ha de entenderse un modo de funcionamiento tal, en el que se condensa parcial o completamente el flujo de vapor en el extremo superior de la parte de concentracion y el condensado que se produce a este respecto se alimenta parcial o completamente de nuevo como reflujo en el extremo superior de la parte de concentracion. La proporcion de reflujo asciende a este respecto a preferentemente de 0,1 a 20, de manera especialmente preferente de 0,1 a 10 y de manera muy especialmente preferente de 0,1 a 3, correspondiendo la proporcion de reflujo en el contexto de la invencion a la proporcion en peso del condensado realimentado en la columna con respecto al vapor extrafdo en la cabeza de la columna sin condensado realimentado.
La segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) puede presentar por debajo de una zona de reaccion al menos una parte de separacion. En formas de realizacion preferentes puede actuar la zona de reaccion de la segunda columna de reaccion sin embargo al mismo tiempo como parte de separacion. A este respecto se separa el carbonato de dialquilo liberado en el desproporcionamiento, el alcohol alqrnlico liberado mediante transesterificacion y el compuesto de hidroxilo aromatico que no ha reaccionado y al mismo tiempo se concentra carbonato de diarilo y el carbonato de alquilarilo que se elimina por reaccion esencialmente mediante desproporcionamiento.
La segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) puede estar dotada ademas preferentemente de uno o varios evaporadores de fondo.
En principio puede dotarse la parte de concentracion de la segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) igualmente de uno o varios condensadores intermedios. Mediante esto se subdivide la parte de concentracion en una parte de concentracion inferior y una superior (dos secciones), de las cuales la parte de concentracion inferior se encuentra por debajo del condensador intermedio y la parte de concentracion superior se encuentra por encima del condensador intermedio. En una forma de realizacion preferente, la segunda columna de reaccion no presenta ningun condensador intermedio.
La segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) esta dotada de uno o varios condensadores. Preferentemente se trata a este respecto de uno o varios condensadores en la cabeza de la segunda columna de reaccion (condensador(es) de cabeza). De manera especialmente preferente se usa una cascada de condensadores de cabeza.
En el transcurso de la condensacion en el o los condensadores en la cabeza de la segunda columna de reaccion se empobrecen los vapores de componentes de punto de ebullicion superior, tales como por ejemplo el compuesto de hidroxilo aromatico. Para poder usar de manera especialmente eficaz el calor de condensacion que se produce en el sentido de un integracion de calor se realiza la condensacion, por tanto, preferentemente en varias etapas, de manera especialmente preferente al menos en dos etapas, en formas de realizacion preferentes en dos o tres etapas.
En la forma de realizacion especialmente preferente de la condensacion en dos o tres etapas se usa el calor de condensacion de la primera o de la primera y segunda etapa de condensacion directa o indirectamente para el calentamiento de un flujo de sustancia o de una columna dentro del procedimiento, mientras que se evacua el calor de condensacion que se produce de la segunda o tercera etapa de condensacion mediante agua de refrigeracion o refrigeracion con aire.
La condensacion en la cabeza de la segunda columna de reaccion puede realizarse en otras formas de realizacion preferentes ademas de modo que una parte de los vapores extrafdos en la cabeza de la segunda columna de reaccion no se condense para poder descargar selectivamente compuestos secundarios de punto de ebullicion medio.
Por debajo de la zona de reaccion y de una parte de separacion eventualmente existente se obtiene una mezcla que contiene carbonato de alquilarilo, compuesto de hidroxilo aromatico en exceso o que no ha reaccionado, carbonato de diarilo, catalizador(es) de transesterificacion, carbonato de dialquilo, alcohol alqrnlico y compuestos secundarios de punto de ebullicion medio o de alto punto de ebullicion producidos durante la reaccion o contenidos ya en los productos de partida. En el contexto de la invencion ha de entenderse por compuestos secundarios de alto punto de ebullicion aquellos con un punto de ebullicion por encima del punto de ebullicion del compuesto de hidroxilo aromatico.
En todas las secciones de la segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo), es decir tanto en la parte de concentracion y eventualmente la parte de separacion como tambien en la zona de reaccion, pueden usarse cuerpos llenadores o empaquetaduras ordenadas. Los cuerpos llenadores o empaquetaduras ordenadas que van a usarse son aquellos habituales para destilaciones, tal como se describen por ejemplo en Ullmann's Enciclopadie der Technischen Chemie, 4a edicion, volumen 2, paginas 528 y siguientes. Como ejemplos de cuerpos
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llenadores se mencionan anillos Raschig o Pall y Novalox, sillines Berl, Intalex o Torus, interempaquetaduras y como ejemplos de empaquetaduras ordenadas se mencionan empaquetaduras de chapa y tejido (tales como por ejemplo empaquetaduras BX, Montz Pak, Mellapak, Melladur, Kerapak y empaquetadura CY) de distintos materiales, tales como vidrio, ceramica, porcelana, acero inoxidable, plastico. Se prefieren cuerpos llenadores y empaquetaduras ordenadas que presentan una gran superficie, una buena humectacion asf como tiempo de permanencia suficiente de la fase lfquida. Estos son por ejemplo anillos Pall y Novalox, sillines Berl, empaquetaduras BX, Montz Pak, Mellapak, Melladur, Kerapak y empaquetaduras CY.
Como alternativa son adecuados tambien platos de columna, tales como por ejemplo platos tamizadores, de campana, de valvula, de tunel. En la o las zonas de reaccion de la segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) se prefieren especialmente apilamientos de cuerpos llenadores o empaquetaduras estructuradas. El numero de platos teorico de la zona de reaccion asciende preferentemente a de 3 a 50, de manera especialmente preferente de 10 a 50 y de manera muy especialmente preferente de 10 a 40.
El diseno mas exacto de la(s) zona(s) de reaccion, de la parte de separacion que va a usarse eventualmente y de la o las partes de concentracion puede realizarse por el experto.
La temperatura de la(s) zona(s) de reaccion se encuentra preferentemente en el intervalo de 100 °C a 300 °C, de manera especialmente preferente de 120 °C a 250 °C, de manera muy especialmente preferente de 180 °C a 250 °C.
En formas de realizacion especiales se ajusta en la zona de reaccion una temperatura de reaccion optima por un lado mediante la eleccion de las condiciones de funcionamiento y por otro lado mediante alimentacion de calor adicional en la zona de uno o varios platos de reaccion. La alimentacion de calor en los platos de reaccion puede realizarse a este respecto o bien mediante intercambiadores de calor o a traves de platos de reaccion con posibilidad para la entrada de calor. Es ventajoso realizar la transesterificacion no solo a presion normal, sino tambien a presion elevada o reducida, preferentemente a presion reducida. La presion de la segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) se encuentra, por tanto, preferentemente en el intervalo de 5 kPa a 2.000 kPa (absolutos), de manera especialmente preferente de 10 kPa a 1.000 kPa (absolutos), de manera muy especialmente preferente de 10 kPa a 200 kPa (absolutos).
Para las etapas de reaccion que se producen en la segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) pueden usarse los catalizadores de transesterificacion mencionados ya anteriormente para la transesterificacion en la primera columna de reaccion. En una forma de realizacion preferente se usan en la primera y segunda columna de reaccion catalizadores identicos.
El catalizador se introduce preferentemente junto con el producto de fondo de la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) en forma disuelta o suspendida en la segunda columna de reaccion. Como alternativa puede dosificarse el catalizador tambien por separado, por ejemplo, en un alcohol que corresponde al alcohol alqrnlico o un disolvente inerte adecuado. En el caso del uso de catalizadores heterogeneos pueden usarse estos en mezcla con los cuerpos llenadores mencionados, en forma adecuada en lugar de cuerpos llenadores o como apilamiento sobre platos de columna posiblemente incorporados.
La energfa necesaria para la reaccion en la segunda columna de reaccion puede generarse por un lado por medio de dispositivos que se encuentran en el interior o en el exterior, tales como por ejemplo intercambiadores de calor, evaporadores y/o platos de columnas que pueden calentarse, y/o por otro lado puede introducirse tanto con el flujo lfquido que contiene el(los) compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s). Preferentemente se alimenta este calor en el area de la(s) zona(s) de reaccion total o parcialmente por medio de evaporadores.
A la segunda columna de reaccion pueden conectarse una o varias otras columnas de reaccion. Para tales otras columnas de reaccion se aplican las condiciones e intervalos de parametros mencionados anteriormente para la segunda columna de reaccion, no debiendo ser identicos las condiciones y parametros de otras columnas de reaccion, sin embargo, a aquellos en la segunda columna de reaccion, sino que se diferencien preferentemente dentro del contexto mencionado anteriormente de las condiciones e intervalos de parametros de aquellos en la segunda columna de reaccion. Preferentemente se hace funcionar una columna de reaccion adicional a la segunda columna de reaccion por ejemplo con presion mas baja que la segunda columna de reaccion; tambien la proporcion de reflujo y la temperatura de fondo pueden estar modificadas con respecto a aquellas en la segunda columna de reaccion. En una forma de realizacion preferente se conecta en el procedimiento a la primera columna de reaccion unicamente otra columna de reaccion, es decir la segunda columna de reaccion mencionada anteriormente. A las columnas de reaccion pueden conectarse sin embargo otras columnas para la purificacion y la separacion de los componentes de los flujos extrafdos. Tales columnas para la purificacion y separacion de los componentes no se entienden en el contexto de la invencion como columnas de reaccion en el sentido de la invencion.
En el procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo, durante la transesterificacion y/o desproporcionamiento en la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) y/o la o las otras columnas de reaccion se producen flujos que contienen alcohol alqrnlico formado durante la reaccion asf como carbonato de dialquilo que no ha reaccionado o formado durante la reaccion y se extraen en mezcla
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preferentemente en uno o varios flujos en mezcla. Este carbonato de dialquilo que no ha reaccionado en las columnas de reaccion o formado durante la reaccion se separa total o parcialmente en al menos otra etapa de procedimiento que contiene al menos una columna de destilacion del alcohol alqmlico formado durante la reaccion. Preferentemente se extrae al menos un flujo que contiene carbonato de dialquilo que no ha reaccionado o formado durante la reaccion y alcohol alqmlico formado durante la reaccion en la cabeza de la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) y se alimenta para la separacion al menos a otra etapa de procedimiento que contiene al menos una columna de destilacion.
Preferentemente, la mezcla de vapor extrafda en la cabeza de la primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) que contiene carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico formado durante la reaccion se alimenta tras la condensacion en la cabeza de la primera columna de reaccion total o parcialmente al menos a otra etapa de procedimiento que contiene al menos una columna de destilacion para la separacion de carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico, a continuacion denominada(s) como columna(s) de separacion-destilacion. De manera especialmente preferente se alimenta el carbonato de dialquilo separado a este respecto eventualmente tras purificacion posterior de nuevo a la primera columna de reaccion.
La separacion de carbonato de dialquilo y del alcohol alqmlico se realiza preferentemente de manera destilativa en una o varias columnas de separacion-destilacion o en una combinacion de destilacion y separacion por membrana, tambien denominado procedimiento hnbrido.
La separacion del carbonato de dialquilo y del alcohol alqmlico se realiza de una manera analoga descrita anteriormente para la etapa de carbonato de dialquilo. El vapor que contiene compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s) extrafdo en la cabeza al menos de una columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo) de (b) eventualmente tras condensacion en al menos un condensador se alimenta total o parcialmente al menos a otra etapa de procedimiento que contiene al menos una columna de destilacion, separandose compuestos, cuyo punto de ebullicion se encuentra entre el del carbonato de dialquilo y el del carbonato de alquilarilo formado durante la preparacion del carbonato de diarilo (a continuacion denominados tambien compuestos secundarios de punto de ebullicion medio). La(s) columna(s) de destilacion usada(s) en esta etapa de procedimiento para la separacion de compuestos, cuyo punto de ebullicion se encuentra entre el del carbonato de dialquilo y el del carbonato de alquilarilo formado durante la preparacion del carbonato de diarilo, se designan a continuacion tambien como columnas de destilacion de ebullicion intermedia.
En una forma de realizacion preferente del procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo, el vapor que contiene compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s) extrafdo en la cabeza al menos de una columna de reaccion de (b) eventualmente tras condensacion en al menos un condensador se alimenta al menos a otra etapa de procedimiento que contiene al menos dos columnas de destilacion de ebullicion intermedia, alimentandose el producto de fondo de la primera columna de destilacion de ebullicion intermedia a una segunda columna de destilacion de ebullicion intermedia.
Preferentemente se alimenta(n) de nuevo a la primera columna de reaccion el(los) compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s) obtenido(s) a partir de la o las etapas de procedimiento para la separacion de compuestos, cuyo punto de ebullicion se encuentra entre el del carbonato de dialquilo y el del carbonato de alquilarilo formado durante la preparacion del carbonato de diarilo, del vapor que contiene compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s) extrafdo total o parcialmente en la cabeza al menos de una columna de reaccion de (b) eventualmente tras condensacion en al menos un condensador. A este respecto se extrae(n) el(los) compuesto(s) de hidroxilo aromatico(s) obtenido(s) tras la separacion preferentemente de una primera y unica columna de destilacion de ebullicion intermedia como producto de fondo o de una segunda u otra columna de destilacion de ebullicion intermedia como flujo lateral o producto de fondo.
Preferentemente a este respecto, el producto extrafdo en la cabeza de la primera columna de destilacion de ebullicion intermedia contiene carbonato de dialquilo y se alimenta total o parcialmente a la etapa de procedimiento (c) que contiene al menos una columna de separacion-destilacion para la separacion del alcohol alqmlico.
En una forma de realizacion preferente se separan en la primera columna de destilacion de ebullicion intermedia alcohol alqmlico, carbonato de dialquilo y eventualmente una parte de los componentes secundarios de punto de ebullicion medio como producto de cabeza. En este caso dispone esta preferentemente de una parte de concentracion con de 5 a 40 etapas teoricas para la concentracion del alcohol alqmlico y del carbonato de dialquilo y una parte de separacion con de 5 a 40 etapas teoricas para la concentracion de los compuestos secundarios de punto de ebullicion medio. El presion de funcionamiento se encuentra preferentemente entre 5 y 300 kPa absolutos, de manera especialmente preferente entre 10 y 200 kPa absolutos y de manera muy especialmente preferente entre 50 y 150 kPa absolutos. La proporcion de reflujo asciende a preferentemente de 0,1 a 10, de manera especialmente preferente de 0,5 a 5 y de manera muy especialmente preferente de 0,5 a 2.
En el caso de la forma de realizacion preferente mencionada anteriormente de la primera columna de destilacion de ebullicion intermedia se extrae el compuesto de hidroxilo aromatico como producto de fondo o flujo lateral, de manera especialmente preferente como flujo lateral, compuestos secundarios de punto de ebullicion medio con un punto de ebullicion por encima del compuesto de hidroxilo aromatico en el fondo y compuestos secundarios de punto
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de ebullicion medio con un punto de ebullicion por debajo del compuesto de hidroxilo aromatico como destilado. En el caso de esta realizacion preferente dispone la columna preferentemente de una parte de concentracion con al menos una seccion y una potencia de separacion de 5 a 40 etapas teoricas, una parte de separacion con preferentemente al menos una, de manera especialmente preferente con al menos 2 secciones con una potencia de separacion de 5 a 60 etapas teoricas. La presion de funcionamiento se encuentra preferentemente entre 5 y 300 kPa absolutos, de manera especialmente preferente entre 10 y 200 kPa absolutos y de manera muy especialmente preferente entre 50 y 150 kPa absolutos. La proporcion de reflujo asciende a preferentemente de 1 a 1000, de manera especialmente preferente de 10 a 500 y de manera muy especialmente preferente de 50 a 200.
En el caso de una forma de realizacion especialmente preferente de la segunda columna de destilacion de ebullicion intermedia se extrae el compuesto de hidroxilo aromatico como flujo lateral en forma de vapor. El calor que se produce durante la condensacion del flujo lateral en forma de vapor puede aprovecharse o bien para la generacion de un medio de soporte de calor o directamente para el calentamiento de otra seccion de procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo.
El producto de fondo que contiene carbonato de diarilo, obtenido en la columna de reaccion o las otras columnas de reaccion de la etapa (b) se alimenta al menos a otra etapa de procedimiento para la purificacion en al menos una columna de destilacion (a continuacion denominada tambien primera columna de destilacion de carbonato de diarilo) que contiene al menos una parte de concentracion en la parte superior de la columna y al menos una parte de separacion en la parte inferior de la columna. Preferentemente se extrae de esta primera columna de destilacion de carbonato de diarilo un flujo lateral que contiene carbonato de diarilo. Ademas preferentemente, el producto de fondo que contiene carbonato de diarilo, obtenido en la columna de reaccion o las otras columnas de reaccion de la etapa (b), contiene como impureza compuestos con un punto de ebullicion entre el punto de ebullicion del carbonato de diarilo y el punto de ebullicion del carbonato de alquilarilo formado durante la preparacion del carbonato de diarilo como producto intermedio, que se extraen en otro flujo lateral de la columna de destilacion de carbonato de diarilo y se reconducen eventualmente a la columna de reaccion o a una de las otras columnas de reaccion de la etapa (b).
Preferentemente el producto de fondo obtenido en la columna de reaccion o las otras columnas de reaccion de la etapa (b) (tambien designado como carbonato de diarilo bruto) contiene del 10 % al 90 % en peso, de manera especialmente preferente del 20 % al 80 % en peso y de manera muy especialmente preferente del 40 % al 80 % en peso de carbonato de diarilo asf como del 5 % al 90 % en peso, de manera especialmente preferente del 5 % al 60 % en peso y de manera muy especialmente preferente del 5 % al 40 % en peso de carbonato de alquilarilo, del 1 % al 90 % en peso, de manera especialmente preferente del 1 % al 50 % en peso y de manera muy especialmente preferente del 1 % al 30 % en peso de compuesto de hidroxilo aromatico, del 0 % al 5 % en peso, de manera especialmente preferente del 0 % al 2 % en peso y de manera muy especialmente preferente del 0 % al 0,5 % en peso de componentes secundarios de alto punto de ebullicion, del 0 % al 5 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,0001 % al 2 % en peso y de manera muy especialmente preferente del 0,0001 % al 1 % en peso de componentes secundarios de punto de ebullicion medio y del 0,01 % al 10 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,1 % al 5 % en peso y de manera muy especialmente preferente del 1 % al 5 % en peso de catalizador, resultando la suma de todos los componentes mencionados anteriormente en el carbonato de diarilo que va a purificarse el 100 % en peso. Las indicaciones de % en peso son en cada caso con respecto al peso total del carbonato de diarilo bruto que va a purificarse.
Con el procedimiento pueden obtenerse preferentemente carbonatos de diarilo con una pureza de, es decir un contenido de carbonato de diarilo puro de, el 99 % al 100 % en peso, de manera especialmente preferente del 99,5 % al 100 % en peso y de manera muy especialmente preferente del 99,9 % al 100 % en peso, con respecto al peso total del carbonato de diarilo purificado.
El carbonato de diarilo extrafdo en el flujo lateral de la primera columna de destilacion de carbonato de diarilo puede extraerse de forma lfquida o en forma de vapor. Preferentemente se extrae el carbonato de diarilo extrafdo en el flujo lateral de la primera columna de destilacion de carbonato de diarilo en forma de vapor. En formas de realizacion preferentes puede preferirse sin embargo la extraccion lfquida del carbonato de diarilo en el flujo lateral en particular debido a circunstancias constructivas.
La primera columna de destilacion de carbonato de diarilo presenta al menos dos secciones, es decir una parte de concentracion en la parte superior de la columna y una parte de separacion en la parte inferior de la columna. Preferentemente puede estar subdividida la parte de concentracion de la primera columna de destilacion de carbonato de diarilo en una parte de concentracion inferior y una superior. Ademas preferentemente puede estar subdividida la parte de separacion de la primera columna de destilacion de carbonato de diarilo en una parte de separacion inferior y una superior.
En una forma de realizacion preferente del procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo se realiza la purificacion del producto de fondo que contiene carbonato de diarilo, obtenido en la columna de reaccion o las otras columnas de reaccion de la etapa (b), en al menos una columna de destilacion de carbonato de diarilo, que presenta al menos tres secciones. En el caso de estas al menos tres secciones se trata de al menos una parte de concentracion y al menos una parte de separacion, estando dividida la parte de separacion en una parte de separacion inferior y una superior. De manera especialmente preferente, la primera columna de destilacion de
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carbonato de diarilo con una parte de concentracion y una parte de separacion, estando dividida la parte de separacion en una parte de separacion inferior y una superior, presenta cuatro secciones, estando dividida tambien la parte de concentracion en una parte de concentracion inferior y superior.
En total presenta la primera columna de destilacion de carbonato de diarilo preferentemente una potencia de separacion total de 3 a 160, de manera especialmente preferente de 10 a 90, de manera muy especialmente preferente de 13 a 50 etapas teoricas. La parte de concentracion superior presenta a este respecto preferentemente una potencia de separacion de 0 a 40, de manera especialmente preferente de 1 a 20, de manera muy especialmente preferente de 1 a 10 etapas teoricas, la parte de concentracion inferior de preferentemente 1 a 40, de manera especialmente preferente de 5 a 20, de manera muy especialmente preferente de 5 a 15 etapas teoricas, la parte de separacion superior de preferentemente 1 a 40, de manera especialmente preferente de 2 a 30, de manera muy especialmente preferente de 5 a 20 etapas teoricas y la parte de separacion inferior de preferentemente 1 a 40, de manera especialmente preferente de 2 a 20, de manera muy especialmente preferente de 2 a 15 etapas teoricas.
La evaporacion se realiza preferentemente en un intervalo de temperatura de 100 a 300 °C, preferentemente de 150 a 240 °C y de manera especialmente preferente de 180 a 230 °C en el fondo de la columna. La condensacion de los vapores en la cabeza de la columna puede realizarse en una o varias etapas, preferentemente en una o en dos etapas, en un intervalo de temperatura de preferentemente 40 a 250 °C, preferentemente de 50 a 200 °C y de manera especialmente preferente de 60 a 180 °C.
La primera columna de destilacion de carbonato de diarilo se hace funcionar preferentemente con una presion de cabeza de 0,1 a 100 kPa (absolutos), de manera especialmente preferente de 0,1 a 10 kPa (absolutos) y de manera muy especialmente preferente de 0,5 a 5 kPa (absolutos). La proporcion de reflujo asciende a este respecto a preferentemente de 0,1 a 10, de manera especialmente preferente de 0,5 a 5 y de manera muy especialmente preferente de 0,5 a 2.
En otra forma de realizacion especialmente preferente del procedimiento se purifica el carbonato de diarilo extrafdo en el flujo lateral de la primera columna de destilacion de carbonato de diarilo en al menos una, preferentemente en una segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo. En una variante especialmente preferente de esta forma de realizacion preferente, esta segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo esta realizada sin parte de separacion.
En esta variante especialmente preferente se purifica el carbonato de diarilo en una primera columna de destilacion de carbonato de diarilo y una columna de flujo lateral adicional, la segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo. El flujo lateral en forma de vapor de la primera columna de destilacion de carbonato de diarilo se alimenta a la columna de flujo lateral, preferentemente a su parte inferior. El producto de fondo lfquido de la columna de flujo lateral se reconduce de nuevo en la primera columna de destilacion de carbonato de diarilo.
La columna de flujo lateral presenta preferentemente al menos una seccion. De manera especialmente preferente se hace funcionar esta como parte de concentracion pura y tiene preferentemente una potencia de separacion de 1 a 50, de manera especialmente preferente de 2 a 30 y de manera muy especialmente preferente de 5 a 20 etapas teoricas.
La columna de flujo lateral se hace funcionar con una presion de cabeza de 0,1 a 100 kPa (absolutos), de manera especialmente preferente de 0,1 a 10 kPa (absolutos) y de manera muy especialmente preferente de 0,5 a 5 kPa (absolutos) y preferentemente con una proporcion de reflujo de 0,1 a 10, de manera especialmente preferente de 0,2 a 5 y de manera muy especialmente preferente de 0,2 a 2.
La condensacion de los vapores en la cabeza de la columna de flujo lateral puede realizarse en una o varias etapas en un condensador de cabeza. Esta se realiza preferentemente en una o en dos etapas en un intervalo de temperatura de 70 a 250 °C, de manera especialmente preferente de 90 a 230 °C y de manera muy especialmente preferente de 90 a 210 °C. El calor de escape que se produce durante la condensacion puede usarse preferentemente para la generacion de vapor caliente o para el calentamiento de otras secciones de procedimiento, tales como por ejemplo aquellas en la preparacion de carbonatos de diarilo. El condensado que se produce en la condensacion se envfa parcialmente de nuevo como reflujo a la columna de flujo lateral. La parte restante del condensado se extrae como destilado (carbonato de diarilo purificado). Los vapores inertes y/o no condensados se descargan.
Para el caso de la variante especialmente preferente, que la segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo se realiza sin parte de separacion, puede estar integrada la parte de concentracion de esta segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo en la primera columna de destilacion de carbonato de diarilo. A este respecto, una parte de los vapores que proceden de la parte de separacion inferior de la primera columna de destilacion llega a una parte de concentracion integrada, para reducir el contenido de compuestos de alto punto de ebullicion. Los vapores que salen en la cabeza de esta columna de flujo lateral integrada se condensan en el o los condensadores externos y se reconducen parcialmente como reflujo de nuevo a la cabeza de la segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo. La parte restante del condensado se extrae como destilado (carbonato de diarilo purificado). Los vapores no condensados se descargan.
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En otra variante especialmente preferente de la forma de realizacion especialmente preferente del procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo usando una segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo se realiza esta segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo tanto con al menos una parte de concentracion como tambien con al menos una parte de separacion.
La segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo presenta tanto una parte de separacion como tambien una parte de concentracion. El flujo lateral en forma de vapor de la columna de destilacion de carbonato de diarilo puede condensarse a este respecto en primer lugar en un condensador de flujo lateral de una o de dos etapas y a continuacion se alimenta a la segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo. La segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo se hace funcionar preferentemente con una presion de cabeza de 0,1 a 100 kPa (absolutos), preferentemente 0,1 a 10 kPa (absolutos) y de manera especialmente preferente 0,5 a 5 kPa (absolutos). A este respecto resulta en el fondo una temperatura de 150 a 300 °C, preferentemente de 160 a 240 °C y de manera especialmente preferente de 180 a 230 °C.
La segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo presenta preferentemente una potencia de separacion total de 5 a 100 etapas, preferentemente de 10 a 80 etapas, de manera especialmente preferente de 30 a 80 etapas, presentando la parte de concentracion de la misma una potencia de separacion de 1 a 99, preferentemente de 1 a 79 y de manera especialmente preferente de 2 a 79. Esta columna se hace funcionar preferentemente con una proporcion de reflujo de 0,5 a 20, preferentemente de 1 a 10 y de manera especialmente preferente de 1 a 5.
La condensacion de los vapores en la cabeza de la segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo puede realizarse en una o en varias etapas en un condensador de cabeza. Esta se realiza preferentemente en una o en dos etapas en un intervalo de temperatura de 70 a 250 °C, de manera especialmente preferente de 90 a 230 °C y de manera muy especialmente preferente de 90 a 210 °C. El calor de escape que se produce durante la condensacion puede usarse preferentemente para la generacion de vapor caliente o para el calentamiento de otras secciones de procedimiento, tales como por ejemplo aquellas en la preparacion de carbonatos de diarilo. El condensado que se produce en la condensacion se envfa parcialmente de nuevo como reflujo a la segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo. La parte restante del condensado se extrae como destilado (carbonato de diarilo purificado). Los vapores no condensados se descargan.
La evaporacion del lfquido que sale de la parte de separacion de la segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo puede realizarse igualmente en una o varias etapas en un evaporador.
El producto de fondo de la segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo puede descargarse a continuacion total o parcialmente del procedimiento y/o puede alimentarse total o parcialmente de nuevo a la primera columna de destilacion de carbonato de diarilo.
La forma de realizacion especialmente preferente descrita anteriormente del procedimiento usando una segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo es adecuada en particular para la purificacion de carbonatos de diarilo con elevadas exigencias con respecto a su calidad. Tales elevadas exigencias pueden encontrarse por ejemplo en una proporcion reducida de componentes secundarios de alto punto de ebullicion, pudiendose reducir su proporcion en el carbonato de diarilo en del 10 % al 100 % en peso, preferentemente del 20 % al 90 % en peso y de manera especialmente preferente del 25 % al 80 % en peso en comparacion con el procedimiento con solo una columna de destilacion.
En formas de realizacion preferentes del procedimiento de acuerdo con la invencion puede presentar al menos una de las columnas de reaccion usadas en el procedimiento y/o al menos una de las columnas de destilacion usadas en el procedimiento uno o varios condensadores de cabeza, que estan integrados en la columna, encontrandose la proporcion d/D de diametro de la conduccion de vapor desde la columna hacia el o los condensadores de cabeza (d) con respecto al diametro de columna de la columna (D) en el intervalo de 0,2 a 1, preferentemente en el intervalo de 0,5 a 1. En una forma de realizacion especialmente preferente puede estar integrado el condensador de cabeza en la columna de destilacion, de modo que entre la columna de destilacion y el condensador de cabeza no sea necesaria ninguna conduccion de vapor. La proporcion d/D asciende en este caso a 1. A este respecto puede adaptarse la seccion transversal de la columna tras la incorporacion en el condensador de cabeza posiblemente tambien al avance de condensacion. Tambien son posibles correspondientes disposiciones para las otras columnas de destilacion y/o columnas de reaccion usadas en el procedimiento. Preferentemente, varias de las columnas de reaccion y/o de las columnas de destilacion usadas en el procedimiento presentan uno de los condensadores de cabeza mencionados anteriormente.
En algunas formas de condensadores puede ser ventajoso configurar de manera variable la seccion transversal de la columna. Si la conduccion de los vapores que van a condensarse es por ejemplo de abajo a arriba, entonces disminuye la cantidad de vapor hacia arriba. Mediante una reduccion del diametro de la columna hacia la cabeza de la columna, se adapta la seccion transversal de la columna disponible para el vapor a la cantidad de vapor que disminuye hacia arriba. A este respecto no debe realizarse forzosamente arriba la extraccion de los vapores no condensados. Si por ejemplo se selecciona una construccion, en la que se inserta un haz de placas o de tubos desde arriba en la columna, entonces puede encontrarse la extraccion de los vapores no condensados tambien lateralmente.
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En formas de realizacion preferentes del procedimiento de acuerdo con la invencion pueden calentarse conducciones y unidades que conducen mezclas, que presentan un punto de solidificacion de mas de 30 °C, preferentemente mas de 40 °C, hasta temperaturas por encima de este punto de solidificacion, preferentemente hasta temperaturas de mas de 1 °C por encima de este punto de solidificacion, de manera especialmente preferente hasta temperaturas de mas de 5 °C por encima de este punto de solidificacion. Debido a ello se evitan precipitaciones de solidos dentro de estas conducciones y unidades y se facilita considerablemente el restablecimiento de las correspondientes instalaciones tras paradas.
En formas de realizacion especialmente preferentes del procedimiento de acuerdo con la invencion se conduce la energfa de condensacion que se obtiene en uno o varios condensadores, seleccionados del grupo que esta constituido por
i. el o los condensadores intermedios eventualmente existentes de la(s) primera(s) columna(s) de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo),
ii. el o los condensadores, preferentemente condensadores de cabeza de la segunda u otras columnas de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo),
iii. el o los condensadores para la condensacion del flujo lateral que contiene el carbonato de diarilo purificado o, en el caso de que este presente una segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo o columna de flujo lateral, preferentemente el o los condensadores de cabeza de la segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo o de la columna de flujo lateral, preferentemente de la columna de flujo lateral y
iv. el o los condensadores para la condensacion del flujo lateral en forma de vapor de la segunda columna de ebullicion intermedia (preparacion de carbonato de diarilo),
directa o indirectamente, total o parcialmente a la etapa de procedimiento para la purificacion del carbonato de dialquilo en el procedimiento para la preparacion del carbonato de dialquilo y preferentemente para el calentamiento intermedio del flujo de lfquido interno de la columna de la columna de destilacion para la purificacion del carbonato de dialquilo.
De manera muy especialmente preferente se usa la energfa de condensacion, que se libera en los condensadores mencionados en iii. y/o iv., para el calentamiento intermedio del flujo de lfquido interno de la columna.
Por reconduccion directa del calor de condensacion en el procedimiento ha de entenderse en el contexto de la invencion que este calor de condensacion sin medio de calentamiento conectado de manera intermedia se reconduce en el procedimiento, por ejemplo para el calentamiento o bien de uno o varios flujos o para el calentamiento de una o varias secciones de columna dentro del procedimiento. Esto puede realizarse por ejemplo en un intercambiador de calor. Preferentemente esta combinado a este respecto o bien un intercambiador de calor de este tipo con el o los condensadores. Por reconduccion indirecta del calor de condensacion en el procedimiento ha de entenderse en el contexto de la invencion que con el calor de condensacion obtenido se genera en primer lugar un medio de calentamiento, que sirve para la reconduccion del calor de condensacion en el procedimiento. Con este medio de calentamiento pueden calentarse por ejemplo uno o varios flujos o una o varias secciones de columna dentro del procedimiento. Como medio de calentamiento se tienen en cuenta gases, vapores o lfquidos, preferentemente medios portadores de calor tecnicos en forma de vapor o lfquidos tales como por ejemplo agua, portadores de calor a base de aceite mineral o portadores de calor sinteticos (por ejemplo Diphyl™, Marlotherm®). Los medios de calentamiento especialmente preferentes son agua o vapor de agua.
Mediante el aprovechamiento del calor de condensacion puede realizarse la separacion del alcohol alqrnlico del carbonato de dialquilo con consumo de energfa claramente reducido. La potencia de enfriamiento en la etapa de procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo puede reducirse a este respecto en igual medida. Una ventaja esencial del procedimiento de acuerdo con la invencion en comparacion con el procedimiento de acuerdo con el estado de la tecnica se encuentra, por tanto, en la clara reduccion del consumo de energfa en la preparacion de carbonatos de dialquilo y carbonatos de diarilo o bien carbonatos de alquilarilo. Al mismo puede realizarse el procedimiento con gasto mecanico sencillo. En los dibujos significan:
K1 columna de transesterificacion
K2 primera columna de destilacion para la separacion de la mezcla que contiene carbonato de dialquilo y alcohol alqrnlico
K3 segunda columna de destilacion para la separacion de la mezcla que contiene carbonato de dialquilo y alcohol alqrnlico
1 flujo de productos de partida que contiene carbonato de alquileno y/o opcionalmente catalizador
2 flujo de productos de partida que contiene alcohol alqrnlico casi puro
3 flujo de productos de partida que contiene alcohol alqrnlico y carbonato de dialquilo
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4 flujo que contiene alquilenglicol
5 flujo que contiene carbonato de dialquilo purificado
6 flujo que contiene carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico
7 flujo que contiene alcohol alqmlico casi puro
8 flujo que contiene medio de extraccion (preferentemente carbonato de alquileno)
9 flujo que contiene medio de extraccion (preferentemente carbonato de alquileno)
10 flujo que contiene medio de extraccion (preferentemente carbonato de alquileno)
K1 primera columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo)
K12 segunda columna de reaccion (preparacion de carbonato de diarilo)
K13 primera columna de destilacion para la purificacion de carbonato de diarilo (preparacion de carbonato de diarilo)
K14 columna de flujo lateral para la purificacion de carbonato de diarilo
K17 primera columna de ebullicion intermedia para la separacion de compuestos que tienen un punto de ebullicion mas bajo que el compuesto de hidroxilo aromatico, en la cabeza de la columna
K18 segunda columna de ebullicion intermedia para la separacion de entre otros el compuesto de hidroxilo aromatico en el flujo lateral
i. condensador intermedio de la primera columna de reaccion (K11) del procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo
ii. condensador de cabeza de la segunda columna de reaccion (K12) del procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo
iii. condensador de cabeza de la columna de flujo lateral (K14) o bien condensador en el flujo lateral de la primera columna de destilacion (K13) para la purificacion del carbonato de diarilo en el procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo
iv. condensador para el flujo lateral de la segunda columna de ebullicion intermedia (K18) del procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo
La figura 1 describe una etapa de transesterificacion de carbonato de alquileno y alcohol alqmlico por medio de rectificacion reactiva en una primera columna de transesterificacion (K1) en general y el procesamiento de la mezcla que se produce en la cabeza de la columna de transesterificacion que contiene carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico por medio de destilacion de dos presiones en una primera (K2) y una segunda (K3) columna de destilacion con un calentador intermedio (a) en la primera columna de destilacion.
La figura 2 describe una etapa de transesterificacion de carbonato de alquileno y alcohol alqmlico por medio de rectificacion reactiva en una primera columna de transesterificacion (K1) en general y el procesamiento de la mezcla que se produce en la cabeza de la columna de transesterificacion que contiene carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico por medio de una columna de destilacion individual que contiene un calentador intermedio (a).
La figura 3 describe una etapa de transesterificacion de carbonato de alquileno y alcohol alqmlico por medio de rectificacion reactiva en una primera columna de transesterificacion (K1) en general y el procesamiento de la mezcla que se produce en la cabeza de la columna de transesterificacion que contiene carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico por medio de destilacion extractiva en una primera (K2) y una segunda (K3) columna de destilacion con un calentador intermedio (a) en la primera columna de destilacion y opcionalmente un calentador intermedio (a') en la segunda columna de destilacion, usandose el carbonato de alquileno preferentemente como medio de extraccion.
La figura 4 describe una etapa de transesterificacion de carbonato de alquileno y alcohol alqmlico por medio de rectificacion reactiva en una primera columna de transesterificacion (K1) en general y el procesamiento de la mezcla que se produce en la cabeza de la columna de transesterificacion que contiene carbonato de dialquilo y alcohol alqmlico por medio de destilacion y permeacion de vapor en una columna de destilacion (K2) con un calentador intermedio (a).
La figura 5 describe una etapa de transesterificacion de carbonato de alquileno y alcohol alqmlico por medio de rectificacion reactiva en una primera columna de transesterificacion (K1) en general y el procesamiento de la mezcla que se produce en la cabeza de la columna de transesterificacion que contiene carbonato de dialquilo y
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alcohol alqmlico por medio de destilacion y pervaporacion en una columna de destilacion (K2) con un calentador intermedio (a).
La figura 6 describe por secciones en general el procedimiento para la preparacion de carbonato de diarilo a partir de carbonato de dialquilo y un compuesto de monohidroxilo aromatico por medio de rectificacion reactiva en una primera columna de reaccion (K11), una segunda columna de reaccion (K12), una columna de destilacion (K13) para la purificacion del carbonato de diarilo bruto, una columna de flujo lateral (K14) conectada con estas columnas de destilacion para la purificacion posterior del carbonato de diarilo, una primera columna de ebullicion intermedia (K17) y una segunda columna de ebullicion intermedia (K18), designando i., ii., iii.., y iv. los intercambiadores de calor, en los que puede obtenerse la energfa de condensacion, con la que se hace/se hacen funcionar el o los calentadores intermedios (a y/o a') en las columnas de destilacion K2 y/o K3 de la etapa de procedimiento para la preparacion de carbonato de dialquilo.
La figura 7 describe la purificacion del carbonato de diarilo con una columna de destilacion y la extraccion y condensacion del carbonato de diarilo en el flujo lateral por medio del condensador iii., usandose el calor de condensacion para el o los calentadores intermedios (a y/o a') en las columnas de destilacion K2 y/o K3 de la etapa de procedimiento para la preparacion de carbonato de dialquilo.
Por medio de un ejemplo se muestra detalladamente ahora el modo de funcionamiento preferente para el procedimiento de acuerdo con la invencion. El ejemplo 1 muestra el modo de funcionamiento preferente para la columna de purificacion de carbonato de dialquilo. Este ejemplo no debe interpretarse de ningun modo como limitacion de la invencion.
La ventaja de esta invencion, concretamente la reduccion del consumo de energfa termica hasta el nivel de temperatura Tsv, que preferentemente esta a disposicion en forma de vapor de calentamiento, mediante instalacion de un dispositivo tecnico para el calentamiento intermedio, en comparacion con otros modos de funcionamiento sin el ya mencionado calentador intermedio, se representa en los ejemplos.
Ejemplo:
Una columna de destilacion para la purificacion del carbonato de dialquilo que se produce en la transesterificacion, que esta constituida por una parte de concentracion con 28 etapas teoricas y una parte de separacion con 11 etapas teoricas se hace funcionar con una presion medida en la cabeza de la columna 1000 kPa (absolutos) y una proporcion de reflujo de 1,0.
En la zona de la columna inferior se dosifican entre la 27° y 28° etapa de separacion teorica continuamente 30644 kg/h de una mezcla de alcohol que contiene carbonato de dialquilo con el 59 % en peso de MeOH y el 41 % en peso de carbonato de dimetilo.
Un condensador parcial condensa el flujo de vapor en la cabeza de la columna a 137 °C. Se obtienen tanto 21 kg/h de destilado en forma de vapor como tambien 21378 kg/h de destilado lfquido con una composicion del 84 % en peso de metanol y el 16 % en peso de carbonato de dimetilo.
En la 28° etapa teorica de la columna se ha instalado un dispositivo para el calentamiento intermedio con una potencia de calentamiento de 6000 kW, que se hace funcionar con ayuda del vapor en una etapa de presion de 600 kPa como medio de calentamiento. El vapor de calentamiento mencionado se obtiene de la siguiente cadena de procedimiento, concretamente de la preparacion de carbonato de difenilo.
Se obtienen 9245 kg/h de producto de fondo lfquido con una composicion del 99,5 % en peso de carbonato de dimetilo y el 0,5 % en peso de metanol. El evaporador de fondo se hace funcionar con el vapor de calentamiento en una etapa de presion de 1600 kPa a 183 °C y tiene una potencia de calentamiento de 4391 kW.
Ejemplo de comparacion:
Se usa la misma columna de destilacion convencional que se ha descrito en el ejemplo para la purificacion del carbonato de dialquilo que se produce en la transesterificacion. La columna se hace funcionar con una presion medida en la cabeza de la columna de 1000 kPa (absolutos) y una proporcion de reflujo de 1,0.
En la zona de la columna superior, directamente por encima del primer plato de reaccion se dosifican continuamente 30644 kg/h de una mezcla de alcoholes que contiene carbonato de dialquilo con el 59 % en peso de MeOH y el 41 % en peso de carbonato de dimetilo.
Un condensador parcial condensa el flujo de vapor en la cabeza de la columna a 137 °C. Se obtienen tanto 21 kg/h de destilado en forma de vapor como tambien 21378 kg/h de destilado lfquido con una composicion del 84 % en peso de metanol y el 16 % en peso de carbonato de dimetilo.
Se obtienen 9245 kg/h de producto de fondo lfquido con una composicion del 99,5 % en peso de carbonato de dimetilo y el 0,5 % en peso de metanol. El evaporador de fondo se hace funcionar con el vapor de calentamiento en una etapa de presion de 1600 kPa a 183 °C y tiene una potencia de calentamiento de 10396 kW.

Claims (7)

  1. 5
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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la purificacion de carbonatos de dialquilo en al menos una columna de destilacion que contiene al menos una parte de concentracion en la parte superior de la columna y al menos una parte de separacion en la parte inferior de la columna, caracterizado porque
    en la cabeza de una columna de transesterificacion se extrae una mezcla de carbonato de dialquilo-alcohol alqrnlico y se alimenta a la columna de destilacion,
    en el que en la columna de destilacion para el procesamiento de la mezcla de carbonato de dialquilo-alcohol alqrnlico se usa un dispositivo tecnico para el calentamiento del flujo de lfquido interno de la columna, en donde el flujo de lfquido interno de la columna se calienta hasta un nivel de temperatura Tz, siendo Tz < Tsv y siendo Tsv el nivel de temperatura que se requiere para el funcionamiento de un evaporador de fondo
    y para el calentamiento del flujo de lfquido interno de la columna se obtiene energfa parcial o totalmente de otro procedimiento de preparacion qmmico.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la energfa mediante condensacion en este dispositivo tecnico como calor de condensacion se alimenta total o parcialmente, directa o indirectamente en el procedimiento para el calentamiento del flujo de lfquido interno de la columna.
  3. 3. Procedimiento segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque este dispositivo tecnico esta colocado en la parte de separacion de la columna de destilacion.
  4. 4. Procedimiento segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque este dispositivo tecnico esta colocado fuera de la columna de destilacion.
  5. 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo tecnico se usa en la mitad superior de la parte de separacion de la columna.
  6. 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la energfa para el calentamiento del flujo de lfquido interno de la columna se obtiene de una preparacion posterior de carbonato de diarilo.
  7. 7. Procedimiento segun la reivindicacion 6, caracterizado porque la energfa se obtiene del calor producido en la condensacion de al menos una de las etapas en la preparacion de carbonato de diarilo seleccionadas de:
    ♦ el o los condensadores intermedios existentes en una(s) primera(s) columna(s) de reaccion de la preparacion de carbonato de diarilo,
    ♦ el o los condensadores de una segunda u otras columnas de reaccion de la preparacion de carbonato de diarilo,
    ♦ el o los condensadores para la condensacion de un flujo lateral que contiene el carbonato de diarilo purificado o, en el caso de que este presente una segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo o columna de flujo lateral, de la segunda columna de destilacion de carbonato de diarilo o de la columna de flujo lateral,
    ♦ el o los condensadores para la condensacion de un flujo lateral en forma de vapor de la segunda columna de ebullicion intermedia de la preparacion de carbonato de diarilo.
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