MX2008015685A - Procesos para convertir glicerol en aminoalcoholes. - Google Patents
Procesos para convertir glicerol en aminoalcoholes.Info
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Abstract
Se describen procesos para convertir glicerol en un producto de aminoalcohol en los cuales el glicerol se hace reaccionar con un catalizador de metales para obtener hidroxiacetona, y la hidroxiacetona se hace reaccionar con un compuesto de amina para obtener un aducto que luego se reduce utilizando un agente reductor para obtener un producto de aminoalcohol.
Description
PROCESOS PARA CONVERTIR GLICEROL EN AMINOALCOHOLES
CAMPO DE LA INVENCION
Las modalidades descritas en la presente describen, de manera general, procesos para producir aminoalcoholes a partir de glicerol.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Algunos aminoalcoholes se pueden representar mediante la fórmula general:
Estos aminoalcoholes pueden ser materiales valiosos por su utilidad como solventes, intermedios para fabricar agentes tensioactivos, inhibidores de la corrosión en fluidos metalúrgicos, agentes de neutralización en la depuración de ácidos durante procesos de purificación del gas natural o de gas de síntesis y auxiliares en la preparación de compuestos para ser utilizados en la industria farmacéutica. Actualmente existen procesos para preparar aminoalcoholes.
Dichos procesos pueden incluir la reacción de compuestos polihidroxi, tales como etilenglicol, 1 ,2-díoles, 1 ,3-dioles y poliglicoles, con compuestos de amina
e hidrógeno en presencia de un catalizador heterogéneo. Un problema relacionado con estos procesos es que la conversión y la selectividad pueden ser entre bajas y moderadas. Este resultado indeseable puede derivarse del hecho de que las reacciones pueden producir mezclas de productos complejas que consisten en aminoalcoholes, di y triaminas, poliaminas oligoméricas, aminas cíclicas (p. ej., pirrolidínas, piperidinas y piperazinas), materias primas sin reaccionar y otros compuestos no identificados. Algunos ejemplos de estos catalizadores y procesos pueden encontrarse en las patentes de los EE.UU. núms. 6,376,713; 6,057,442; 5,288,911 ; 4,123,462; 4,151 ,204; y 4,11 ,840. Alternativamente, los aminoalcoholes pueden prepararse mediante la reacción de un compuesto de amina con 2-cloro-1 -propanol (véase, p. ej., la patente japonesa JP 01056652) o mediante la reducción estequiométrica de los aminoácidos y derivados de éster correspondientes con varios reactivos reductores (A. Abiko y col., Tetrahedron Lett. 1992, 33, 5517; M.J. McKennon y col., J. Org. Chem. 1993, 58, 3568, y referencias contenidas en ellos) y mediante la hidrogenacion catalítica de aminoácidos, por ejemplo, tal como se reporta en las patentes de los EE.UU. núms. 5,536,879; 5,731 ,479; y 6,310,254. En trabajos descritos por Miller y col. (Organic Letters (Cartas orgánicas), 2003, 5(4), 527) sobre la conversión de alanina en productos deseados se destaca la importancia de realizar la hidrogenacion a un pH bajo de tal manera que el aminoácido esté en forma protonada y no en forma de carboxilato. En general, la hidrogenacion catalítica de aminoácidos requiere que el pH de la solución sea bajo y que la carga de catalizador sea alta, que los
tiempos de reacción sean prolongados y que la presión del hidrógeno sea alta. Por consiguiente, estos procesos son muchas veces costosos, ya que requieren el uso de otras materias primas y reactivos de alto costo. Por lo tanto, persiste la necesidad de procesos para preparar aminoalcoholes a partir de materias primas de bajo precio, tales como glicerol crudo, que también puedan reducir o eliminar la producción de cantidades sustanciales de subproductos no deseados.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
Las modalidades de la presente exposición describen, de manera general, procesos para producir aminoalcoholes a partir de glicerol. En una modalidad ilustrativa, el proceso de la presente exposición se refiere, generalmente, a la reacción del glicerol con un catalizador de metales para obtener hidroxiacetona, a la reacción de la hidroxiacetona con un compuesto de amina para obtener un aducto y a la reducción del aducto utilizando un agente reductor para obtener un producto de aminoalcohol. En otra modalidad ilustrativa, los procesos de la presente exposición se refieren, generalmente, a la reacción del glicerol con un catalizador de metales a una temperatura de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 300 °C para obtener hidroxiacetona, a la reacción de la hidroxiacetona con un compuesto de amina a una temperatura de aproximadamente -20 °C a aproximadamente 150 °C para obtener un aducto y a la reducción del aducto
utilizando un agente reductor a una temperatura de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 250 °C para obtener un producto de aminoalcohol. En otra modalidad ilustrativa, los procesos de la presente exposición se refieren, de manera general, a la conversión del glicerol aminoalcohol que tiene la fórmula:
el proceso comprende la reacción del glicerol con un catalizador de metales a una temperatura de aproximadamente 160 °C a aproximadamente 300 °C para obtener hidroxiacetona, la reacción de la hidroxiacetona con un compuesto de amina a una temperatura de aproximadamente -20 °C a aproximadamente 150 °C para obtener un aducto y la reducción del aducto usando un agente reductor a una temperatura de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 250 °C para obtener un producto de aminoalcohol, en donde Ri y R2 son independientes entre sí y se seleccionan del grupo que comprende H, alquilo de C-i-C-20, cicloalquilo de C3-C20, hidroxialquilo de C1-C20, arilo, alquilante de C7-C2o, arilalquilo de C7-C2o y mezclas de éstos, o R1 y R2 se unen con el nitrógeno para formar un anillo heterocíclico que tiene de 5 a 7 átomos.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Se cree que la Descripción de la invención se comprenderá mejor con referencia a las siguientes figuras, en donde: La Figura 1 es un diagrama de flujo esquemático que representa una modalidad ilustrativa de un proceso de etapas múltiples de conformidad con la presente descripción; y la Figura 2 es un diagrama de flujo esquemático que representa una modalidad ilustrativa de un proceso de una etapa de conformidad con la presente descripción.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
A. Definiciones Como se utiliza en la presente, "comprende" se refiere a los diversos componentes, ingredientes o pasos que se pueden utilizar conjuntamente en la práctica de varias modalidades de la presente descripción. Por consiguiente, el término "comprende" abarca los términos más restrictivos "que consiste prácticamente en" y "que está formado por". Como se utiliza en la presente, "aducto" se refiere a cualquier especie química formada por la combinación o condensación de dos o más sustancias, tales como hidroxiacetona y un compuesto de amina.
Como se utiliza en la presente, "glicerol crudo" se refiere al glicerol que puede contener impurezas incluso, pero sin limitarse a, agua, sales inorgánicas tales como cloruro, sulfato, fosfato, sales de acetato y otras, compuestos orgánicos tales como ácidos grasos, ésteres grasos, monoglicéridos, diglicéridos, fosfolípidos, residuos de proteínas, metanol, ácidos, bases o combinaciones de éstos. Las impurezas pueden representar de aproximadamente 10 % a aproximadamente 50 % del glicerol crudo, en peso. Como se utiliza en la presente, "componentes de la reacción" se refiere, generalmente, a especies químicas involucradas en una transformación química, por ejemplo, pero sin limitarse a, solventes, reactantes y catalizadores. Además, los "componentes de la reacción" pueden incluir un gas, líquido o sólido o un componente de la reacción disuelto en un solvente. Como se utiliza en la presente, "agente reductor" se refiere a cualquier elemento, compuesto o combinación de elementos y/o compuestos que reducen otras especies, ya sea aumentando el contenido de hidrógeno o reduciendo el contenido de oxígeno de las otras especies. Como se utiliza en la presente, el término "RANEY®" cuando está relacionado con un catalizador de metales se refiere a un catalizador que ha sido tratado mediante un proceso que activa el catalizador, por ejemplo, mediante la reacción del catalizador con un segundo metal, tal como aluminio, o mediante el aumento del área de superficie del catalizador. Por ejemplo, un metal RANEY® es un catalizador sólido compuesto por granos finos de una aleación de metal-aluminio producido cuando un bloque de la aleación es tratado con hidróxido de
sodio concentrado para activar el catalizador. El catalizador activado tiene una estructura porosa con una alta área de superficie. RANEY® es una marca registrada de W.R. Grace and Company, New York, New York. Otros catalizadores adecuados que se pueden utilizar en lugar de un catalizador RANEY® incluyen catalizadores porosos y/o catalizadores de esponja metálica. Como se utiliza en la presente, el término "glicerol" se puede referir al glicerol crudo, tratado o refinado, tal como se describe en la presente, a menos que se indique claramente que se refiere al glicerol crudo, al glicerol tratado o al glicerol refinado. Como se utiliza en la presente, el término "glicerol refinado" se refiere al glicerol que es al menos aproximadamente 99 % puro (es decir, que contiene menos de aproximadamente 1 % de impurezas, tales como las impurezas descritas en la presente). Como se utiliza en la presente, el término "glicerol tratado" se refiere al glicerol que ha sido expuesto a por lo menos un proceso de tratamiento, de tal manera que el glicerol tratado comprenda una cantidad mayor que aproximadamente 1 % a aproximadamente 10 % de impurezas, tales como las impurezas descritas en la presente. Como se utiliza en la presente, "tratar" significa eliminar por lo menos una parte de las impurezas del glicerol crudo. El "tratamiento" se puede realizar por medio de varios métodos que incluyen, pero sin limitarse a, la neutralización, precipitación, filtración, evaporación, remoción con vapor, intercambio de iones, adsorción, separación por medio de
membranas, tal como microfiltración, nanofiltración, osmosis y osmosis inversa, electrodesionización, y combinaciones de éstos. Todos los porcentajes son en peso, a menos que se especifique de cualquier otra forma. B. Procesos Las modalidades descritas en la presente se refieren, de manera general, a procesos de dos pasos para producir aminoalcoholes a partir de glicerol. Más específicamente, las modalidades de la presente describen procesos de dos pasos para convertir catalíticamente el glicerol en hidroxiacetona en un primer paso e hidroxiacetona en un aminoalcohol en un segundo paso, según se representa a continuación:
Paso 1 Paso 2
Glicerol Hidroxiacetona Aminoalcohol
De conformidad con otras modalidades, el proceso puede ser un proceso de un paso en el cual la conversión del glicerol en hidroxiacetona y la conversión de la hidroxiacetona en aminoalcohol pueden realizarse en un solo proceso de reacción (en un solo tubo o reactor). Las variaciones de estos procesos serán evidentes a partir de la siguiente descripción. De conformidad con varias modalidades, los procesos de la presente incluyen el paso de hacer reaccionar glicerol con un catalizador de metales para obtener hidroxiacetona. De conformidad con ciertas modalidades,
el producto de hidroxiacetona puede comprender también otros componentes, por ejemplo, glicerol sin reaccionar, agua, propilenglicol y otras impurezas. El glicerol aceptable para ser utilizado en la presente puede ser glicerol líquido crudo, tratado o refinado o vapor de glicerol crudo, tal como se describe en la presente con mayor detalle. Haciendo referencia a la Figura 1 , el glicerol crudo (100) puede contener impurezas que incluyen, pero sin limitarse a, agua, sales inorgánicas tales como cloruro, sulfato, fosfato, sales de acetato y otras, compuestos orgánicos tales como ácidos grasos, ésteres grasos, monoglicéridos, diglicéridos, fosfolípidos, residuos de proteínas, metanol, ácidos, bases y combinaciones de éstos. En ciertas modalidades del glicerol crudo, las impurezas pueden representar al menos aproximadamente 10 % del glicerol crudo y, en modalidades específicas, de aproximadamente 10 % a aproximadamente 50 % del glicerol crudo, en peso. En otras modalidades, el glicerol crudo puede comprender menos de 10 % de impurezas, por ejemplo, de 1 % a 10 % de impurezas. Un experimentado en la industria comprenderá que la cantidad de impurezas en el glicerol crudo puede variar de conformidad con el método de producción y que en ciertos procesos más eficientes, el glicerol crudo sin tratar puede contener menores niveles de impurezas que el glicerol crudo de otros procesos. La pureza del glicerol "crudo" usado en la reacción no debe considerarse como una limitación en la presente. De conformidad con ciertas modalidades, el glicerol crudo se puede obtener durante la producción de biodiesel o a partir de la conversión de grasas/aceites de origen animal o vegetal mediante reacciones de saponificación,
transesterificacion o hidrólisis. Tal como se describió en la presente, en ciertos procesos convencionales primero se debe retinar el glicerol crudo, antes de utilizarlo, con el fin de facilitar el control del proceso, maximizar el rendimiento del proceso, evitar el envenenamiento del catalizador o reducir las impurezas en el producto de reacción final. Dado que dichos procesos de refinamiento pueden ser costosos, en ciertas modalidades de los procesos de la presente puede ser más conveniente usar el glicerol crudo en forma directa o con un mínimo procesamiento, tratamiento o purificación. Diversas modalidades descritas en la presente pueden resolver esta cuestión al proveer procesos más rentables que permiten el uso del glicerol crudo sin refinar o tratar. A pesar de que las modalidades de la presente exposición se enfocan generalmente en el uso del glicerol crudo, los procesos de la presente exposición no están limitados al uso del glicerol crudo. Por ejemplo, en otra modalidad, el glicerol crudo puede ser tratado opcionalmente (102) antes del uso en los procesos que se describen en la presente. El tratamiento del glicerol crudo puede contribuir a reducir la cantidad de impurezas presentes sin necesidad de refinar totalmente el glicerol crudo. De esta manera, el tratamiento del glicerol crudo puede producir importantes ahorros en costos en comparación con el refinamiento. Como se utiliza en la presente, el "trata m¡ento,, del glicerol crudo se puede realizar por medio de varios métodos que incluyen, pero no se limitan a, neutralización, precipitación, filtración, evaporación, remoción con vapor, intercambio de iones, adsorción, separación por medio de membranas, tal como microfiltración, nanofiltración, osmosis y
osmosis inversa, electrodesionización y combinaciones de éstos. Aquellos con experiencia en la industria comprenderán cómo realizar el tratamiento del glicerol crudo por vía de los diversos métodos expuestos anteriormente, y que dicho tratamiento puede variar en función de las impurezas presentes. Independientemente de cuál sea el método de tratamiento empleado, el "glicerol tratado" resultante puede comprender de aproximadamente 1 % a aproximadamente 10 %, en peso, de las impurezas mencionadas anteriormente. La reducción de impurezas en el glicerol tratado puede contribuir a mejorar el rendimiento en la reacción en los procesos descritos en la presente. De conformidad con otras modalidades, el glicerol refinado (104) que tiene una pureza mayor que aproximadamente 99 % puede ser utilizado también en la presente. El glicerol se puede refinar de conformidad con cualquier método de refinamiento conocido en la industria. En varias modalidades, el glicerol refinado, tratado o crudo puede ser puro o puede estar diluido con un solvente polar (p. ej., agua o un alcohol). En varias modalidades descritas en la presente se pueden utilizar también diversas mezclas de glicerol refinado, tratado o crudo. Alternativamente, de conformidad con otras modalidades, el glicerol crudo se puede vaporizar (106) antes de su tratamiento por medio de los procesos descritos en la presente. Dado que las reacciones en fase vapor pueden ser más rápidas que las reacciones en fase líquida puede ser deseable usar vapor de glicerol de tal manera que la primera parte del proceso se realice en la fase vapor, por ejemplo, para acelerar la velocidad de la reacción. La
vaporización del glicerol puede realizarse utilizando cualquier vaporizador conocido para aquellos con experiencia en la industria, incluso, pero sin limitarse a, un tanque de evaporación instantánea o un evaporador de película limpia. Una persona de experiencia en la industria reconocerá que las condiciones de temperatura y presión pueden variar de acuerdo con el equipo de vaporización utilizado. Un beneficio adicional que resulta de vaporizar el glicerol crudo es que la vaporización del glicerol puede reducir la cantidad de impurezas presentes en el glicerol crudo sin tener que retinar totalmente el glicerol. De esta manera, el uso de vapor de glicerol puede ser una opción más rentable que el uso de glicerol refinado. Como se utiliza en la presente, el término "glicerol" puede incluir el glicerol crudo, tratado o refinado, a menos que se indique claramente que se refiere al glicerol crudo, al glicerol tratado o al glicerol refinado. También se puede proveer un catalizador de metales (108) para hacer que reaccione con el glicerol a fin de obtener hidroxiacetona. De conformidad con varias modalidades, en la presente se puede utilizar cualquier catalizador de metales que tenga sitios activos que comprendan uno o más metales de elementos de transición. Por ejemplo, de conformidad con ciertas modalidades, el catalizador de metales puede incluir, pero sin limitarse a, cobre, cromo, níquel, zinc, cobalto, manganeso, silicio, aluminio, óxidos de éstos y combinaciones de éstos. De conformidad con una modalidad, el catalizador de metales puede ser un catalizador de cromita de cobre (también conocido en la industria como un catalizador de óxido de cobre y cromo) que puede comprender de aproximadamente 15 % a aproximadamente 75 % de óxido de
cobre y de aproximadamente 20 % a aproximadamente 75 % de trióxido de cromo. De conformidad con otra modalidad, el catalizador puede ser un catalizador de cobre "sin cromo,,1 tal como un catalizador de cobre y zinc o un catalizador de óxido de cobre. Los catalizadores de cobre sin cromo pueden exhibir una actividad y una selectividad comparables o superiores a los catalizadores de cromita de cobre convencionales para ciertas reacciones y eliminar las cuestiones ambientales asociadas con la eliminación de catalizadores que contienen cromo. En ciertas modalidades, el catalizador de cobre y zinc sin cromo puede comprender de aproximadamente 20 % a aproximadamente 75 % de óxido de cobre, de aproximadamente 20 % a aproximadamente 60 % de óxido de zinc y de aproximadamente 20 % a aproximadamente 70 % de alúmina, y en otra modalidad, el catalizador de óxido de cobre sin cromo puede comprender de aproximadamente 20 % a aproximadamente 80 % de óxido de cobre y de aproximadamente 25 % a aproximadamente 70 % de alúmina. Además, el catalizador de metales, por ejemplo, el catalizador de cromita de cobre o el catalizador de cobre y zinc, puede contener cantidades pequeñas de estabilizadores, tal como óxido de bario. En ciertas modalidades, el catalizador de metales también puede promoverse con uno o más óxidos de metal que incluyen, pero no se limitan a, magnesio, calcio, bario, manganeso, molibdeno o silicio, que pueden contribuir a que el catalizador de metales sea más activo o más estable. Además, en ciertas modalidades, el catalizador de metales puede ser nuevo (es decir, en forma de óxido) o se puede reducir en una corriente de hidrógeno antes del
uso. De conformidad con ciertas modalidades, el uso de un catalizador reducido puede ser conveniente por varias razones. Por ejemplo, en ciertas modalidades, el uso de un catalizador reducido puede producir hidroxiacetona con mayor rapidez y menor cantidad de impurezas y, en otras modalidades, el uso de un catalizador reducido puede contribuir a prolongar la vida útil del catalizador debido a la resistencia al envenenamiento y/o degradación de éste. De conformidad con varias modalidades, la reacción entre el glicerol y el catalizador de metales se puede producir en un primer reactor (1 10), opcionalmente, en presencia de un gas (1 12), en forma de una lechada o de lecho fijo. En la presente se puede utilizar cualquier reactor conocido para aquellos con experiencia en la industria que incluye, entre otros, un reactor por lote, un reactor de tanque con agitación, un reactor por semilote, un reactor de flujo de pistón, un reactor continuo, un reactor de tanque con agitación continuo, un reactor de lecho suspendido, un reactor de lecho fijo, un reactor tubular, un reactor de columna, un reactor de lecho compacto, un reactor de lecho fluidizado, un reactor de lecho percolador, un reactor de membranas, un reactor de placa y marco, un reactor de tipo Carberry (denominado también "Reactor de Notre Dame, véase, J.J. Carberry, "Chemical and Catalytic Reaction Engineering" (Ingeniería de reacciones químicas y catalíticas), Dover Publications, Inc. Mineóla, NY, 1976, pág. 406, véase también en la pág. 520 una ilustración de varios tipos de reactores adecuados para ser utilizados en la presente exposición; la exposición de dicha publicación está incorporada completamente en la presente como
referencia), un reactor de flujo de pistón, y una destilación reactiva o varias combinaciones de éstos. Se comprenderá que la manera en la que el glicerol y el catalizador de metales son alimentados/añadidos en el reactor puede variar en función del equipo utilizado y la fase de cada componente de la reacción. Sin embargo, en aquellas modalidades en las cuales se utiliza vapor de glicerol, un experimentado en la industria comprenderá que puede ser más ventajoso que el catalizador de metales ya esté colocado en el primer reactor antes de agregar el vapor de glicerol, ya que esto puede simplificar el proceso de poner en contacto el vapor de glicerol con el catalizador de metales. Si bien la cantidad del catalizador de metales puede variar, en una modalidad la cantidad puede ser de aproximadamente 0.01 % a aproximadamente 100 %, y en otra modalidad, de aproximadamente 0.01 % a aproximadamente 5 % en peso, con respecto al glicerol, por ejemplo, en un reactor de lecho suspendido. Para otros reactores, tales como reactores continuos, por ejemplo, un reactor de lecho fijo (incluyendo los reactores de lecho percolador), la carga del catalizador en el reactor puede variar en función del diseño del reactor de lecho, tal como el volumen del lecho del reactor y/o el régimen de flujo del reactante. Un experimentado en la industria reconocerá que la cantidad de catalizador de metales utilizada puede variar en función del tipo de reactor utilizado y la velocidad deseada para la reacción. Por ejemplo, las reacciones más rápidas pueden resultar ventajosas porque generalmente permiten utilizar un equipo de reacción más compacto y pueden formar una cantidad menor de subproductos, en tanto
que las reacciones más lentas pueden resultar ventajosas porque generalmente pueden llevarse a cabo utilizando menos cantidad de catalizador, lo cual puede conducir a costos operativos más bajos. En ciertas modalidades, en las cuales puede desearse una mayor velocidad de reacción, se puede incrementar la cantidad del catalizador de metales. De conformidad con ciertas modalidades, la reacción entre el glicerol y el catalizador de metales se puede realizar bajo inyección de gas. Si en la presente se utiliza un gas (1 12), se puede seleccionar cualquier gas conocido para aquellos con experiencia en la industria. Algunos ejemplos de gases que pueden ser útiles en ciertas modalidades de los procesos de la presente pueden incluir los gases nobles (p. ej., helio o argón), nitrógeno, dióxido de carbono, vapor supercalentado, y combinaciones de éstos. En ciertas modalidades, el gas puede comprender nitrógeno. Sin limitaciones teóricas de ninguna especie se cree que la ventaja de incluir un gas, en combinación con la temperatura de la reacción, puede mejorar el producto de la reacción y la selectividad ya que reduce el tiempo de contacto entre el catalizador y el producto de hidroxiacetona ayudando continuamente en la remoción de la hidroxiacetona y el agua de la mezcla de reacción como un vapor. Por ejemplo, a medida que el producto de hidroxiacetona se forma en las condiciones y temperatura de la reacción, éste se puede vaporizar y la corriente de gas puede transportar el vapor de la hidroxiacetona fuera del reactor. Esto, a su vez, puede evitar que la hidroxiacetona continúe reaccionando con el catalizador de metales y genere subproductos no deseados.
De conformidad con una modalidad específica, el primer reactor (1 10) puede ser un reactor de lecho percolador. El reactor de lecho percolador puede comprender al menos una columna de relleno, en donde el relleno de la columna es el catalizador de metales. En ciertas modalidades, el reactor de lecho percolador puede comprender una pluralidad de columnas, por ejemplo, de 2 a 10 columnas, dispuestas en serie o en paralelo. Un experimentado en la industria reconocerá que la cantidad de columnas en el reactor de lecho percolador puede variar de conformidad con el tiempo de reacción requerido, el régimen de flujo del proceso o la altura, volumen total del lecho o carga del catalizador en la columna. En el reactor de lecho percolador usado para convertir el glicerol en hidroxiacetona, el glicerol líquido se alimenta con un flujo bajo de tal manera que una capa delgada de líquido se puede formar sobre al menos una porción de la superficie de las partículas del catalizador de metales contenidas en la columna. En ciertas modalidades, el gas (1 12) se puede introducir en el espacio que queda entre las partículas del catalizador, de tal manera que el glicerol se convierta en el producto de hidroxiacetona (1 6), el producto de hidroxiacetona se volatilice y el vapor de hidroxiacetona sea transportado por el gas desde el reactor. Independientemente de la forma en que se introducen los diversos componentes de la reacción, una vez que están dentro del primer reactor, el glicerol y el catalizador de metales pueden reaccionar, en presencia del gas, si se incluyó, para producir un producto de hidroxiacetona que, además de la hidroxiacetona, puede comprender el glicerol sin reaccionar,
agua, propilenglicol u otras impurezas. Sin limitaciones teóricas, se cree que la hidroxiacetona se puede formar por vía de una combinación entre reacciones de deshidrogenación y deshidratación. Más específicamente, el glicerol se puede deshidrogenar primero hasta formar gliceraldeh ído en equilibrio con su tautómero enólico. El grupo hidroxilo primario de este tautómero enólico puede luego interactuar con el sitio acídíco presente en el óxido de cromo, y de ese modo, cataliza la pérdida de agua (deshidratación) con la reorganización concomitante del enlace doble para producir hidroxiacetona. Alternativamente, un grupo hidroxilo primario del glicerol puede interactuar fuertemente con un sitio ácido en el catalizador para facilitar la pérdida de agua y producir hidroxiacetona por vía de su tautómero enólico. En vista de lo anterior, se comprenderá que las condiciones de reacción pueden variar en función de los componentes particulares de la reacción (es decir, glicerol, catalizador de metales y gas, si está presente) y el tipo de reactor seleccionado. En ciertas modalidades, la reacción del glicerol con el catalizador de metales se puede producir en el primer reactor a una temperatura de aproximadamente 160 °C a aproximadamente 300 °C, y en otra modalidad, de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 240 °C. De conformidad con ciertas modalidades, la reacción del glicerol con el catalizador de metales se puede producir a una presión aproximadamente equivalente a la presión atmosférica, aunque la presión puede ser mayor o menor a la presión atmosférica, por ejemplo, en una modalidad de la presente se puede utilizar una presión de aproximadamente 0.01 MPa (0.1 bar) a
aproximadamente 6 MPa (60 bar), y en otra modalidad de la presente, la presión puede ser de aproximadamente 0.01 MPa (0.1 bar) a aproximadamente 1 MPa (10 bar). De manera similar, el tiempo necesario para la reacción puede variar en función de los componentes de la reacción utilizados, por ejemplo, en una modalidad, la reacción se puede realizar por un tiempo de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 24 horas, según la medición realizada en función del tiempo de permanencia en el reactor, por ejemplo, cuando el glicerol está en la fase líquida. En otras modalidades, cuando el glicerol está en una fase de vapor, el tiempo de reacción puede ser de aproximadamente 1 segundo a aproximadamente 1 hora. Aquellos con experiencia en la industria comprenderán cómo seleccionar los parámetros adecuados para el proceso en función de factores tales como los componentes de la reacción, la fase reactante y el equipo utilizado. Una vez producida la reacción entre el glicerol y el catalizador de metales, se puede obtener un producto de hidroxiacetona (1 16), además de una corriente de reciclado (1 18). Como se utiliza en la presente, "producto de hidroxiacetona" se refiere a la(s) composición(es) que resultan de, o que quedan después de la reacción entre el glicerol y el catalizador de metales, opcionalmente, en presencia del gas inerte, en el primer reactor. Si bien no debería limitarse a ello, el producto de hidroxiacetona estará, generalmente, en la fase de vapor (que, en ciertas modalidades, puede condensarse antes del paso siguiente en el proceso). Además de hidroxiacetona, el producto de hidroxiacetona puede comprender glicerol sin reaccionar, propilenglicol, agua,
impurezas y combinaciones de éstos. El producto de hidroxiacetona puede comprender también cualquier gas (112) utilizado en la reacción. La corriente de reciclado (1 18) puede estar, generalmente, en la fase líquida y puede comprender el catalizador de metales, el glicerol sin reaccionar además de impurezas de alto punto de ebullición. En una modalidad, la corriente de reciclado (1 18) puede reciclarse de nuevo hacia el primer reactor (1 10) para reutilizarla. En otra modalidad, el catalizador de metales en la corriente de reciclado (1 18) puede estar parcial o totalmente separada (120) y el glicerol sin reaccionar restante (122) (y cualquier impureza presente) puede reciclarse nuevamente al reactor (110). Seguidamente, el catalizador de metales puede regenerarse (124), ya que puede perder cierto grado de actividad con el tiempo, antes de ser reciclado (126) al primer reactor para su reutilización. Opcionalmente, el catalizador de metales reciclado (126), regenerado o no, puede mezclarse con catalizador de metales fresco (108) y el glicerol sin reaccionar (122) se añade de nuevo al primer reactor (1 0) para reemplazar al menos una porción de los componentes de la reacción utilizados/removidos. De manera similar, cuando se maneja el producto de hidroxiacetona (1 16), el gas (si se utiliza) puede separarse opcionalmente (128) del producto de hidroxiacetona restante (130) y reciclarse de nuevo al primer reactor (1 10) para reutilizarlo. El producto de hidroxiacetona restante (130) que, tal como se mencionó anteriormente, puede incluir hidroxiacetona y en ciertas modalidades puede incluir también glicerol sin reaccionar, agua, propilenglicol e impurezas tales como 1 ,3-dimetanol-p-dioxano y, si se desea,
(2,4-dimet¡l-1 ,3-dixolan-2-il)metanol, puede separarse aún más si se desea (132) para aislar la hidroxíacetona (134) del glicerol sin reaccionar (136), agua (138), propilenglicol (140) e impurezas (142). Por lo general, el agua y las impurezas se pueden desechar o reciclar, mientras que el propilenglicol se puede recolectar para utilizarse en otras aplicaciones y el glicerol sin reaccionar se puede reciclar de nuevo para utilizarse como un componente de reacción mientras que la hidroxíacetona (134) se puede añadir a un segundo reactor (146) para continuar el procesamiento. Más específicamente, la reacción entre la hidroxíacetona ( 134) y un compuesto de amina ( 44) se puede realizar en un segundo reactor (146) para obtener un aducto (148). El compuesto de amina (144) se puede seleccionar del grupo que comprende amoniaco, hidróxido de amonio, hidroxilamina, aminas primarias, amina secundaria, alcanolaminas y combinaciones de éstos. En una modalidad, el compuesto de amina puede ser amoniaco, mientras que en otra modalidad puede ser hidróxido de amonio. En otra modalidad, el compuesto de amina puede ser hidroxilamina. Un experimentado en la industria, basándose en la exposición de la presente, comprenderá que la selección del compuesto de amina apropiado dependerá de la estructura del producto de amínoalcohol deseado. Por ejemplo, en ciertas modalidades en las cuales se desea obtener un producto de amínoalcohol primario se debe seleccionar un compuesto de amina, tal como amoniaco (gaseoso o líquido) o hidróxido de amonio, mientras que para obtener un producto de amínoalcohol secundario o un producto de
aminoalcohol terciario se debe utilizar un compuesto de amina primaria o un compuesto de amina secundaria, respectivamente. En ciertas modalidades, la reacción opcional entre la hidroxiacetona y el compuesto de amina para obtener el aducto puede comprender también, opcionalmente, la adición de un catalizador ácido a la hidroxiacetona y al compuesto de amina. Por ejemplo, en ciertas modalidades, la velocidad de la reacción entre la hidroxiacetona y el compuesto de amina puede aumentar por la adición de un catalizador ácido, por ejemplo, un ácido de Bronsted-Lowry, un ácido de Lewis, o combinaciones de éstos. Aquellos con experiencia en la industria comprenderán cómo seleccionar un catalizador ácido, tal como un catalizador ácido sólido, basándose en factores tales como los parámetros de costos y equipos. Algunos catalizadores ácidos sólidos ilustrativos aceptables para ser utilizados en la presente pueden incluir los óxidos metálicos u óxidos metálicos mixtos de los elementos Zr, Ti, Mo, W, Fe, B, Al y Si; zeolitas, sales de metal o amonio de ácidos minerales, tales como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, o ácidos orgánicos, tales como ácido fórmico, ácido acético y ácidos sulfónicos; resinas de intercambio de iones de poliestireno sulfonado reticulado tales como AMBERLYST™ (Rohm & Haas, EE.UU., PA), resina de ácido poliperfluorosulfónico, tal como NAFION® (Dupont, EE.UU., Delaware), con o sin nanocompuesto de sílice; tierra de diatomeas, alúmina, titania o arcillas impregnadas con un ácido fuerte. Sin estar limitados por un mecanismo en particular, se cree que el catalizador ácido puede activar el carbonilo de la
hidroxiacetona hacia el ataque nucleofílico por parte del compuesto de amina. El catalizador ácido se puede añadir a la hidroxiacetona antes, en el mismo momento o después de la adición del compuesto de amina. En otra modalidad, una mezcla de la hidroxiacetona y el compuesto de amina se puede pasar sobre o a través de una resina acídica. En otras modalidades, los catalizadores ácidos pueden ser innecesarios ya que el compuesto de amina puede reaccionar directamente con la hidroxiacetona para producir el aducto. El segundo reactor (146) puede ser cualquier reactor conocido para aquellos con experiencia en la industria que incluye, pero sin limitarse a, un reactor por lote, un reactor de tanque con agitación, un reactor por semilote, un reactor continuo, un reactor de tanque con agitación continuo, un reactor de lecho suspendido, un reactor de lecho fijo, un reactor tubular, un reactor de columna, un reactor de lecho compacto, un reactor de lecho fluidizado, un reactor de lecho percolador, un reactor de membranas, un reactor de placa y marco, un reactor de tipo Carberry, un reactor de flujo de pistón y una destilación reactiva, o varias combinaciones de éstos. Se comprenderá que la manera en la cual la hidroxiacetona y el compuesto de amina son alimentados/añadidos en el reactor puede variar en función del equipo utilizado y la fase de cada componente de la reacción. En una modalidad, el segundo reactor (146) es un reactor de lecho percolador. El reactor de lecho percolador puede comprender al menos una columna de relleno, en donde el relleno de la columna es el catalizador de la hidrogenación. En ciertas modalidades, el reactor de lecho percolador
puede comprender una pluralidad de columnas rellenas con el catalizador de la hidrogenación, por ejemplo, de 2 a 10 columnas, dispuestas en serie o en paralelo. Un experimentado en la industria reconocerá que la cantidad de columnas en el reactor de lecho percolador puede variar de conformidad con el tiempo de reacción requerido, el régimen de flujo del proceso o la altura, volumen total del lecho o carga del catalizador en la columna. La reacción entre la hidroxiacetona y el compuesto de amina puede realizarse, generalmente, a una temperatura de aproximadamente -20 °C a aproximadamente 150 °C, y en una modalidad, de aproximadamente -10 °C a aproximadamente 30 °C. En ciertas modalidades, la reacción de la hidroxiacetona con el compuesto de amina puede producirse a una presión de aproximadamente 0.1 MPa (1 bar) a aproximadamente 20 MPa (200 bar), y en una modalidad, la presión puede ser de aproximadamente 0.1 MPa (1 bar) a aproximadamente 10 MPa (100 bar). Puede incluirse una cantidad superior del compuesto de amina, y la relación molar entre el compuesto de amina y la hidroxiacetona es de aproximadamente 1 :1 a aproximadamente 10:1 , y en una modalidad, de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 4:1 . La reacción se puede realizar en un tiempo de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 3 horas, y en una modalidad, ese tiempo puede ser de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 90 minutos. Un experimentado en la industria comprenderá cómo puede variar el tiempo de reacción en función de las condiciones de la reacción y del equipo utilizado.
Tal como se describió anteriormente, a partir de la reacción entre la hidroxiacetona y el compuesto de amina puede formarse un aducto (148). Como se utiliza en la presente, "aducto" se refiere a cualquier especie química formada mediante la combinación o condensación de dos o más sustancias. En la presente, las dos sustancias pueden ser hidroxiacetona (134) y un compuesto de amina (144). Seguidamente, el aducto resultante (148) se puede añadir en un tercer reactor (150) junto con un agente reductor (152) para producir un producto de aminoalcohol (154). La reacción entre el compuesto que contiene carbonilo y una amina para formar un aducto que luego se reduce se conoce como aminación reductora. La aminación reductora de los compuestos que contienen aldehido o cetona puede realizarse en varios pasos y diversos mecanismos dependiendo de la estructura de los reactantes y de las condiciones de la reacción. Véase Maschmeyer, T., y col., Adv. Synth. Catal. núm. 10, 344, 1037-1057 (2002), cuya exposición se incorpora completamente en la presente como referencia. Durante la aminación reductora de la hidroxiacetona, el aducto (148) puede formarse a partir de la reacción entre la hidroxiacetona y el compuesto de amina. En una modalidad, la hidroxiacetona se puede añadir gradualmente al compuesto de amina para mantener concentraciones bajas de hidroxiacetona en la mezcla de reacción que al reducirse podría generar el propilenglicol, disminuyendo asi la producción del aminoalcohol deseado. Asimismo, un experimentado en la industria reconocerá que la aminación reductora puede realizarse, opcionalmente, en un solo reactor mediante la adición de la
hidroxiacetona, el compuesto de amina y el agente reductor (tal como un catalizador de hidrogenación e hidrógeno) en el mismo reactor, por ejemplo, en el segundo o en el tercer reactor. En ciertas modalidades, el agente reductor puede ser cualquier agente reductor conocido en la industria. Por ejemplo, las reacciones de reducción adecuadas incluyen hidrogenación con gas de hidrógeno y un catalizador de hidrogenación, reducción con una fuente de hidruro (tal como, pero sin limitarse a, borohidruro sódico, aciloxiborohidruro, triacetoxiborohidruro, cianoborohidruro y lo similar), disolución de reducciones de metales y reducciones de amalgama de aluminio y mercurio. En ciertas modalidades, el agente reductor (152) puede comprender gas de hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenación, tal como un catalizador de hidrogenación de metales seleccionado del grupo que comprende níquel, cobalto, níquel RANEY®, cobalto RANEY®, níquel RANEY® o cobalto RANEY® dopado con otros metales de transición, óxido de níquel, cobre, paladio, platino, rodio, rutenío, cromo, iridio, renio, molibdeno, hierro, manganeso, titanio, circonio, magnesio, óxidos de éstos y combinaciones de éstos. En modalidades especificas, el catalizador de hidrogenación puede ser níquel RANEY®, cobalto RANEY® o combinaciones de éstos. En ciertas modalidades, el catalizador de hidrogenación puede estar soportado sobre un material seleccionado del grupo que comprende alúmina, titania, zircona, carbón, cromía, sílice, zeolitas y combinación de éstos. El catalizador de hidrogenación puede ser soluble o insoluble y puede estar disuelto en la mezcla de reacción o contenido dentro del tercer reactor (150) como un lecho suspendido o compacto. A pesar de que la
cantidad del catalizador de hidrogenación usado puede variar, en ciertas modalidades se puede utilizar de aproximadamente 0.01 % a aproximadamente 100 % del catalizador, y en otra modalidad, de aproximadamente 1 % a aproximadamente 20 %, sobre una base de peso seco con respecto al aducto, por ejemplo, en un reactor de lecho suspendido. Para otros reactores, tales como los reactores continuos, por ejemplo, un reactor de lecho fijo (incluyendo los reactores de lecho percolador), la carga del catalizador en el reactor puede variar en función del diseño del reactor de lecho, tal como el volumen del lecho del reactor y el régimen de flujo del reactante. De conformidad con varias modalidades, las condiciones de la reacción en las cuales el agente reductor puede reducir el aducto pueden diferir. En una modalidad, cuando el agente reductor (152) comprende hidrógeno y el catalizador de hidrogenación, el hidrógeno puede estar presente con una presión parcial de aproximadamente 0.1 MPa (1 bar) a aproximadamente 35 MPa (350 bar), y en otras modalidades, el hidrógeno puede estar a una presión parcial de aproximadamente 1 MPa (10 bar) a aproximadamente 15 MPa (150 bar). De conformidad con ciertas modalidades, la reducción se puede realizar a una temperatura de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 250 °C, y en otras modalidades, de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 85 °C. El tiempo de reacción puede variar también en función del agente reductor o de las condiciones de la reacción. Por ejemplo, en ciertas modalidades, la reducción del aducto se puede realizar en un tiempo de
aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 24 horas, y en otras modalidades, de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 6 horas. De conformidad con varias modalidades, el tercer reactor se selecciona del grupo que comprende un reactor por lote, un reactor de tanque con agitación, un reactor por semilote, un reactor continuo, un reactor de tanque con agitación continuo, un reactor de lecho suspendido, un reactor de lecho fijo, un reactor tubular, un reactor de columna, un reactor de lecho compacto, un reactor de lecho fluidizado, un reactor de lecho percolador, un reactor de membranas, un reactor de tipo Carberry, un reactor de placa y marco, un reactor de flujo de pistón y una destilación reactiva o varias combinaciones de éstos. Se comprenderá que la manera en la cual el aducto y el agente reductor (tal como el gas de hidrógeno y el catalizador de hidrogenación) se alimentan/añaden en el reactor puede variar dependiendo del equipo utilizado y la fase de cada componente de la reacción. En una modalidad, el tercer reactor es un reactor de lecho percolador. Tal como se describe en la presente, en el reactor de lecho percolador, la corriente de alimentación (tal como la corriente de alimentación del aducto) ingresa en la columna con un flujo bajo de tal manera que una capa delgada de líquido se forma sobre al menos una porción de la superficie de las partículas del catalizador de hidrogenación (o el catalizador de hidrogenación sobre la superficie del material de soporte). Cuando el proceso de reducción es un proceso de hidrogenación, el gas de hidrógeno se puede suministrar en el espacio entre las partículas. Sin limitarse a un mecanismo
especifico, se cree que las moléculas de hidrógeno deben desplazarse desde la fase de gas hasta la superficie del catalizador a través de la capa delgada de liquido y, de ese modo, se produce una transferencia de masa eficiente y una mayor velocidad de la reacción en comparación con otros tipos de reactores. El reactor de lecho percolador puede comprender al menos una columna de relleno, en donde el relleno de la columna es el catalizador de la hidrogenación. En ciertas modalidades, el reactor de lecho percolador puede comprender una pluralidad de columnas rellenas con el catalizador de la hidrogenación, por ejemplo, de 2 a 10 columnas, dispuestas en serie o en paralelo. Un experimentado en la industria reconocerá que la cantidad de columnas en el reactor de lecho percolador puede variar de conformidad con el tiempo de reacción requerido, el régimen de flujo del proceso o la altura, volumen total del lecho o carga del catalizador en la columna. Además de comprender un aminoalcohol, el producto de aminoalcohol (154) puede comprender también un aducto sin reaccionar, una amina sin reaccionar, un agente reductor, impurezas, agua y propilenglicol. Al igual que en las reacciones anteriores, las condiciones de la reacción en las cuales el agente reductor puede reducir el aducto pueden diferir. Una vez que se obtiene el producto de aminoalcohol, los diversos componentes del producto de aminoalcohol, además del agente reductor, opcionalmente, pueden separarse aun más entre sí en uno o más procesos de separación utilizando cualquier método apropiado conocido para aquellos con experiencia en la industria. Por ejemplo, el agente reductor
puede, opcionalmente, separarse (156) del producto de aminoalcohol y reciclarse de nuevo (158) al interior del tercer reactor (150) para su reutilización. Si el agente reductor comprende hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenación, el hidrógeno puede separarse aún más del catalizador de hidrogenación y ambos pueden reciclarse de nuevo para su reutilización en procesos posteriores (no se ilustran). De manera similar, el producto de aminoalcohol puede separarse (160) para obtener los productos individuales (es decir, aducto sin reaccionar (162), amina sin reaccionar (166), impurezas (168), agua (170) y propilenglicol (172)). Por ejemplo, las corrientes de aducto sin reaccionar (162) y amina sin reaccionar (166) se pueden reciclar para reutilizar y ahorrar así en los costos de materia prima. El agua (170), las impurezas (168) y el propilenglicol (172) pueden ser considerados subproductos de la reacción y, por consiguiente, se pueden separar y remover de los otros productos de la reacción y también se pueden procesar para usarlos en otra aplicación (propilenglicol), se pueden reciclar o desechar (agua e impurezas). El proceso de separación (160) puede incluir cualquier proceso conocido en la industria, tal como, pero sin limitarse a, destilación instantánea, destilación fraccionada, cromatografía, extracción, pasaje a través de una resina acídica y combinaciones de éstos. Por último, el aminoalcohol (174) se puede recolectar como el producto deseado para utilizar en varias aplicaciones, por ejemplo, como solventes, intermedios para preparar agentes tensioactivos, inhibidores de la corrosión en fluidos de corte, agentes de neutralización en la depuración de ácidos durante procesos de purificación del
gas natural o de síntesis y auxiliares en la preparación de compuestos útiles en la industria farmacéutica. Tal como comprenderá un experimentado en la industria, los procesos de separación específicos usados y el grado de separación pueden depender de la pureza deseada para los productos de reacción. El aminoalcohol deseado puede ser un 2-amino-1 -propanol. En ciertas modalidades, el producto de aminoalcohol puede ser un 2-amino-1 -propanol que tiene la fórmula general:
en donde y R2 son independientes entre sí y se seleccionan del grupo que comprende H, alquilo de C C2o de cadena lineal o ramificada (tal como metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo, sec-butilo, t-butilo, n-pentilo, isopentilo, sec-pentilo, neopentilo, n-hexilo, n-heptilo, n-octilo, 2-etilhexilo, n-decilo, n-dodecilo, 2-butiloctilo, n-tridecilo, n-tetradecilo), cicloalquilo de C3-C2o (p. ej. cicloalquilo C3-C8, tal como ciclopropil, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo, cicloheptilo y ciclooctilo), hidroxialquilo de C1-C20 (tal como 2-hidroxietilo, 2-hidroxi-n-propilo, 3-hidroxi-n-propilo, 1-hidroximetil-etilo), arilo (tal como fenilo, 1-naftilo, 2-naftilo, -antrilo, 2-antrilo y 9-antrilo), alquilarilo de C7-C20 (tal como 2-metilfenilo, 3-metilfenilo, 4-metilfenilo, 2,4-dimetilfenilo, 2,5-dimetilfenilo, 2,6-dimetilfenilo, 3,4-dimetilfenilo, 3,5-dimetilfenilo, 2-etilfenilo, 3-etilfenilo, 4-etilfenilo, 2-n-propilfenilo, 3-n-propilfenilo, 4-n-propilfenilo), alquilarilo de C7-C2o (tal como bencilo, 1 -fenetilo, 2-fenetilo, 1 -fenilpropilo, 2-fenilpropilo, 3-
fenilpropilo, 1 -fenilbutilo, 2-fenilbutilo, 3-fenilbutilo, 4-fenilbut¡lo) y mezclas de éstos. En otras modalidades, Ri y R2 pueden unirse para formar un anillo heterociclico que tiene de 5 a 7 átomos incluyendo el átomo de nitrógeno. En vista de los procesos descritos en la presente, un experimentado en la industria comprenderá que el uso de otras estructuras para los grupos R-i y R2 en función de la estructura del compuesto de amina utilizado en el paso opcional de los procesos está comprendido dentro del alcance de la presente exposición tal como se establece en las reivindicaciones. En vista de lo anterior, se comprenderá que las modalidades de los procesos de la presente pueden realizarse utilizando un reactor por lote, por semilote o continuo. Si bien ciertas modalidades de la presente exposición pueden describirse como un proceso de dos etapas, aquellos con experiencia en la industria apreciarán que el mismo resultado puede obtenerse en un proceso de una sola etapa. Se hace referencia ahora a la Figura 2, en donde el glicerol (200) y la corriente de gas opcional (212) se alimentan al reactor (210). Estas dos corrientes pueden, opcionalmente, pasar a través del evaporador (206) antes de ser alimentadas al reactor (210). El evaporador (206) puede remover los compuestos no volátiles (218) del suministro de glicerol. El compuesto de amina (244) se alimenta directamente en el reactor (210) o se mezcla con los otros reactivos (200, 212) antes de ingresar al reactor (210). La reacción para convertir glicerol en hidroxiacetona y luego en aminoalcohol se produce en el reactor (210). La mezcla de producto crudo se alimenta a un condensador (260)
en donde la mezcla de producto deseada (274) se separa de los gases sin reaccionar y de otros subproductos (272). Las corrientes de alimentación (200, 212 y 244) son las mismas que las que se describieron anteriormente con respecto al proceso de dos etapas de la Figura 1. En ciertas modalidades, en las cuales el compuesto de amina es un gas, tal como amoniaco gaseoso, el compuesto de amina puede actuar como un gas (212). En otras modalidades en las cuales el agente reductor (252) es hidrógeno y un catalizador de hidrogenación, el gas de hidrógeno puede actuar como el gas (212). En otras modalidades, el gas (212) puede ser una mezcla de gas incluyendo una amina gaseosa o hidrógeno. De igual manera, el equipo utilizado (206, 210 y 260) puede ser un evaporador, reactor o condensador descrito en la presente. En ciertas modalidades, el reactor puede ser un reactor de lecho fijo, tal como un reactor de lecho percolador, como se describió en la presente. En ciertas modalidades, el reactor de lecho fijo puede contener o estar relleno de una mezcla del catalizador de metales y el catalizador de hidrogenación (como se describe en la presente). En otras modalidades, el catalizador de metales puede ser el mismo catalizador que el de hidrogenación. Los siguientes ejemplos representativos se incluyen solamente para ilustrar y no para limitar.
Ejemplos
Ejemplo 1 Se pesaron aproximadamente 300 g de glicerol refinado (marca Superol, P&G Chemicals, EE.UU.) y aproximadamente 8.5 g de catalizador de cromita de cobre (CU-1886P, Engelhard, EE.UU.) y se transfirieron a un matraz de reacción de 500 ml_ equipado con un agitador mecánico, termopar, trampa/condensador Dean Stark, y entrada de gas. El material de vidrio se armó de tal manera que la hidroxiacetona volátil se removía del reactor a medida que se formaba (es decir, inyección de gas de N2) y de tal manera que las muestras se podían recolectar como una función de tiempo para su posterior análisis. Los componentes de la reacción se calentaron hasta aproximadamente 230 °C con agitación constante a una presión aproximadamente igual a la presión atmosférica. Las muestras del producto de hidroxiacetona resultante se analizaron con un cromatógrafo de gas Agilent 6890N usando una columna SPB-1701 de 30 m x 25 mm de D.l y una película de 0.25 pm (Supelco). Los estándares de propilenglicol e hidroxiacetona se utilizaron como los estándares de referencia. Las muestras se analizaron también para identificar el contenido de agua usando un autotitulador modelo V-200 AquaStar Karl Fisher (EMScience) (recién calibrado con respecto al agua). Se obtuvieron aproximadamente 238.6 g del producto de hidroxiacetona que contenía aproximadamente 65.9 % de hidroxiacetona y aproximadamente 21 .7 % de agua. La separación se realizó por medio de destilación fraccionada
bajo vacío para producir aproximadamente 155 g de hidroxiacetona al 90 %. En un matraz se cargaron aproximadamente 43 g de hidroxiacetona y se enfriaron hasta aproximadamente O °C. Se añadieron aproximadamente 120 mL de hidróxido de amonio acuoso al 30 % en gotas a la hidroxiacetona con agitación manteniendo la temperatura de la reacción por debajo de aproximadamente 10 °C. La mezcla se agitó por aproximadamente 60-90 minutos y el progreso de la reacción se controló mediante cromatografía de gas. El aducto resultante se cargó en un reactor Parr de 300 mL junto con aproximadamente 5 g de un catalizador de níquel (Actimet M, Engelhard, EE.UU). Para limpiar el reactor se descargó gas de hidrógeno presurizado hasta aproximadamente 7.58 MPa (1 100 psig) y calentado hasta aproximadamente 85 °C. El progreso de la reacción se controló en varios momentos mediante un cromatógrafo de gas Agilent 6890N usando una columna SPB-1701 de 30 m x 25 mm de D.l . y una película de 0.25 pm (Supelco). Los estándares de propilenglicol, hidroxiacetona y 2-amino-1 -propanol se utilizaron como referencia. El reactor se enfrió hasta temperatura ambiente y el catalizador de níquel se separó mediante filtración para producir 71 .5 % de 2-amino-1 -propanol.
Ejemplo 2 Se pesaron aproximadamente 375 g de glicerol tratado (96 % de glicerol, P&G Chemicals, EE.UU.) y aproximadamente 1 1 .25 g de catalizador de cromita de cobre (CU-1886P, Engelhard, EE.UU.) y se transfirieron a un matraz de reacción de 500 mL equipado con un agitador mecánico, termopar,
trampa/condensador Dean Stark y entrada de gas. El material de vidrio se armó de tal manera que la hidroxiacetona volátil se removía del reactor a medida que se formaba (es decir, inyección de gas de N2. Los componentes de la reacción se calentaron hasta aproximadamente 230 °C con agitación constante a una presión aproximadamente igual a la presión atmosférica. Las muestras del producto de hidroxiacetona resultante se recolectaron y analizaron tal como se describió en el Ejemplo . Se obtuvieron aproximadamente 274.9 g del producto de hidroxiacetona (que contenía aproximadamente 63.7 % de hidroxiacetona) y se separaron mediante destilación. En un matraz se cargaron aproximadamente 43 g de la hidroxiacetona resultante (con una pureza de aproximadamente 90 %) a una temperatura de aproximadamente 10 °C. Se añadieron aproximadamente 120 mL de hidróxido de amonio acuoso al 30 % en gotas con agitación manteniendo la temperatura de la reacción a aproximadamente 10 °C. La mezcla se agitó por aproximadamente 60-90 minutos y el progreso de la reacción se controló mediante cromatografía de gas. El aducto resultante se cargó luego en un reactor Parr de 300 mL junto con aproximadamente 10 g de catalizador de níquel (Actimet M, Engelhard, EE.UU.). Para limpiar el reactor se descargó gas de hidrógeno presurizado hasta aproximadamente 7.58 MPa (1100 psig) y calentado hasta aproximadamente 85 °C. El progreso de la reacción se controló mediante cromatografía de gas, tal como se describió en el Ejemplo 1. El reactor se enfrió hasta aproximadamente la temperatura ambiente y el catalizador de níquel fue
separado del producto de aminoalcohol por vía de filtración para producir aproximadamente 84.6 % de 2-amino-1 -propanol.
Ejemplo 3 Se descargaron aproximadamente 88 g de glicerol crudo (88.7 % de glicerol, Twin Rivers Technologies, EE.UU.) en un matraz de reacción de 500 mL equipado con un agitador mecánico, termopar, trampa/condensador Dean Stark y entrada de gas. En el reactor se añadieron aproximadamente 9 g de catalizador de cromita de cobre (CU-1886P, Engelhard, EE.UU.). El material de vidrio se armó de tal manera que la hidroxiacetona volátil se removía del reactor a medida que se formaba (es decir, inyección de gas de N2. Las muestras del producto de hidroxiacetona resultante se recolectaron y analizaron tal como se describió en el Ejemplo 1 . Se obtuvieron aproximadamente 207.9 g del producto de hidroxiacetona (que contenía aproximadamente 49.8 % de hidroxiacetona). Seguidamente, se cargaron aproximadamente 50 g del producto de hidroxiacetona en un matraz y se añadieron aproximadamente 61 mL de hidróxido de amonio acuoso al 30 % en gotas con agitación a una temperatura aproximadamente igual a la temperatura ambiente. La mezcla se agitó por aproximadamente 90 minutos y el progreso de la reacción se controló mediante cromatografía de gas. El aducto resultante se cargó en un reactor Parr de 300 mL junto con aproximadamente 6 g de un catalizador de níquel (Actimet M, Engelhard, EE.UU). Para limpiar el reactor se descargó gas de hidrógeno presurizado
hasta aproximadamente 7.58 MPa (1 100 psig) y calentado hasta aproximadamente 85 °C. El progreso de la reacción se controló mediante cromatografía de gas, tal como se describió en el Ejemplo 1 . El reactor se enfrió hasta temperatura ambiente y el catalizador de níquel fue separado del producto de aminoalcohol resultante por vía de filtración para producir aproximadamente 83.5 % de 2-amino-1 -propanol.
Ejemplo 4 Se pesaron aproximadamente 299 g de glicerol refinado (Superol Brand, P&G Chemicals, EE.UU.) y aproximadamente 8.5 g de catalizador de cromita de cobre (CU-1955P, Engelhard, EE.UU.) y se transfirieron a un matraz de reacción de 500 mL. El matraz estaba equipado con un agitador mecánico, termopar, trampa/condensador Dean Stark, y entrada de gas. El material de vidrio se armó de tal manera que la hidroxiacetona volátil se removía del reactor a medida que se formaba (es decir, se utilizó inyección de gas de N2). Las muestras del producto de hidroxiacetona resultante se recolectaron y analizaron tal como se describió en el Ejemplo 1 . Se obtuvieron aproximadamente 235 g del producto de hidroxiacetona y se determinó que contenía aproximadamente 59.4 % de hidroxiacetona. El producto de hidroxiacetona se separó mediante destilación fraccionada bajo vacío para producir aproximadamente 150 g de hidroxiacetona al 90 %, de los cuales aproximadamente 95 g se cargaron luego en un matraz. Se burbujeó lentamente gas de amoniaco (Mattheson Tri Gas, EE.UU.) a través de la
hidroxiacetona por aproximadamente 30 minutos manteniendo la temperatura en o por debajo de aproximadamente 20 °C, seguido de agitación por otros 30 minutos. El progreso de la reacción se controló mediante cromatografía de gas. El aducto resultante se cargó en un reactor Parr de 300 mL junto con aproximadamente 18 g de un catalizador de níquel (Actimet M, Engelhard, EE.UU.). Para limpiar el reactor se descargó gas de hidrógeno presurizado hasta aproximadamente 7.58 MPa (1 100 psig) y calentado hasta aproximadamente 85 °C. El progreso de la reacción se controló mediante cromatografía de gas, tal como se describió en el Ejemplo 1 . El reactor se enfrió hasta temperatura ambiente y el catalizador de níquel fue separado del producto de aminoalcohol resultante por vía de filtración para producir aproximadamente 33.4 % de 2-amino-1 -propanol.
Ejemplo 5 En este ejemplo se usó un catalizador de hidrogenación de óxido de níquel para convertir la hidroxiacetona en 2-amino-1 -propanol. La hidroxiacetona (36.71 g, 0.50 mol) se cargó en un matraz de fondo redondo de 250 mL a temperatura ambiente. Se añadió hidróxido de amonio (100 mL, 1.48 mol) en gotas mientras se agitaba. La reacción se agitó por un tiempo total de 90 minutos. El progreso se controló mediante cromatografía de gas. La solución del aducto resultante se cargó en un reactor Parr de 300 mL junto con el óxido de níquel sobre tierra de diatomeas (Sud-Chemie, G-49B RS: 1 .52 g, 1 .1 % en peso). Para limpiar el reactor se descargó H2 cuatro
veces, presurizado con H2 hasta 1 5.17 MPa (151 .7 bar) y calentado hasta 85 °C con agitación a 1500 rpm usando un impulsor de arrastre de gas. El progreso de la reacción se controló mediante cromatografía de gas, tal como se describió en el Ejemplo 1 . El reactor se enfrió hasta temperatura ambiente y el catalizador fue separado por vía de filtración para producir 2-amino-1 -propanol con una conversión de 96 % y una selectividad de 98 %.
Ejemplo 6 En este ejemplo se usó un catalizador de hidrogenación de óxido de níquel, a una presión de hidrógeno menor, para convertir la hidroxiacetona en 2-amino-1 -propanol. La hidroxiacetona (36.92 g, 0.50 mol) se cargó en un matraz de fondo redondo de 250 mL a temperatura ambiente. Se añadió hidróxido de amonio (100 mL, 1.48 mol) en gotas mientras se agitaba. La reacción se agitó por un tiempo total de 90 minutos. El progreso se controló mediante cromatografía de gas. La solución del aducto resultante se cargó en un reactor Parr de 300 mL junto con el óxido de níquel sobre tierra de diatomeas (Sud-Chemie, G-49B RS: 1 .55 g, 1.1 % en peso). Para limpiar el reactor se descargó H2 cuatro veces, presurizado con H2 hasta 3.45 MPa (34.5 bar) y calentado hasta 85 °C con agitación a 1500 rpm usando un impulsor de arrastre de gas. El progreso de la reacción se controló mediante cromatografía de gas, tal como se describió en el Ejemplo 1. El reactor se enfrió hasta temperatura ambiente y el catalizador fue separado por vía de filtración para producir 2-amino-1 -propanol con una conversión de 92 % y una selectividad de 73 %.
Ejemplo 7 En este ejemplo la hidroxiacetona se convirtió en una mezcla de producto que comprendía propilenglicol y 2-amino-1 -propanol en un proceso en lotes. La hidroxiacetona (98.91 g, 1.34 mol) se cargó en un matraz de fondo redondo de 250 mL a temperatura ambiente. Se añadió hidróxido de amonio (46.0 mL, 0.68 mol) en gotas mientras se agitaba. La reacción se agitó por un tiempo total de 90 minutos. El progreso se controló mediante cromatografía de gas. La solución de aducto resultante se cargó en un reactor Parr de 300 mL junto con aproximadamente 5 g de un catalizador de níquel (Actimet M, Engelhard, EE.UU.). Para limpiar el reactor se descargó H2, presurizado con H2 hasta 15.17 MPa (151 .7 bar) y calentado hasta 85 °C con agitación a 1500 rpm usando un impulsor de arrastre de gas. El progreso de la reacción se controló mediante cromatografía de gas, tal como se describió en el Ejemplo 1 . El reactor se enfrió hasta temperatura ambiente y el catalizador fue separado por vía de filtración para producir una mezcla de producto que comprendía 2-amino-1-propanol (17.9 %) y propilenglicol (30.7 %).
Ejemplo 8 En este ejemplo, la hidroxiacetona se convirtió en propilenglicol en un proceso en lotes. Se cargaron 70 g de hidroxiacetona cruda (obtenida tal como se describió en el Ejemplo 1 ) en un reactor Parr de 300 mL junto con 0.5 g de un catalizador de Ru/C (Aldrich Chemicals, Milwaukee, Wl). Para limpiar el reactor se descargó H2, varias veces, presurizado con H2 hasta
1.03 MPa (10.3 bar) y calentado hasta 120 °C con agitación vigorosa por 3 horas. Seguidamente, el reactor se enfrió hasta temperatura ambiente y el catalizador fue separado por vía de filtración para producir la mezcla de producto con una composición de conformidad con el Cuadro 1 .
Cuadro 1 Mezcla del producto a partir de la reducción de hidroxiacetona
Ejemplo 9 En este ejemplo, el glicerol se convirtió en propilenglicol por vía de una reacción de una sola etapa (en el reactor). El glicerol (100 g, 1 .1 mol) se cargó en un reactor Parr de 300 mL junto con 5 g de un catalizador de cromita de cobre (CU-1886P, Engelhard, EE.UU.). Para limpiar el reactor se descargó H2, varias veces, presurizado con H2 hasta 10.34 MPa (103.4 bar) y calentado hasta 230 °C con agitación a 550 rpm. El progreso de la reacción se controló mediante cromatografía de gas. Después de 21 horas, el reactor se enfrió hasta temperatura ambiente y el catalizador fue separado por vía de filtración para obtener una mezcla de producto que contenía 55 % de glicerol, 35 % de propilenglicol, 3.9 % de propanol y otras impurezas, tales como etilenglicol, metanol y etanol.
Ejemplo 10 En este ejemplo, la hidroxiacetona se hizo reaccionar con hidróxido de amonio para producir el aducto que se convirtió en 2-amino-1 -propanol usando un reactor de lecho percolador. La hidroxiacetona (37.33 g, 0.50 mol) se cargó en un matraz de fondo redondo de 250 ml_ a temperatura ambiente. Se añadió hidróxido de amonio (100 mL, 1 .48 mol) en gotas mientras se agitaba. La reacción se agitó por un tiempo total de 90 minutos. El progreso se controló mediante cromatografía de gas. El aducto se proceso en el reactor de lecho percolador. Se utilizó un reactor de lecho percolador con una longitud de
37.9 cm y un diámetro interno de 2.54 cm. La solución del aducto se alimentó en el reactor por vía de una bomba de cromatografía líquida de alta presión (HPLC, por sus siglas en inglés). El catalizador utilizado fue un catalizador de níquel RANEY® (Raney 5886 comercialmente disponible de GRACE Davison) suministrado en forma de partículas. La presión del H2 en el reactor era de 3.1 MPa (31 .0 bar). La reacción se realizó en tres ciclos para los cuales se modificó el tiempo de permanencia en el reactor, la relación hidrógeno:aducto, el régimen de flujo de la alimentación y el régimen de flujo del gas. Las condiciones para cada ciclo se incluyen en el Cuadro 2. Las muestras del producto en el reactor se condensaron y se analizaron con un cromatógrafo de gas Agilent 6890N usando una columna de SPB-1701 de 30 m x 25 mm de D.l. y una película de 0.25 pm (disponible de Supelco). Los resultados de los tres ciclos se incluyen en el Cuadro 3.
Cuadro 2. Condiciones de la reacción
Cuadro 3. Resultados para la producción de 2-amino-1 -propanol en un lecho percolador
Ejemplo 1 En este ejemplo se usó un reactor de lecho percolador para convertir hidroxiacetona en propilenglicol. Se usó un reactor de lecho percolador con una longitud de 37.9 cm y un diámetro interno de 2.54 cm. Se alimentó una solución de hidroxiacetona que contenía 20 % en peso de agua al reactor por vía de una bomba de HPLC. El catalizador utilizado fue un catalizador de níquel RANEY® (Raney 5886 comercialmente disponible de GRACE Davison) suministrado en forma de partículas.
Las condiciones de la reacción se incluyen en el Cuadro 4. Las muestras del producto en el reactor se condensaron y se analizaron con un cromatógrafo de gas Agilent 6890N usando una columna DB-1 de 25 m x 0.53 mm de D.l. x 5.00 micrómetros (disponible de J & W Scientific. Catálogo núm. 1251025). El análisis de los constituyentes orgánicos por medio de CG del producto de reacción indicaba que se trataba de una mezcla que comprendía propilenglicol, hidroxiacetona y agua. El agua y la hidroxiacetona se evaporaron del producto usando un secador rotativo de laboratorio por vacío, y dejando un producto final que comprendía propilenglicol.
Cuadro 4. Condiciones de la reacción
Ejemplo 12 En este ejemplo se usó un reactor de lecho percolador para convertir la hidroxiacetona en una mezcla de producto que comprendía propilenglicol y 2-amino-1 -propanol por vía del intermedio del aducto. Se preparó un reactor de lecho percolador con una longitud de 37.94 cm y un diámetro interno de 2.54 cm que contenía aproximadamente 190 ce de catalizador. El
catalizador era un catalizador de níquel RANEY® (Raney 5886 comercialmente disponible de GRACE Davison) suministrado en forma de partículas. Se alimentó una solución de hidroxíacetona al reactor por vía de una bomba de HPLC. Las muestras del producto en el reactor se condensaron y se analizaron con un cromatografo de gas Agilent 6890N usando una columna DB-1 de 25 m x 0.53 mm de D.l. x 5.00 micrómetros (disponible de J & W Scientific. Catálogo núm. 1251025). Las condiciones de la reacción se incluyen en el Cuadro 5. El análisis de los constituyentes orgánicos por medio de CG del producto de reacción indicaba que se trataba de una mezcla de 2-amino-1 -propanol, propilenglicol, hidroxíacetona y agua. El agua y la hidroxíacetona se evaporaron del producto usando un secador rotativo de laboratorio por vacío, dejando un producto final compuesto por 2-amino-1 -propanol y propilenglicol.
Cuadro 5. Condiciones de la reacción
Ejemplo 13 En este ejemplo se usó un reactor de lecho percolador para convertir el glicerol en propilenglicol. El reactor utilizado para la versión
continua de este proceso era un reactor de lecho percolador con una distancia de 37.94 cm y un diámetro interno de 2.54 cm que contenía 190 ce de catalizador. Como catalizador se utilizó un catalizador de cromita de cobre (CU-1808 T 1 /8 comercialmente disponible de Engelhard) en forma de perlas extrudidas de 3.2 mm. Después de cargar el catalizador, para activarlo por primera vez, se suministró una corriente de 100 % nitrógeno al reactor y se calentó hasta que el reactor alcanzó la temperatura de activación deseada de 130 °C. Seguidamente, la corriente de gas de nitrógeno fue reemplazada por una corriente que incluía 98 % en volumen de nitrógeno y 2 % en volumen de hidrógeno, y las condiciones se mantuvieron hasta que no se observó un exotermo en el lecho del catalizador. Durante esta operación de varias horas era importante evitar que la temperatura excediera 170 °C. El hidrógeno se aumentó a incrementos (2, 5, 10, 25, 50, 100 %) hasta que la corriente contuvo solamente hidrógeno. Se repitieron quince ciclos con diferentes condiciones de reacción (temperatura, régimen de flujo del glicerol, régimen de flujo del hidrógeno, relación molar del hidrógeno al glicerol y tiempo de permanencia dentro del reactor). En el Cuadro 6 se incluyen las condiciones de la reacción para los distintos ciclos. Las muestras del producto se analizaron con un cromatógrafo de gas Agilent 6890N usando una columna DB-1 de 25 m x 0.53 mm de D.l. x 5.00 micrómetros (disponible de J & W Scientific. Catálogo
núm. 1251025). Las composiciones de la mezcla del producto para los quince ciclos se indican en el Cuadro 7. Cuadro 6. Condiciones de la reacción
Régimen de Régimen de Tiempo de
Ciclo Temperatura Presión flujo del glicerol flujo del H2 Relación molar permanencia núm. G? (MPa (bar)) (mL/min.) (sccm) (H2:Gly) (min.)
1 200 3.2 (32.0) 0.5 36 4 a 1 15 m
2 200 3.2 (32.0) 0.5 178.3 20 a 1 15 m
3 200 3.2 (32.0) 0.5 356.5 40 a 1 15 m
4 200 3.2 (32.0) 0.12 11.14 5 a 1 60 m
5 200 3.2 (32.0) 0.25 34.3 10 a 1 30 m
6 200 3.2 (32.0) 0.25 76.25 20 a 1 30 m
7 200 3.2 (32.0) 0.5 73.025 10 a 1 15 m
8 180 3.2 (32.0) 0.25 36.51 10 a 1 30 m
9 220 3.2 (32.0) 0.25 36.51 10 a 1 30 m
10 220 3.2 (32.0) 0.25 109.54 30 a 1 30 m
1 1 180 3.2 (32.0) 0.75 36.51 3.33 a 1 10 m
12 180 3.2 (32.0) 0.25 109.54 30 a 1 30 m
13 220 3.2 (32.0) 0.75 36.51 3.33 a 1 10 m
14 180 3.2 (32.0) 0.75 109.54 10 a 1 10 m
15 220 3.2 (32.0) 0.75 109.54 10 a 1 10 m
Cuadro 7. Resultados para la producción de propilenglicol en un lecho percolador
PG = propilenglicol, HA = hidroxiacetona, Gly = glicerol
Las dimensiones y valores expuestos en la presente no deben entenderse como limitaciones estrictas de los valores numéricos exactos descritos. Así que, a menos que se especifique de cualquier otra forma, cada dimensión pretende significar tanto el valor descrito como un rango funcionalmente equivalente que se aproxime a ese valor. Por ejemplo, una dimensión expresada como "40 mm" pretende significar "aproximadamente 40 mm". Todos los documentos citados en la sección Descripción detallada de la invención se incluyen en sus partes pertinentes en el presente documento
como referencia; la cita de cualquier documento no debe ser interpretada como una admisión de que constituye una industria anterior con respecto a la presente invención. En la medida que cualquier significado o definición de un término en este documento escrito entre en conflicto con cualquier significado o definición del término en un documento incorporado como referencia, regirá el significado o definición asignado al término en este documento escrito. Si bien se han ilustrado y descrito modalidades particulares de la presente invención, será evidente para los experimentados en la industria que pueden hacerse otros diversos cambios y modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. Se ha pretendido, por consiguiente, cubrir en las reivindicaciones anexas todos los cambios y modificaciones que están dentro del alcance de la invención.
Claims (9)
- NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES 1 . Un proceso para convertir glicerol en un producto de aminoalcohol; el proceso comprende: hacer reaccionar el glicerol con un catalizador de metales seleccionado, preferentemente, del grupo que comprende cobre, cromo, níquel, zinc, cobalto, manganeso, silicio, aluminio, cromita de cobre, cobre y zinc, óxidos de éstos, y combinaciones de éstos para obtener hidroxiacetona, preferentemente, hacer reaccionar el glicerol con el catalizador de metales a una temperatura de 160 °C a 300 °C y, preferentemente, hacer reaccionar el glicerol con el catalizador de metales a una presión de 0.01 MPa (0.1 bar) a 1 MPa (10 bar); hacer reaccionar la hidroxiacetona con un compuesto de amina, preferentemente, seleccionado del grupo que comprende amoniaco, hidróxido de amonio, hidroxilamina, aminas primarias, aminas secundarias, alcanolaminas y combinaciones de éstos, para obtener un aducto; y reducir el aducto usando un agente reductor para obtener un producto de aminoalcohol, preferentemente, en donde el aducto se reduce a una temperatura de 20 °C a 250 °C. 2.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la reacción del glicerol con el catalizador de metales se produce bajo inyección de gas. 3. - El proceso de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado además porque el agente reductor comprende hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenación seleccionado del grupo que comprende níquel, cobalto, níquel RANEY®, cobalto RANEY®, níquel RANEY® o cobalto RANEY® dopado con otros metales de transición, óxido de níquel, cobre, paladio, platino, rodio, rutenio, cromo, iridio, renio, manganeso, molibdeno, hierro, titanio, zirconio, magnesio, óxidos de éstos y combinaciones de éstos; preferentemente, en donde la presión del hidrógeno es de 0.1 MPa (1 bar) a 35 MPa (350 bar); y preferentemente, en donde el catalizador de hidrogenación está soportado en un material seleccionado del grupo que comprende alúmina, titania, zirconia, carbón, cromia, sílice, zeolitas y combinaciones de cualquiera de éstos. 4. - El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la reacción del glicerol con el catalizador de metales para obtener hidroxiacetona se produce en un primer reactor, preferentemente, un reactor de lecho percolador, y en donde la hidroxiacetona se transfiere a uno o más reactores con el fin de completar la reacción para obtener el producto de aminoalcohol. 5. - El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la reducción del aducto usando un agente reductor se produce en un reactor de lecho percolador. 6. - El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la reacción del glicerol con el catalizador de metales se produce en un primer reactor de lecho percolador y la reducción del aducto utilizando un agente reductor se produce en un segundo reactor de lecho percolador. 7. - El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la reacción del glicerol con el catalizador de metales para obtener hidroxiacetona se produce en un primer reactor, preferentemente, un reactor de lecho percolador, y la hidroxiacetona se convierte en el producto de aminoalcohol en el primer reactor. 8. - Un proceso para convertir glicerol en un producto de aminoalcohol, el proceso comprende: Hacer reaccionar el glicerol con un catalizador de metales, preferentemente, seleccionado del grupo que comprende cobre, cromo, níquel, zinc, cobalto, manganeso, silicio, aluminio, cromita de cobre, cobre y zinc, óxidos de éstos y combinaciones de éstos, a una temperatura de 160 °C a 300 °C para obtener hidroxiacetona; hacer reaccionar la hidroxiacetona con un compuesto de amina, preferentemente, un compuesto seleccionado del grupo que comprende amoniaco, hidróxido de amonio, hidroxilamina, aminas primarias, aminas secundarias, alcanolaminas y combinaciones de éstos, a una temperatura de -20 °C a 1 50 °C para obtener un aducto; y reducir el aducto utilizando un agente reductor que comprende, preferentemente, hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenación seleccionado del grupo que comprende níquel, cobalto, níquel RANEY®, cobalto RANEY®, níquel RANEY® o cobalto RANEY® dopado con otros metales de transición, óxido de níquel, cobre, paladio, platino, rodio, rutenio, cromo, iridio, renio, manganeso, molibdeno, hierro, titanio, zirconio, magnesio, óxidos de éstos y combinaciones de éstos, a una temperatura de 20 °C a 250 °C para obtener un producto de aminoalcohol. 9.- Un proceso para convertir glicerol en un aminoalcohol que tiene la fórmula: en donde el proceso comprende el paso de: hacer reaccionar el glicerol con un catalizador de metales, preferentemente, seleccionado del grupo que comprende cobre, cromo, níquel, zinc, cobalto, manganeso, silicio, aluminio, cromita de cobre, cobre y zinc, óxidos de éstos y combinaciones de éstos, a una temperatura de 160 °C a 300 °C para obtener hidroxiacetona; hacer reaccionar la hidroxiacetona con un compuesto de amina a una temperatura de -20 °C a 150 °C para obtener un aducto; y reducir el aducto utilizando un agente reductor que comprende, preferentemente, hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenación seleccionado del grupo que comprende níquel, cobalto, níquel RANEY®, cobalto RANEY®, níquel RANEY® o cobalto RANEY® dopado con otros metales de transición, óxido de níquel, cobre, paladio, platino, rodio, rutenio, cromo, iridio, renio, manganeso, molibdeno, hierro, titanio, zirconio, magnesio, óxidos de éstos, y combinaciones de éstos, a una temperatura de 20 °C a 250 °C para obtener un producto de aminoalcohol, en donde Ri y R2 son independientes entre sí y se seleccionan del grupo que comprende H, alquilo de C C2o, cicloalquilo de C3-C20, hidroxialquilo de C C2o, arilo, alquilarilo de C7-C20, arilalquilo de C7-C2o, y mezclas de éstos o R1 y R2 se unen con el nitrógeno para formar un anillo heterocíclico que tiene de 5 a 7 átomos. RESUM EN DE LA INVE CION Se describen procesos para convertir glicerol en un producto de aminoalcohol en los cuales el glicerol se hace reaccionar con un catalizador de metales para obtener hidroxiacetona, y la hidroxiacetona se hace reaccionar con un compuesto de amina para obtener un aducto que luego se reduce utilizando un agente reductor para obtener un producto de aminoalcohol. P&G P08/1913F
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