ES2233436T3 - Procedimiento para la separacion de acido naftalenodicarboxilico bruto usando osmosis inversa. - Google Patents
Procedimiento para la separacion de acido naftalenodicarboxilico bruto usando osmosis inversa.Info
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Abstract
Procedimiento para purificar ácido 2, 6- naftalenodicarboxílico producido mediante desproporción y para recircular con más eficacia sales de dipotasio subproducto que comprende: a) disolver un producto de desproporción que comprende la sal de dipotasio de 2, 6-NDA (K2NDA) en agua, eliminar cualquier medio de reacción de desproporción restante, centrifugar la disolución para separar el catalizador de desproporción y eliminar las sales de ácidos diferentes al 2, 6-NDA mediante cristalización y/o adsorción sobre carbono; b) poner en contacto dicha disolución acuosa de 2, 6- K2NDA con dióxido de carbono para formar como un precipitado la sal de monopotasio de 2, 6-NDA (KHNDA) y una disolución acuosa que contiene 2, 3-KHNDA, K2NDA y bicarbonato de potasio; c) separar dicha sal de monopotasio como un sólido de dicha corriente que contiene 2, 3-KHNDA, K2NDA y bicarbonato de potasio; d) desproporcionar la dicha sal de monopotasio (KHNDA) para formar 2, 6-NDA y una disolución acuosa que contiene K2NDA y bicarbonato de potasio; e) separar dicho 2, 6-NDA; f) concentrar dicha disolución acuosa que contiene K2NDA y bicarbonato de potasio de la etapa (d) mediante ósmosis inversa; y g) recircular el K2NDA concentrado a la etapa (b) y agua pura a la etapa (d).
Description
Procedimiento para la separación de ácido
naftalenodicarboxílico bruto usando ósmosis inversa.
Esta invención se refiere a un procedimiento para
la producción de ácido 2,6-naftalenodicarboxílico
purificado (de aquí en adelante documento referido como
2,6-NDA) a partir de un producto de desproporción de
2,6-NDA bruto. Más particularmente, esta invención
se refiere a un método novedoso de separación y recirculación de
subproductos en un procedimiento para la producción de
2,6-NDA a partir de un producto de desproporción,
que utiliza ósmosis inversa y es ventajoso desde el punto de vista
industrial.
Los ácidos carboxílicos aromáticos son compuestos
orgánicos sumamente útiles. Son útiles como productos intermedios
para la preparación de otros compuestos orgánicos, y como monómeros
para la preparación de materiales poliméricos. En particular, los
ácidos naftalenocarboxílicos se utilizan para preparar colorantes y
productos químicos fotográficos. Los ácidos naftalenodicarboxílicos
también pueden utilizarse para preparar una variedad de
composiciones de poliéster y poliamida. 2,6-NDA es
un ácido carboxílico aromático particularmente útil que puede
hacerse reaccionar con etilenglicol para preparar
poli(2,6-naftalato de etileno). Los
poliésteres preparados a partir de 2,6-NDA tienen
excelentes propiedades de resistencia al calor, barrera a los gases
y mecánicas. Por tanto, gran parte de la investigación en la técnica
se ha centrado en métodos para preparar 2,6-NDA. La
producción de 2,6-NDA a partir de un producto de
desproporción se describe, por ejemplo, en los documentos U.S.
2.823.231 y U.S.
2.849.482.
2.849.482.
La producción de 2,6-NDA de alta
pureza a partir de un producto de desproporción requiere muchas
etapas de procedimiento para separar las impurezas de la sal de
dipotasio de 2,6-NDA, de aquí en adelante denominado
como 2,6-K2NDA, que es el precursor de
2,6-NDA. Las impurezas incluyen naftaleno, óxido de
zinc y diversas sales de ácidos naftalenomonocarboxílicos y
naftalenodicarboxílicos. Esta complejidad da como resultado
numerosas corrientes de subproductos que deben recircularse para que
el procedimiento sea menos costoso.
Ha habido diferentes enfoques para la separación
de los productos de sal de dimetal alcalino de reacciones de
desproporción y conversión de éstos en 2,6-NDA.
En el documento U.S. 2.823.231, el método
utilizado para separar las sales de dimetal alcalino de ácido
2,6-naftalenodicarboxílico comprende disolver la
mezcla de producto de conversión por desproporción en agua, eliminar
por filtración las impurezas insolubles de la disolución resultante,
acidificar el filtrado con un ácido mineral u orgánico, tal como
ácido sulfúrico o clorhídrico, y separar el ácido
2,6-naftalenodicarboxílico precipitado de la
disolución ácida. En el documento U.S. 2.823.231, la sal de dimetal
alcalino del ácido 2,6-naftalenodicarboxílico
formada se convierte en ácido
2,6-naftalenodicarboxílico libre mediante la
acidificación de la dicha sal de dimetal alcalino con un ácido
mineral fuerte.
El documento U.S. 2.849.482 enseña la
acidificación de una disolución acuosa de un producto de reacción
bruto de la desproporción o la conversión de la sal bruta de metal
alcalino directamente en el dicloruro o en ésteres del ácido
2,6-naftalenodicarboxílico según métodos
conocidos.
En el documento U.S. 3.631.096, concedido a
Phillips, las sales formadas mediante la reacción pueden
transformarse en los correspondientes ácidos libres acidificando la
disolución con ácidos orgánicos o inorgánicos o introduciendo
dióxido de carbono en la disolución a presión atmosférica o elevada,
y a continuación, separando los ácidos libres de la disolución
acidificada. Los productos de reacción individuales pueden separarse
los unos de los otros y aislarse en forma pura mediante métodos que
se basan en sus diferentes solubilidades o volatilidades y después
de esto, pueden, si se desea, transformarse en sus derivados. La
mezcla de sal producida por la reacción también puede transformarse
directamente en derivados de los ácidos, por ejemplo, en sus ésteres
o haluros, y estos derivados pueden purificarse, si se desea,
mediante destilación fraccionada.
El documento U.S. 3.671.578, concedido a Teijin,
describe que la sal monoalcalina del 2,6-ácido
naftalenodicarboxílico se desproporciona fácilmente cuando se
calienta en agua o en un disolvente orgánico que contiene agua, para
formar el ácido dicarboxílico libre y una sal alcalina subproducto,
y se precipita el primer ácido.
En el documento U.S. 3.952.052, concedido a
Phillips, se describe un procedimiento para separar un producto de
reacción de desproporción para formar una suspensión que incluye
sales de metal alcalino de un ácido policarboxílico aromático y un
dispersante y un efluente gaseoso, y a continuación, disminuyendo la
presión, hirviendo vigorosamente el dispersante y recuperando dichas
sales de metal alcalino de dichos ácidos policarboxílicos como
sólidos de dicha zona de separación.
El documento U.S. 3.888.921, concedido a Teijin
Ltd., describe un método para purificar una sal dialcalina del ácido
2,6-naftalenodicarboxílico bruto que comprende
precipitar del 40 al 97% molar del
2,6-naftalenodicarboxilato dialcalino disuelto en
una disolución acuosa de manera sustancial como una sal monoalcalina
del ácido 2,6-naftalenodicarboxílico mientras se
mantiene el pH de dicha disolución acuosa en un valor no inferior a
6,3, y separar el precipitado, y convertir el precipitado separado
en un ácido 2,6-naftalenodicarboxílico.
La patente canadiense 864587 describe un
procedimiento para la preparación de 2,6-NDA que
comprende calentar una sal monoalcalina de 2,6-NDA
en agua o en un disolvente orgánico que contiene agua, lo que
provoca la desproporción de la misma en 2,6-NDA y
una sal dialcalina, y separar el 2,6-NDA mediante un
método que incluye disolver un producto de reacción de transposición
que contiene una sal dialcalina del ácido
2,6-naftalenodicarboxílico en agua caliente,
eliminar por filtración la materia insoluble de la misma, concentrar
la disolución residual, por lo cual el filtrado se concentra hasta
un grado tal que el rendimiento de precipitación de la sal
dialcalina precipitada cuando el líquido concentrado se enfría hasta
temperatura ambiente alcanza al menos el 70% y la pureza de dicho
precipitado supera el 99%, pasar dióxido de carbono gaseoso a través
de la disolución acuosa del precipitado recuperado a partir del
líquido concentrado, y recuperar el precipitado resultante, y la
disolución madre que contiene la sal dialcalina del ácido
2,6-naftalenodicarboxílico, producto secundario, se
recircula en la etapa de reacción con dióxido de
carbono.
carbono.
El documento U.S. 5.175.354 describe una etapa de
reacción en la que las sales de potasio del ácido
2,6-naftalenodicarboxílico se dejan reaccionar con
ácidos bencenocarboxílicos en presencia de agua para dar
2,6-NDA y sales de potasio del ácido
bencenocarboxílico y una etapa de separación en la que el
2,6-NDA cristalizado se separa de las sales de
potasio del ácido bencenocarboxílico disueltas en la disolución
acuosa y proporciona 2,6-
NDA.
NDA.
Ninguna de estas referencias sugiere la idea de
incorporar membranas de ósmosis inversa en el procedimiento para
purificar el 2,6-NDA. El resumen del documento
JP-A-53007633 describe el uso de
ósmosis inversa en un procedimiento para concentrar una disolución
de ácido tereftálico.
Existe la necesidad en la técnica de métodos
alternativos para separar el producto deseado y recircular con
eficacia los subproductos. El procedimiento de purificación de la
presente invención prevé una manera eficaz para separar y recircular
los subproductos, lo que es ventajoso.
De acuerdo con lo anterior, la presente invención
comprende un procedimiento para purificar ácido
2,6-naftalenodicarboxílico producido mediante
desproporción y para recircular con más eficacia sales de dipotasio
subproducto que comprende:
a) disolver el producto de desproporción de
naftoato de potasio que comprende la sal de dipotasio de
2,6-NDA (K2NDA) en agua, eliminar cualquier medio de
reacción de desproporción residual, centrifugar la disolución para
eliminar el catalizador de desproporción y eliminar las sales de
ácidos diferentes al 2,6-NDA mediante cristalización
y/o adsorción sobre carbono;
b) poner en contacto dicha disolución acuosa de
2,6-K2NDA con dióxido de carbono para formar como un
precipitado la sal de monopotasio de 2,6-NDA (KHNDA)
y una disolución acuosa que contiene 2,3-KHNDA,
K2NDA y bicarbonato de potasio;
c) separar dicha sal de monopotasio como un
sólido de dicha corriente que contiene 2,3-KHNDA,
K2NDA y bicarbonato de potasio;
d) desproporcionar dicha sal de monopotasio
(KHNDA) para formar 2,6-NDA sólido y una disolución
acuosa que contiene K2NDA y bicarbonato de potasio;
e) separar dicho 2,6-NDA;
f) concentrar dicha disolución acuosa que
contiene K2NDA y bicarbonato de potasio de la etapa d) mediante
ósmosis inversa; y
g) recircular el K2NDA concentrado a la etapa b)
y agua pura a la etapa d).
El dibujo es un diagrama de flujo de
procedimiento que ilustra el uso del procedimiento de la presente
invención como parte de un procedimiento integrado para producir
ácido 2,6-naftalenodicarboxílico.
El procedimiento novedoso de la presente
invención para producir 2,6-NDA de alta pureza parte
de un producto de reacción de desproporción. Este tipo de reacción
se describe, por ejemplo, en los documentos U.S. 2.823.231 y U.S.
2.849.482.
La presente invención se utiliza ventajosamente
junto con un procedimiento para la producción de
2,6-NDA mediante la desproporción de naftoato de
potasio, tal como se describe en la solicitud de patente de los
EE.UU. de número de serie 60/151.577 en tramitación junto con la
presente, incorporada en su totalidad como referencia al presente
documento. En esa solicitud, los sólidos efluentes de desproporción
(en naftaleno) consisten principalmente en
2,6-K2NDA, 2,3-K2NDA (producto
intermedio isomérico), KNA sin reaccionar y coque en trazas. Después
de abandonar el reactor de desproporción, se hierve vigorosamente el
disolvente.
A continuación, el producto sólido que comprende
las sales de dipotasio de 2,6-NDA, K2NDA (isómeros
2,6 y 2,3), KNA sin reaccionar, catalizador, subproductos pesados,
cualquier disolvente residual y coque en trazas pasan a un lavado
con agua. Las sales orgánicas se disuelven y el líquido se conduce a
un decantador y una centrífuga para eliminar el disolvente residual,
el catalizador y las partículas de coque. El catalizador de ZnO se
regenera y recir-
cula.
cula.
La siguiente etapa en el procedimiento es la
cristalización de la sal de dipotasio. La sal de dipotasio del ácido
naftalenodicarboxílico que resulta de la reacción de desproporción
contiene al menos el 15% de alimentación sin convertir y productos
intermedios. El líquido que lleva las sales de dipotasio de NDA,
K2NDA (isómeros 2,6 y 2,3), KHCO_{3} y KNA sin reaccionar, fluye a
una sección de cristalización por evaporación en dos fases, donde la
disal de 2,6-NDA (2,6-K2NDA) se
precipita selectivamente.
La sección de cristalización rechaza una
corriente de disolución madre que contiene KHCO_{3}, KNA sin
reaccionar y 2,3-K2NDA. La recuperación de
2,6-K2NDA es aproximadamente del 90% y la pureza del
K2NDA que abandona el segundo cristalizador es de más del 99,9%.
Después, se vuelve a disolver la suspensión
acuosa de K2NDA purificado con agua limpia adicional y se trata
opcionalmente con un agente que adsorbe sólidos. Ejemplos de agentes
que adsorben sólidos incluyen carbón activado, alúmina, magnesia o
resinas de intercambio iónico. Se prefiere especialmente el uso de
carbón activado. La cantidad de adsorbente de sólidos que se ha de
utilizar depende de las cantidades de impurezas contenidas en ella.
Una cantidad adecuada de adsorbente estaría en el intervalo del 0,1
al 10% en peso, preferiblemente del 0,5 al 5% en peso, basado en el
K2NDA. Sometiendo una disolución acuosa de sal de dipotasio a un
adsorbente de sólidos, puede eliminarse la mayoría de las impurezas
traza residuales que podrían afectar al color del producto
final.
A continuación, la sal de monopotasio de
2,6-NDA (KHNDA) se precipita selectivamente a partir
de una disolución acuosa de K2NDA (aproximadamente al 20%) haciendo
reaccionar dicha disolución acuosa a una presión de CO_{2} de 0 -
1.379 kPa y a 0 - 50ºC durante aproximadamente 30 minutos. La
reacción produce la sal de monopotasio sólida de
2,6-NDA, 2,6-KHNDA y también
2,3-KHNDA y bicarbonato de potasio. El
2,3-KHNDA se elimina de los cristales de
2,6-KHNDA.
La etapa de precipitación con CO_{2} separa con
eficacia el 2,6-KHNDA de 2,3-KHNDA,
que permanece en disolución debido a su mayor solubilidad. Los
ejemplos 1 - 8 demuestran esta separación. La eliminación del
2,3-KHNDA es beneficiosa, ya que, como consecuencia,
el 2,3-KHNDA no interfiere con la separación del
2,6-NDA del K2NDA ni con la ósmosis inversa de la
presente invención que tiene lugar después de la desproporción del
2,6-
KHNDA.
KHNDA.
Rendimientos de 2,6-KHNDA mejores
que el 80% se han demostrado a una presión de CO_{2} de sólo 1
atm. El hecho de que la precipitación pueda realizarse con eficacia
a una presión moderada permite la centrifugación del producto sin
liberación de presión. El centrifugado también contiene bicarbonato
de potasio y 2,3-KHNDA disuel-
tos.
tos.
Los sólidos de KHNDA se diluyen después al
5-10% y desproporcionan haciendo reaccionar durante
menos de una hora, preferiblemente alrededor de 20 a 30 minutos, a
150ºC, bajo una presión de CO_{2} de 344,75 kPa. El efluente del
reactor procedente de esta etapa se separa para dar un sólido de
2,6-NDA y un centrifugado que contiene
predominantemente 2,6-K2NDA y KHCO_{3}.
Esta corriente de material centrifugado
procedente de la desproporción de la monosal, KHNDA, es el principal
centro de atención de la presente invención. Según la presente
invención, el K2NDA en la corriente de material centrifugado sería
muy útil si se recirculara a la etapa de precipitación con CO_{2},
sin embargo, debe ser concentrado, ya que la concentración óptima de
sal en la etapa de precipitación con CO_{2} es aproximadamente del
20% en peso, mientras que es inferior al 10% en peso en la etapa de
desproporción de KHNDA. Concentrar esta disolución mediante
eliminación por evaporación de agua requiere mucha energía y es
costoso.
Se ha descubierto en la presente invención que
cuando el 2,6-NDA sólido producido en la
desproporción de KHNDA se separa, la disolución restante que
contiene K2NDA y bicarbonato de potasio puede concentrarse mediante
ósmosis inversa y recircularse a la etapa de precipitación con
CO_{2} de manera muy eficaz y económica. La etapa de ósmosis
inversa produce una corriente de agua pura que puede recircularse a
la etapa de desproporción, y una disolución concentrada de K2NDA que
puede recircularse a la etapa de precipitación con CO_{2}.
Cualquier cantidad de potasio presente en formas tales como
carbonato de potasio o bicarbonato de potasio, también se separa
mediante la membrana para la recirculación.
La sal de dipotasio debe concentrarse hasta un %
en peso en el intervalo del 10 - 30% en peso de sal. En los ejemplos
de la presente invención, el objetivo fue del 20% en peso de
sal.
Las membranas de ósmosis inversa que son
adecuadas para su uso en el procedimiento son aquellas
caracterizadas por un elevado flujo y elevado rechazo de sal,
estabilidad hidrolítica, resistencia a la compactación bajo presión
y resistencia al ataque químico.
Las membranas empleadas en los ejemplos eran
membranas de material compuesto de película delgada. Estas membranas
consisten en tres capas: una red de soporte, una capa de polisulfona
microporosa con diámetros de poros controlados y un recubrimiento de
poliamida ultradelgado que es la capa selectiva. La red de soporte
proporcional el principal soporte estructural; la capa intermedia
proporciona una superficie lisa para la capa selectiva. La capa
selectiva es del orden de 0,2 micras y puede resistir altas
presiones debido al soporte proporcionado por la capa intermedia.
Ejemplos de membranas adecuadas son FT-30 y
HP-31, disponibles comercialmente de Rochem
Environmental,
Inc.
Inc.
En la presente invención, es necesario aumentar
la presión junto con el uso de las membranas para alcanzar la
concentración deseada del K2NDA. Una presión adecuada es una presión
mayor que la presión osmótica de la disolución. Se observaron buenos
resultados cuando se utilizó una presión en el intervalo de 5.516 a
13.790 kPa g. En algunos casos, es ventajoso utilizar una presión en
el extremo inferior del intervalo hasta que la mayor parte del agua
se recupere, es decir el 60 - 80%, y después emplear una presión más
elevada. Los ejemplos 9 - 13 y
14 - 19 exponen los datos obtenidos para pruebas a presión baja y presión de dos fases (baja a alta), respectivamen-
te.
14 - 19 exponen los datos obtenidos para pruebas a presión baja y presión de dos fases (baja a alta), respectivamen-
te.
Se ha encontrado que el 2,6-NDA
producido mediante este procedimiento es de alta pureza y contiene
sólo niveles bajos de potasio. También se ha encontrado que el
potasio puede eliminarse hasta niveles incluso inferiores mediante
el lavado del 2,6-NDA con agua.
El dibujo es un diagrama de flujo que muestra una
realización del procedimiento de la presente invención como parte de
una sección de purificación para producir 2,6-NDA.
Se entiende que el dibujo sólo se pretende que sea una
ilustración.
Haciendo referencia a la figura, el producto
sólido que comprende las sales de dipotasio de NDA, K2NDA (isómeros
2,6 y 2,3), KNA sin reaccionar, catalizador, subproductos pesados y
coque en trazas del que se ha eliminado la mayor parte del medio de
reacción de la reacción de desproporción, representado por 1, entra
en el lavado 2 con agua en el que se disuelven las sales orgánicas.
El vapor y el 25% de naftaleno pueden entrar en el lavado de agua a
través de 3 desde otra sección del procedimiento. El procedimiento
completo integrado se trata en detalle en el documento con número de
serie 601/151.577 en tramitación junto con el presente. A
continuación, se conduce el líquido hasta un decantador 4 para
eliminar cualquier disolvente residual, catalizador y partículas de
coque. El naftaleno y algunos sólidos salen del procedimiento en 5,
mientras que una disolución acuosa de K2NDA bruto que también
contiene catalizador sólido de ZnO se conduce hasta una centrífuga
6. El catalizador de ZnO sale de la centrífuga a través de 7 y se
recircula. El líquido que lleva las sales orgánicas mezcladas,
incluyendo el K2NDA bruto, se conduce a través de 8 hasta la sección
de cristalización por evaporación en dos fases, 9 y 10.
En la sección de cristalización por evaporación,
se precipita selectivamente el 2,6-K2NDA a partir
del producto de K2NDA bruto, eliminando el KNA,
2,3-K2NDA y KHCO_{3}. En primer lugar, la
corriente 8 de K2NDA bruto y una corriente 11 de recirculación que
contiene KHCO_{3}, se añaden al cristalizador 9 por evaporación.
En el cristalizador 9 por evaporación, se precipita selectivamente
el 2,6-K2NDA a medida que se evapora el agua. El
vapor de agua sale del cristalizador y se condensa mediante un
intercambiador 12 superior. Después, el agua se envía a través de la
tubería 13 a otras partes de la sección de acabado para proporcionar
un medio de dilución. El contenido del primer cristalizador 9 por
evaporación sale a través de 14 a la centrífuga 15. En la centrífuga
15, se elimina la disolución madre que contiene KNA,
2,3-K2NDA y KHCO_{3}, salen por 16 y se recirculan
de nuevo al reactor de formación de sal en otra sección del
procedimiento integrado. Los sólidos de K2NDA se combinan con la
corriente 17 de recirculación que contiene KHCO_{3} y
2,6-K2NDA y se añaden al cristalizador 10 por
evaporación de segunda fase. En 10, se precipita de nuevo
selectivamente el 2,6-K2NDA a medida que se evapora
el agua y sale del cristalizador. El agua se condensa mediante un
intercambiador 18 superior y se conduce a la tubería 13. La
suspensión purificada de K2NDA abandona el cristalizador por
evaporación de segunda fase a través de 19 y se conduce hasta la
centrífuga 20. En la centrífuga 20, la disolución madre que contiene
KHCO_{3} se separa del 2,6-K2NDA purificado y se
recircula de nuevo al cristalizador 9 por evaporación de primera
fase a través de 11.
El 2,6-K2NDA sólido purificado se
disuelve con agua de la tubería 13 superior y se transporta a través
de la tubería 21 hasta un lecho 22 protector de carbón activado. La
disolución de 2,6-K2NDA pasa entonces a través del
lecho 22 protector de carbón activado para eliminar las impurezas
traza residuales que podrían afectar al color del producto
final.
La disolución de 2,6-K2NDA sale
del lecho 22 de carbón activado a través de la tubería 23 y se
conduce al reactor 24 de precipitación con CO_{2}. El CO_{2} se
añade al reactor 24 a través de la tubería 25. En el reactor 24, la
sal de monopotasio de 2,6-NDA, KHNDA, se precipita
selectivamente a partir de la disolución de
2,6-K2NDA. Después, se conduce el KHNDA fuera del
reactor a través de la tubería 26 hasta la centrífuga 27. La
disolución madre, que contiene KHCO_{3} y
2,6-K2NDA sin reaccionar, se separa del KHNDA sólido
y se recircula de nuevo al cristalizador 10 por evaporación de
segunda fase a través de la tubería 17. El KHNDA sólido se suspende
en agua procedente de la tubería 28 de recirculación y se conduce a
través de la tubería 29 hasta el reactor 30 de desproporción. Se
añade CO_{2} al reactor 30 a través de la tubería 31. Se hace
reaccionar KHNDA en presencia de 344,75 kPa g de CO_{2} y
aproximadamente 150ºC en el reactor 30 de desproporción para formar
2,6-NDA y 2,6-K2NDA sólidos. El
efluente del reactor procedente de esta etapa se conduce a través de
32 hasta la centrífuga
33.
33.
Éste es el punto donde la presente invención
prevé un método muy eficaz para hacer más económico el
procedimiento. El 2,6-NDA sólido se separa de la
disolución madre y sale a través de 35 a una sección para una
purificación adicional y reducción de los niveles de potasio. El
centrifugado que contiene predominantemente
2,6-K2NDA se conduce a través de 34 hasta una
sección de ósmosis inversa de dos fases, 36 y 38. En 36, la
alimentación de K2NDA entra en una fase de ósmosis inversa que se
lleva a cabo a presión baja. El concentrado sale por 37 y se conduce
hasta una segunda fase 38 de ósmosis inversa que se lleva a cabo a
presión más alta, y el permeado (agua) sale por 39 y conecta con una
tubería de recirculación de agua que se conduce de nuevo a la etapa
de desproporción. El concentrado procedente de 38 sale a la tubería
25 que recircula de nuevo a la etapa de precipitación con CO_{2} y
el agua procedente de la ósmosis inversa de segunda fase sale por
40.
La presente invención se entenderá con mayor
claridad a partir de los siguientes ejemplos. Se entiende que estos
ejemplos se presentan sólo para ilustrar algunas realizaciones de la
invención y no pretenden limitar el alcance de la misma.
Ejemplos 1 -
8
Los ejemplos 1-8 se realizaron
para investigar la separación de 2,3-KHNDA de
2,6-KHNDA en la etapa de precipitación con CO_{2}.
En estos experimentos, se pusieron en contacto disoluciones acuosas
que contenían el 5% molar de 2,3-K2NDA basado en
2,6-K2NDA con CO_{2} a 100ºC y varias presiones
de CO_{2}. Los resultados de la tabla 1 muestran que el
precipitado obtenido mediante este procedimiento no contenía
esencialmente ninguna impureza de 2,3-
NDA.
NDA.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Ejemplos 9 -
13
Los experimentos de ósmosis inversa se realizaron
utilizando una disolución al 3% en peso de
2,6-K2NDA. El pH y la conductividad de la disolución
de prueba fueron de 9,2 y 16.100 \mus/cm, respectivamente. Para
todos los ejemplos, se utilizó un módulo de Disc Tube^{MR} (DT) de
Rochem, reducido a escala hasta 1/10º del módulo habitual de 169
membranas. Los ejemplos 9 - 13 se realizaron a baja presión
utilizando una membrana FT30. En la prueba a baja presión, el
sistema se hizo funcionar por debajo de 6.205 kPa g. Los ejemplos 14
- 19 se llevaron a cabo utilizando una membrana FT30 en un módulo de
baja presión y una membrana HP31 en un módulo de alta presión. El
módulo de baja presión se hizo funcionar por debajo de 6.205 kPa g
hasta una recuperación de agua del 75%, y después se hizo un cambio
a un módulo de alta presión que se hizo funcionar por debajo de
12.411 kPa g. El volumen de alimentación inicial fue de 62 litros.
Basándose en la concentración de alimentación calculada del 3% en
peso, se supuso una necesidad de reducción del volumen del 85% para
lograr el objetivo del 20% en peso de K2NDA en la corriente
resultante. Los resultados obtenidos se exponen en las tablas 2 y 3
y muestran claramente cómo se logra una eliminación de sal
excelente. Las velocidades de flujo obtenidas en estos ejemplos
después de la normalización con respecto a la temperatura y presión
oscilan desde 1019 hasta 2852 l/m^{2}-día.
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Claims (10)
1. Procedimiento para purificar ácido
2,6-naftalenodicarboxílico producido mediante
desproporción y para recircular con más eficacia sales de dipotasio
subproducto que comprende:
a) disolver un producto de desproporción que
comprende la sal de dipotasio de 2,6-NDA (K2NDA) en
agua, eliminar cualquier medio de reacción de desproporción
restante, centrifugar la disolución para separar el catalizador de
desproporción y eliminar las sales de ácidos diferentes al
2,6-NDA mediante cristalización y/o adsorción sobre
carbono;
b) poner en contacto dicha disolución acuosa de
2,6-K2NDA con dióxido de carbono para formar como un
precipitado la sal de monopotasio de 2,6-NDA (KHNDA)
y una disolución acuosa que contiene 2,3-KHNDA,
K2NDA y bicarbonato de potasio;
c) separar dicha sal de monopotasio como un
sólido de dicha corriente que contiene 2,3-KHNDA,
K2NDA y bicarbonato de potasio;
d) desproporcionar la dicha sal de monopotasio
(KHNDA) para formar 2,6-NDA y una disolución acuosa
que contiene K2NDA y bicarbonato de potasio;
e) separar dicho 2,6-NDA;
f) concentrar dicha disolución acuosa que
contiene K2NDA y bicarbonato de potasio de la etapa (d) mediante
ósmosis inversa; y
g) recircular el K2NDA concentrado a la etapa (b)
y agua pura a la etapa (d).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que la disolución acuosa de la etapa (f) se concentra mediante
ósmosis inversa hasta un % en peso de disal del 10 - 30% en peso de
ácido naftalenodicarboxílico de dipotasio.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el
que la disolución acuosa de la etapa (f) se concentra mediante
ósmosis inversa hasta aproximadamente el 20% en peso de ácido
naftalenodicarboxílico de dipotasio.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que la ósmosis inversa de la etapa (f) se lleva a cabo utilizando
membranas de material compuesto de película delgada.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el
que la membrana comprende además tres capas que consisten en una red
de soporte, una capa intermedia de polisulfona microporosa con
diámetros de poros controlados y una capa selectiva de recubrimiento
de poliamida ultradelgado.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el
que la capa selectiva es del orden de 0,2 micras y puede resistir
altas presiones debido al soporte proporcionado por la capa
intermedia.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, que
comprende además la ósmosis inversa de la etapa (f) que se lleva a
cabo bajo una presión en el intervalo de 3.447 a 13.790 kPa g.
8. Procedimiento según la reivindicación 1 que
comprende además la ósmosis inversa de la etapa (f) que se lleva a
cabo en dos fases.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, que
comprende además poner en contacto la disolución de sales de
dipotasio con una membrana de ósmosis inversa a una presión de 3.447
a 6.205 kPa g durante un período y después poner en contacto el
concentrado con una segunda membrana de ósmosis inversa a una
presión de 11.032 a 12.411 kPa g durante un período de tiempo.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, que
comprende además poner en contacto la disolución de sales de
dipotasio con la primera membrana a una presión inferior a 6.205 kPa
g hasta que se recupera aproximadamente el
70 - 80% del agua y después poner en contacto la disolución con la segunda membrana a una presión inferior a 12.411 kPa g.
70 - 80% del agua y después poner en contacto la disolución con la segunda membrana a una presión inferior a 12.411 kPa g.
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