ES2281014T3 - Recuperacion de productos a partir de mezclas supercriticas. - Google Patents
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Abstract
El procedimiento para la separación de productos de oxidación de una mezcla de reacción constituida por dichos productos en un disolvente en condiciones de fase densa, en el que la mezcla de reacción se pone en contacto con un disolvente de extracción que es sustancialmente inmiscible con el disolvente de fase densa y separando una fase líquida que contiene los productos de oxidación de una corriente de disolvente de fase densa.
Description
Recuperación de productos a partir de mezclas
supercríticas.
El presente invento se refiere a la recuperación
de productos tal como óxido de propileno a partir de mezclas de
productos de reacción constituidas por un disolvente supercrítico
tales como propano o propileno - dióxido de carbono supercrítico
sin la necesidad de una descompresión sustancial del disolvente
supercrítico, realizándose la recuperación por un procedimiento de
extracción del disolvente.
Se han desarrollado procedimientos para la
producción de productos químicos importantes tal como óxido de
propileno que implica el uso de disolventes supercríticos o de fase
densa tales como CO_{2} supercrítico o propano o propileno
supercríticos. Con respecto a esto, se hace referencia a la
solicitud de EE.UU. co-pendiente de nº de serie
09/981.198 presentada el 16 de Octubre de 2001.
En tales procedimientos, el producto deseado
puede recuperarse fácilmente a partir de la mezcla de reacción por
descompresión y vaporización del disolvente. Sin embargo, por
razones económicas, es necesario que el disolvente se recupere y
reutilice. Cuando el disolvente se ha vaporizado en la separación,
es necesario que se usen procedimientos de recompresión y/o
refrigeración costosos para la recuperación y reutilización del
disolvente.
El presente invento proporciona un procedimiento
mejorado, por medio del cual la descompresión de la mezcla de
reacción y recompresión del disolvente puede evitarse
sustancialmente.
Según el presente invento, una mezcla de
reacción en condiciones supercríticas o de fase densa, se pone en
contacto con un líquido de extracción relativamente no comprensible
tal como agua que es sustancialmente inmiscible con el disolvente
supercrítico y en el que los productos de reacción son solubles
selectivamente. El disolvente supercrítico puede separarse para
reutilizarlo y los productos de reacción extraídos pueden
recuperarse por destilación.
El dibujo adjunto ilustra una práctica del
invento.
El presente invento puede ilustrarse por
referencia a la producción de óxido de propileno como se ha descrito
en la solicitud de nº de serie 09/981.198 presentada el 16 de
Octubre de 2001. Refiriéndose al dibujo, la columna 1 es una
columna de extracción líquido-líquido convencional
que proporciona un contacto y mezclado estrechos de las corrientes
líquidas inmiscibles a contracorriente. Una mezcla de reacción
constituida por el producto óxido de propileno en un disolvente de
dióxido de carbono en condiciones de fase densa o supercríticas se
introduce en la columna a través de la línea 2 y una corriente
extractante acuosa se introduce en la columna 1 a través de la
línea 3. En la columna 1, la corriente acuosa más pesada pasa hacia
abajo, mientras que la corriente de dióxido de carbono más ligera
pasa hacia arriba a través de la columna. En la columna 1, el
contacto estrecho de las corrientes se consigue por técnicas
convencionales y como resultado de este contacto el producto óxido
de propileno y otros materiales solubles en agua se extraen en el
extractante acuoso a partir de la corriente de dióxido de carbono.
La corriente del extracto que contiene los productos extraídos se
retira de la columna 1 a través de la línea 4, mientras que la
corriente de dióxido de carbono supercrítico reducida en óxido de
propileno se retira de la columna 1 a través de la línea 5.
Una ventaja destacada de la práctica del invento
es que la corriente de dióxido de carbono retirada a través de la
línea 5 está esencialmente a la presión de reacción supercrítica
empleada en la producción del óxido de propileno y así, esta
corriente puede reciclarse eficazmente al reactor de epoxidación con
sólo un mínimo de tratamiento.
La corriente del extracto retirada a través de
la línea 4 se trata fácilmente por destilación para la separación
de varios componentes y recuperación del óxido de propileno. Puede
reciclarse el extractante acuoso después de la separación del óxido
de propileno y de otros materiales.
Realizando el invento, la selección de un
disolvente de extracción adecuado es una consideración crítica. Por
lo general, los disolventes adecuados para uso en el invento son los
que tienen el parámetro de solubilidad total como se ha definido
por Hoy en "Handbook of Solubility Parameters and Other Cohesion
Parameteres", Barton, A.F.M., CRC Press (1991), mayor que 24
MPa^{0,5} con el hidrógeno que se une a la parte del parámetro de
solubilidad mayor que 15 MPa^{0,5}. Véase la Tabla 18 en las
páginas 123-138 de la anterior publicación. Por
razones de coste, disponibilidad y eficacia, el agua y acetonitrilo,
especialmente el agua, son los disolventes preferidos. Pueden
usarse mezclas de varios disolventes.
Como se ha indicado anteriormente, las mezclas
de reacción preferidas que se tratan según el invento son las que
contienen óxido de propileno que resultan de la reacción de
propileno, oxígeno e hidrógeno que usan un metal noble en un
catalizador de silicalita de titanio en dióxido de carbono. Tales
mezclas de reacción comprenden generalmente entre 50 y 99 por
ciento en peso de disolvente y preferentemente entre 65 y 95 por
ciento en peso de disolvente. Las mezclas de reacción pueden
contener pequeñas cantidades de sub-productos
oxigenados así como propileno sin reaccionar. Generalmente, las
mezclas de reacción están a temperaturas de 20 a 100ºC y presiones
de 65 a
300 atm.
300 atm.
La extracción de disolvente se realiza en
condiciones de fase densa o supercríticas, por medio de la cual, la
separación ventajosa del producto se consigue sin necesidad de
recompresión sustancial del disolvente.
El siguiente ejemplo ilustra la práctica del
invento.
Refiriéndose al dibujo adjunto, una mezcla de
reacción que contiene óxido de propileno a partir de la reacción
supercrítica de propileno, oxígeno e hidrógeno en un disolvente de
dióxido de carbono como se ha descrito en SN 09/981.198 se
introduce en la columna de extracción 1 a través de la línea 2. La
mezcla de reacción está a 60ºC y 135 atm y comprende en peso 10% de
óxido de propileno, 70% de dióxido de carbono, 10% de propileno y
10% de otros componentes.
Se introduce agua a través de la línea 3 en la
columna 1 a una proporción en peso de alrededor de 50% de la
velocidad de alimentación. Las condiciones mantenidas en la columna
1 son 60ºC y 135 atm, y los materiales de alimentación se mezclan
estrechamente allí según procedimientos convencionales.
Una corriente de extracto se retira de la
columna 1 a través de la línea 4. Esta corriente comprende en peso
14% de óxido de propileno y 80% de agua junto con 6% de otros
componentes y pasa a un procedimiento de separación por destilación
convencional (no mostrado) para la recuperación del producto óxido
de propileno. Después de esta separación, el extractante de agua se
recicla convenientemente para la extracción.
Una corriente de dióxido de carbono de fase
densa se retira de la columna 1 a través de la línea 5; esta
corriente comprende en peso 85% de dióxido de carbono, 12% de
propileno y 3% de otros y se recicla convenientemente para la
reacción de epoxidación.
A través de la práctica de este procedimiento,
se recupera más del 95% del óxido de propileno producido en la
corriente de extracción acuosa.
Claims (8)
1. El procedimiento para la separación de
productos de oxidación de una mezcla de reacción constituida por
dichos productos en un disolvente en condiciones de fase densa, en
el que la mezcla de reacción se pone en contacto con un disolvente
de extracción que es sustancialmente inmiscible con el disolvente de
fase densa y separando una fase líquida que contiene los productos
de oxidación de una corriente de disolvente de fase densa.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el disolvente de extracción tiene un parámetro de solubilidad
total mayor que 24 MPa^{0,5} con el hidrógeno que se une a la
parte del parámetro de solubilidad mayor que 15 MPa^{0,5}.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el disolvente de fase densa es dióxido de carbono.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el disolvente de fase densa es propano.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el disolvente de fase densa es propileno.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que los productos de oxidación comprenden óxido de propileno.
7. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el disolvente inmiscible es un disolvente acuoso.
8. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el disolvente inmiscible es acetonitrilo.
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