ES2298411T3 - Procedimiento para producir oxido de propileno. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para producir óxido de propileno, que presenta al menos los pasos siguientes: (a) Se transforma propenal con peróxido de hidrógeno en un disolvente en presencia de un catalizador de ceolito, con obtención de una mezcla (G0), en donde la mezcla (G0) presenta al menos óxido de propileno, disolvente, propenal no transformado, peróxido de hidrógeno no transformado y oxígeno, (b) el óxido de propileno se separa de la mezcla (G0) de tal modo, que se obtiene una mezcla (G1) que contiene propenal no transformado y oxígeno, en donde (c) se usa la mezcla, en donde en el marco de este uso el propenal contenido en la mezcla (G1) no se realimenta a la transformación conforme a (a) y en donde la mezcla (G1) se utiliza para obtener energía, en donde la mezcla (G1) (aa) se alimenta al menos a otro dispositivo de elaboración, (bb) se quema en el mismo y (cc) el calor de combustión producido conforme a (bb) se utiliza para obtener vapor de agua, en donde el vapor de agua se utiliza como portador de energía para gestionar colonias de destilación en el procedimiento para producir óxido de propileno.
Description
Procedimiento para producir óxido de
propileno.
La presente invención se refiere a un
procedimiento, en el que se produce óxido de propileno a partir de
peróxido de hidrógeno y propenal, en donde aparece una mezcla que
presenta propenal no transformado y oxígeno, que a continuación se
utiliza.
En muchos procedimientos de producción de óxido
de propileno con propenal como educto se busca recuperar del
producto extraído el propenal no transformado en el procedimiento,
de la forma más completa posible, dado el caso limpiarlo y
realimentarlo de nuevo como educto al procedimiento. En una posible
forma de ejecución se somete aquí este producto extraído a una
destilación, en la que se extrae del producto extraído el propenal
no transformado junto con compuestos con un punto de ebullición
inferior al del propenal. A continuación de esto se separa de esta
fracción de bajo punto de ebullición el propenal no transformado,
dado el caso se trata y se realimenta de nuevo al procedimiento.
Procedimientos de este tipo se describen entre otros en el documento
DE 10001401.1.
Sin embargo, durante la separación de propenal
se produce con frecuencia el problema de que, aparte del propenal,
también puede presentarse oxígeno en una concentración que conduce a
la formación de mezclas inflamables. Por ello la separación del
propenal representa un serio riesgo para la seguridad.
Para un tratamiento o una separación seguro/a
del propenal es por tanto necesario evitar que se produzca una
mezcla inflamable de propenal y oxígeno. Con este fin propone por
ejemplo el documento EP-B 0 719 768 llevar a cabo
la separación destilativa del propenal no transformado, a partir de
la fracción con bajo punto de ebullición, en una llamada zona de
absorción mediante un medio de absorción apropiado, así como diluir
el oxígeno mediante la adición adicional de un gas inerte en esta
zona de absorción, hasta una concentración en la que la mezcla ya no
sea
inflamable.
inflamable.
El documento US 5,773,634 se refiere a un
procedimiento para transformar oxígeno e isobutano. Con ello el
procedimiento hecho patente se refiere a la recuperación de
hidrocarburos en forma de vapor como propileno de productos
gaseosos procedentes del reactor. Con ello se hace patente que el
gas de escape también puede aprovecharse como combustible.
El documento US 5,849,937 se refiere a un
procedimiento para epoxidar en presencia de un catalizador
heterogéneo de silicato de titanio. Con ello se fracciona la
corriente afluente conforme al documento US 5,849,937, después de
circular a través del último reactor de la cascada de reactores, o
se manipula de otro modo, en donde puede realimentarse olefina no
transformada.
El documento US 6,160,137 se refiere a un
procedimiento para producir óxido de propileno a partir de un
hidroperóxido y propileno, en donde el propileno no transformado
puede realimentarse al procedimiento de epoxidación después del
tratamiento.
El documento DE 1 668 666 A1 se refiere a un
procedimiento continuo para producir óxido de etileno. Con ello se
hace patente que el gas extraído, que puede contener oxígeno y
etileno no transformado, se aprovecha por ejemplo para generar aire
comprimido que puede usarse a su vez para oxidación directa.
En otra solicitud de patente DE 10001401.1, que
se refiere igualmente a un procedimiento para producir óxido de
propileno, se evita mediante el modo de proceder explicado a
continuación que durante la separación de propenal no transformado,
a partir de una mezcla que comprende propenal y oxígeno, se llegue a
la producción de una mezcla inflamable. En el marco de esta
solicitud de patente se transforman en primer lugar propenal y un
hidroperóxido en un disolvente, en presencia de un catalizador de
silicato de titanio, en óxido de propileno con obtención de una
mezcla que, aparte de otros componentes, presenta también propenal
no transformado y oxígeno. De esta mezcla se extrae mediante un
proceso catalítico oxígeno con obtención de otra mezcla, que
comprende propenal, en donde de esta otra mezcla se separa propenal
destilativamente y se realimenta como educto al procedimiento.
Otra posibilidad de tratamiento seguro se
describe en otra solicitud de patente de la solicitante. Esta
solicitud se refiere a un procedimiento para producir óxido de
propileno, en donde se separa del producto extraído una mezcla que
presenta propenal no transformado y oxígeno, de tal modo que no sea
inflamable. La no inflamabilidad de esta mezcla se consigue por
medio de que la concentración de oxígeno en la mezcla es inferior al
12% en volumen.
Conforme a esto el tratamiento seguro de la
fracción de bajo punto de ebullición, que contiene el propenal no
transformado, exige una mayor complejidad en aparatos así como un
mayor consumo de energía directamente ligado a esto. Por medio de
esto se configura el procedimiento conjunto, es decir, la producción
de óxido de propileno unida a la recuperación y realimentación de
propenal no transformado, con frecuencia eficiente en cuanto a
energía. En consecuencia la recuperación de propenal no transformado
con el fin de realimentarlo al procedimiento, si se considera
industrialmente en conjunto, aparece con frecuencia como no
rentable.
Sin embargo, existe precisamente hoy en día como
es natural, no sólo a causa de la idea de conservar los recursos,
la necesidad de tratar de forma industrialmente conveniente cada
educto parcialmente no transformado o producto intermedio no
aprovechable directamente en un procedimiento ulterior, y de este
modo configurar el procedimiento en su conjunto de forma más
económica y con ello en último término también más idónea en cuanto
a competencia.
De este modo la presente invención se había
impuesto la tarea de aprontar un procedimiento más eficiente con
respecto al estado de la técnica para producir óxido de
propileno.
Conforme a esto, la presente invención se
refiere a un procedimiento para producir óxido de propileno, que
presenta al menos los siguientes pasos:
- 1.
\;
(a) - Se transforma propenal con peróxido de hidrógeno en un disolvente en presencia de un catalizador de ceolito, con obtención de una mezcla (G0), en donde la mezcla (G0) presenta al menos óxido de propileno, disolvente, propenal no transformado, peróxido de hidrógeno no transformado y oxígeno,
- 2.
\;
(b) - el óxido de propileno se separa de la mezcla (G0) de tal modo, que se obtiene una mezcla (G1) que contiene propenal no transformado y oxígeno, en donde
- 3.
\;
(c) - se usa la mezcla, en donde en el marco de este uso el propenal contenido en la mezcla (G1) no se realimenta a la transformación conforme a (a) y en donde la mezcla (G1) se utiliza para obtener energía, en donde la mezcla (G1)
- (aa)
- se alimenta al menos a otro dispositivo de elaboración,
- (bb)
- se quema en el mismo y
- (cc)
- el calor de combustión producido conforme a (bb) se utiliza para obtener vapor de agua, en donde el vapor de agua se utiliza como portador de energía para gestionar colonias de destilación en el procedimiento para producir óxido de propileno.
El paso (a) del procedimiento conforme a la
invención puede llevarse a cabo según todas las guías de
procedimiento conocidas por el experto para esta transformación, en
especial según las solicitudes de patente DE 19835907.1, DE
19936547.4, DE 10015246.5 y DE 10032885.7.
La transformación de propenal con peróxido de
hidrógeno se lleva a cabo con preferencia en un disolvente en
presencia de un catalizador adecuado, para formar una mezcla (G0),
en al menos un reactor de haz de tubos.
En el marco de la presente invención pueden
usarse básicamente todos los disolventes que el experto considera
apropiado. Pueden usarse por ejemplo como disolventes
- \bullet
- agua,
- \bullet
- alcoholes, con preferencia alcoholes bajos, con más preferencia alcoholes con menos de 6 átomos de carbono como por ejemplo metanol, etanol, propanoles, butanoles, pentanoles,
- \bullet
- dioles o polioles, con preferencia aquellos con menos de 6 átomos de carbono,
- \bullet
- éter como por ejemplo dietiléter, tetrahidrofurano, dioxan, 1,2-dietoxietano, 2-metoxietanol,
- \bullet
- éster como por ejemplo metilacetato o butirolacton,
- \bullet
- amidas como por ejemplo dimetilformamida, dimetilacetamida, N-metilpirrolidon,
- \bullet
- cetonas como por ejemplo acetona,
- \bullet
- nitrilos como por ejemplo acetonitrilo
- \bullet
- o mezclas de dos o más de los compuestos antes citados.
En el marco de la invención se usa como
disolvente con preferencia metanol.
Como catalizadores en el paso (a) se usan en el
marco de la presente invención catalizadores de zeolita.
Con preferencia se usan zeolitas que contienen
hierro, titanio, vanadio, cromo, niobio o circonio.
Con ello deben citarse en detalle zeolitas con
contenido de titanio, germanio, telurio, vanadio, cromo, niobio,
circonio con estructura de pentasil-zeolita, en
especial los tipos con asociación de rayos X para formar estructura
de ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT,
AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AWO,
AWW, BEA, BIK, BOG, BPH, BRE, CAN, CAS, CFI, CGF, CGS, CHA, CHI,
CLO, CON, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, EPI,
ERI, ESV, EUO, FAU, FER, GIS, GME, GOO, HEU, IFR, ISV, ITE, JBW,
KFI, LAU, LEV, LIO, LOS, LOV, LTA, LTL, LTN, MAZ, MEI, MEL, MEP,
MER, MFI, MFS, MON, MOR, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MWW, NAT, NES,
NON, OFF, OSI, PAR, PAU, PHI, RHO, RON, RSN, RTE, RTH, RUT, SAO,
SAT, SBE, SBS, SBT, SFF, SGT, SOD, STF, STI, STT, TER, THO, TON,
TSC, VET, VFI, VNI, VSV, WIE, WEN, YUG, ZON así como estructuras
mezcladas de dos o más estructuras antes citadas. Para el uso en el
procedimiento conforme a la invención puede pensarse asimismo en
zeolitas con contenido de titanio con la estructura del
ITQ-4, SSZ-24,
TTM-1, UTD-1, CIT-1
o CIT-5. Como zeolitas adicionales con contenido de
titanio deben citarse las que tienen la estructura del
ZSM-48 o ZSM-12.
En el marco de la presente invención se usan con
preferencia zeolitas-Ti con estructura mezclada de
MFI, MEL o MFI/MEL. Deben citarse asimismo como preferidos los
catalizadores de zeolita con contenido de Ti, que en general
reciben el nombre de "TS-1",
"TS-2", "TS-3", así como
zeolitas Ti con una estructura de armadura isomorfa con relación a
la zeolita \beta.
Conforme a esto se usa en el procedimiento
conforme a la invención del asunto, como se ha descrito
anteriormente, de forma especialmente preferida como catalizador de
zeolita un catalizador de silicato de titanio, en especial un
catalizador de silicato de titanio de la estructura
TS-1.
Del documento DE 10010139.2 pueden deducirse
detalles adicionales de las zeolitas utilizables.
La mezcla (G0) procedente de la transformación
en el paso (a) presenta fundamentalmente los siguientes componentes:
óxido de propileno como producto de procedimiento deseado,
disolvente, agua, hidroperóxido no transformado, propenal no
transformado y oxígeno.
En el marco de la presente invención es
naturalmente también posible usar propenal que presente hasta un 10%
en peso de hidrocarburos, que no sean propenal.
El propenal usado puede presentar por ejemplo
hasta un 10% en peso de propano, etano, etileno, butano o buteno,
aisladamente o como mezcla de dos o más de ellos.
De la mezcla (G0) resultante del paso (a) del
procedimiento conforme a la invención se separa óxido de propileno
en un paso adicional (b), de tal modo que se obtiene una mezcla (G1)
que presenta al menos propenal no transformado y oxígeno.
La separación del óxido de propileno a partir de
la mezcla (G0) en el paso (b) del procedimiento conforme a la
invención puede llevarse a cabo según cualquier guiado del
procedimiento conocido por el experto para una separación de este
tipo.
De este modo pueden añadirse entre el paso (a) y
el paso (b) del procedimiento conforme a la invención, como es
natural, otros pasos intermedios conocidos por el experto y que
parecen adecuados con relación a un procedimiento para producir
óxido de propileno.
La mezcla procedente del paso (b) se utiliza a
continuación en un paso adicional del procedimiento conforme a la
invención, paso (c).
La mezcla (G1) se usa conforme a la invención en
el paso (c) para obtener energía.
En el marco de la invención se alimenta la
mezcla gaseosa (G1), que se ha separado de la mezcla (G0) en el
modo descrito anteriormente, con este fin en primer lugar al menos a
otro dispositivo de tratamiento. En éste se alterna la mezcla (G1)
con preferencia con oxígeno adicional y, a continuación, se quema.
La energía calorífica que con ello se libera puede transformarse
por ejemplo en forma de energía utilizable industrialmente.
La energía liberada en el paso (c) se usa para
generar vapor de agua.
De este modo se usa en el marco de la invención
el calor de combustión, que se produce en el paso (c), para
calentar un medio fluido con la finalidad de obtener vapor
(generación de vapor). Este vapor así generado puede usarse de la
forma más diferente, de modo útil, en el procedimiento citado
anteriormente.
Un aprovechamiento conveniente industrialmente
del vapor es por ejemplo el calentamiento directo de dispositivos
usados en el procedimiento. Asimismo el vapor puede transformarse en
otras formas de energía, aprovechables industrialmente dentro del
procedimiento, por ejemplo en energía mecánica o eléctrica a través
de transformadores conocidos para ello por el experto.
La energía mecánica o eléctrica con ello
obtenida se utiliza ventajosamente en el procedimiento conforme a
la invención para hacer funcionar los dispositivos usados dentro del
procedimiento, de tal modo que se consigue un guiado del
procedimiento eficiente en cuanto a energía y con ello protectora
del medio ambiente.
Conforme a esto el vapor de agua generado como
portador de energía se usa para hacer funcionar colonias de
destilación en el procedimiento conforme a la invención.
Claims (2)
1. Procedimiento para producir óxido de
propileno, que presenta al menos los pasos siguientes:
- (a)
- Se transforma propenal con peróxido de hidrógeno en un disolvente en presencia de un catalizador de ceolito, con obtención de una mezcla (G0), en donde la mezcla (G0) presenta al menos óxido de propileno, disolvente, propenal no transformado, peróxido de hidrógeno no transformado y oxígeno,
- (b)
- el óxido de propileno se separa de la mezcla (G0) de tal modo, que se obtiene una mezcla (G1) que contiene propenal no transformado y oxígeno, en donde
- (c)
- se usa la mezcla, en donde en el marco de este uso el propenal contenido en la mezcla (G1) no se realimenta a la transformación conforme a (a) y en donde la mezcla (G1) se utiliza para obtener energía, en donde la mezcla (G1)
- (aa)
- se alimenta al menos a otro dispositivo de elaboración,
- (bb)
- se quema en el mismo y
- (cc)
- el calor de combustión producido conforme a (bb) se utiliza para obtener vapor de agua, en donde el vapor de agua se utiliza como portador de energía para gestionar colonias de destilación en el procedimiento para producir óxido de propileno.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
donde la mezcla (g1) se alterna en (aa) con oxígeno adicional en al
menos otro dispositivo de tratamiento.
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