ES2305089T3 - Purificacion de glicol. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para reducir el contenido de aldehídos de etilenglicol que contiene 2000 ppm o menos de aldehídos, que comprende poner en contacto el glicol en fase líquida con una resina de intercambio catiónico fuertemente ácida, en el que la resina de intercambio catiónico fuertemente ácida se había pretratado para retirar sustancialmente todas las impurezas lixiviables de la misma antes de poner en contacto con el etilenglicol, y cuyo pretratamiento comprende poner en contacto la resina de intercambio catiónico fuertemente ácida con agua caliente después de secado a vacío.
Description
Purificación de glicol.
La presente invención se refiere a la
preparación de etilenglicol que tiene un contenido reducido de
impurezas de aldehído y unas características mejoradas de
transmisión ultravioleta mediante el tratamiento de etilenglicol ya
destilado de alta pureza (99% o mayor) con una resina de intercambio
catiónico fuertemente ácida.
El etilenglicol es un producto químico comercial
muy importante que se prepara habitualmente mediante reacción de
óxido de etileno y agua. Un problema que ha existido es que, durante
el procedimiento de preparación, se forman impurezas tales como
aldehídos que son difíciles de separar del etilenglicol y que causan
problemas en aplicaciones en las que se requiere una pureza muy
alta, por ejemplo, en la fabricación de fibras.
Se han desarrollado tanto procedimientos físicos
como químicos para la separación de aldehídos del etilenglicol. La
patente de EE.UU. 4.349.417, por ejemplo, propone la destilación en
presencia de un compuesto metálico alcalino como procedimiento de
purificación. Esta patente designa también la solicitud de patente
alemana nº 2.558.039 al enseñar la purificación de etilenglicol
utilizando una resina de intercambio iónico.
Esta referencia alemana designa a su vez la
patente (Wertschaft) nº 43911, que enseña que los alcoholes
alifáticos que contienen más de un 2% de formaldehído pueden
purificarse convirtiendo el formaldehído en formal utilizando un
catalizador ácido seguido de destilación del alcohol impuro que
contiene formal. La patente afirma que a contenidos de formaldehído
menores de un 2%, la cantidad de formaldehído que se convierte en el
correspondiente formal es tan pequeña que ya no es posible realizar
económicamente el procesamiento. Se enseñan las resinas de
intercambio iónico en forma ácida como catalizadores adecuados.
La patente de EE.UU. 4.358.625 enseña a reducir
las impurezas que contienen oxígeno mediante tratamiento con
borohidruro de metal alcalino.
La patente de EE.UU. 3.904.656 enseña a tratar
una corriente de purgado de un desgasificador de óxido de etileno
con una resina de intercambio catiónico Amberlyst
A-15, una resina de intercambio aniónico Amberlyst
A-21 y un lecho de carbono antes de reciclar.
La patente de EE.UU. 4.560.813 enseña la
hidrólisis de óxido de alquileno utilizando un producto natural que
contiene anión metilato y la recuperación del anión metilato
mediante contacto con un sólido tal como una resina de intercambio
aniónico.
La patente de EE.UU. 5.440.058 menciona el
tratamiento de corrientes acuosas con resinas de intercambio iónico
débilmente básicas que se han hecho reaccionar con una sal bisulfito
para retirar impurezas de aldehído.
El documento GB 1219018 describe un proceso para
la purificación de glicoles. Se purifican glicoles que contienen
menos de un 2% en peso de formaldehído pasando a una temperatura de
150ºC a través de una zona de reacción ocupada por una resina de
intercambio iónico que es un intercambiador catiónico fuertemente
ácido que contiene grupos ácido sulfónico o fosfórico en la forma
H^{+} activa. La temperatura preferida es 20 a 120ºC, y la
purificación puede efectuarse en glicoles líquidos o gaseosos.
A pesar de los esfuerzos de los trabajos
anteriores, son importantes y deseables mejoras adicionales en la
retirada de impurezas tales como aldehídos de corrientes acuosas de
etilenglicol.
La presencia de cantidades incluso muy pequeñas
de impurezas de aldehído, concretamente 2000 ppm en peso o menos,
tiene un efecto nocivo sobre las propiedades del etilenglicol, y es
muy importante que se proporcionen procedimientos económicos para
retirar estos materiales o para convertirlos en una forma no
dañina.
\vskip1.000000\baselineskip
Según la invención, se pone en contacto una
corriente de etilenglicol destilado que contiene cantidades muy
pequeñas de impurezas de aldehído con una resina de intercambio
catiónico fuertemente ácida que se había pretratado para retirar
productos lixiviables y se recupera una corriente de etilenglicol
resultante de contenido altamente reducido de aldehídos y que tiene
una transmisión ultravioleta mejorada.
Se utilizan resinas de intercambio catiónico
fuertemente ácidas en el proceso de la invención.
Se prefieren especialmente resinas de
intercambio catiónico que contienen grupos funcionales ácido
sulfónico, tales como polímeros de
estireno-divinilbenceno con grupos ácido sulfónico.
Tulison PTR es ilustrativo. Es importante que la resina fuertemente
ácida se pretrate, preferiblemente mediante agua caliente seguida de
pretratamiento de secado a vacío, hasta que se retiran
sustancialmente todas las impurezas lixiviables asociadas a la
resina. Si no se hace esto, aunque la resina sigue siendo útil para
la reducción del contenido de aldehído, realmente las
características de transmisión ultravioleta del etilenglicol tratado
se afectan adversamente.
El etilenglicol que se purifica según la
invención es un destilado derivado de óxido de etileno mediante
procedimientos convencionales y que contiene aproximadamente 2000
ppm o menos de aldehídos totales, preferiblemente 5 a 100 ppm de
aldehídos. Generalmente, el etilenglicol a tratar contiene como
máximo cantidades minoritarias de agua, 0-1% en
peso. Pueden estar presentes también cantidades pequeñas de
materiales orgánicos insaturados en el glicol para tratar.
Se pone en contacto la solución de etilenglicol
con la resina fuertemente ácida sólida a temperaturas moderadas,
por ejemplo, aproximadamente 30 a 50ºC, aunque pueden utilizarse
temperaturas fuera de este intervalo. Se prefiere la presión
atmosférica, pero pueden utilizarse presiones superiores. Los
caudales ilustrativos son de aproximadamente 1 a 10 volúmenes de
solución por volumen de resina por hora, aunque éstos pueden variar
ampliamente.
Las resinas de intercambio iónico que se emplean
en la práctica de la invención son resinas de intercambio catiónico
fuertemente ácidas que son artículos comerciales bien conocidos.
Puede encontrarse una descripción integral de la
resina de intercambio fuertemente ácida adecuada para uso en la
presente memoria y su preparación en Kirk-Othmer,
"Encyclopedia of Chemical Technology", 5ª edición, vol. 14,
páginas 747-749 (1990).
Los siguientes ejemplos ilustran la
invención:
Se pasó una corriente de etilenglicol
constituida por 99,8% en peso de etilenglicol, 0,05% en peso de agua
y 20 ppm de aldehídos (principalmente formaldehído) a través de un
lecho de resina de estireno-divinilbenceno
macroporosa fuertemente ácida particulada con grupos ácido sulfónico
(Tulison PTR) a 35ºC. La resina se había pretratado mediante lavado
con agua caliente y secado a vacío hasta que se retiraron
esencialmente todas las impurezas lixiviables. Después de tratar 5
volúmenes de alimentación de etilenglicol con la resina por volumen
de resina, la concentración de aldehído de la solución de salida
estaba por debajo de 2 ppm.
Se repitió el ejemplo anterior utilizando una
corriente de proceso de monoetilenglicol constituida por 99,9% en
peso de monoetilenglicol, 0,02% en peso de agua y que contenía 10
ppm de aldehído. Como resultado del contacto, se redujo el
contenido total de aldehídos a 1 ppm en la corriente efluente.
Además de la reducción eficaz del contenido de
aldehído según la práctica de la invención, un resultado notable
adicional fue una mejora de la transmisión ultravioleta de 93%
(glicol no tratado) a 96% de transmisión a una longitud de onda de
220 nm para el glicol tratado y de 92% (no tratado) a 97% de
transmisión a una longitud de onda de 275 nm para el glicol tratado
según la invención.
Claims (4)
1. Procedimiento para reducir el contenido de
aldehídos de etilenglicol que contiene 2000 ppm o menos de
aldehídos, que comprende poner en contacto el glicol en fase
líquida con una resina de intercambio catiónico fuertemente ácida,
en el que la resina de intercambio catiónico fuertemente ácida se
había pretratado para retirar sustancialmente todas las impurezas
lixiviables de la misma antes de poner en contacto con el
etilenglicol, y cuyo pretratamiento comprende poner en contacto la
resina de intercambio catiónico fuertemente ácida con agua caliente
después de secado a vacío.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el contenido de aldehídos del etilenglicol tratado es de 5 a
100 ppm.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la resina de intercambio catiónico fuertemente ácida sólida
comprende grupos ácido sulfónico.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el glicol tiene un contenido de agua de 0-1%
en peso.
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