ES2315883T3 - Separacion de oxido de propileno de una mezcla que comprende oxido de propileno y metanol. - Google Patents
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Abstract
un método para separar óxido de propileno de una mezcla (M) que comprende de 5 a 15 por ciento en peso de óxido de propileno y de 50 a 85 por ciento en peso de metanol y que comprende adicionalmente de 10 a 25 por ciento en peso de agua, comprendiendo dicho método (i) introducir dicha mezcla (M) en una columna de destilación extractiva; (ii) introducir adicionalmente agua en dicha columna de destilación extractiva en una cantidad de 2 por ciento en peso de la mezcla (M) o menos, (iii) destilar óxido de propileno por la parte alta de dicha columna de destilación extractiva a una temperatura del fondo de 40 a 70ºC y a una presión de 300 a 750 mbar, en donde el destilado obtenido por la parte alta procedente de (iii) se somete parcialmente a reflujo en dicha columna de destilación extractiva y en donde la relación de reflujo a destilado es menor de o igual a 4.
Description
Separación de óxido de propileno de una mezcla
que comprende óxido de propileno y metanol.
La presente invención se refiere a un método
para separar óxido de propileno de una mezcla (M) que comprende de
5 a 15 por ciento en peso de óxido de propileno y de 50 a 85 por
ciento en peso de metanol y que comprende adicionalmente de 10 a 25
por ciento en peso de agua, comprendiendo dicho método
- (i)
- introducir dicha mezcla (M) en una columna de destilación extractiva;
- (ii)
- introducir adicionalmente agua en dicha columna de destilación extractiva en una cantidad de 2 por ciento en peso de la mezcla (M) o menos,
- (iii)
- destilar óxido de propileno por la parte alta de dicha columna de destilación extractiva a una temperatura del fondo de 40 a 70ºC y a una presión de 300 a 750 mbar, en donde el destilado obtenido por la parte alta procedente de (iii) se somete parcialmente a reflujo en dicha columna de destilación extractiva y en donde la relación de reflujo a destilado es menor de o igual a 4.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención, la mezcla (M) se forma mediante una reacción de
propeno con peróxido de hidrógeno en metanol como disolvente y en
presencia de un catalizador de lecho fijo de zeolita de titanio.
Por lo tanto, la presente invención también proporciona un método
para preparar óxido de propileno, en el que dicha reacción
comprende hacer reaccionar propeno con peróxido de hidrógeno en
metanol como disolvente y en presencia de un catalizador de lecho
fijo de zeolita de titanio. Esta epoxidación da como resultado,
bien directamente o bien después de al menos una etapa de
tratamiento, una mezcla (M) que comprende de 5 a 15 por ciento en
peso de óxido de propileno y de 50 a 85 por ciento en peso de
metanol y que comprende adicionalmente de 10 a 25 por ciento en
peso de agua, comprendiendo dicho método
- (i)
- introducir dicha mezcla (M) en una columna de destilación extractiva;
- (ii)
- introducir adicionalmente agua en dicha columna de destilación extractiva en una cantidad de 2 por ciento en peso de la mezcla (M) o menos,
- (iii)
- destilar óxido de propileno por la parte alta de dicha columna de destilación extractiva a una temperatura del fondo de 40 a 70ºC y a una presión de 300 a 750 mbar, en donde el destilado obtenido por la parte alta procedente de (iii) se somete parcialmente a reflujo en dicha columna de destilación extractiva y en donde la relación de reflujo a destilado es menor de o igual a 4.
A presión atmosférica o presiones
superatmosféricas, esencialmente en el intervalo de 1 a 5 bar, el
óxido de propileno y el metanol pueden separarse mediante
destilación solamente cuando se usa una columna de destilación que
tiene un número muy grande de platos teóricos y se fija al mismo
tiempo una relación de reflujo muy alta, debido al azeotropo de
arrastre.
Estas mezclas que comprenden óxido de propileno
y metanol resultan, por ejemplo, de procedimientos de epoxidación
en los que se hace reaccionar propeno con un hidroperóxido tal como
peróxido de hidrógeno en presencia de metanol como disolvente.
US 5.849.938 describe un procedimiento en el que
se separa propeno de metanol en un producto de epoxidación de
olefinas en bruto por medio de destilación extractiva en la que un
disolvente polar relativamente pesado que tiene grupos hidroxi tal
como agua o propilenglicol se usa como el disolvente de extracción,
prefiriéndose particularmente el propilenglicol. De acuerdo con
este documento de la técnica anterior, la columna de destilación
usada normalmente tiene de 20 a 60 platos teóricos, y la relación
reflujo/destilado está generalmente en el intervalo de 5 a 15. De
acuerdo con los ejemplos, una relación típica es 9. Temperaturas del
fondo típicas están en el intervalo de 90 a 120ºC, siendo la
presión bajo la que se lleva a cabo la destilación de 0,55 a 3,44
bar. De acuerdo con el ejemplo, una presión del fondo preferida de
la columna de destilación es 2,76 bar y por lo tanto muy por encima
de la presión estándar. Como fracciones de óxido de propileno
típicas, se obtienen fracciones que comprenden 300 ó 1.500 ppm de
metanol. Las fracciones del fondo obtenidas de acuerdo con los
ejemplos comprenden hasta 6.300 ppm de óxido de propileno.
US 6.500.311 B1 describe un procedimiento en el
que tiene lugar una separación de metanol y propilenglicol. Como
disolvente de extracción, se usa un disolvente no polar, a saber un
hidrocarburo C7-C9 tal como
n-octano.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un método para separar óxido de propileno de metanol
que, en comparación con los procedimientos descritos en la técnica
anterior, tiene un equilibrio energético mejorado y,
adicionalmente, conduce a corrientes superiores y corriente de fondo
que tienen un grado menor de impureza con respecto al metanol y al
óxido de propileno, respectivamente.
Un objetivo adicional de la presente invención
es proporcionar un método para separar óxido de propileno de
metanol en el que se emplea un disolvente de extracción económico
que permite simultáneamente condiciones de destilación más suaves
que las descritas en la técnica anterior.
Otro objetivo más de la presente invención es
proporcionar un método para producir óxido de propileno, en el
transcurso del cual se separa óxido de propileno de metanol, en el
que esta separación tiene las ventajas mencionadas anteriormente,
haciendo así energéticamente ventajoso el método para producir óxido
de propileno y también con respecto a la pureza de las fracciones
de destilación sobre la técnica anterior.
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La presente invención se refiere a un método
para separar óxido de propileno de una mezcla (M) que comprende de
5 a 15 por ciento en peso de óxido de propileno y de 50 a 85 por
ciento en peso de metanol y que comprende adicionalmente de 10 a 25
por ciento en peso de agua, comprendiendo dicho método
- (i)
- introducir dicha mezcla (M) en una columna de destilación extractiva;
- (ii)
- introducir adicionalmente agua en dicha columna de destilación extractiva en una cantidad de 2 por ciento en peso de la mezcla (M) o menos,
- (iii)
- destilar óxido de propileno por la parte alta de dicha columna de destilación extractiva a una temperatura del fondo de 40 a 70ºC y a una presión de 300 a 750 mbar, en donde el destilado obtenido por la parte alta procedente de (iii) se somete parcialmente a reflujo en dicha columna de destilación extractiva y en donde la relación de reflujo a destilado es menor de o igual a 4.
La presente invención se refiere a un método
para separar óxido de propileno de una mezcla (M) que comprende de
5 a 15 por ciento en peso de óxido de propileno, de 50 a 85 por
ciento en peso de metanol y de 10 a 25 por ciento en peso de agua,
comprendiendo dicho método
- (i)
- introducir dicha mezcla (M) en una columna de destilación extractiva;
- (ii)
- introducir adicionalmente agua en dicha destilación extractiva en una cantidad de 2 por ciento en peso de la mezcla (M) o menos,
- (iii)
- destilar óxido de propileno por la parte alta de dicha columna de destilación extractiva a una temperatura del fondo de 40 a 70ºC y a una presión de 300 a 750 mbar,
- (iv)
- retirar una corriente de fondo de dicha columna de destilación extractiva, comprendiendo dicha corriente de fondo 100 ppm de óxido de propileno o menos, y retirar una corriente superior de dicha columna de destilación extractiva, comprendiendo dicha corriente superior 100 ppm de metanol o menos.
La presente invención se refiere a un método
para separar óxido de propileno de una mezcla (M) que comprende de
5 a 15 por ciento en peso de óxido de propileno, de 50 a 85 por
ciento en peso de metanol y de 10 a 25 por ciento en peso de agua,
comprendiendo dicho método
- (i)
- introducir dicha mezcla (M) en una columna de destilación extractiva;
- (ii)
- introducir adicionalmente agua como vapor en una cantidad de 2 por ciento en peso de la mezcla (M) o menos a una presión de no más de 2 bar en dicha columna de destilación extractiva,
- (iii)
- destilar óxido de propileno por la parte alta de dicha columna de destilación extractiva a una temperatura del fondo de 40 a 70ºC y a una presión de 300 a 750 mbar, en donde el destilado obtenido por la parte alta procedente de (iii) se somete parcialmente a reflujo en dicha columna de destilación extractiva y en donde la relación de reflujo a destilado es menor de o igual a 4.
La presente invención se refiere a un método
para separar óxido de propileno de una mezcla (M) que comprende de
5 a 15 por ciento en peso de óxido de propileno, de 50 a 85 por
ciento en peso de metanol y de 10 a 25 por ciento en peso de agua,
comprendiendo dicho método
- (i)
- introducir dicha mezcla (M) en una columna de destilación extractiva;
- (ii)
- introducir adicionalmente agua en dicha columna de destilación extractiva en una cantidad de 2 por ciento en peso de la mezcla (M) o menos,
- (iii)
- destilar óxido de propileno por la parte alta de dicha columna de destilación extractiva a una temperatura del fondo de 40 a 70ºC y a una presión de 300 a 750 mbar,
- (iv)
- retirar una corriente de fondo de dicha columna de destilación extractiva, comprendiendo dicha corriente de fondo 100 ppm de óxido de propileno o menos, y retirar una corriente superior de dicha columna de destilación extractiva, comprendiendo dicha corriente superior 10 ppm de metanol o menos.
La presente invención se refiere a un método
para preparar óxido de propileno, comprendiendo dicha reacción
hacer reaccionar propeno con un hidroperóxido en metanol como
disolvente, dando como resultado dicha reacción una mezcla (M) que
comprende de 5 a 15 por ciento en peso de óxido de propileno, de 50
a 85 por ciento en peso de metanol y de 10 a 25 por ciento en peso
de agua, o dando como resultado una mezcla que se trata para dar una
mezcla (M), comprendiendo dicho método
- (i)
- introducir dicha mezcla (M) en una columna de destilación extractiva;
- (ii)
- introducir adicionalmente agua como vapor a una presión de no más de 2 bar en dicha columna de destilación extractiva en una cantidad de 0,45 a 1 por ciento en peso de la mezcla (M),
- (iii)
- destilar óxido de propileno por la parte alta de dicha columna de destilación extractiva como corriente superior a una presión de 450 a 500 mbar y a una temperatura del fondo de 50 a 60ºC,
- (iv)
- retirar una corriente de fondo de dicha columna de destilación extractiva, comprendiendo dicha corriente de fondo 100 ppm de óxido de propileno o menos, y retirar una corriente superior de dicha columna de destilación extractiva, comprendiendo dicha corriente superior 50 ppm de metanol o menos.
La Fig. 1 adjunta proporciona un diagrama que
muestra una realización preferida de la presente invención,
la Fig. 2 proporciona un diagrama que muestra un
procedimiento de la técnica anterior,
la Fig. 3 proporciona un diagrama que muestra
otro procedimiento de la técnica anterior.
De acuerdo con la presente invención, se separa
óxido de propileno de una mezcla (M) que comprende de 5 a 15 por
ciento en peso de óxido de propileno y de 50 a 85 por ciento en peso
de metanol. En una realización preferida de la presente invención,
la mezcla (M) comprende de 5 a 15 por ciento en peso,
preferiblemente de 6 a 12 por ciento en peso y de forma
particularmente preferible de 8 a 10,5 por ciento en peso, de óxido
de propileno, y de 55 a 85 por ciento en peso, preferiblemente de 60
a 80 por ciento en peso y de forma particularmente preferible de 65
a 75 por ciento en peso, de metanol.
Con respecto al método de la presente invención,
la mezcla (M) comprende uno o más compuestos adicionales. En cuanto
a estos compuestos, no existen restricciones específicas sobre la
condición de que el óxido de propileno pueda destilarse por la
parte alta de la columna de destilación extractiva a fin de separar
el óxido de propileno del metanol comprendido en (M).
De acuerdo con la presente invención, la mezcla
(M) comprende adicionalmente agua, más preferiblemente agua en una
cantidad de 10 a 25 por ciento en peso de agua, basado en el peso
total de la mezcla (M). Por lo tanto, la mezcla (M) puede
comprender, por ejemplo, de 10 a 25 o de 10 a 20 o de 10 a 15 o de
15 a 25 o de 15 a 20 o de 20 a 25 por ciento en peso de agua,
basado en el peso total de la mezcla (M).
De acuerdo con la realización preferida en la
que (M) comprende de 10 a 25 por ciento en peso de agua, (M)
comprende de 5 a 15 por ciento en peso de óxido de propileno, basado
en el peso total de la mezcla (M).
Por lo tanto, la presente invención también
proporciona un método como el descrito anteriormente en el que la
mezcla (M) comprende de 50 a 85 por ciento en peso de metanol, de 5
a 15 por ciento en peso óxido de propileno y de 10 a 25 por ciento
en peso de agua, basado en el peso total de la mezcla (M).
Además de metanol y óxido de propileno y agua,
la mezcla (M) puede comprender al menos un compuesto adicional.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención, la mezcla (M) resulta directamente o
indirectamente de un procedimiento en el que se prepara óxido de
propileno haciendo reaccionar propeno con un hidroperóxido en
presencia de metanol como disolvente. Por lo tanto, la mezcla (M)
puede comprender adicionalmente propeno sin reaccionar y/o
hidroperóxido sin reaccionar y/o al menos un subproducto de dicha
reacción de epoxidación tal como propilenglicol y/o
acetaldehído.
La mezcla de reacción obtenida a partir de dicha
reacción de epoxidación puede introducirse directamente en (i) como
la mezcla (M) si el contenido de (M) en cuanto al metanol, el óxido
de propileno y el agua está dentro de los intervalos mencionados
anteriormente.
De acuerdo con una realización especialmente
preferida de la presente invención, la mezcla de reacción obtenida
a partir de dicha reacción de epoxidación se trata antes de la
introducción en (i) del método de la invención. El tratamiento de
la mezcla de reacción obtenida a partir de dicha reacción de
epoxidación puede llevarse a cabo de cualquier modo concebible con
la condición de que se obtenga una mezcla (M) que pueda introducirse
en (i). Dicho tratamiento puede comprender la separación y/o la
adición de al menos un compuesto de y/o a la mezcla obtenida de la
reacción de epoxidación. Preferiblemente, al menos un compuesto se
separa de la mezcla obtenida a partir de la reacción de
epoxidación.
De acuerdo con una realización aún más preferida
de la presente invención, al menos un compuesto se separa de la
mezcla obtenida durante el tratamiento a partir de la reacción de
epoxidación, teniendo dicho al menos un compuesto un punto de
ebullición inferior que el óxido de propileno, el metanol y el
agua.
Dependiendo de las condiciones de reacción
aplicadas y los reaccionantes usados para la reacción de
epoxidación, estos compuestos de bajo punto de ebullición pueden
ser, por ejemplo, propeno sin reaccionar y/o propano,
introduciéndose el último, por ejemplo, en la reacción de
epoxidación en la caso de que, por ejemplo, se use propeno de
calidad química como reaccionante que tiene una relación en volumen
de propeno:propano de aproximadamente 99,5:0,5 a 94:6.
De acuerdo con una realización aún más preferida
de la presente invención, se separa propeno sin reaccionar de la
mezcla de reacción obtenida a partir de la reacción de epoxidación
en al menos una columna de destilación, y la fracción de alto punto
de ebullición cuyo contenido respectivo en cuanto al metanol, el
óxido de propileno y el agua está dentro de los intervalos
mencionados anteriormente se introduce como (M) en (i) del método de
la presente invención.
Por lo tanto, la presente invención también
proporciona un método para preparar óxido de propileno,
comprendiendo dicha reacción hacer reaccionar propeno con un
hidroperóxido en metanol como disolvente, dando como resultado
dicha reacción una mezcla (M) que comprende de 5 a 15 por ciento en
peso de óxido de propileno, de 50 a 85 por ciento en peso de
metanol y de 10 a 25 por ciento en peso de agua, o dando como
resultado preferiblemente una mezcla que comprende óxido de
propileno, metanol, agua, propeno sin reaccionar y opcionalmente
propano, tratándose dicha mezcla para dar dicha mezcla (M) que
comprende de 5 a 15 por ciento en peso de óxido de propileno, de 50
a 85 por ciento en peso de metanol y de 10 a 25 por ciento en peso
de agua, y sometiéndose adicionalmente dicha mezcla a al menos las
etapas (i) a (iii) que se describen anteriormente y posteriormente
en la presente memoria. De acuerdo con esta realización de la
presente invención, el tratamiento comprende preferiblemente
separar propeno y, si está presenta, preferiblemente también propano
y/o acetaldehído, mediante destilación a fin de dar una mezcla (M),
que comprende preferiblemente no más de 500 ppm, preferiblemente no
más de 400 ppm y de forma especialmente preferible no más de 350
ppm, de propeno y que comprende no más de 50 ppm, preferiblemente
no más de 25 ppm y de forma especialmente preferible no más de 10
ppm, de propano, y preferiblemente no más de 200 ppm, más
preferiblemente no más de 150 ppm y de forma especialmente
preferible no más de 100 ppm, de acetaldehído. De acuerdo con esto,
se obtiene una mezcla (M) que comprende de forma especialmente
preferible no más de 350 ppm de propeno y no más de 10 ppm de
propano y no más de 100 ppm de acetaldehído. De acuerdo con un
realización aún más preferida de la presente invención, la mezcla
(M) introducida en (i) comprende no más de 1 por ciento en peso,
más preferiblemente no más de 0,75 por ciento en peso y de forma
especialmente preferible no más de 0,65 por ciento en peso, de
compuestos de alto punto de ebullición tales como metoxipropanoles
y/o hidroperóxido.
En el contexto de la presente invención, el
término "hidroperóxido" se refiere a un compuesto de la fórmula
ROOH. Detalles referentes a la preparación de hidroperóxidos y
referentes a los hidroperóxidos que pueden usarse, entre otras
cosas, en el método de la presente invención pueden encontrarse en
DE-A-198 35 907, cuyo contenido
respectivo se incorpora en el contexto de la presente invención
mediante referencia. Ejemplos de hidroperóxidos que pueden usarse
para los propósitos de la presente invención son, entre otros,
hidroperóxido de terc-butilo, hidroperóxido de
etilbenceno, hidroperóxido de terc-amilo,
hidroperóxido de cumeno, hidroperóxido de ciclohexilo,
hidroperóxido de metilciclohexilo, hidroperóxido de
tetrahidronaftaleno, hidroperóxido de isobutilbenceno,
hidroperóxido de etilnaftaleno, perácidos tales como ácido
peracético y peróxido de hidrógeno. También pueden usarse de
acuerdo con la presente invención mezclas de dos o más
hidroperóxidos. Se da preferencia a usar peróxido de hidrógeno como
el hidroperóxido en el método de la presente invención, y se da más
preferencia a usar una solución acuosa de peróxido de hidrógeno. Lo
más preferiblemente, la solución acuosa de peróxido de hidrógeno
comprende peróxido de hidrógeno en una concentración en el intervalo
de 1 a 90, más preferiblemente de 10 a 70 y de forma especialmente
preferible de 30 a 50% en peso, basado en el peso total de la
solución. También es posible usar una mezcla de dos o más
hidroperóxidos diferentes.
La reacción de epoxidación a partir de la cual
se obtiene directamente o indirectamente la mezcla (M) puede
llevarse a cabo en presencia de cualquier catalizador adecuado o de
una combinación adecuada de dos o más catalizadores. De forma
particularmente preferida, se emplea una zeolita que contiene
titanio, en donde se prefieren particularmente zeolitas conocidas
por el experto en la técnica como "silicalitas de titanio"
(TS). Tales zeolitas que contienen titanio, en particular las que
tienen una estructura cristalina del tipo MFI, así como los modos
para producirlas se describen, por ejemplo, en WO 98/55228,
EP-A-0 311 983 o
EP-A-0 405 978. El contenido
respectivo de estos documentos se incorpora por la presente mediante
referencia. Además de Si y Ti, dichos materiales zeolíticos pueden
contener elementos adicionales, tales como aluminio, circonio,
estaño, hierro, cobalto, níquel, galio, boro o pequeñas cantidades
de flúor. Es posible que el titanio de la zeolita se reemplace
parcialmente o completamente por vanadio, circonio o niobio o
cualquier mezcla de dos o más de estos componentes. Se sabe que las
zeolitas que contienen titanio y que tienen una estructura MFI dan
un patrón característico en la difracción de rayos X. Por otra
parte, estos materiales presentan una banda de vibración en el
infrarrojo (IR) a aproximadamente 960 cm^{-1}. Por lo tanto, es
posible distinguir las zeolitas que contienen titanio de fases de
TiO_{2} cristalinas o amorfas o de titanatos de metales alcalinos.
En una realización preferida, el al menos un catalizador zeolítico
comprende al menos uno de los elementos titanio, germanio, telurio,
vanadio, cromo, niobio, circonio. Se prefieren particularmente
catalizadores zeolíticos que tienen una estructura de
pentasil-zeolita, en particular los tipos
estructurales a los que, a través de difracción de rayos X, pueden
asignárseles los tipos estructurales 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 mixtas de al menos dos o
más de las estructuras mencionadas anteriormente. Por otra parte,
es concebible usar catalizadores zeolíticos que contienen titanio
con la estructura de ITQ-4, ITQ-9,
SSZ-24, TTM-1,
UTD-1, CIT-1 o
CIT-5. Por otras parte, zeolitas que contienen
titanio son las de los tipos estructurales ZSM-48 o
ZSM-12. Zeolitas que contienen titanio de la
estructura MFI, MEL o estructuras mixtas MFI/MEL, así como MWW, BEA
o estructuras mixtas de las mismas se prefieren en el contexto de
la presente invención. En el contexto de la presente invención, se
prefieren más los catalizadores zeolíticos que contienen titanio
que se denominan, en general, "TS-1",
"T-2" o "TS-3", así como
zeolitas que contienen titanio que desplazan una estructura que es
isomorfa con la zeolita beta.
Aunque es posible llevar a cabo la reacción
usando un catalizador en suspensión, se da preferencia particular a
un catalizador heterogéneo y aún más preferiblemente un catalizador
de lecho fijo. Por lo tanto, de acuerdo con esta realización
preferida de la presente invención, no es necesario separar el
catalizador de la mezcla de reacción obtenida a partir de la
reacción de epoxidación.
Por lo tanto, la presente invención también
proporciona un método para separar óxido de propileno de una mezcla
(M) que comprende óxido de propileno, metanol y agua, según se
describe anteriormente, en donde la mezcla (M) se obtiene
directamente o indirectamente, después de al menos una etapa de
tratamiento, a partir de un procedimiento de epoxidación en el que
se hace reaccionar propeno con un hidroperóxido, preferiblemente
peróxido de hidrógeno, en presencia de metanol como disolvente y en
presencia de un catalizador de lecho fijo, preferiblemente un
catalizador zeolítico de lecho fijo, más preferiblemente un
catalizador zeolítico de titanio de lecho fijo, aún más
preferiblemente un catalizador de silicalita de titanio de tipo
TS-1 de lecho fijo, y en donde dicho catalizador no
tiene que separarse de la mezcla de reacción resultante del
procedimiento de epoxidación.
De acuerdo con esto, la presente invención
también proporciona un método para preparar óxido de propileno,
comprendiendo dicha reacción hacer reaccionar propeno con un
hidroperóxido, preferiblemente peróxido de hidrógeno, en metanol
como disolvente, dando como resultado dicha reacción una mezcla (M)
que comprende de 5 a 15 por ciento en peso de óxido de propileno,
de 50 a 85 por ciento en peso de metanol y de 10 a 25 por ciento en
peso de agua, o dando como resultado preferiblemente una mezcla que
comprende óxido de propileno, metanol, agua, propeno sin reaccionar
y opcionalmente propano, tratándose dicha mezcla para dar dicha
mezcla (M) que comprende de 5 a 15 por ciento en peso de óxido de
propileno, de 50 a 85 por ciento en peso de metanol y de 10 a 25
por ciento en peso de agua, y sometiéndose además dicha mezcla a al
menos las etapas (i) a (iii) según se describe anteriormente y
posteriormente en la presente memoria, en donde la epoxidación se
lleva a cabo en presencia de un catalizador de lecho fijo,
preferiblemente un catalizador zeolítico de lecho fijo, más
preferiblemente un catalizador zeolítico de titanio de lecho fijo,
aún más preferiblemente un catalizador de silicalita de titanio de
tipo TS-1 de lecho fijo, y en donde dicho
catalizador no tiene que separarse de la mezcla de reacción
resultante del procedimiento de epoxidación.
En (i) de la presente invención, puede usarse
cualquier columna de destilación extractiva adecuada.
Preferiblemente, la columna tiene hasta 80 platos teóricos, tal
como de 10 a 80 o de 20 a 80 o de 30 a 80 o de 40 a 80 o de 50 a 80
o de 60 a 80 o preferiblemente de más de 60 a 80, tal como de 61 a
80 o de 65 a 80 o de 70 a 80 o de 75 a 80. Preferiblemente, la
columna tiene más de 60 platos teóricos, tal como de 61 a 65 platos
teóricos. Pueden usarse dos o más columnas de acuerdo con la
presente invención, en donde dos o más columnas pueden conectarse
en serie y/o dos o más columnas pueden disponerse en paralelo.
Preferiblemente, se usa una columna.
De acuerdo con (ii) de la presente invención, se
usa agua. De acuerdo con esto, no se usan hidrocarburos,
especialmente hidrocarburos C7-C9 tales como
n-octano, como disolventes de extracción, ni solos
ni en combinación con agua.
Por ejemplo, puede usarse agua desmineralizada,
agua potable, agua industrial adecuada, agua residual adecuada,
especialmente agua residual adecuadamente tratada, agua de
procesamiento adecuada o una mezcla de dos o más de las mismas. El
agua introducida en el procedimiento de la presente invención debe
estar esencialmente libre de material orgánico, especialmente
esencialmente libre de metanol. De acuerdo con una realización de la
presente invención, el agua introducida en (ii) es un agua de
procesamiento procedente de un procedimiento adecuado tal como un
procedimiento llevado a cabo en la planta de epoxidación en la que
se efectúa el método de la presente invención. De acuerdo con un
aspecto de la presente invención, el agua de procesamiento se toma
de un procedimiento en la planta de epoxidación en la que metanol
como disolvente de la reacción de epoxidación y agua se separan
entre sí, como es el caso de la etapa (v) descrita posteriormente en
la presente memoria. Preferiblemente, el agua se toma del fondo de
al menos una columna de destilación en la que se separan metanol
como disolvente de la reacción de epoxidación y agua. Más
preferiblemente, el agua resultante de dicho procedimiento de
separación, opcionalmente después de una o más etapas de
purificación adicionales, se introduce en (ii), y el metanol
resultante de dicho procedimiento de separación, opcionalmente
después de una o más etapas de purificación adicionales, se
recircula como disolvente a la reacción de epoxidación. Así, la
presente invención también se refiere a un método como el descrito
anteriormente en el que se ejecuta un procedimiento integrado
tratando una mezcla que contiene metanol y agua separando el metanol
y el agua entre sí, y recirculando el agua separada, opcionalmente
después de una o más etapas de purificación adicionales,
preferiblemente sin etapas de purificación adicionales, a (ii), y
opcionalmente recirculando el metanol separado, opcionalmente
después de una o más etapas de purificación adicionales, como
disolvente a la reacción de epoxidación a partir de la cual resulta
la mezcla (M) introducida en (i).
De acuerdo con una realización aún más
preferida, no se introduce otro disolvente polar excepto el agua
como disolvente polar en (ii). De acuerdo con otra realización
preferida, no se usa propilenglicol como disolvente polar.
La realización preferida de acuerdo con la cual
se usa agua y no propilenglicol como disolvente polar muestra,
entro otras, las ventajas de que el agua está disponible
económicamente en comparación con el propilenglicol y puede
descartarse sin tener impactos ecológicos perjudiciales. Por lo
tanto, en el caso de que se use propilenglicol como disolvente
polar, el tratamiento y la recirculación del propilenglicol son
necesarios para hacer el procedimiento ecológicamente y
económicamente eficaz. Sin embargo, el tratamiento incluye
necesariamente al menos un etapa de procesamiento adicional que es
superflua en el caso de que se use agua como disolvente polar.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención, el agua se introduce en la columna de
destilación extractiva aproximadamente 15 platos teóricos, más
preferiblemente aproximadamente 10 platos teóricos, por debajo del
extremo superior de la columna de destilación extractiva.
El agua puede introducirse en la columna como
líquido o como vapor o como líquido así como también vapor.
De acuerdo con una realización preferida, se usa
agua como disolvente polar y se introduce en la columna de
destilación extractiva como líquido y/o como vapor, más
preferiblemente como vapor. Aún más preferiblemente, el vapor
introducido en (ii) tiene una presión de no más de 2 bar, más
preferiblemente de no más de 1 bar, más preferiblemente no más de
900 mbar y de forma especialmente preferible no más de 800 bar.
En lo que se refiere a la cantidad de agua
introducida en la columna de destilación extractiva de acuerdo con
(ii), el agua se introduce en una cantidad de no más de 2 por ciento
en peso, basado en el peso de la mezcla (M). Más preferiblemente,
el agua se introduce en una cantidad de no más de 1,8, más
preferiblemente no más de 1,6, más preferiblemente no más de 1,4,
más preferiblemente no más de 1,2 y aún más preferiblemente no más
de 1 por ciento en peso basado en el peso de la mezcla (M). Se
prefieren más cantidades de agua de al menos 0,2, más
preferiblemente al menos 0,25, más preferiblemente al menos 0,3 y
aún más preferiblemente al menos 0,4 por ciento en peso, basado en
el peso de la mezcla (M). Por lo tanto, intervalos preferidos son,
por ejemplo, de 0,2 a 2, más preferiblemente de 0,3 a 1,6, más
preferiblemente de 0,4 a 1,2 y aún más preferiblemente de 0,45 a 1
por ciento en peso, basado en el peso de la mezcla (M).
Por lo tanto, la presente invención también
proporciona un método para separar óxido de propileno de una mezcla
(M), según se describe anteriormente, en el que en (ii) se introduce
agua, preferiblemente como vapor a una presión de preferiblemente
no más de 2 bar, en una cantidad de 0,45 a 1 por ciento en peso,
basado en el peso de la mezcla (M).
Relaciones másicas preferidas de óxido de
propileno comprendido en (M):disolvente de extracción añadido en
(ii) son de 0,6:1 a 70:1, más preferiblemente de 1:1 a 20:1 y de
forma especialmente preferible de 3:1 a 8:1, tales como, por
ejemplo, de 4:1 a 7:1 o de 5:1 a 7:1 o de 6:1 a 7:1.
La destilación en (iii) se lleva a cabo a una
temperatura del fondo de 40 a 70ºC a una presión en el intervalo de
300 a 750 mbar. Otros intervalos preferidos de la presión a la que
se lleva a cabo la destilación son de 300 a 700, más
preferiblemente de 300 a 650, más preferiblemente de 300 a 600, más
preferiblemente de 300 a 550 y aún más preferiblemente de 300 a 500
mbar, o de 350 a 750, más preferiblemente de 400 a 750, más
preferiblemente de 450 a 750, más preferiblemente de 450 a 700, más
preferiblemente de 450 a 650, más preferiblemente de 450 a 600, más
preferiblemente de 450 a 550 y de forma especialmente preferible de
450 a 500 mbar.
Por lo tanto, la presente invención también
proporciona un método para separar óxido de propileno de una mezcla
(M) según se describe anteriormente, en el que en (iii), la
destilación se lleva a cabo a una presión de 300 a 500 mbar, en
particular de 450 a 500 mbar.
El término "presión a la que se lleva a cabo
la destilación", según se usa en el contexto de la presente
invención, se refiere a la presión en la parte superior de la
columna en la que se lleva a cabo la destilación.
Temperaturas del fondo especialmente preferidas
de la destilación extractiva son, por ejemplo, de 40 a 70ºC o de 40
a 65ºC o de 40 a 60ºC o de 45 a 70ºC o de 45 a 65ºC o de 45 a 60ºC o
de 50 a 70ºC o de 50 a 65ºC o de 50 a 60ºC.
Combinaciones especialmente preferidas de
intervalos de presión e intervalos de temperatura del fondo son,
por ejemplo, de 300 a 750 mbar y de 40 a 70ºC o de 300 a 500 mbar y
de 40 a 60ºC o de 450 a 500 mbar y de 50 a 60ºC.
Por lo tanto, la presente invención también
proporciona un método para separar óxido de propileno de una mezcla
(M) según se describe anteriormente, en el que, en (iii), la
destilación se lleva a cabo a una presión de 300 a 500 mbar y a una
temperatura de 40 a 60ºC, más preferiblemente a un presión de 450 a
500 mbar y a una temperatura de 50 a 60ºC.
Por lo tanto, la presente invención proporciona
un método para separar óxido de propileno de una mezcla (M)
mediante destilación extractiva, preferiblemente usando agua como
disolvente de extracción en una cantidad de no más de 2 por ciento
en peso basado en el peso de (M), en el que la destilación
extractiva se lleva a cabo a bajas presiones de 750 mbar e
inferiores, preferiblemente de 300 a 750 mbar, más preferiblemente
de 300 a 500 mbar y de forma especialmente preferible de 450 a 500
mbar, y simultáneamente a bajas temperaturas de 70ºC e inferiores,
preferiblemente de 40 a 70ºC, más preferiblemente de 40 a 60ºC y aún
más preferiblemente de 50 a 60ºC, tal como a aproximadamente 51,
52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 ó 59ºC.
Como columna de destilación extractiva,
esencialmente es posible usar cualquier columna. Se da preferencia
particular a una columna de destilación configurada como una columna
de relleno, más preferiblemente una columna de relleno que contiene
un relleno ordenado. Tal columna de relleno tiene una alta eficacia
de separación por metro de relleno y solamente presenta una caída
de presión muy baja. Aunque el relleno ordenado mencionado puede
ser esencialmente de cualquier tipo, se da preferencia a un relleno
que tiene una superficie específica en el intervalo de 100 a 750
m^{2}/m^{3}. Es posible usar relleno metálico en láminas, por
ejemplo de Montz (tipo B1 100 a B1 500) o de Sulzer ChemTech
(Mellapak 125 a Mellapak 750), o relleno en malla de Montz (tipo A3
500 a A3 750) o de Sulzer ChemTech (tipo BX o CY). La unidad
m^{2}/m^{3} se refiere a la superficie específica geométrica
del material que forma el relleno por metro cúbico de relleno.
De acuerdo con la presente invención, la
fracción de óxido de propileno separada del metanol y el agua se
destila preferiblemente por la parte alta.
La fracción de óxido de propileno destilada por
la parte alta en (iii) comprende preferiblemente al menos 99,0,
más preferiblemente al menos 99,5, más preferiblemente al menos 99,6
y aún más preferiblemente al menos 99,7 por ciento en peso de óxido
de propileno, basado en el peso total de la fracción de óxido de
propileno.
La fracción de óxido de propileno destilada por
la parte alta en (iii) comprende preferiblemente no más de 500 ppm,
más preferiblemente no más de 200 ppm, más preferiblemente no más de
100 ppm, más preferiblemente no más de 50 ppm, más preferiblemente
no más de 20 ppm y aún más preferiblemente no más de 10 ppm de
metanol, basado en el peso total de la fracción de óxido de
propileno.
La fracción de óxido de propileno destilada por
la parte alta en (iii) comprende preferiblemente no más de 200 ppm,
más preferiblemente no más de 100 ppm, más preferiblemente no más de
50 ppm, más preferiblemente no más de 25 ppm y aún más
preferiblemente no más de 20 ppm de agua, basado en el peso total de
la fracción de óxido de propileno.
La fracción de óxido de propileno destilada por
la parte alta en (iii) comprende preferiblemente no más de 0,5, más
preferiblemente no más de 0,3 y aún más preferiblemente no más de
0,25 por ciento en peso de propeno y propano, basado en el peso
total de la fracción de óxido de propileno.
A las condiciones de destilación extractiva de
acuerdo con la presente invención, la fracción de alto punto de
ebullición en el fondo de la columna comprende, además de agua y
metanol, no más de 100 ppm, preferiblemente no más de 75 y de forma
especialmente preferible no más de 50 ppm de óxido de propileno,
basado en el peso de la fracción de alto punto de ebullición.
A las condiciones de destilación extractiva de
acuerdo con la presente invención en las que no se usa
propilenglicol sino agua como disolvente de extracción polar en
(ii), la fracción de alto punto de ebullición comprende, además de
agua y metanol, no más de 1, preferiblemente no más de 0,5 y de
forma especialmente preferible no más de 0,2 por ciento en peso de
propilenglicol, basado en el peso de la fracción de alto punto de
ebullición.
De acuerdo con la presente invención, la
fracción de óxido de propileno destilada por la parte alta en (iii)
se somete a reflujo parcialmente en la columna de destilación
extractiva. La relación másica de reflujo:destilado es menor de o
igual a 4, tal como aproximadamente 3,5 o aproximadamente 3,6 o
aproximadamente 3,7 o aproximadamente 3,8 o aproximadamente 3,9 ó
4.
Por lo tanto, la presente invención también
proporciona un método para separar óxido de propileno de una mezcla
(M) según se describe anteriormente, en el que el destilado obtenido
por la parte alta procedente de (iii) se somete a reflujo
parcialmente en dicha columna de destilación extractiva y en el que
la relación de reflujo a destilado es menor de o igual a 4.
\newpage
Así, el procedimiento de destilación extractiva
de la presente invención combina las ventajas de bajas presiones de
destilación, bajas temperaturas de destilación y, simultáneamente,
una baja relación de reflujo:destilado.
La fracción de óxido de propileno destilada por
la parte alta puede usarse como tal o someterse a al menos una
etapa de tratamiento adicional en el caso de que el contenido de
esta fracción con respecto a compuestos tales como propeno,
propano, y/o acetaldehído sea demasiado alto para el propósito para
el que está destinado el óxido de propileno. Tal tratamiento puede
comprender, por ejemplo, una destilación fraccionada en la que los
compuestos de bajo punto de ebullición se retiran por la parte alta
y una fracción de óxido de propileno purificada se retira como
corriente de fondo o como corriente lateral. Subsiguientemente, si
es necesario, esta corriente de fondo puede someterse a al menos un
procedimiento de purificación adicional.
La corriente de fondo retirada de la columna de
destilación extractiva en (iii) puede usarse como tal o después de
al menos una etapa de tratamiento en al menos otro procedimiento o
puede recircularse en el método de la presente invención. De
acuerdo con una realización preferida de la presente invención, la
corriente de fondo se trata en una, dos o más etapas para dar una
mezcla que comprende al menos 97 por ciento en peso de metanol, no
más de 2 por ciento en peso de agua y no más de 50 ppm de
acetaldehído, basado en el peso total de dicha mezcla, y el metanol
así purificado se recircula en el método de la presente invención,
preferiblemente como disolvente para la reacción de epoxidación de
la que resulta la mezcla (M).
El agua usada en (ii) como disolvente de
extracción puede separarse adecuadamente de la corriente de fondo y
recircularse en el método de la presente invención, preferiblemente
como disolvente polar en (ii). Una ventaja adicional del método de
la presente invención de acuerdo con el cual se usa agua como
disolvente polar es que el tratamiento de la corriente de fondo
obtenida en (iii) a fin de obtener el disolvente polar purificado
que ha de recircularse en (ii) no es necesario ya que el agua está
disponible económicamente, al contrario que, por ejemplo, el
propilenglicol descrito en US 5.849.938 como disolvente de
extracción preferido.
De acuerdo con esto, la presente invención
proporciona un método para preparar óxido de propileno,
comprendiendo dicha reacción hacer reaccionar propeno con un
hidroperóxido, preferiblemente peróxido de hidrógeno, en metanol
como disolvente y preferiblemente en presencia de un catalizador de
silicalita de titanio de lecho fijo, dando como resultado dicha
reacción una mezcla que comprende óxido de propileno, metanol, agua,
propeno sin reaccionar y opcionalmente propano, tratándose dicha
mezcla para retirar de forma esencialmente completa el propeno sin
reaccionar, para dar una mezcla (M) que comprende 15 por ciento en
peso de óxido de propileno, de 50 a 85 por ciento en peso de
metanol y de 10 a 25 por ciento en peso de agua, comprendiendo dicho
método
- (i)
- introducir dicha mezcla (M) en una columna de destilación extractiva;
- (ii)
- introducir adicionalmente agua, más preferiblemente agua como vapor, en donde el vapor se introduce a una presión de no más de 2 bar, preferiblemente no más de 1 bar, más preferiblemente no más de 900 mbar y de forma especialmente preferible no más de 800 mbar, en dicha columna de destilación extractiva en una cantidad de no más de 2, preferiblemente de 0,45 a 1 por ciento en peso de la mezcla (M);
- (iii)
- destilar óxido de propileno por la parte alta de dicha columna de destilación extractiva como corriente superior a una presión de 300 a 750, más preferiblemente de 300 a 500, de forma especialmente preferible de 450 a 500 mbar, y una temperatura del fondo de 40 a 70ºC, preferiblemente de 40 a 60ºC y de forma especialmente preferible de 50 a 60ºC;
- (iv)
- retirar una corriente de fondo de dicha columna de destilación extractiva, comprendiendo dicha corriente de fondo 100 ppm de óxido de propileno o menos, preferiblemente 75 ppm de óxido de propileno o menos, de forma especialmente preferible 50 ppm de óxido de propileno o menos, basado en el peso total de la corriente de fondo, y retirar una corriente superior de dicha columna de destilación, comprendiendo dicha corriente superior 500 ppm de metanol o menos, preferiblemente 200 ppm de metanol o menos, más preferiblemente 100 ppm de metanol o menos, más preferiblemente 50 ppm de metanol o menos, más preferiblemente 20 ppm de metanol o menos y de forma especialmente preferible 10 ppm de metanol o menos, basado en el peso total de la corriente superior; y
- (v)
- opcionalmente, recircular al menos parcialmente el metanol comprendido en la corriente de fondo de (iv) como disolvente a la reacción en la que el propeno se hace reaccionar con el hidroperóxido
Los ejemplos y las figuras siguientes se usan
para ilustrar la presente invención y no pretenden ser
limitativos.
La Fig. 1 muestra una realización preferida de
acuerdo con la invención. Una mezcla (M) y un disolvente (1) de
extracción se introducen en una columna (K200) de destilación
extractiva (etapas (i) y (iii)). El óxido de propileno se destila
por la parte alta desde (K200) como corriente superior (etapa
(iii)). Un intercambiador (W230) de calor se usa para condensar la
corriente superior de la columna de destilación extractiva (K200).
Como agente (3) refrigerante usado en el intercambiador (W230) de
calor, se emplean agua enfriada y agua de refrigeración,
respectivamente. Para calentar el hervidor de la columna (K200), se
emplea un intercambiador (W200) de calor, y se usa una corriente
(2) de baja presión como fuente de calentamiento. El intercambiador
(W220) de calor se usa para precalentar la mezcla (M) antes de que
se introduzca en la columna (K200).
La Fig. 2 muestra una realización en la que no
se usa disolvente polar para la destilación. Una mezcla (M) se
introduce en una columna (K100) de destilación. Se destila óxido de
propileno por la parte alta de (K100) como corriente superior que
se comprime en un compresor (C100) eléctrico, y la corriente de
vapor comprimida se condensa en un intercambiador (W100) de calor
en el que al menos parte del calor de condensación se transfiere a
un hervidor empleado en la columna (K100) de destilación extractiva.
El intercambiador (W110) de calor que se muestra en la Fig. 2
solamente se usa para iniciar el procedimiento de destilación, es
decir, durante un procedimiento de destilación continua este
intercambiador (W110) de calor no se usa. La corriente refrigerada
y condensada que abandona el intercambiador (W100) de calor se
divide a continuación, y parte de la corriente se hace pasar a un
primer intercambiador (W130) de calor. La corriente refrigerada que
abandona el intercambiador (W130) de calor se hace pasar a
continuación a un segundo intercambiador (W140) de calor en el que
la corriente se refrigera adicionalmente y finalmente se recircula
como reflujo a la parte superior de la columna (K100). Si se
necesita y/o desea, parte de la energía almacenada en la corriente
de fondo de la columna de destilación puede usarse en un
intercambiador (W120) de calor adicional en el que la mezcla (M) se
calienta o precalienta antes de que se introduzca en la columna
(K100).
La Fig. 3 muestra otra realización en la que no
se usa disolvente polar para la destilación. En contraste con el
procedimiento representado en la Fig. 2, el procedimiento de acuerdo
con la Fig. 3 comprende un intercambiador (W101) de calor
adicional. Dependiendo de la cantidad de energía que se retire de la
corriente de vapor comprimida y se transfiera a un hervidor
empleado en la columna (K100) de destilación, podría ser necesario
dividir la corriente de vapor comprimida, y hacer pasar una parte
de la corriente al intercambiador (W100) de calor y una parte al
intercambiador (W101) de calor.
\vskip1.000000\baselineskip
Una corriente, la salida de una unidad de
epoxidación de la que se separaban casi todos los componentes de
bajo punto de ebullición, se somete a diferentes unidades de
separación de PO/MeOH (ejemplos 1 a 3). En todos los ejemplos, esta
corriente tiene la composición de acuerdo con la tabla 1:
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento del ejemplo 1 se lleva a cabo
en una unidad de aparatos como la mostrada en la Fig. 1. En la Fig.
1, se muestra un intercambiador (W230) de calor en el que la
corriente superior de una columna (K200) de destilación extractiva
se refrigera usando agua enfriada y agua de refrigeración,
respectivamente. Para calentar el hervidor de la columna, se emplea
un intercambiador (W200) de calor, y se usa una corriente (2) a
baja presión como fuente de calentamiento. El intercambiador (W220)
de calor se usa para precalentar la mezcla (M), es decir, la
alimentación de acuerdo con la tabla 1, antes de que se introduzca
en la columna (K200).
La corriente descrita anteriormente (tabla 1) se
alimenta a una torre (K200) de destilación extractiva que contiene
80 fases teóricas. Una corriente (2) de baja presión se usa para
calentar el hervidor de la columna a través del intercambiador
(W200) de calor. El condensador (W230) se hace funcionar con agua
(3) enfriada, que se prepara en una unidad para agua enfriada (no
mostrada en la Fig. 1). La columna (K200) se hace funcionar a vacío
a 500 mbar, y se usa agua como disolvente (1) de extracción. Los
puntos de alimentación son como siguen: la corriente de
alimentación de la columna se alimenta en la fase 45 desde la parte
superior de la columna, el agua como agente de extracción se
alimenta en la fase 12 desde la parte superior de la columna, a un
caudal de 52% con respecto al óxido de propileno contenido en la
corriente de alimentación. Óxido de propileno purificado se toma de
la parte superior de la torre. La torre se hace funcionar a una
relación de reflujo másico (reflujo:destilado) de 3,9. La corriente
de óxido de propileno superior contiene, además de compuestos de
bajo punto de ebullición, 10 ppm de MeOH y 55 ppm de agua. La
corriente de fondo contiene 50 ppm de óxido de propileno, MeOH, agua
y todos los otros compuestos de alto punto de ebullición.
\vskip1.000000\baselineskip
Los procedimientos del ejemplo 2 se llevan a
cabo en una unidad de aparatos como la mostrada en la Fig. 1. En la
Fig. 1, se muestra un intercambiador (W230) de calor en el que la
corriente superior de una columna (K200) de destilación extractiva
se refrigera usando agua enfriada y agua de refrigeración,
respectivamente. Para calentar el hervidor de la columna, se emplea
un intercambiador (W200) de calor, y se usa una corriente (2) a
baja presión como fuente de calentamiento. El intercambiador (W220)
de calor se usa para precalentar la mezcla (M), es decir, la
alimentación de acuerdo con la tabla 1, antes de que se introduzca
en la columna (K200).
- (a)
- La corriente descrita anteriormente (tabla 1) se alimenta a una torre (K200) de destilación extractiva que contiene 80 fases teóricas. La columna (K200) se hace funcionar a una presión de 2 bar. Se usa agua como disolvente (1) de extracción. Se usa una corriente a baja presión como una fuente externa de calentamiento para calentar el hervidor de la columna. El condensador (W230) se hace funcionar con agua de la torre de refrigeración. El régimen del hervidor es 31,5 MW, el régimen del condensador 30,2 MW. Los puntos de alimentación son como siguen: la corriente de alimentación de la columna se alimenta en la fase 50 desde la parte superior de la columna, el agua como agente de extracción se alimenta en la fase 12 desde la parte superior de la columna, a un caudal de 10,4% con respecto al óxido de propileno contenido en la corriente de alimentación. La torre se hace funcionar a una relación de reflujo másico (reflujo:destilado) de 6,1. Óxido de propileno purificado se toma de la parte superior de la torre. La corriente de óxido de propileno superior contiene, además de compuestos de bajo punto de ebullición, 10 ppm de MeOH y 1.500 ppm de agua. La corriente de fondo contiene 50 ppm de óxido de propileno, MeOH, agua y todos los otros compuestos de alto punto de ebullición.
- (b)
- La corriente descrita anteriormente (tabla 1) se alimenta a una torre (K200) de destilación extractiva que contiene 80 fases teóricas. La columna (K200) se hace funcionar a una presión de 2 bar. Se usa propilenglicol como disolvente (1) de extracción. Se usa una corriente a baja presión como una fuente externa de calentamiento para calentar el hervidor de la columna. El condensador (W230) se hace funcionar con agua de la torre de refrigeración. El régimen del hervidor es 36,5 MW, el régimen del condensador 34,5 MW. Los puntos de alimentación son como siguen: la corriente de alimentación de la columna se alimenta en la fase 60 desde la parte superior de la columna, el propilenglicol como agente de extracción se alimenta en la fase 2 desde la parte superior de la columna, a un caudal de 30% con respecto al óxido de propileno contenido en la corriente de alimentación. La torre se hace funcionar a una relación de reflujo másico (reflujo:destilado) de 7,3. Óxido de propileno purificado se toma de la parte superior de la torre. La corriente de óxido de propileno superior contiene, además de compuestos de bajo punto de ebullición, 10 ppm de MeOH. La corriente de fondo contiene 50 ppm de óxido de propileno, MeOH, agua, el propilenglicol añadido y todos los otros compuestos de alto punto de ebullición.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento del ejemplo 3 se lleva a cabo
en una unidad de aparatos como la mostrada en la Fig. 3.
La corriente descrita anteriormente (tabla 1) se
alimenta a una torre (K100) de destilación que contiene 80 fases
teóricas, equipada con un compresor (C100) para comprimir la
corriente de salida de vapor superior de la parte superior de la
columna. Esta corriente se usa como una fuente de calentamiento para
el hervidor de la columna de destilación. La columna se hace
funcionar a vacío a 500 mbar. No se usa disolvente de extracción.
El punto de alimentación de la corriente de alimentación está en la
fase 68 desde la parte superior de la columna. Se toma óxido de
propileno purificado en la parte superior de la torre. La torre se
hace funcionar a una relación de reflujo másico (reflujo:destilado)
de 9,4. El régimen del hervidor es 49,5 MW. La corriente superior
de óxido de propileno contiene, además de los compuestos ligeros, 10
ppm de MaCH. La corriente de fondo contiene 50 ppm de óxido de
propileno, MeOH, agua y todos los otros compuestos pesados.
\newpage
La siguiente tabla 2 da una visión general de
los ejemplos descritos:
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 2
(continuación)
Claims (6)
1. un método para separar óxido de propileno de
una mezcla (M) que comprende de 5 a 15 por ciento en peso de óxido
de propileno y de 50 a 85 por ciento en peso de metanol y que
comprende adicionalmente de 10 a 25 por ciento en peso de agua,
comprendiendo dicho método
- (i)
- introducir dicha mezcla (M) en una columna de destilación extractiva;
- (ii)
- introducir adicionalmente agua en dicha columna de destilación extractiva en una cantidad de 2 por ciento en peso de la mezcla (M) o menos,
- (iii)
- destilar óxido de propileno por la parte alta de dicha columna de destilación extractiva a una temperatura del fondo de 40 a 70ºC y a una presión de 300 a 750 mbar, en donde el destilado obtenido por la parte alta procedente de (iii) se somete parcialmente a reflujo en dicha columna de destilación extractiva y en donde la relación de reflujo a destilado es menor de o igual a 4.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que dicha columna de destilación extractiva tiene hasta 80
platos teóricos.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que el agua se introduce como vapor a una presión de no más de
2 bar.
4. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, en el que la corriente superior
destilada por la parte alta comprende 100 ppm de metanol o
menos.
5. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, en el que la corriente de fondo
retirada de dicha columna de destilación extractiva tiene un
contenido de óxido de propileno de 100 ppm o menos.
6. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 5, en el que la mezcla (M) se forma
haciendo reaccionar propeno con peróxido de hidrógeno en metanol
como disolvente y en presencia de un catalizador de lecho fijo de
zeolita de titanio.
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