MX2012010496A - Proceso para la conversion de compuesto nitro aromatico en aminas. - Google Patents
Proceso para la conversion de compuesto nitro aromatico en aminas.Info
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Abstract
Un proceso para la hidrogenación de un compuesto nitro aromático de acuerdo con la invención comprende: proporcionar una corriente de gas hidrógeno y una corriente de compuesto nitro aromático líquido; proporcionar un reactor catalítico de lecho fijo que tiene un lado de entrada y un lado de salida; alimentar al lado de entrada, la corriente de gas hidrógeno y la corriente de compuesto nitro aromático líquido; convertir el gas hidrógeno y el compuesto nitro aromático en una amina aromática, proporcionando con ello un efluente del reactor que comprende la amina aromática y agua; evacuar el efluente del reactor desde el reactor en el lado de salida del reactor; en donde un solvente inerte o agua se alimenta al lado de entrada del reactor en una relación molar de moles de solvente inerte o agua a moles de hidrógeno que es mayor de 1.
Description
PROCESO PARA LA CONVERSIÓN DE COMPUESTO NITRO AROMÁTICO EN
AMINAS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a procesos para la conversión de compuestos nitro aromáticos en aminas aromáticas, tales como nitrobenceno en anilina. La invención se refiere además a las aminas aromáticas, tales como anilina, obtenible y obtenida mediante estos procesos.
Los procesos para la hidrogenación de un compuesto nitro aromático, que proporcionan una amina correspondiente son bien conocidos. Tales procesos comprenden típicamente:
- proporcionar una corriente de gas hidrógeno y una corriente de compuesto nitro aromático líquido;
proporcionar un reactor catalítico de lecho fijo que tiene un lado de entrada y un lado de salida;
- proporcionar al lado de entrada, la corriente de gas hidrógeno y la corriente de compuesto nitro aromático líquido;
hacer reaccionar el gas hidrógeno y el compuesto nitro aromático para proporcionar un efluente del reactor que comprende la correspondiente amina aromática y agua ;
evacuar el efluente del reactor desde el reactor en el lado de salida del reactor.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Un objetivo de la presente invención es reducir la cantidad de subproductos en el compuesto nitro aromático hidrogenado, es decir, la amina aromática correspondiente, en el efluente del reactor, los subproductos son compuestos que tienen anillos hidrogenados procedentes de los anillos aromáticos en el compuesto nitro. El proceso de acuerdo con la presente invención puede tener un rendimiento económicamente viable de conversión de compuesto nitro aromático en la correspondiente amina aromática.
El objetivo anterior se logra mediante procesos de acuerdo con la presente invención.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un proceso para la hidrogenación de un compuesto nitro aromático, el proceso comprende los pasos de:
- proporcionar una corriente de gas hidrógeno y una corriente de compuesto nitro aromático líquido;
- proporcionar un reactor catalítico de lecho fijo que tiene un lado de entrada y un lado de salida;
- alimentar al lado de entrada, la corriente de gas hidrógeno y la corriente de compuesto nitro aromático líquido;
- convertir el gas hidrógeno y el compuesto nitro aromático en una amina aromática, proporcionando con ello un efluente del reactor que comprende agua y la amina aromática;
evacuar el efluente del reactor desde el reactor en el lado de salida del reactor.
un solvente inerte o agua se alimenta al lado de la entrada del reactor de tal manera que la relación molar de moles de solvente inerte o agua a moles de hidrógeno es mayor de 1.
El compuesto nitro aromático hidrogenado resultante es un compuesto de amina primaria aromática, la o las aminas primarias resultantes de la hidrogenación del o de los grupos nitro.
De acuerdo con algunas modalidades, la relación molar de moles de solvente inerte o agua a moles de hidrógeno puede estar en el intervalo de 1.5 a 7.5.
La relación molar más preferida de moles de solvente inerte o agua a moles de hidrógeno puede estar en el intervalo de 2 a 5, tal como 2 a 4, por ejemplo 3.
El proceso de acuerdo con la invención conduce a la provisión de un efluente del reactor, también conocida como mezcla de reacción, que comprende un compuesto de amina primaria aromática y agua, junto con una cantidad reducida de subproductos que tienen grupos resultantes de la hidrogenación de los grupos aromáticos. El proceso se puede ejecutar proporcionando un rendimiento de producción industrialmente aceptable.
Sin desear estar ligado por ninguna teoría, en caso de que un solvente inerte o agua se alimente al lado de entrada del reactor en una relación molar de moles de solvente inerte o moles de agua a moles de hidrógeno de más de uno, y preferentemente en los intervalos establecidos anteriormente, se cree que esta alimentación de solvente inerte o agua influye en la diferencia de presión parcial de hidrógeno entre el lado de entrada y el lado de salida, la presión parcial de hidrógeno en el lado de entrada es mayor que la presión parcial de hidrógeno en el lado de salida. Se cree que este efecto, en particular utilizando la relación en los intervalos preferidos, da por resultado el efecto de la reducción de impurezas sobrehidrogenadas en el efluente del reactor. Por otro lado, la alimentación de demasiado solvente inerte o agua puede realizar una pérdida en la salida de amina, es decir, un rendimiento de conversiones reducidas y puede causar una disminución en la eficiencia del catalizador.
El término "presión parcial" de un gas o vapor es bien conocido en la técnica. Esto significa, para un gas o vapor presente en un volumen real o imaginario a una temperatura dada, la presión que el gas o vapor tendría si solo ocuparía este volumen a esta temperatura. En el contexto de esta invención, la presión parcial de hidrógeno, es decir, la presión parcial de hidrógeno, en un punto en el reactor se refiere a la presión que el hidrógeno tendría en un volumen infinitesimal que abarca ese punto en el reactor, si el hidrógeno solo ocupara este volumen infinitesimal en la presente temperatura en ese punto. En el proceso de hidrogenación de acuerdo con la invención, se usa típicamente un exceso de hidrógeno. La relación molar de moles de hidrógeno (H2) a "A" veces las moles del compuesto nitro aromático, "A" es tres veces el núméro de grupos nitro por molécula del compuesto nitro aromático, preferentemente oscila desde 3.15 hasta 3.6. En otras palabras, la alimentación de hidrógeno se ejecuta preferentemente en el intervalo con 5 al 30% de moles por encima del requisito estequiométrico para que reaccionen todos los grupos nitro en grupos amino primario. Variar la alimentación de hidrógeno puede ayudar a controlar aún más la relación molar de moles de agua o solvente inerte a moles de hidrógeno.
Sin desear estar ligado por ninguna teoría, se cree que la mayor presión parcial de hidrógeno en el lado de entrada del reactor, en donde el hidrógeno y el compuesto nitro aromático, por ejemplo nitrobenceno se ponen en contacto, provoca la reacción de hidrogenación para despegar rápidamente, iniciando una alta conversión de los grupos nitro en grupos amino primaria, por ejemplo conversión de nitrobenceno en anilina, mientras que la menor presión de hidrógeno parcial en el lado de salida del reactor disminuye la formación del subproductos.
Mediante el control cuidadoso de la alimentación de agua o solvente inerte en el lado de entrada del reactor, se puede lograr una selectividad de grupos nitro (en la alimentación) a las aminas (en el efluente del reactor) , por ejemplo selectividad de nitrobenceno a anilina, del 99.8%, con una tasa de conversión de grupos nitro, por ejemplo nitrobenceno, del 99.998%.
La tasa de conversión es la tasa de moles de cualquier compuesto nitro aromático convertido sobre la tasa de moles de compuesto nitro aromático alimentado, expresada como porcentaje.
La selectividad es la tasa de moles del producto amina objeto en el efluente del reactor sobre la tasa de moles del compuesto nitro aromático alimentado, expresada como un porcentaje.
Puede persistir una posibilidad de reacción incompleta del compuesto nitro aromático, por ejemplo nitrobenceno, a medida que pasa a través del reactor de lecho fijo, debido a, por ejemplo la canalización de gas o líquido, o ambos. Bajo tales circunstancias, la concentración de compuesto nitro aromático, por ejemplo nitrobenceno, que sale del lecho del catalizador puede alcanzar varios miles de ppm de compuesto nitro aromático, por ejemplo nitrobenceno. Este compuesto nitro aromático residual, por ejemplo nitrobenceno, se puede eliminar eficientemente del producto amina, por ejemplo producto de anilina, mediante el uso de un dispositivo de pulido en linea. Este pulidor toma el producto amina, por ejemplo el producto anilina, en 200 a 230°C y 30 a 40 barg desde la salida del enfriador del reactor.
El hidrógeno se puede añadir a este pulidor para ayudar a la conversión. El pulidor puede también utilizar un catalizador de composición similar a la del catalizador en el reactor principal, de lecho fijo para la hidrogenación del compuesto nitro aromático. Un tiempo de residencia de 30 segundos a 2 minutos es adecuado para la conversión del compuesto nitro aromático residual, por ejemplo nitrobenceno.
Para reducir o incluso evitar la canalización de gas, liquido o ambos en el reactor principal, es posible dividir el lecho del reactor de lecho fijo en varias secciones de lecho, en donde se redistribuye el gas y el liquido de cada lecho. Esto puede hacerse utilizando un dispositivo de redistribución mecánica tal como una bandeja de tapón de burbuja, o elevadores de tubería simples.
Al controlar la cantidad de solvente inerte o agua, opcionalmente agua reciclada del efluente del reactor, que se alimenta en el lado de entrada del reactor, junto con el compuesto nitro aromático y el hidrógeno, en el intervalo molar especificado, se puede controlar la presión parcial de hidrógeno. El agua o solvente se evaporará gradualmente durante su paso a través del reactor, y como tal incrementa gradualmente su contribución a la presión por todo el reactor, reduciendo asi posiblemente pero por lo menos influyendo en la presión parcial del hidrógeno.
Adicionalmente, la diferencia de presión parcial de hidrógeno puede ser mantenida y controlada en un grado aún mayor por el establecimiento y opcionalmente el ajuste de un perfil de temperatura a través del reactor. Preferentemente, en el lado de entrada y en la región inmediatamente después del lado de entrada, se proporciona una temperatura en el intervalo de 160°C y 200°C. Preferentemente, en el lado de salida y la región que precede inmediatamente al lado de salida, se proporciona una temperatura en el intervalo de 240°C a 280°C. Por lo tanto preferentemente se proporciona una diferencia de temperatura entre 40°C y 100°C sobre el reactor. La presión en el lado de entrada, el lado de salida y en todo el reactor puede mantenerse sustancialmente constante, y preferentemente dentro del intervalo de 30 a 40 barg. La caída de presión entre la entrada y la salida puede ser desde 0.2 hasta 4 barg.
El término "barg" se entiende como la presión, expresada en bar, por encima de la presión atmosférica.
Alternativamente o adicionalmente, la diferencia de presión parcial de hidrógeno puede ser controlada además por el establecimiento y opcionalmente el ajuste de la presión o un perfil de presión sobre el reactor.
El compuesto nitro aromático puede ser nitrobenceno, nitro-tolueno, 2-nitro-m-xileno, 4-nitro-m-xileno, nitronaftaleno o dinitrotolueno, o combinaciones de los mismos.
Preferentemente se agrega agua, ya sea como agua dulce, como el agua obtenida mediante extracción por ejemplo del efluente del reactor, o agua como parte del efluente del reactor reciclado mismo. Preferentemente, el agua se suministra al lado de entrada del reactor mediante el reciclado de una corriente de efluente del reactor hacia el lado de entrada (opcionalmente después de la desgasificación y eliminación parcial del componente amina aromática) , de tal modo que la relación molar de moles de hidrógeno y moles de agua está dentro el intervalo especificado. El agua puede ser recuperada del efluente del reactor líquido y/o de la mezcla gaseosa después de la desgasificación del efluente del reactor.
En caso de que se utilice solvente inerte, el solvente inerte puede ser un solvente que es en fase liquida en el lado de entrada del reactor bajo las condiciones del proceso en el lado de entrada, pero que se evapora, parcial o totalmente, durante la transferencia a través del reactor. El solvente inerte puede ser recuperado del líquido efluente del reactor y/o de la mezcla gaseosa después de la desgasificación del efluente del reactor.
De acuerdo con algunas modalidades, el compuesto nitro aromático puede ser dinitrotolueno . De acuerdo con algunas modalidades, el compuesto nitro aromático puede ser nitrobenceno .
Preferentemente, mediante el proceso de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención se proporciona anilina, por medio de la hidrogenación de nitrobenceno con hidrógeno.
Esta anilina se puede utilizar para proporcionar metilendianilina (MDA) haciendo reaccionar la anilina con formaldehído sobre un catalizador adecuado, típicamente HC1. Esta MDA puede entonces ser utilizada para proporcionar diisocianato de metilen-difenilo (MDI) mediante la conversión de los dos grupos amina en grupos isocianato, típicamente mediante la reacción del MDA con fosgeno. Este MDA puede ser utilizado para proporcionar Bis (aminociclohexil)metanos tal como bis (4-aminociclohexil ) metano (H12MDI) primero por hidrogenación del MDA con hidrógeno a H12MDA y, posteriormente, convirtiendo los dos grupos amino en grupos isocianato, típicamente mediante la reacción del Hi2MDA con fosgeno.
De acuerdo con algunas modalidades, parte del efluente del reactor puede ser reciclada al lado de entrada del reactor.
De acuerdo con algunas modalidades, al menos parte del agua del efluente del reactor puede ser reciclada al lado de entrada del reactor.
Antes de reciclar parte del agua o el solvente inerte desde el efluente del reactor, el agua o el solvente inerte se pueden separar por métodos generalmente conocidos (tales como por ejemplo, separación de fases de líquido-líquido, separación de fases gravitacional y/o centrífuga de líquido-líquido), desde el efluente del reactor.
En el caso de que se utilice agua para controlar la relación molar de agua a hidrógeno, el proceso puede comprender por lo tanto, la separación del efluente del reactor en una corriente orgánica y una corriente acuosa, la corriente acuosa comprende la mayor parte del agua del efluente del reactor, y posteriormente reciclar al menos parte de la corriente acuosa al lado de entrada para el reactor .
Adicionalmente o alternativamente, después de que el efluente del reactor ha dejado el reactor, el efluente del reactor puede ser desgasificado, separando el exceso de hidrógeno, anilina y el vapor de agua de un efluente liquido del reactor que comprende agua y anilina. El vapor de agua puede ser condensado y reciclado parcial o completamente al lado de entrada del reactor.
En una configuración preferida, el efluente del reactor se separa en una fase de vapor y una fase liquida.
La salida del reactor de lecho fijo es típicamente un producto líquido y un producto gaseoso. Opcionalmente, el producto líquido y el gas del reactor se enfrían/condensan por separado. El producto gaseoso, que tiene una mayor concentración de impurezas ligeras, y una menor concentración de impurezas pesadas que el producto total del reactor (es decir, la combinación de producto de reacción gaseoso y líquido) , puede convertirse en el producto principal del reactor, utilizado como producto para su posterior procesamiento. El compuesto nitro aromático hidrogenado obtenido puede ser sometido adicionalmente a procesos de purificación.
Una parte de la fase líquida puede ser purgada para evacuar las impurezas del proceso, mientras que otra parte de la fase líquida se puede utilizar para reciclar a la entrada del reactor, que es la fuente de agua añadida a la entrada del reactor de acuerdo con la invención. Opcionalmente, una parte de la fase liquida puede ser utilizada para evacuar compuesto nitro aromático hidrogenado menos puro del proceso.
Tal modo de operación es favorable cuando un reactor está produciendo bajas concentraciones de impurezas ligeras, y mayores concentraciones de impurezas pesadas.
Las impurezas pesadas preferentemente se retiran del sistema reactor por medio de una purga en la linea de reciclado del reactor que es típicamente de 0.1 a 0.3 veces la velocidad de flujo del producto.
Operar en este modo tiene una ventaja añadida con respecto a la conversión de nitrobenceno : Resulta que la fase de gas condensado de la reacción contiene concentraciones más bajas de nitrobenceno que el producto líquido del reactor. Esta fase de gas condensado puede ser utilizada como producto final y el nitrobenceno sin reaccionar principalmente se reciclará de nuevo en el reactor y dará otra oportunidad de reaccionar, aunque algo del nitrobenceno se escapará por medio del flujo de purga. La cantidad que se escapa dependerá de la velocidad de purga. El resultado neto global es la mayor conversión del producto nitrobenceno a anilina.
También, el hidrógeno recuperado puede reciclarse al lado de entrada del reactor, por ejemplo mediante la adición de este hidrógeno reciclado a la corriente de hidrógeno fresco antes o en el punto de entrada del hidrógeno.
El reciclaje del agua o solvente inerte desde el efluente del reactor, opcionalmente mediante el reciclaje de una parte del efluente del reactor, se puede realizar mediante la adición de esta agua reciclada o solvente inerte a la corriente del compuesto nitro aromático liquido .
Preferentemente, el reactor es operado adiabáticamente y a una presión igual en todo el reactor.
La hidrogenación se realiza utilizando un catalizador para catalizar la reacción de hidrogenación. Los catalizadores adecuados pueden comprender metales del grupo VIII de la Tabla Periódica de los Elementos (tales como níquel, platino o paladio) , por ejemplo paladio soportado sobre un soporte de alúmina. El catalizador puede comprender opcionalmente cantidades menores de hierro, plomo, vanadio, platino, bario u otros metales. Estos elementos adicionales típicamente pueden proporcionar todos juntos menos del 5% en peso, con base en el peso total del catalizador total.
El catalizador puede ser llevado por un portador de catalizador, tal como alúmina, sílice, dióxido de titanio u otro portador. El portador típicamente está en forma de barras o esferas o cualquier otra forma geométrica, por ejemplo esferas con diámetro de 1.58 mm a 3.17 mm (1/16 a 1/8 de pulgada). Alternativamente, el catalizador puede ser proporcionado en la forma de extruidos, disponibles en una pluralidad de formas, por ejemplo cilindros, trilóbulos y cuadrilóbulos y similares.
Una velocidad de flujo volumétrico típico de alimentación al volumen de catalizador puede estar en el intervalo de 0.2 a 2 hr"1, preferentemente en el intervalo de 0.5 a 1.5 hr"1.
Como todos los reactivos se alimentan en el lado de entrada del reactor, las corrientes de productos en el reactor forman la co-corriente . Esto significa que las corrientes, ya sean líquidas o gaseosas, fluyen a través del reactor en la misma dirección desde el lado de entrada hacia el lado de salida.
El reactor de lecho fijo es preferentemente un reactor de lecho percolador. El reactor puede funcionar adiabáticamente. El flujo en el reactor puede estar en dirección vertical, el lado de entrada y el lado de salida están situados sustancialmente uno encima del otro. De manera más preferida, se utiliza un flujo de arriba hacia abajo, en donde el lado de entrada se encuentra por encima del lado de salida. También es posible un flujo de abajo hacia arriba, en donde el lado de entrada está situado bajo el lado de salida.
Para controlar la presión parcial de hidrógeno a un mejor grado adicional, el reactor puede estar provisto con equipo de enfriamiento, tal como por ejemplo sistemas intercambiadores de calor de carcasa y tubo, placa y/o en espiral .
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una mezcla de un compuesto de amina primaria aromática y agua, la mezcla se obtiene mediante un proceso de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona una mezcla de un compuesto de amina primaria aromática y agua, obtenible mediante un proceso de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, se proporciona, la mezcla comprende además menos de 7500 ppm de compuestos que tienen grupos resultantes de la hidrogenación de los grupos aromáticos del compuesto amina primaria aromática.
Preferentemente, los compuestos que tienen grupos resultantes de la hidrogenación de los grupos aromáticos del compuesto de amina primaria aromática están presentes en una cantidad de menos de 5000 ppm, tal como en el intervalo de 100 ppm a 5000 ppm.
En lo anterior, el término ppm se refiere al peso total del componente sobre el peso total de la mezcla.
La mezcla obtenible u obtenida de acuerdo con la presente invención, tiene la ventaja de que no requiere una purificación adicional de la mezcla antes de utilizar la mezcla en un proceso para producir isocianatos.
En particular, en caso de que el compuesto de amina primaria aromática sea la anilina, no se requiere purificación de la mezcla cuando la mezcla se utiliza para convertir la anilina en metil-difenil-diamina (MDA) , que a su vez es un precursor en la producción de diisocianato de metil-difenilo (MDI) .
Las reivindicaciones independientes y dependientes establecen rasgos particulares y preferidos de la invención. Los rasgos de las reivindicaciones dependientes se pueden combinar con los rasgos de las reivindicaciones independientes u otras dependientes, como sea apropiado.
Las anteriores y otras características, rasgos y ventajas de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, tomada en conjunto con las figuras 1 a 3 anexas, que ilustran, a modo de ejemplo, los principios de la invención. Esta descripción se da para fines de ejemplo solamente, sin limitar el alcance de la invención. Los números de referencia citados a continuación se refieren a las figuras 1 a 3 anexas.
Las Figuras 1, 2 y 3 son esquemáticamente vistas de los procesos de acuerdo con la presente invención.
Los mismos signos de referencia se refieren a los mismos elementos, similares o análogos en las distintas figuras 1 a 3.
La presente invención se describirá con respecto a modalidades particulares.
Es de notar que el término "que comprende", utilizado en las reivindicaciones, no debe interpretarse como que se limita a los medios mencionados posteriormente; no excluye otros elementos o pasos. Por lo tanto, debe interpretarse como que especifica la presencia de los rasgos establecidos, pasos o componentes a que se refiere, pero no excluye la presencia o adición de uno o más rasgos, pasos o componentes, o grupos diferentes de los mismos. Por lo tanto, el alcance de la expresión "un dispositivo que comprende medios A y B" no debe limitarse a los dispositivos que consisten sólo de los componentes A y B. Esto significa que, con respecto a la presente invención, los únicos componentes relevantes del dispositivo son A y B.
A lo largo de esta especificación, se hace referencia a "una modalidad". Tales referencias indican que un rasgo particular, descrito en relación a la modalidad está incluido en al menos una modalidad de la presente invención. Por lo tanto, las apariciones de la frase "en una modalidad" en varios lugares de esta especificación no son necesariamente todo lo referente a la misma modalidad, a pesar de que podrían serlo. Además, los rasgos o características particulares se pueden combinar de cualquier manera adecuada en una o más modalidades, como sería evidente para un experto normal en la técnica.
El principio de la invención se describe en lo sucesivo por medio de diversas pruebas, ejecutadas utilizando diferentes relaciones molares H20/H2 en la entrada de un reactor de lecho percolador de "nitrobenceno a anilina".
Utilizando el reactor con alimentaciones y configuraciones como se muestra en la tabla I, el agua se alimentó a diversas proporciones en comparación con el hidrógeno en la entrada. Se probaron dos catalizadores diferentes. El primer catalizador (cat I) es un catalizador de paladio promovido por hierro sobre un soporte de alúmina (esferas de 1.58 mm (1/16 pulgada). El segundo catalizador (cat II) es un catalizador de hidrogenación de paladio sobre alúmina comercialmente disponible de Johnson Matthey (Catalizador de Hidrogenación Tipo 310/2 E de 1.2 mm) .
Tabla I
"Bar g" es la presión en exceso sobre la presión actual del ambiente (indicador de bar), expresada en Bar.
En la siguiente tabla II, se establece la cantidad de especies sobrerreducidas en el efluente del reactor, según lo determinado por medio de cromatografía de gases (tales como benceno, ciclohexilamina, ciclohexanol, ciclohexanona, diciclohexilamina, ciclohexilidenanilina, N- ciclohexilanilina, y difenilamina ) . Es claro que para disminuir la relación molar de agua sobre hidrógeno, se encuentra el aumento de especies sobrerreducidas .
Tabla II
En la figura 1 se muestra esquemáticamente una configuración de proceso industrial de acuerdo con la presente invención. El proceso describe, como un ejemplo, un proceso para la conversión de nitrobenceno en anilina. El equipo de proceso comprende un lecho fijo, reactor de lecho percolador 101 que tiene un lado de entrada 103 y un lado de salida 105, el lado de entrada 103 está situado por encima del lado de salida 105.
En el lado de entrada, se proporciona una corriente de nitrobenceno liquido 201 y una corriente de hidrógeno gaseoso 203. A la corriente de nitrobenceno 201, se agrega una corriente de reciclaje 205 que comprende agua .
El reactor 101, que comprende un lecho fijo 107 de catalizador que contiene paladio, convierte el nitrobenceno y el hidrógeno, que fluyen concurrentes de arriba a abajo a través del reactor 101, en anilina. El lecho fijo 107 puede comprender sólo uno o varios lechos consecutivos de catalizador. En el lado de entrada 103, se establece una temperatura de aproximadamente 160°C a 210°C y una presión de aproximadamente 25 barg a 45 barg. En el lado de salida 105 se establece una temperatura de aproximadamente 240°C a 280°C y una presión de aproximadamente 21 a 45 barg. El efluente del reactor 207 sale del reactor 101 en el lado de salida 105. El efluente del reactor 207 se separa en una primera corriente gaseosa 211 y una primera corriente liquida 209 por medio de un primer separador de fases 109. La primera corriente gaseosa 211, enfriada por los medios de enfriamiento 111, se vuelve a separar en fases por medio de un separador de fases 113 en una segunda corriente gaseosa 215 y una segunda corriente liquida 213. La segunda corriente gaseosa 215, enfriada por los medios de enfriamiento 115, se vuelve a separar en fases por medio de un separador de fases 117 en una tercera corriente gaseosa 219 y una tercera corriente liquida 217. La tercera corriente gaseosa 219 se enfria adicionalmente por un medio de enfriamiento 119, y una vez más la fase liquida después del enfriamiento se proporciona como una corriente liquida 221 mediante la separación de esta fase liquida del hidrógeno de ventilación 223 utilizando un separador 121.
Las corrientes liquidas 209 (después de haber sido enfriadas por medio de un medio de enfriamiento 123) , 213 y 217, se combinan y se dividen en una corriente de reciclaje 205 y una corriente liquida 206 para su posterior procesamiento. Las corrientes liquidas 206 y 221 se combinan y se enfrian aún más por los medios de enfriamiento 125. El producto de reacción liquido enfriado 223 se proporciona en un medio separador de fases liquida-liquida 127, en donde la anilina 225 se separa del efluente acuoso 227. La anilina puede someterse a purificación adicional 500.
Este proceso se ejecuta adiabáticamente en el reactor 101.
La velocidad de retroalimentación del efluente del reactor, por medio de la corriente liquida 205 y la corriente de alimentación de hidrógeno gaseoso 203 son tales que en el lado de entrada, la relación molar de agua sobre el hidrógeno (el agua está presente en la corriente de reciclaje 205) está en el intervalo de 2 a 4, tal como 3. La velocidad de alimentación del hidrógeno se alimenta a un exceso estequiométrico de 20% a 25% sobre el nitrobenceno .
Las pruebas han demostrado que, variando la relación molar de agua al hidrógeno en el lado de entrada entre 1.8 y 7, la composición del efluente del reactor 207 que sale del reactor 101 puede comprender menos de 7500 ppm sobre las especies de nitrobenceno sobrehidrogenadas, mientras que el rendimiento de la anilina es aceptable.
Un segundo proceso de acuerdo con la presente invención se muestra esquemáticamente en la figura 2. Los mismos números de referencia se refieren a los mismos rasgos como se ha explicado para la figura 1. El proceso comprende además un pulidor 301. Después de proporcionar la corriente liquida 206 para su posterior procesamiento, la corriente liquida 206 se alimenta al pulidor 301 con la adición de una cantidad menor de hidrógeno gaseoso 303. El pulidor convierte una parte importante del nitrobenceno en la corriente 206 en anilina. Se proporciona una corriente liquida pulida 216. Las corrientes liquidas 216 y 221 se combinan y se procesan adicionalmente como en el proceso objeto de la figura 1.
Un tercer proceso de acuerdo con la presente invención se muestra esquemáticamente en la figura 3. Los mismos números de referencia se refieren a los mismos rasgos como se ha explicado para la figura 1.
El reactor de lecho fijo 101 está provisto de dos lechos fijos posteriores 107 y 108 de catalizador. Desde la primera corriente liquida 209, una corriente menor 411, se toma para la purga 412 y la evacuación de los contaminantes pesados .
La parte restante de la primera corriente liquida 209, después de enfriar y sacar la parte 301, se combina con la tercera corriente liquida 217 y se recicla al lado de entrada 103 del reactor 101 como la corriente de reciclaje 205.
La segunda corriente liquida 213 se alimenta al pulidor 401 con la adición de una cantidad menor de hidrógeno gaseoso 403. El pulidor convierte una parte importante del nitrobenceno en la corriente 213 en anilina. Se proporciona una corriente liquida pulida 405. Las corrientes liquidas 405 y 221 se combinan y se procesan adicionalmente como en el proceso objeto de la figura 1.
Se ha de entender que, aunque las modalidades preferidas y/o materiales se han descrito para proporcionar modalidades de acuerdo con la presente invención, pueden hacerse diversas modificaciones o cambios sin apartarse del alcance y el espíritu de esta invención.
Claims (8)
1. Proceso para la hidrogenación de un compuesto nitro aromático, el proceso comprende proporcionar una corriente de gas hidrógeno y una corriente de compuesto nitro aromático liquido; - proporcionar un reactor catalítico de lecho fijo que tiene un lado de entrada y un lado de salida; - alimentar al lado de entrada, la corriente de gas hidrógeno y la corriente de compuesto nitro aromático líquido; - convertir el gas hidrógeno y el compuesto nitro aromático en una amina aromática, proporcionando con ello un efluente del reactor que comprende la amina aromática y agua; - evacuar el efluente del reactor desde el reactor en el lado de salida del reactor; en donde un solvente inerte o agua se alimenta al lado de entrada del reactor en una relación molar de moles de solvente inerte o agua a moles de hidrógeno que es mayor de 1.
2. Proceso según la reivindicación 1, en donde la relación molar de moles de solvente inerte o agua a moles de hidrógeno está en el intervalo de 1.5 a 7.5.
3. Proceso para la hidrogenación de un compuesto nitro aromático según la reivindicación 1 ó 2, en donde el compuesto nitro aromático es dinitrotolueno.
4. Proceso para la hidrogenación de un compuesto nitro aromático según la reivindicación 1 ó 2, en donde el compuesto nitro aromático es nitrobenceno .
5. Proceso para la hidrogenación de un compuesto nitro aromático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde una parte del efluente del reactor se recicla al lado de entrada del reactor.
6. Proceso para la hidrogenación de un compuesto nitro aromático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde al menos parte del agua del efluente del reactor se recicla al lado de entrada del reactor .
7. Mezcla de un compuesto de amina primaria aromática y agua obtenida mediante un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Mezcla de un compuesto de amina primaria aromática y agua obtenible mediante un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, la mezcla comprende el compuesto de amina primaria aromática y menos de 7500 ppm de compuestos que tienen grupos resultantes de la hidrogenación de los grupos aromáticos del compuesto de amina primaria aromática.
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