MXPA00002230A

MXPA00002230A - Limpieza de partes de plantas

Info

Publication number: MXPA00002230A
Authority: MX
Inventors: Heinrich Aichinger; Holger Herbst; Gerhard Nestler; Juergen Schroeder
Original assignee: Basf Ag; Basf Ag 67063 Ludwigshafen De
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2000-10-01
Also published as: DE59807142D1; EP1042271A1; DE19746688A1; CZ297843B6; CN1273578A; CN1113848C; US20020195126A1; KR20010031293A; TW553779B; US6568406B2; JP2001520214A; WO1999020595A1; AU1230899A; BR9813106A; MX217992B; JP4248140B2; CZ20001458A3; MY120165A; EP1042271B1; ID23871A

Abstract

Las partes de la planta que se utilizan para la producción o procedimiento deésteres (met)acrílicos se limpian por:a) vaciar las partes de la planta, b)inundar las partes de la planta con una solución acuosa de 5 a 50%de concentración en peso de hidróxido de metal alcalino, retirar de las partes de la planta la solución de hidróxido de metal alcalino c)Retirar de las partes de la planta la solución de hidróxido de metal alcalino, d)Si se requiere, lavar las partes de la planta con agua, y si se requiere, secar las partes de la plan

Description

LIMPIEZA DE PARTES DE PIANTAS La presente invención se refiere a un método para limpiar partes de plantas, el cual se utiliza para la preparación o procesamiento de esteres (met) acrílicos . Los esteres (met) acrílicos se producen a gran escala industrial generalmente esterificando ácido (met) acrílico con alcanoles en presencia de ácidos fuertes y, si se requiere, un agente de arrastre para eliminar el agua de la esterificación. La síntesis de preferencia se realiza en reactores con agitación que tienen columnas de destilación unidas, y el tratamiento con la ayuda de una pluralidad de columnas de destilación y aparatos de extracción (véase, Kir Oth er, Encyclopedia of Chemical Technology, 4a ed., vol. 1, páginas 301-302). Por lo común, el calor se suministra y el enfriamiento se realiza por medio de intercambiadores de calor, como pueden ser los intercambiadores de calor de tipo placa, de haces tubulares o en espiral o evaporadores con circulación. Las columnas de destilación están provistas con bailes o pantallas, como las placas perforadas, campanas burbujeadoras, placas de doble flujo o empaquetado apilado o empaquetado contenido. ün problema en la preparación de esteres (met) acrílicos es la tendencia considerable de los compuestos (met) acrílicos a presentar polimerización por radicales libres, especialmente bajo la acción de calor o luz. Especialmente en la esterificación, las temperaturas de reacción desde 80 a 140°C generalmente son necesarias para obtener tasas de esterificación económicas. Durante la purificación, la separación necesaria de las sustancias de punto de ebullición bajo y las sustancias de punto de ebullición alto por destilación y el aislamiento del éster objetivo requiere de temperaturas desde 70 a 150°C. Así, los esteres son expuestos a cargas terminales que pueden accionar fácilmente una polimerización no deseada. El ensuciamiento del aparato de preparación y las columnas de destilación y el bloqueo de las tuberías, bombas, evaporadores (incrustación) y condensadores por los polímeros son generalmente el resultado. Particularmente con el uso de ácido acrílico, que es preferido por razones económicas, también contiene diferentes compuestos carbonilo, como formaldehído, acetaldehído, furfurales, benzaldehído, protoanemonina y ácidos dicarboxílieos, como ácido maléico o ácido itacónico, el ensuciamiento y bloqueo de partes de la planta ocurre en un grado creciente. Para evitar la polimerización por radicales libres no deseada, se adicionan inhibidores a la mezcla de reacción. No obstante no se logra la eliminación completa de la formación de polímeros con esto. Después de un término operante de algunas semanas, por tanto, normalmente es necesario liberar del polímero partes de la planta. Otro factor importante es que los compuestos de peso molecular relativamente alto, como los formados por las reacciones de adición de Michael repetidas del ácido (met) acrílico con el (met) acrilato, incrementa la viscosidad de la mezcla de reacción y facilita la posición del polímero en partes de la planta. La limpieza de las plantas, por ejemplo por tratamiento con solventes o por separación manual del polímero es un proceso complicado y costoso que causa contaminación ambiental. Las partes de las plantas por lo común se limpian por tratamiento con solventes orgánicos adecuados, por ejemplo dimetilformamida, dibutilformamida, dimetilacetamida, dibutilacetamida, sulfolano o N-metilpirrolidona. Las soluciones obtenidas tienen que ser desechadas por un proceso complicado. Además, la separación manual del polímero, por ejemplo de las charolas de destilación o de los tubos evaporadores, puede ser necesaria. Además de la contaminación ambiental como resultado de la limpieza, la formación de polímero y la limpieza de las partes de las plantas siempre da origen también a una pérdida de productos deseados, dado que cantidades residuales de los materiales de partida y los esteres deseados permanecen en la planta después del vaciado. Además, la disponibilidad de la planta de producción se reduce como resultado de la interrupción necesaria. Por tanto, por razones económicas y ecológicas debe buscarse la limpieza de las plantas por un método diferente y evitar las pérdidas substanciales de los productos deseados. ün objeto de la presente invención es ofrecer un método de limpieza de partes de plantas que se utilizan para la preparación o procesamiento de esteres (met) acrílicos, cuyo método evita las desventajas anteriores. Hemos encontrado que este objetivo se logra en un método novedoso mediante : (a) vaciar las partes de las plantas, (b) inundar las partes de las plantas con una solución acuosa al 5-50% de concentración en peso de hidróxido de metal alcalino, (c) retirar de las partes de las plantas la solución del hidróxido de metal alcalino, (d) si se requiere lavar las partes de las plantas con agua, Y (e) si se requiere, secar las partes de las plantas. Antes de lavar con solución de hidróxido de metal alcalino, se vacían tan completamente como sea posible las partes de las plantas de modo que solo queden muy pequeñas cantidades de la mezcla de reacción o de la sustancia presente en la parte de la planta. La concentración de la solución de hidróxido de metal alcalino utilizada de preferencia es desde 10 a 30% en peso, con base en el peso de la solución preparada. De preferencia, la temperatura de la solución de hidróxido de metal alcalino durante la inundación es desde 20 a 140°C, particularmente de preferencia desde 60 a 100°C. Se debe garantizar que la solución de metal alcalino esta a esta temperatura durante el contacto con los polímeros depositados en las partes de las plantas. Si toda la planta se calienta a la temperatura correspondiente, la temperatura de la solución hidróxido de metal alcalino utilizada corresponde a esta temperatura deseada. Si las partes de las plantas no se calientan a esta temperatura, la temperatura de la solución de hidróxido de metal alcalino utilizada debe ser ajustada de modo que la temperatura establecida prevalezca en las áreas con el recubrimiento polimérico. Si es necesario, la temperatura de la solución de hidróxido de metal alcalino se elige correspondientemente mayor durante la introducción en la planta. Se utiliza de preferencia hidróxido de sodio como el hidróxido de metal alcalino. La solución de hidróxido de metal alcalino puede ser circulada a través de las partes de las plantas correspondientes para obtener un tiempo de tratamiento suficientemente prolongado. El tiempo de tratamiento es por lo común desde 1 a 24 horas, dependiendo del nivel de depósitos en las partes de la planta. El tiempo de tratamiento, la concentración de la solución del hidróxido de metal alcalino y la temperatura dependerán del tipo de éster (met) acrílico utilizado en la parte de la planta y del tipo y cantidad del polímero. Por lo común, los esteres (met) acrílicos de alcoholes como alcanoles de 1 a 12, de preferencia de 1 a 8 átomos de carbono, se preparan por esterificación directa o transesterificación. Los ejemplos de los alcanoles son metanol, etanol, n-butanol, 2-etilhexanol y di etilaminoetanol . Los esteres (met) acrílicos también pueden obtenerse mediante la reacción de olefinas, de preferencia isobuteno, con ácido (met) acrílico. Las partes de las plantas que pueden ser limpiadas son aquellas partes de las plantas que entran en contacto con los materiales iniciales o productos durante la preparación o procesamiento de esteres (met) acrílicos, en particular durante la esterificación de ácido (met) acrílico con alcanoles. Las partes de las plantas pueden ser, por ejemplo, reactores, columnas de destilación, aparatos de extracción, intercambiadores de calor, evaporadores, condensadores, tuberías o bombas, que pueden estar conectados para formar una unidad. De preferencia las partes de las plantas conectadas consisten en una unidad de destilación con una tubería de limpieza entre el evaporador y la parte superior de las columnas. En particular, los polímeros formados en la preparación y procesamiento de esteres (met) acrílicos de depositan en estas partes de las plantas. El tratamiento con la solución de hidróxido de metal alcalino provoca o cuando menos parcialmente, la hidrólisis de los grupos éster de los polímeros (met) acrilato, dando origen a la liberación del componente alcanol. Entre otros, el polímero se separa de las partes de las plantas como resultado de esto y queda completa o parcialmente en la solución y puede así ser descargado de las partes de las plantas con la solución de hidróxido de metal alcalino. Para asegurar que los aparatos de destilación puedan ser fácilmente limpiados con la solución de hidróxido de metal alcalino, estos de preferencia están equipados con sus propias tuberías de limpieza. Estas permiten el transporte de la solución de hidróxido de metal alcalino, la cual se calienta, por ejemplo, en el evaporador de la columna, hasta la parte superior de la columna. Las tuberías de limpieza permiten que la parte superior de la columna y todas las charolas de la columna sean tratadas con la solución de hidróxido de metal alcalino. De preferencia, después de la separación con la solución de hidróxido de metal alcalino de las partes de la planta en el paso (c) , los alcoholes, en particular, los alcanoles, formados durante la limpieza se separan de la solución de hidróxido de metal alcalino en la cual estos están presentes por separación de fases, destilación o arrastre. Si su solubilidad en agua es baja, el alcanol resultante forma una segunda fase que puede fácilmente ser separada de la solución de hidróxido de metal alcalino. Si es un alcanol soluble en agua, este de preferencia se separa por destilación o por arrastre con un gas de arrastre, como puede ser aire o vapor. La separación destilativa y el arrastre pueden realizarse, por ejemplo, en .un reactor con agitación, que pueda ser calentado con una columna unida. La energía puede ser suministrada en una forma conocida, por ejemplo por calentadores de doble pared, tubos de serpentín o calentadores con circulación. El alcanol puede ser arrastrado en una columna de arrastre en una forma conocida. Por ejemplo, la solución de hidróxido de metal alcalino de preferencia caliente puede ser alimentada en la parte superior de la columna después de la limpieza de descarga y puede ser arrastrada con aire o vapor por el método a contracorriente. La condensación del destilado o del alcanol a partir del gas de arrastre puede efectuarse por medio de aparatos de enfriamiento conocidos, como pueden ser los intercambiadores de calor de haz tubular o de tipo placa.

La separación o arrastre de preferencia se realiza en la unidad de separación, la cual esta presente, por regla general, en cada planta para la producción de esteres (met) acrílicos y en la cual se separan las aguas residuales que contienen alcanol. El alcohol, en particular alcanol, puede ser reciclado directamente a la reacción de esterificación después de ser separado. Dado que, por regla general, solo una parte de la solución de hidróxido de metal alcalino utilizada se consume durante la limpieza, la solución de hidróxido de metal alcalino puede ser recolectada después de la limpieza y utilizada varias veces para limpieza. No obstante, la concentración del hidróxido de metal alcalino de preferencia no debe caer por debajo de 5% en peso para evitar un deterioro en el funcionamiento de limpieza. El proceso novedoso puede realizarse con facilidad y rapidez, con el resultado que se incrementa la disponibilidad de la planta. Además es posible recuperar los productos deseados, particularmente los alcanoles. El ejemplo siguiente ilustra la invención.

Ejemplo Limpieza de una columna de destilación: La columna de destilación utilizada fue una columna de flujo doble para la destilación de las mezclas de reacción obtenidas en la esterificación de ácido (met) acrílico con alcanoles. Después de la indicación del ensuciamiento de las placas de la columna para la columna de destilación, detectable por el incremento en la diferencia de presión entre la parte inferior de la columna y la parte superior de la columna, el proceso de destilación fue interrumpido y se vació la unidad de destilación. El evaporador correspondiente fue luego llenado con una solución acuosa de NaOH al 20% de concentración en peso. La solución de NaOH fue calentada a 80°C y aplicada a la placa superior de la columna a través de una tubería de limpieza. Después de un tiempo de tratamiento de 5 horas con esta solución caliente a una velocidad de circulación de aproximadamente 10 m3/h, la solución fue bombeada a un recipiente de almacenamiento y la unidad de destilación fue inundada con agua y si fue necesario, secada con aire. Después de que la columna de destilación se había puesto en operación nuevamente, la diferencia de presión fue otra vez normal.

Recuperación del alcanol : Una solución de limpieza que fue obtenida durante la limpieza de la planta para la producción de acrilato de butilo y que contenía aproximadamente 7% en peso de NaOH y aproximadamente 5% en peso de butanol fue alimentada a 60°C a la parte superior de una columna de separación que tenía 30 placas de flujo doble y fue separada con vapor por el método a contracorriente (0.2 t/m3). El condensado resultante se separo en dos fases, siendo la fase acuosa alimentada a la parte superior de la columna nuevamente. La fase orgánica, el butanol, fue alimentada directamente para la esterificación. Se recuperó aproximadamente 90% del butanol.

Claims

REIVINDICACIONES . Un método para limpiar partes de la planta que se utilizan para la producción o procesamiento de esteres (met) acrílicos, por (a) vaciar las partes de la planta, (b) inundar las partes de la planta con una solución acuosa al 5-50% de concentración en peso de hidróxido de metal alcalino, (c) retirar la solución de hidróxido de metal alcalino de las partes de la planta, (d) si se requiere, lavar las partes de la planta con agua, y (e) si se requiere, secar las partes de la planta. . El método como se menciona en la reivindicación 1, en donde la temperatura de la solución del hidróxido de metal alcalino durante la limpieza es desde 20 a 140°C. . El método como se menciona en la reivindicación 1 ó 2, en donde las partes de la planta son reactores, columnas de destilación, aparatos de extracción, intercambiadores de calor, evaporadores, condensadores, tubos o bombas, que pueden estar conectados para formar una unidad. . El método como se menciona en la reivindicación 3, en donde la unidad que comprende las partes de la planta conectadas es una unidad de destilación que tiene una tubería de limpieza entre el evaporador y la parte superior de las columnas. El método como se menciona en las reivindicaciones 1 a 4, en donde las partes de la planta son utilizadas en la producción de esteres (met) acrílicos por reacción de ácido (met) acrílico con alcoholes u definas o por reacción de esteres (met) acrílicos con alcoholes. El método como se menciona en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde las partes de la planta se limpian para separar los polímeros depositados formados en la producción o procesamiento de esteres (met) acrílicos . El método como se menciona en la reivindicación 6, en donde los alcoholes contenidos en la solución de hidróxido de metal alcalino después del paso (c) se separan de la solución por separación de fases, destilación o arrastre y, si se requiere, son reciclados a la esterificación para la producción de esteres (met) acrílicos. El método como se menciona en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la solución de hidróxido de metal alcalino se recolecta después de la limpieza y se utiliza varias veces para limpieza. El uso de hidróxidos de metal alcalino para limpiar partes de la planta que sirven para la producción o procesamiento de esteres (met) acrílicos .