MXPA05000881A - Proceso para la purificacion por destilacion, operada continuamente, del solvente de metanol usado en la sintesis del oxido de propileno, libre de coproductos, con los metoxipropanoles y los compuestos de alto punto de ebullicion separados simultanea - Google Patents

Abstract

Proceso para la purificacion por destilacion, operada continuamente, del Metanol usado como solvente en la sintesis de oxido de propileno, mediante la reaccion de un hidroperoxido con propileno, con los metoxipropanoles siendo separados simultaneamente, en donde la mezcla del solvente obtenida en la sintesis se separa en una columna de pared divisoria en una fraccion de bajo punto de ebullicion que comprende metanol, una fraccion de punto de ebullicion intermedio que comprende los metoxipropanoles como azeotropo con agua y una fraccion de alto punto de ebullicion que comprende agua y propilenglicol.

Description

PROCESO PARA LA PURIFICACIÓN POR DESTILACIÓN, OPERADA CONTINUAMENTE, DEL SOLVENTE DE METANOL USADO EN LA SÍNTESIS DEL ÓXIDO DE PROPILENO, LIBRE DE COPRODUCTOS, CON LOS METOXIPROPANOLES Y LOS COMPUESTOS DE ALTO PUNTO DE EBULLICION SEPARADOS SIMULTÁNEAMENTE CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un proceso para la purificación por destilación, operado de manera continua, del metanol utilizado como solvente en la síntesis de óxido de propileno, mediante la reacción de un hidroperóxido con propileno, con los metoxipropanoles y las fracciones de punto de ebullición altos siendo separados de manera simultanea utilizando una columna de pared divisoria. La mezcla de solvente obtenida en la síntesis se separa en una fracción de punto de ebullición bajo que comprende metanol, una fracción de punto de ebullición intermedia que comprende los metoxipropanoles como azeótropo con agua y una fracción de punto de ebullición alto que comprende agua. En una modalidad particular, la columna de pared divisoria puede también estar en la forma de dos columnas acopladas de manera térmica. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En los procesos acostumbrados del arte previo, el óxido de propileno puede obtenerse mediante la reacción del propileno con hidroperoxidos en una o más etapas . Por ejemplo, el proceso de etapas múltiples descrito en WO 00/07965 proporciona que la reacción comprenda por lo menos los pasos (i) a (iii) : (i) la reacción del hidroperóxido con propileno para dar una mezcla de producto que comprende óxido de propileno e hidroperóxido sin reaccionar- (ii) la separación del hidroperóxido sin reaccionar de la mezcla que resulta del paso (i) , (iii) la reacción del hidroperóxido el cual se ha separado en el paso (ii) con propileno. En conformidad, la reacción de propileno con el hidroperóxido tiene lugar en por lo menos dos pasos (i) y (iii) , con el hidroperóxido separado en el paso (ii) siendo reutilizado en la reacción. Las reacciones en los pasos (i) y (iii) son llevadas a cabo en dos reactores separados los cuales están preferiblemente configurados como reactores de lecho fijo. Es ventajoso llevar a cabo el paso (i) bajo condiciones de reacción sustancialmente isotérmicas y el paso (iii) bajo condiciones de reacción adiabáticas. Es del mismo modo ventajoso que la reacción sea catalizada de manera heterogénea .

Esta secuencia de reacción se lleva preferiblemente a cabo en un solvente y el hidroperóxido utilizado es preferiblemente peróxido de hidrógeno. El solvente particularmente preferido es metanol. Aquí, la conversión' del peróxido de hidrógeno en el paso (i) es de aproximadamente del 85% a 90% y que en el paso (iii) es de aproximadamente del 95% basado en el paso (ii) . En ambos pasos, la conversión total del peróxido de hidrógeno es de aproximadamente 99% a una selectividad de óxido de propileno de aproximadamente 94-95%. Debido a la alta selectividad de la reacción, este proceso también es referido como la síntesis del óxido de propileno libre de coproductos . El óxido de propileno tiene que ser separado de una mezcla que comprende metanol como solvente, agua, peróxido de hidrógeno como hidroperóxido y también subproductos . Los subproductos son, por ejemplo, los metoxipropanoles viz. 1-metoxi-2-propanol y 2-metoxi-1-propanol , los cuales se forman mediante la reacción del óxido de propileno con metanol. Los glicoles de propileno, hidroperoxipropanoles , acet ldehidos y metil formiato están también presentes en la mezcla. Los metoxipropanoles pueden utilizarse, por ejemplo, como solventes en sistemas de revestimiento superficial. En el tratamiento ellos se obtienen en una corriente que comprende los metoxipropanoles juntos con tnetanol, agua y glicol de propileno . El proceso de separación llevado a cabo para recuperar estos materiales de valor hasta ahora han sido llevados a cabo típicamente en columnas de destilación que tienen un tubo de descarga lateral o en columnas conectadas en serie. Este procedimiento es costoso debido a que tiene un requerimiento de energía incrementado y a que requiere aparatos complicados. Es un objetivo de la presente invención optimizar la purificación mediante la destilación del metanol utilizado como solvente en la síntesis de óxido de propileno preferiblemente libre de coproductos, mediante la reacción de un hidroperóxido con propileno, tal que los metoxipropanoles sean recuperados de manera simultanea y el requerimiento usual de energía de otro modo se reduzca. El solvente debe obtenerse en una calidad que lo posibilite para ser reutilizado para la síntesis de óxido de propileno anteriormente mencionada. Se ha encontrado que este objetivo se alcanza mediante un proceso operado de manera continua para la purificación del metanol utilizado como solvente y los metoxipropanoles formados en la síntesis del óxido de propileno preferiblemente libre de coproductos mediante la reacción de un hidroperóxido con propileno por destilación en una columna de pared divisoria .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención de conformidad proporciona un proceso para la purificación operada de manera continua por destilación del metanol utilizado como solvente en la síntesis de óxido de propileno mediante la reacción de un idroperóxido con propileno, con los metoxipropanoles siendo separados de manera simultanea, en donde la mezcla de solvente obtenida en la síntesis se separa en una columna de pared divisoria en una fracción de punto de ebullición bajo que comprende metanol, una fracción de punto de ebullición intermedio que comprende los metoxipropanoles como azeotropo con agua y una fracción de punto de ebullición alto que comprende agua y glicol de propileno . De conformidad a la presente invención, el metanol se destila vía la parte superior de la columna, los metoxipropanoles son separados como azeotropo con agua vía el tubo de descarga lateral y los fracciones de punto de ebullición alto son separadas en el fondo de la columna de pared divisoria. El proceso de la presente invención posibilita al metanol obtenerse en forma lo suficientemente pura para ser capaz para ser reutilizado, por ejemplo, para la síntesis del óxido de propileno. Los metoxipropanoles, también, son obtenidos en buena pureza como una mezcla azeotrópica con agua. Comparado a los procesos divulgados en el arte previo, el proceso nuevo de la presente invención lleva a un desembolso reducido en términos de aparatos. Además, la columna de pared divisoria tiene un consumo de energía particularmente bajo y de esta manera ofrece ventajas en términos del requerimiento de energía sobre una columna convencional o un montaje de columnas convencionales. Esto es altamente ventajoso para uso industrial . Las columnas de destilación que tienen tubos de descarga laterales y una pared divisoria, de aquí en adelante también referidas como columnas de pared divisoria, son conocidas. Ellas representan un desarrollo adicional de columnas de destilación las cuales tienen únicamente un tubo de descarga lateral pero no tienen pared divisoria. El uso del ultimo tipo de columna nombrado esta , restringido debido a que los productos separados en el tubo de descarga lateral nunca están completamente puros . En el caso de productos separados en el tubo de descarga lateral en la sección de enriquecimiento de la columna, los cuales son usualmente separados en forma líquida, los subproductos aun contienen proporciones de componentes de punto de ebullición bajo, los cuales deberán ser separados por la parte superior. En el caso de productos separados en el tubo de descarga lateral en la sección de separación de la columna, los cuales son usualmente separados en forma gaseosa, el subproducto aun contiene proporciones de las fracciones de punto de ebullición alto. El uso de columnas con tubos de descarga lateral está, por lo tanto, restringido para casos en los que subproductos contaminados son permisibles. Sin embargo, cuando una pared divisoria se instala en una columna tal, la acción de separación puede mejorarse. Este tipo de construcción hace posible para subproductos ser separados en forma pura. Una pared divisoria se instala en la región media arriba y abajo del punto de alimentación y del tubo de descarga lateral. Esta puede fijarse en el lugar mediante soldadura o puede ser simplemente presionada en el lugar. Esto sella la sección de descarga desde la sección de flujo de entrada y previene el mezclado transversal de las corrientes de líquido y vapor a través de la sección transversal de la columna entera en esta parte de la columna.

Esto reduce el numero total de columnas de destilación requeridas en el fraccionamiento de mezclas de multi-componentes cuyos componentes tienen puntos de ebullición similares. Este tipo de columna ha sido utilizada, por ejemplo, para la separación de una mezcla inicial de los componentes metano, etano, propano y butano (US 2,471,134), para la separación de una mezcla de benceno, tolueno, y xileno (US 4,230,533) y para la separación de una mezcla de n-hexano, n-heptano y n-octano (EP 0 122 367) . Las columnas de pared divisoria pueden también utilizarse exitosamente para separar mezclas que ebullen azeotrópicamente (EP 0 133 510) . Finalmente, también se conocen las columnas de pared divisoria en las que las reacciones químicas pueden llevarse a cabo con destilación simultanea de los productos. Ejemplos que pueden mencionarse son esterificaciones , transesterificaciones , saponificaciones, y acetalizaciones (EP 0 126 288) . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 muestra de manera esquemática la purificación del metanol utilizado como solvente en la síntesis del óxido de propileno por destilación en una columna de pared divisoria que tiene un tubo de descarga lateral, con los metoxipropanoles y las fracciones de punto de ebullición alto siendo separados de manera simultanea. Aquí, la mezcla de solvente que resulta de la síntesis del óxido de propileno se introduce continuamente como alimentación Z en la columna de' pared divisoria. En la columna, esta mezcla se separa en la fracción L de punto de ebullición bajo que comprende metanol, la fracción M de punto de* ebullición intermedio que comprende los metoxipropanoles como azeótropo con agua y la fracción S de punto de ebullición alto que comprende agua. La fracción L de punto de ebullición bajo se separa en la parte superior de la columna y se condensa por medio del condensador K. En el tubo de descarga lateral para las fracciones M de punto de ebullición intermedios, los metoxipropanoles son separados como azeótropo con agua en forma líquida o gaseosa. Para separar el producto en el tubo de descarga lateral, es posible utilizar receptores en los que el líquido o vapor condensado pueda recolectarse y los cuales puedan localizarse ya sea dentro o fuera de la columna. La fracción S de alto punto de ebullición se separa en la parte inferior de la columna. La energía se introduce vía el vaporizador V. El proceso de la presente invención se lleva a cabo utilizando una columna de pared divisoria la cual tiene preferiblemente de 15 a 60, más preferiblemente de 20 a 35, platos teóricos . El proceso de la presente invención puede llevarse a cabo particularmente de manera ventajosa utilizando un diseño tal. En una modalidad preferida del proceso de la presente invención, por lo tanto la columna de pared que divisoria tiene de 15 a 60 platos teóricos.

La región 1 combinada superior de la parte de flujo. y el tubo de descarga de la columna de pared divisoria preferiblemente tiene de 5 a 50%, más preferiblemente de 15 a 30% del numero total de platos teóricos en la columna, la sección 2 de enriquecimiento de la parte de flujo preferiblemente tiene de 5 a 50%, más preferiblemente de 15 a 30%, la sección 4 de separación de la parte de flujo de entrada preferiblemente tiene de 5 a 50%, más preferiblemente de 15 a 30%, la sección 3 de separación de la parte del tubo de descarga preferiblemente tiene de 5 a 50%, más preferiblemente de 15 a 30%, la sección 5 de enriquecimiento de la parte el tubo de descarga preferiblemente tiene de 5 a 50%, más preferiblemente de 15 a 30%, y la región 6 inferior común de flujo de entrada y la parte del tubo de descarga de la columna de pared divisoria preferiblemente tiene de 5 a 50%, más preferiblemente de 15 a 30%,' en cada caso del numero total de platos teóricos en la columna. La pared 7 divisoria previene la mezcla de las corrientes de líquido y vapor. La suma del número de platos teóricos en las regiones 2 y 4 en la parte del flujo es preferiblemente de 80 a 110%, más preferiblemente de 90 a 100%, de la suma del numero de platos teóricos en las regiones 3 y 5 de la parte de tubo de descarga.

Del mismo modo es ventajoso para el punto de alimentación y el tubo de descarga lateral estar arreglado a diferentes alturas en la columna relativas a la posición de los platos teóricos. El punto de alimentación esta preferiblemente localizado en una posición la cual es de 1 a 8, más preferiblemente de 3 a 5, platos teóricos por arriba o debajo del tubo de descarga lateral . La columna de pared divisoria utilizada en el proceso de la presente invención está preferiblemente configurada ya sea como una columna empacada que contiene paquetes aleatorios o paquetes ordenados · o como una columna de charolas . Por ejemplo, es posible utilizar hojas de metal o mallas empacadas que tienen un área superficial especifica de desde 100 a 1000 m2/m3, preferiblemente de aproximadamente 250 a 750 m2/m3. Tal empaque proporciona una eficiencia de separación alta combinada con una caída de presión baja por plato teórico. En la configuración de la columna antes mencionada, la región de la columna dividida por la pared divisoria, la cual consiste de la sección 2 de enriquecimiento de la parte del flujo de entrada, la sección 3 de separación de la parte del tubo de descarga, la sección 4 de separación de la parte del tubo de descarga y la sección 5 de enriquecimiento, o partes de la misma, es/están preferiblemente provistas con empaque ordenado o empaque aleatorio y la pared 7 divisoria esta térmicamente aislada en estas regiones. La mezcla de solvente a ser separada se introduce continuamente en la columna en la forma de la corriente Z de alimentación la cual comprende las fracciones de punto de ebullición bajos, de punto de ebullición intermedios y de puntos de ebullición altos. Esta corriente de alimentación es generalmente líquida. Sin embargo, puede ser ventajoso exponer la corriente de alimentación a una vaporización preliminar y subsecuen emente introducirla en la columna como una mezcla en dos fases, por ejemplo, una mezcla de gas y líquido o en la forma de una corriente gaseosa y una corriente líquida. Esta vaporización preliminar es particularmente útil cuando la corriente de alimentación contiene cantidades relativamente grandes de fracciones de punto de ebullición bajos. La vaporización preliminar posibilita una carga considerable a ser separada de la sección de separación de la columna. La corriente de alimentación se mide ventajosamente por medio de una bomba o vía una cabeza de flujo de entrada estático de por lo menos Im en la parte del flujo de entrada. Este flujo se introduce preferiblemente vía una regulación de cascada en combinación con la regulación del nivel del líquido debe ser mínimo aquí en el receptor de la parte de flujo. La regulación esta establecida tal que la cantidad de líquido introducido en la sección 2 de enriquecimiento no puede caer por debajo del 30% del valor normal. Se ha encontrado que un procedimiento tal es importante aun fuera de fluctuaciones inquietantes en la cantidad o concentración de la alimentación. De igual modo es importante que la división del líquido que fluye hacia abajo desde la sección 3 de separación de la parte del tubo de descarga de la columna entre el tubo de descarga lateral y la sección 5 de enriquecimiento de la parte del tubo de descarga se establezca por medio de un dispositivo de regulación tal que la cantidad de líquido que va a la región 5 no pueda caer por debajo del 30% del valor normal. Se deberá asegurarse la adherencia a estos prerrequisitos por medio de métodos de regulación apropiados . Mecanismos de regulación para la operación de columnas de pared divisoria han sido descritas, por ejemplo, en Chem. Eng. Technol. 10 (1987) 92-98, Chem. Ing . -Technol . 61 (1989), No. 1, 16-25. Gas Separation and Purification 4 (1990) 109-114, Process Engineering 2 (1993) 33-34, Trans IchemE 72 (1994) Part A 639-644, Chemical Engineering 7 (1997) 72-76. Los mecanismos de regulación descritos en este arte previo pueden también ser empleados para o aplicarse al proceso de la presente invención.

El principio de regulación descrito abajo se ha encontrado particularmente útil para la purificación operada de manera continua del solvente por destilación. Este es capaz de tratar con facilidad con las fluctuaciones en la carga. El destilado se separa de esta manera preferiblemente bajo control de temperatura. Un dispositivo de regulación de temperatura que utiliza la cantidad de sub-flujo, la proporción de reflujo o preferiblemente la cantidad de retroceso como parámetro de regulación se proporciona en la sección 1 superior de la columna. El punto de medición para la regulación de la temperatura ésta preferiblemente localizado desde tres a ocho, más preferiblemente de cuatro a seis platos teóricos abajo del extremo superior de la columna. El establecimiento apropiado de la temperatura entonces resulta en el liquido que fluye hacia abajo desde la sección 1 de la columna que se divide en el extremo superior de la pared 7 divisoria tal que la proporción del líquido que fluye a la parte de flujo de entrada a aquel que fluye a la parte del tubo de descarga es preferiblemente de 0.1 a 1.0, más preferiblemente de 0.3 a 0.6. En este método, el liquido que fluye hacia abajo se recolecta preferiblemente en un receptor el cual esta localizado en o al exterior de la columna y desde el cual el líquido se alimenta entones de manera continua a la columna. Este receptor puede además asumir la tarea de una bomba depósito o proporcionar cabeza estática lo suficientemente alta de liquido lo cual hace posible para el líquido pasar además de una forma regulada por medio de dispositivos de regulación, por ejemplo válvulas. Cuando son- utilizadas columnas empacadas, el líquido es primeramente recolectado en colectores y desde ahí transportados a un receptor interno o externo . La corriente de vapor en el extremo inferior de la pared 7 divisoria se establece mediante la selección y/o dimensionamiento de los dispositivos internos de separación y/o la incorporación de dispositivos que reducen la presión, por ejemplo platos o placas de orificios, tal que la proporción de la corriente de vapor en la parte del flujo de entrada a aquella en la parte del tubo de descarga es preferiblemente de 0.8 a 1.2, preferiblemente de 0.9 a 1.1. En el principio de regulación anteriormente mencionado, un dispositivo de regulación de temperatura que utiliza la cantidad separada en el fondo como un parámetro de regulación se proporciona en la sección 6 inferior combinada de la columna. El producto del fondo puede por lo tanto separarse bajo el control de la temperatura. El punto de medición para el dispositivo de regulación de temperatura esta preferiblemente localizado de tres a seis, más preferiblemente de cuatro a seis, platos teóricos por arriba del extremo inferior de la columna. Además, el nivel de regulación en la sección 6 de la columna (el fondo de la columna) puede utilizarse para regular la cantidad separada en el tubo de descarga lateral. Para este propósito, el nivel de líquido en el vaporizador es utilizado como parámetro de regulación. La presión diferencial a través la columna puede también utilizarse como parámetro de regulación para el poder de calentamiento. La destilación se lleva a cabo ventajosamente a una presión en la parte superior desde 1 a 15 bar, preferiblemente de 5 a 13 bar. De conformidad, el poder de calentamiento del vaporizador en el fondo de la columna se selecciona para mantener este rango de presión. Esto resulta en una temperatura de destilación que está preferiblemente en el rango de 30 a 140 °C, más preferiblemente de 60 a 140°C y en particular de 100 a 130°C. La temperatura de destilación es medida en la parte superior de la columna. De conformidad, una modalidad preferida del proceso de la presente invención proporciona que la presión sea desde 1 a 15 bar y la temperatura de destilación sea de 30 a 140°C, en cada caso medidos en la parte superior de la columna.

Para ser capaz de operar la columna de pared divisoria en un modo libre de dificultades, los mecanismos de regulación anteriormente mencionados se emplean usualmente en combinación. En la separación de mezclas multi-componentes en fracciones de punto de ebullición bajo, punto de ebullición intermedio y punto de ebullición alto, existen usualmente especificaciones con respecto a la proporción máxima permisible de fracciones de punto de ebullición bajo y punto de ebullición alto en la fracción de punto de ebullición intermedio. Aquí, se especifica (n) los componentes individuales que son críticos para el problema de separación referidos como componentes clave, o también la suma de una pluralidad de componentes clave. La adherencia a la especificación para las fracciones de punto de ebullición alto en la fracción de punto de ebullición intermedio se regula preferiblemente vía la proporción o cociente de división del líquido en el extremo superior de la pared 7 divisoria. La proporción o cociente de división se establece tal que la concentración de componentes clave para la fracción de punto de ebullición alto en el líquido en el extremo superior de la pared divisoria asciende de 10 a 80% por peso, preferiblemente de 30 a 50% por peso, del valor al cual se logra en las corrientes separadas al lado. La división de líquido puede entonces establecerse tal que cuando la concentración de componentes clave de la fracción de punto de ebullición alto es más alta, más líquido es introducido en la sección de flujo de entrada, y cuando la concentración de componentes clave es más baja, menos líquido se introduce en la sección de flujo de entrada. De conformidad, la especificación para las fracciones de punto de ebullición bajo en la fracción de punto de ebullición intermedio se regula por medio del poder de calentamiento. Aquí, el poder de calentamiento en el vaporizador se establece tal que la concentración de los componentes clave para la fracción de punto de ebullición bajo en el líquido en el extremo inferior de la pared divisoria asciende de 10 a 80% por peso, preferiblemente de 30 a 50% por peso, del valor que se logra en los productos separados al lado. De esta manera, el poder de calentamiento se establece tal que cuando la concentración de componentes clave de la fracción de punto de ebullición baja es más alta, el poder de calentamiento se incrementa, y cuando la concentración de los componentes clave de la fracción de punto de ebullición bajo es más bajo, el poder de calentamiento se reduce. La concentración de las fracciones de punto de ebullición bajo y alto en la fracción de punto de ebullición intermedio puede determinarse mediante métodos analíticos acostumbrados.

Por ejemplo, se puede utili'zar espectroscopia infrarroja para la detección, con los compuestos presentes en la mezcla de reacción que se identifican por medio de sus absorciones características. Estas mediciones pueden llevarse a cabo en línea directamente en la columna. Sin embargo, se da preferencia a utilizar métodos de cromatografía de gases. En este caso, se proporcionan entonces instalaciones de muestreo en el extremo superior e inferior de la pared divisoria. Muestras líquidas o gaseosas se pueden tomar entonces continuamente o a intervalos desde la columna y analizadas para determinar sus composiciones. Los mecanismos de regulación apropiados pueden entonces activarse como una función de la composición. Un objetivo del proceso de la presente invención es proporcionar metanol y los metoxipropanoles como azeotropo con agua en una pureza de preferiblemente 95%. En una modalidad especifica de la columna de pared divisoria, también es posible para la parte de flujo de entrada y la parte del tubo de descarga, las cuales se separan una de la otra por la pared 7 divisoria no estar presentes en una columna sino estar físicamente separadas una de la otra. En esta modalidad especifica, la columna de pared divisoria puede además comprender por lo menos dos columnas físicamente separadas las cuales entonces tienen que estar térmicamente acopladas una a la otra. En una modalidad preferida del proceso de la presente invención, por lo tanto, la columna de pared divisoria se configura como dos columnas térmicamente acopladas. Tales columnas térmicamente acopladas generalmente intercambian vapor y líquido entre ellas. Sin embargo, en modalidades especificas, ellas pueden también operarse en una forma tal que únicamente intercambien líquido .· Esta modalidad especifica tiene la ventaja que la columnas térmicamente acopladas pueden también operarse bajo diferentes presiones, las cuales pueden hacer posible lograr mejor establecimiento del nivel de temperatura requerido para la destilación que en el caso de una columna de pared convencional divisoria. En general, estas columnas térmicamente acopladas se operan tal que la fracción de punto de ebullición bajo y la fracción de punto de ebullición alto sean separadas de diferentes columnas. La presión de operación de la columna de la cual la fracción de punto de ebullición bajo se toma es preferiblemente de aproximadamente 0.5 a 3 bar más alta que la presión en la columna desde la cual la fracción del punto de ebullición alto se toma. Además, en el caso de columnas acopladas puede también ser ventajoso vaporizar las corrientes del fondo parcial o completamente en un vaporizador adicional y únicamente entonces hacerlas pasar a la próxima columna. Esta pre-vaporización es particularmente útil cuando la corriente del fondo de la primera columna contiene cantidades relativamente grandes de fracciones de puntos de ebullición intermedios. En este caso, la pre-vaporización puede llevarse a cabo a un nivel de temperatura inferior y algo de la carga se separa desde el vaporizador de la segunda columna, si esta columna se equipa con un vaporizador. Esta medida también disminuye significativamente la carga sobre la sección de separación de la segunda columna. La corriente pre-vaporizada puede entonces alimentar a la próxima columna ya sea como una corriente de dos fases o en la forma de dos corrientes separadas . A la inversa, también es posible para las corrientes de bajo punto de ebullición separarlas en la parte superior para ser condensadas completamente o parcialmente antes de que pasen a la próxima columna. Esta medida, también, puede contribuir para mejorar la separación entre las fracciones de bajo punto de ebullición y punto de ebullición intermedio presentes ahí . Una modalidad más del proceso de la presente invención, por lo tanto, proporciona que la corriente liquida del fondo tomada desde una de las columnas acopladas sea vaporizada completamente o parcialmente antes de alimentarse a la otra columna y/o la corriente gaseosa tomada desde la parte superior de una de las columnas acopladas sea condensada completamente o parcialmente antes de alimentarse a la otra columna . Ejemplos de columnas de pared divisoria en la modalidad especifica de columnas térmicamente acopladas están mostradas en las figuras 2, 3, 4, y 5. De acuerdo a la presente invención, la fracción L de punto de ebullición bajo que comprende raetanol, la fracción M de punto de ebullición intermedio que comprende los metoxipropanoles como azeótropo con agua y la fracción S de punto de ebullición alto que comprende agua junto con propilenglicol pueden separarse una de la otra por medio de esos arreglos . La figura 2 muestra dos columnas térmicamente acopladas, en las que la columna en la cual la alimentación Z se introduce intercambia vapor d y líquido f con la columna corriente abajo ambas vía la parte superior y vía el fondo. La energía se introduce esencialmente vía el vaporizador V de la columna corriente abajo de la columna de alimentación. Aquí, la fracción L de punto de ebullición bajo puede obtenerse vía la parte superior de la columna corriente abajo por condensación en el condensador K, la fracción de punto de ebullición intermedio puede obtenerse desde el tubo de descarga lateral y la fracción S de punto de ebullición alto puede obtenerse en el fondo. Un arreglo como el bosquejado en a figure también es posible. Aquí, la fracción L de. punto de ebullición bajo y la fracción S de punto de ebullición alto son separadas en la columna de alimentación, el primero vía la parte superior y la segunda en el fondo. La fracción M de punto de ebullición intermedio se obtiene en el tubo de descarga lateral de la columna corriente abajo. La columna corriente abajo puede intercambiar vapor d y líquido f con la columna de alimentación vía la parte superior y el fondo, respectivamente. La energía se introduce esencialmente vía el vaporizador de la columna de alimentación. La figura 4 muestra un arreglo en el que la fracción S de punto de ebullición alto se obtiene en el fondo de la columna de alimentación. La fracción L de punto de ebullición bajo se obtiene en la parte superior de la columna corriente abajo y la fracción M de punto de ebullición intermedio se obtiene vía el tubo de descarga lateral de la columna corriente abajo. La energía es introducida esencialmente vía el vaporizador de la columna de destilación. La figura 5 muestra un arreglo en el que la fracción L de punto de ebullición bajo se obtiene vía la parte superior de la columna de alimentación. En la columna corriente abajo, la fracción S de punto de ebullición alto se obtiene en el fondo y la fracción M de punto de ebullición intermedio se obtiene vía el tubo de descarga lateral . La energía se introduce esencialmente vía el vaporizador de la columna corriente abajo de columna de alimentación. De conformidad, en otra modalidad del proceso de la presente invención, la mezcla de solvente se separa en las fracciones de punto de ebullición alto, de punto de ebullición intermedio y de punto de ebullición bajo en la columna corriente abajo de la columna de alimentación, o Las fracciones de punto de ebullición alto y de punto de ebullición bajo son separadas de la mezcla de solvente en la columna de alimentación y la fracción de punto de ebullición intermedio se separa en la columna corriente abajo, o La fracción de punto- de ebullición alto se separa de la mezcla de solvente en la columna de alimentación y las fracciones de punto de ebullición intermedio y de punto de ebullición bajo son separadas en la columna corriente abajo, o La fracción de punto de ebullición bajo se separa de la mezcla de solvente en la columna de alimentación y las fracciones de punto de ebullición alto y de punto de ebullición intermedio son separadas en la columna corriente abajo .

Las columnas de las figuras 2 a 5 pueden también ser configuradas como columnas empacadas que contienen empaque aleatorio o empaque ordenado o como columnas de charolas . Por ejemplo, empaque de hojas de metal o mallas que tiene un área superficial especifica desde 100 a 1000 m2/m3, preferiblemente desde aproximadamente 250 a 750 m2/m3 pueden utilizarse como empaque ordenado. Tal empaque proporciona una alta eficiencia de separación combinada con una caída de presión baja por plato teórico. La alimentación al proceso de la presente invención puede obtenerse de una síntesis de óxido de propileno que utiliza los materiales de inicio conocidos desde el arte previo. El propileno puede utilizarse como propileno "grado químico" . Tal propileno contiene propano, con propileno y propano estando presente en una proporción de volumen de desde aproximadamente 97:3 a 95:5. Como hidroperóxido, es posible utilizar los hidroperóxidos conocidos los cuales son convenientes para la reacción del compuesto orgánico. Ejemplos de tales hidroperóxidos son hidroperóxido de ter-butilo, e hidroperóxido de etilbenceno. Se da preferencia a utilizar peróxido de hidrógeno como hidroperóxido para la síntesis de oxirano, con una solución de peróxido de hidrógeno acuosa también siendo capaz de utilizarse. 2 El peróxido de hidrógeno puede prepararse, por ejemplo, mediante el proceso de la antraquinona como se describe en "Ullmann's Enciclopedia of Industrial Chemistry" 5a edición, Volumen 13, paginas 447 a 456. De igual modo es concebible obtener peróxido de hidrógeno o mediante la conversión de ácido sulfúrico en ácido peroxodisulfúrico por oxidación anódica con evolución simultanea del hidrógeno en el cátodo. La hidrólisis del ácido peroxodisulfúrico entonces lleva vía el ácido peroxomonosulfúrico al ' peróxido de hidrógeno y ácido sulfúrico, el cual se recupera así. Por supuesto también es posible preparar peróxido de hidrógeno a partir de los elementos . El metanol utilizado como solvente para la reacción puede utilizarse en la forma de producto de "grado técnico" acostumbrado y entonces preferiblemente tiene una pureza de por lo menos 95%. Como catalizador para la preparación de óxido de propileno, se da preferencia a utilizar catalizadores que comprenden un material oxídico poroso, por ejemplo, zeolita. El catalizador utilizado preferiblemente comprende una zeolita que contiene titanio, germanio, telurio, vanadio, cromio niobio, o zirconio como material oxídico poroso.

Mención especifica puede hacerse de zeolitas que contienen titanio, germanio, telurio, vanadio, cromio, niobio, y zirconio que tienen una estructura de zeolita pentasil, en particular los tipos que pueden asignarse critalograficamente por rayos X a las estructuras 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, A W, 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 o a las estructuras mezcladas que comprenden dos o más de las estructuras anteriormente mencionadas . Además las zeolitas que contienen titanio que tienen las estructuras ITQ-4, SSZ-24, TTM-1, UTD-1, CIT-1 o CIT-5 son también concebibles para utilizarlas en el proceso de la presente invención. Otras zeolitas que contienen titanio que pueden ser mencionadas son aquellas de la estructura ZSM-48 o ZSM-12. Se da preferencia particular a zeolitas Ti que tienen una estructura MFI o MEL o una estructura mezclada MFI/MEL .

Preferencia muy particular se da a catalizadores de zeolita que contienen titanio los cuales son generalmente referidos como TS-1, TS-2, TS-3, y también zeolitas Ti que tienen un sistema de estructura isomorfa con ß-zeolita. Es especialmente ventajoso utilizar un catalizador heterogéneo que comprende la silicalita TS-1 que contiene titanio . Es posible utilizar el mismo material oxídico poroso como catalizador. Sin embargo, por supuesto también es posible que el catalizador utilizado sea un cuerpo formado que comprenda al material oxídico poroso. Todos los procesos conocidos del arte previo pueden utilizarse para producir el cuerpo formado del material oxídico poroso . Metales nobles en la forma de componentes metálicos nobles convenientes, por ejemplo en la forma de sales solubles en agua, pueden aplicarse al material catalítico antes, durante o después de uno o más pasos de formación en estos procesos . Este método se emplea preferiblemente para producir la oxidación catalítica basada en silicatos de titanio o silicatos de vanadio que tienen una estructura de zeolita, y además es posible obtener catalizadores que contienen desde 0.01 a 30% por peso de uno o más metales nobles del grupo que consiste de rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio, platino, renio, oro y plata en esta forma. Tales catalizadores están descritos, por ejemplo, en DE-A 196 23 609.6. Por supuesto, los cuerpos formados pueden ser procesados posteriormente. Todos los métodos de trituración son concebibles, por ejemplo, desintegrar o triturar los cuerpos formados, como son otros tratamientos químicos como están descritos anteriormente por medio del ejemplo. Cuando un cuerpo formado o una pluralidad de los mismos se utiliza como catalizador, este /estos pueden, después de la desactivación que ocurre en el proceso de la presente invención, ser regenerados por un método en el cual los depósitos responsables para la desactivación son quemados en un modo objetivo. Este se lleva preferiblemente a cabo en una atmósfera de gas inerte que contiene cantidades precisamente definidas de sustancias que donan oxigeno. Este proceso de regeneración se describe en la DE-A 197 23 949.8. Es también posible utilizar los proceso de regeneración mencionados en la discusión del arte previo. En general , la temperatura de reacción para la preparación del óxido de propileno en los pasos (i) y (iii) está en el rango de 0 a 120°C, preferiblemente en el rango de 10 a 100°C y más preferiblemente en el rango de 20 a 90°C. Las presiones ocurren en el rango de 1 a 100 bar, preferiblemente de 1 a 40 bar, más preferiblemente de 1 a 30 bar. Se da preferencia a emplear presiones bajo las cuales no se presente la fase gas. La concentración de propileno y peróxido de hidrógeno en la corriente de alimentación es generalmente seleccionada de tal que la proporción molar esta preferiblemente en el rango de 0.7 a 20, más preferiblemente en el rango de 0.8 a 5.0, particularmente preferiblemente en el rango de 0.9 a 2.0 y en particular en el rango de 1.0 a 1.6. Los tiempos de residencia en el reactor o reactores en la síntesis de óxido de propileno depende esencialmente de las conversiones deseadas. En general, son menores a 5 horas, preferiblemente menos de 3 horas, más preferiblemente menos de 1 hora y preferiblemente de manera particular cerca de una media hora. Como reactores para la síntesis del óxido de propileno, es por supuesto posible utilizar todos los reactores concebibles los cuales estén mejor adecuados a las reacciones respectivas. Un reactor no esta restringido a un ' recipiente individual. Mejor dicho, es posible utilizar, por ejemplo, una cascada de recipientes agitados . Los reactores de lecho fijo son preferiblemente usados como reactores para la síntesis de óxido de propileno. Además, se da preferencia a utilizar reactores de tubo de lecho fijo como reactores de lecho fijo.

En la síntesis de óxido de propileno anteriormente descrita, la cual se emplea preferiblemente, se da preferencia particular a utilizar un reactor de lecho fijo isotérmico como reactor para el paso (i) y un reactor de lecho fijo adiabático para el paso (iii) , con el hidroperóxido siendo separado en un aparato de separación en el paso (ii) . La invención se ilustra mediante el siguiente ejemplo. Ejemplo El oxido de propileno fue preparado a partir de propileno mediante la reacción con peróxido de hidrógeno utilizando el método descrito en la WO 00/07965, con la reacción siendo llevada a cabo en metanol como solvente. La mezcla de solvente que comprende metanol y los metoxipropanoles los cuales se obtuvieron después de que el óxido de propileno fue separado y tratado tiene la siguiente composición: aproximadamente 80.0% en peso de metanol, aproximadamente 5.0% en peso de metoxipropanoles y aproximadamente 15.0% en peso de agua y glicol de propileno . El objetivo del tratamiento fue separar metanol y los metoxipropanoles (como azeótropo con agua) de cualquier otro con un consumo muy bajo de energía. El metanol se obtuvo en una pureza de por lo menos 95%.

Para este propósito, la mezcla se destiló con la ayuda de una columna de pared divisoria que tiene un tubo de descarga lateral, con metanol siendo separado vía la parte superior de la columna, los metoxipropanoles siendo separados como azeótropo con agua desde el tubo de descarga lateral y agua en • mezcla con el propilenglxcol siendo separado en el fondo de la columna . La energía requerida en la destilación se utilizó como una medida de la efectividad de la separación. Se calculó como la potencia del vaporizador dividida por el rendimiento por unidad de tiempo de la mezcla a ser separada a través de la columna. Como arreglos de columna, fueron seleccionadas las configuraciones mostradas en la tabla: Arreglo de columna Requerimiento de energía/ (Kg/h) Ahorro de energía (K / (kg/h) ) (%) Columna convencional con tubo de descarga lateral 0.98 Dos columnas convencionales conectadas en series 0.89 9.2 Columna de pared divisoria 0.73 25.5 Puede verse claramente que el arreglo de pared divisoria tiene una ventaja de energía considerable comparada a los aparatos de destilación convencionales, dado que la energía requerida para la destilación fue significantemente inferior que en el caso de la destilación utilizando los dos arreglos de destilación convencionales que comprenden la columna convencional con tubo de descarga lateral y las dos columnas convencionales conectadas en serie. El metanol obtenido por destilación en la columna de pared divisoria puede reutilizarse para la síntesis de óxido de propileno. Lista de referencias numéricas para las figuras 1 a 5: 1 Región combinada de la parte de flujo de entrada y la parte de separación de la columna de pared divisoria, 2 Sección de enriquecimiento de la parte de flujo de entrada, 3 Sección de agotamiento de la parte de separación, 4 Sección de agotamiento de la parte de flujo de entrada, 5 Sección de enriquecimiento de la parte de separación, 6 Región combinada de la parte de flujo de entrada y de separación, 7 Pared divisoria, Z Alimentación L Fracción de punto de ebullición bajo (metanol) M Fracción de compuestos de punto de ebullición intermedios (1-metoxi-2-propanol y 2 -metoxi-1-propanol como azeótropo con agua) S Fracción de componentes con alto punto de ebullición K Condensador V Vaporizador d Vapor £ Líquido Las líneas horizontales y diagonales o diagonales indicadas en las columnas simbolizan empaque hecho de elementos de empaque aleatorio o empaque ordenado que pueden estar presentes en la columna.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES 1. Un proceso para la purificación por destilación operado, de manera continua, del metanol utilizado como solvente en la síntesis de óxido de propileno, mediante la reacción de un hidroperóxido con propileno, con los metoxipropanoles siendo separados de manera simultanea, caracterizado porque la mezcla de solvente obtenida en la síntesis se separa en una columna de pared divisoria en una fracción de punto de ebullición bajo que comprende metanol, una fracción de punto de ebullición intermedio que comprende los metoxipropanoles como azeótropo con agua y una fracción de punto de ebullición alto que comprende agua y propilenglicol.
2. 2. Un proceso como se reivindica en la reivindicación 1, caracterizado porque el metanol se separa vía la parte superior de la columna, los metoxipropanoles se separan como azeótropo con agua desde el tubo de descarga lateral de la columna y el agua se separa en el fondo.
3. 3. Un proceso como se reivindica en la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la columna de pared divisoria tiene de 15 a 60 platos teóricos.
4. 4. Un proceso como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la presión es de 1 a 15 bar y la temperatura de destilación es de 30 a 140 °C, en cada caso medidos en la parte superior de la columna.
5. 5. Un proceso como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la columna de pared divisoria está configurada como dos columnas acopladas térmicamente .
6. 6. Un proceso como se reivindica en la reivindicación 5, caracterizado porque la mezcla de solvente se separa en fracciones de punto de ebullición bajo, de punto de ebullición intermedio y punto de ebullición alto en la columna corriente abajo de la columna de alimentación, o las fracciones de punto' de ebullición alto y punto de ebullición bajo se separan de la mezcla de solvente en la columna de alimentación y la fracción de punto de ebullición intermedio se separa en la columna corriente abajo, o la fracción de punto de ebullición alto se separa de la mezcla de solvente en ¦ la columna de · alimentación y las fracciones de punto de ebullición intermedio y punto de ebullición bajo se separan en la. columna corriente abajo, o la fracción de punto de ebullición bajo se separa de la mezcla de solvente en la columna de alimentación y las fracciones de punto de ebullición alto y de punto de ebullición intermedio se separan en la columna corriente abaj o .
7. 7. Un proceso como se reivindica en la reivindicación 5 o 5, caracterizado porque la corriente de liquido tomada del fondo de una de la columnas acopladas se vaporiza parcial o completamente antes de su paso a la otra columna, y la corriente gaseosa separada en la parte superior de una de las columnas acopladas se condensa parcial o completamente antes de su paso a la .otra columna.
8. 8. Un proceso como se reivindica en la reivindicación 5 o 6, caracterizado porque la corriente tomada del fondo de una de las columnas acopladas se vaporiza parcial o completamente antes de su paso a la otra columna, o la corriente separada en la parte superior de una de las columnas acopladas se condensa parcial o completamente antes de su paso a la otra columna.
9. 9. Un proceso como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el óxido de propileno se prepara mediante un proceso que comprende por lo menos los pasos (i) a (iii) (i) la reacción del hidroperoxido con propileno, (ii) la separación del hidroperoxido sin reaccionar de la mezcla que resulta del paso (i) , (iii) la reacción del hidroperoxido el cual ha sido separado en el paso (ii) con propileno, con un reactor de lecho fijo isotérmico que se utiliza en el paso (i) , un reactor de lecho fijo adiabático que se utiliza en el paso (iii) , un aparato de separación que se utiliza en el paso (ii) y peróxido de hidrógeno que se usa como hidroperóxido y el compuesto orgánico que se pone en contacto con un catalizador heterogéneo durante la reacción.
10. 10. Un proceso como se reivindica en la reivindicación 9, caracterizado porque el catalizador heterogéneo comprende la zeolita TS-1.