MXPA06007869A - Proceso para la purificacion de nitrilos olefinicamente insaturados. - Google Patents

Proceso para la purificacion de nitrilos olefinicamente insaturados.

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MXPA06007869A
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acrylonitrile
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Sanjay P Godbole
Milind V Kantak
Oliver M Wahnschafft
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Standard Oil Co
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/32Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C253/34Separation; Purification

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Un proceso para la recuperacion y purificacion de nitrilos olefinicamente insaturados a partir de una corriente de proceso producida por la amoxidacion de una carga de alimentacion de hidrocarburos que comprende poner en contacto una corriente del proceso que comprende nitrilo olefinicamente insaturado con un liquido de enfriamiento acuoso en un aparato de enfriamiento para producir un efluente gaseoso de enfriamiento que comprende nitrilo olefinicamente insaturado; poner en contacto el efluente gaseoso de enfriamiento con un liquido que comprende agua en un aparato de absorcion para formar una mezcla acuosa que comprende nitrilo olefinicamente insaturado absorbido; extraer el aparato de absorcion una corriente de la salida lateral que comprende agua y una corriente de los residuos del fondo que comprende nitrilo olefinicamente insaturado; introducir la corriente de los residuos del fondo a una primera columna de destilacion en donde la corriente de los residuos del fondo es destilada en una destilacion extractiva para formar una fraccion superior que comprende nitrilo olefinicamente insaturado; y dirigir la corriente de la salida lateral que comprende agua a la porcion superior de la primer columna de destilacion par auxiliar con la destilacion extractiva del nitrilo olefinicamente insaturado en la primera columna de destilacion.

Description

PROCESO PARA LA PURIFICACIÓN DE NITRILOS OLEFINICAMENTE INSATURADOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un proceso para la recuperación y purificación de nitrilos olefinicamente insaturados a partir de una corriente de proceso producida por la amoxidación de una carga de alimentación de hidrocarburos .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El acrilonitrilo es un producto químico importante usado principalmente como monómero en la fabricación de una gran variedad de materiales poliméricos tales como polímeros para fibras acrilicas usadas en textiles, y en resinas tales como resinas ABS y SAN. En el mundo ente, el acrilonitrilo se produce en cantidades que exceden de cuatro millones de toneladas métricas por año. El proceso más comúnmente usado para fabricar acrilonitrilo u otro nitrilo olefinicamente insaturado, tal como el metacrilonitrilo, es hacer reaccionar un hidrocarburo apropiado, tal como propileno o propano para la fabricación de acrilonitrilo, o isobutileno para fabricar metacrilonitrilo, en un reactor de amoxidación en presencia de amoniaco usando aire u otra fuente de oxigeno molecular como un oxidante. Tales reacciones de oxidación, también llamadas reacciones de amoxidación, generalmente usan un catalizador heterogéneo, sólido, en partículas en un lecho fluidizado de catalizador para catalizar la reacción de amoxidación y proporcionar el acrilonitrilo o metacrilonitrilo deseado en un rendimiento y conversión aceptables. Además de producir un nitrilo olefinicamente insaturado, tales reacciones de amoxidación generalmente también producen otros productos tales como acetonitrilo, cianuro de hidrógeno (HCN) y otros productos secundarios. Los procesos para la amoxidación catalítica de una alimentación de hidrocarburos a acrilonitrilo están descritos, por ejemplo, en las patentes U.S. Nos. 4,503, 001; 4,767,878; 4,863,891 y 5,093,299, las cuales, todas, se incorporan a la presente como referencia. Los procesos ampliamente usados en la práctica comercial para recuperar los productos de tal amoxidación de hidrocarburos, tal como la amoxidación de propileno para formar acrilonitrilo, generalmente comprende las etapas de: a) poner en contacto el efluente de un reactor de amoxidación en una torre de enfriamiento con un liquido de enfriamiento acuoso para enfriar el efluente gaseoso; b) poner en contacto el efluente gaseoso enfriado con agua en un absorbedor, formar una solución acuosa que comprende los productos de la amoxidación; c) someter la solución acuosa a una destilación extractiva de agua en una columna de destilación, y d) eliminar una primera corriente de vapor superior que comprende el nitrilo insaturado y algo de agua de la parte superior de la columna, y recolectar la corriente de desperdicio líquida que contiene agua y contaminantes de la parte inferior de la columna. La purificación adicional del nitrilo olefínicamente insaturado, tal como el acrilonitrilo, puede ser llevada a cabo haci'endo pasar la corriente superior de vapor a una segunda columna de destilación para eliminar por lo menos alguna impurezas del acrilonitrilo, y además destilar el acrilonitrilo parcialmente purificado. El efluente del reactor de amoxidación generalmente contiene una cierta cantidad de amoniaco. Por tanto, el líquido enfriador usado en la torre de enfriamiento también puede contener un ácido mineral fuerte tal como el ácido sulfúrico, para reaccionar con y así formar una sal de amoniaco soluble en agua, tal como el sulfato de amonio. El fluido de enfriamiento usado o agotado que contiene sulfato de amonio y otros componentes es generalmente tratado o eliminado de una manera ambientalmente segura. Los sistemas de purificación y recuperación para acrilonitrilo y metacrilonitrilo obtenidos por la amoxidación de propileno, propano o isobutileno se describen en, por ejemplo, las patentes U.S. Nos. 3,399,120 y 3,936,360, las cuales, todas, se incorporan a la presente como referencia. Como antes se mencionó, el efluente del reactor gaseoso de un reactor de amoxidación durante la fabricación de acrilonitrilo generalmente primero se pone en contacto directamente con un líquido de enfriamiento, típicamente agua, en un aparato de enfriamiento tal como una torre de enfriamiento, para enfriar el efluente y eliminar una cantidad sustancial de contaminantes, tal como materiales poliméricos, producidos durante la reacción. El efluente gaseoso enfriado del aparato de enfriamiento es típicamente enviado a un aparato de absorción, tal como una columna de lavado o una columna de absorción, en donde- el efluente gaseoso se pone en contacto con agua. La corriente líquida del fondo de aparato de absorción que contiene varios nitrilos, agua y alguna impurezas es entonces generalmente, enviada a una columna de destilación, también conocida co o columna de recuperación. En esta columna de destilación, el solvente agua se usa para destilar de manera extractiva la corriente de los fondos del aparato de absorción para producir una corriente de vapor superior rica en acrilonitrilo. Como se describe en la patente U.S. No. 3,399,120 para la recuperación de acrilonitrilo, los residuos del fondo de la columna de recuperación pueden enviarse a una segunda columna de destilación, referida como una columna de separación. La parte superior de la columna de separación contiene acetonitrilo con una cantidad menor de agua, y la corriente líquida de residuos del fondo contiene agua e impurezas. Un método alternativo para recuperar acrilonitrilo, también se encuentra en la patente U.S. No. 3,399,120, usa una salida lateral de la columna de destilación extractiva. La corriente de extracción o salida lateral que contiene principalmente acetonitrilo y agua se envía a una columna de separación más pequeña en donde el acetonitrilo se elimina por arriba y los residuos del fondo líquidos contienen principalmente agua son regresados a la columna de recuperación. Cuando se usa este método de recuperación, la corriente líquida de los residuos del fondo de la columna de recuperación es principalmente agua e impurezas con trazas de acetonitrilo. En los procesos para la recuperación de acrilonitrilo recién descrito, el absorbedor puede enfriarse en lugares apropiados para facilitar la absorción de acrilonitrilo en el líquido de depuración de tal forma que se maximiza la concentración de acrilonitrilo en la corriente del proceso dirigido a la columna de recuperación. Una relación de alimentación óptima de agua empobrecida-a-acrilonitrilo es mantenida también para maximizar la recuperación del producto en la columna de absorción. Por agua empobrecida debe entenderse una fuente de agua que tiene un bajo nivel de componentes orgánicos y es generalmente una corriente acuosa obtenida a partir de una fuente conveniente dentro del proceso de recuperación de acetonitrilo. Las patentes U.S. Nos. 3,044,966; 3,198,750; 3,352,764; 3,885,928 y 4,234,501, todas incorporadas a la presente como referencia, también describen procesos para la recuperación y purificación de acrilonitrilo y metacrilonitrilo a partir de la amoxidación de una alimentación de hidrocarburos. Como se describió antes, en los procesos previos para la recuperación y purificación de acrilonitrilo es conveniente agregar agua como solvente a la columna de recuperación, preferiblemente a la parte superior o porción superior de la columna para provocar la destilación extractiva del acrilonitrilo y con ello producir una corriente superior rica en acrilonitrilo con bajos niveles de acetonitrilo. Esta corriente rica en acrilonitrilo es generalmente purificada por etapas del proceso de destilación subsecuentes como se mencionó anteriormente. Mientras que la adición de agua a la parte superior de la columna de recuperación durante la recuperación y purificación de acrilonitrilo resulta en la formación de una corriente superior rica en acrilonitrilo y rica en HCN que contiene muy bajos niveles de acetonitrilo, el agua agregada incrementa el volumen líquido a ser manejado por la columna, y reduce la capacidad hidráulica de la columna de recuperación para procesar la corriente que contiene el acrilonitrilo. La adición de tal agua también causa una separación ineficiente de energía. Así, sería deseable tener un proceso en el cual la adición de agua extra a la columna de recuperación puede ser reducida o eliminada mientras se mantiene la eficiencia de la separación de la columna de recuperación. Tal proceso proporcionaría al procesamiento de un rendimiento de alimentación mayor en una columna de recuperación existente, incrementando así la capacidad de una planta de fabricación existente o alternativamente, permitiendo el uso de una columna de recuperación más pequeña para la misma cantidad de alimentación a ser procesada. La presente invención proporciona tal proceso. SUMARIO DE LA INVENCIÓN Esta invención es un proceso para la recuperación y purificación de nitrilos olefínicamente insaturados tales como, acrilonitrilo o metacrilonitrilo, a partir de una corriente del proceso producida, por ejemplo, mediante la reacción de amoxidación de una carga de alimentación de hidrocarburos, tal como propileno, propano o isobutileno, en presencia de oxígeno molecular, amoniaco y un catalizador de amoxidación, que comprende: (a) poner en contacto una corriente de proceso que comprende un nitrilo olefínicamente insaturado con un liquido de enfriamiento acuoso en un aparato de enfriamiento para producir un efluente de enfriamiento; (b) poner en contacto el efluente de enfriamiento con un líquido que comprende agua en un aparato de absorción para formar una mezcla acuosa que comprende nitrilo olefínicamente insaturado absorbido; (c) extraer del aparato de absorción una corriente de salida lateral que comprende agua y una corriente, preferiblemente una corriente de residuos del fondo, que comprende nitrilo olefínicamente insaturado; (d) introducir la corriente que comprende nitrilo olefínicaménte insaturado a una primera columna de destilación en donde la corriente que comprende nitrilo olefínicamente insaturado es destilada para formar una fracción superior, preferiblemente la fracción del domo que comprende nitrilo olefínicamente insaturado; y (e) dirigir por lo menos parte de la corriente de salida lateral que comprende agua a la porción superior de la primera columna de destilación, preferiblemente en un punto por encima de donde entra la corriente que comprende nitrilo olefínicamente insaturado a la primera columna de destilación, y usar la corriente de salida lateral o por lo menos parte de la misma para la destilación extractiva del nitrilo olefínicamente insaturado en la primera columna de destilación. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una representación esquemática de una modalidad de la presente invención aplicada a la recuperación y purificación del acrilonitrilo DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Esta invención será descrita con respecto a la recuperación y purificación de acrilonitrilo producido por la amoxidación de una alimentación de propileno o alimentación que comprende propileno. Sin embargo, se debe entender que esta invención no está limitada a la recuperación y purificación de acrilonitrilo. Esta invención también incluye la recuperación y purificación de nitrilos olefínicamente insaturado preparados a partir de otros procesos adecuados y otra carga de alimentación de hidrocarburos tal como, por ejemplo, acrilonitrilo producido por la amoxidación de propano o metacrilonitrilo producido por la amoxidación de isobutileno. Cualquier catalizador de amoxidación puede ser usado para preparar corrientes de proceso útiles en el proceso de esta invención en donde la alimentación de hidrocarburos (e.g. propileno), la fuente de oxígeno molecular y amoniaco se hacen reaccionar en la presencia de un catalizador de amoxidación adecuado en un reactor adecuado. Por ejemplo, los catalizadores típicos de amoxidación pueden estar generalizados por las siguientes dos fórmulas: AaBbCcDdM??2Ox en donde A = Li, Na, K, Cs, Ti y combinaciones de los mismos, preferiblemente Cs y K B = Ni, Co, Mn, Mg, Ca y combinaciones de los mismos, preferiblemente Ni, Co y Mg C = Fe, Cr, Ce, Cu, V, Sb, , Sn, Ga, Ge, In, P y combinaciones de los mismos, preferiblemente Fe, Cr y Ce D = Bi y/o Te, preferiblemente Bi a = 0.1-4.0, preferiblemente 0.1 a 0.5, especialmente se prefiere que sea 0.1 a 0.2 b = 0.1-10.0, preferiblemente 5 a 9, especialmente se prefiere que sea 6 a 8, y c,d = 0.1-10.0, preferiblemente 0.5 a 4, especialmente se prefiere que sea 0.5 a 3; y AaBbSb12Ox en donde A = Fe, Cr, Ce, V, U, Sn, Ti, Nb y combinaciones de los mismos, preferiblemente Fe, V, Sn y Ti B = Mo, W, Co, Cu, Te, Bi, Zn, B, Ni, Ca, Ta y combinaciones de los mismos, preferiblemente Mo y Cu a = 0.1-16, preferiblemente 2 a 12, especialmente se prefiere que sea 4 a 10 b = 0.0-12, preferiblemente 1 a 10, especialmente se prefiere 2 a 6, y el valor de x depende del estado de oxidación de los elementos usados. Los catalizadores de amoxidación adecuados pueden ser usados ya sea no soportados, o pueden estar soportados con sílice, alúmina, titania, circona, y los similares; sin embargo, el sílice es el soporte preferido. Los catalizadores y los procesos de amoxidación adecuados para la amoxidación de una alimentación de hidrocarburo para preparar un nitrilo olefínicamente insaturado están descritos, por ejemplo, en las patentes U.S. Nos. 3,642,930; 3,911,089; 4,485,079; 4,873,215; 5,093,299; 5,134,105 y 5,235,086, incorporados aquí como referencia. Cualquier fuente de oxígeno, tal como oxígeno molecular puro, puede ser usado. El aire, sin embargo es la fuente preferida de oxígeno molecular. La relación molar del oxígeno molecular con respecto a la alimentación de hidrocarburos para el aparato de reacción usado para la reacción de amoxidación puede estar en el intervalo de aproximadamente 0.2:1 a aproximadamente 3.0, y una relación de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 2.5 es la preferida. La relación molar de amoniaco con respecto al hidrocarburo alimentado al aparato de reacción usado para la reacción de amoxidación puede variar entre aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 5:1, preferiblemente aproximadamente 0.9:1 a aproximadamente 1.3:1. Aunque no existe límite superior para la relación molar de amoniaco con respecto al hidrocarburo en la alimentación al reactor de amoxidación, una relación de hasta aproximadamente 1.3:1 es adecuada. En algunos casos el agua en la mezcla alimentada al aparato de reacción mejora la selectividad de la reacción y el rendimiento del nitrilo olefínicamente insaturado deseado. En general, la relación molar del agua agregada con respecto a la alimentación de hidrocarburo, tal como el propileno, cuando se agrega agua, está por encima de aproximadamente 0.25:1. Las relaciones del orden de 1:1 a 4:1 son particularmente deseables, pero se pueden emplear relaciones más altas, por ejemplo, hasta aproximadamente 10:1. La reacción de amoxidación se lleva a cabo generalmente a una temperatura dentro del intervalo de aproximadamente 300 a aproximadamente 600 °C. El intervalo de temperatura preferido es aproximadamente 380 a aproximadamente 500 °C, especialmente se prefiere que sea de aproximadamente 400 a aproximadamente 480 °C. La reacción de amoxidación puede ser llevada a cabo a cualquier presión adecuada, sin embargo, se lleva a cabo preferiblemente a aproximadamente la presión atmosférica o por encima de la presión atmosférica, por ejemplo, aproximadamente 1.5 a aproximadamente 4 atmósferas manométricas . Los tiempos de contacto en el intervalo de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 50 segundos pueden ser empleados. En general, un tiempo de contacto de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 segundos es el preferido. Generalmente cualquier aparato del tipo adecuado para llevar a cabo una reacción de amoxidación en la fase vapor puede ser utilizado. La reacción de amoxidación puede ser conducida ya sea continuamente o intermitentemente. El lecho del catalizador puede ser un lecho fijo que emplea un catalizador de partículas grandes o en bolitas, o preferiblemente, puede emplearse un así llamado lecho "fluidizado" de catalizador. El gas efluente del reactor de la amoxidación de la alimentación de hidrocarburo, tal como propileno, usualmente a una temperatura entre 370 y 485 °C, típicamente se hace pasar primeramente a un sistema de enfriamiento el cual es generalmente una torre con un flujo de fluido de enfriamiento a contracorriente. El propósito del sistema de enfriamiento es eliminar el exceso de amoniaco, los polímeros y las impurezas más pesadas producidas por la reacción de amoxidación, y para enfriar el gas efluente del reactor. Típicamente el agua, que contiene generalmente ácido sulfúrico, es usada como un líquido de enfriamiento y es agregado a la parte superior de la torre de enfriamiento. El gas efluente del reactor abandona la torre de enfriamiento de la porción superior o parte superior de la torre, generalmente a una temperatura de aproximadamente 30 a aproximadamente 110 °C. Una corriente de la parte inferior que contiene agua, ácido, polímeros y otras impurezas es eliminada del sistema de enfriamiento. Después de ser enfriados y tratados en el sistema de enfriamiento, los gases efluentes del reactor de amoxidación son típicamente enviados a un aparato de absorción tal como una columna de lavado o columna de absorción. Por ejemplo, el absorbedor puede ser una columna adecuada que tiene una o más bandejas, empaquetamiento, o barras esparcidoras y típicamente sin reflujo. Aquí los gases efluentes son típicamente puestos en contacto con agua en donde el agua es usada para absorción. El agua absorbe acrilonitrilo, acetonitrilo y algunas impurezas para formar una solución acuosa. La cantidad de agua usada es típicamente aproximadamente 8 a aproximadamente 18 partes de agua por peso, preferiblemente aproximadamente 11 a aproximadamente 15, y más preferiblemente aproximadamente 11 a aproximadamente 13 con respecto a cada parte por peso de acrilonitrilo en el efluente de enfriamiento agregado al absorbedor. La solución acuosa resultante que contiene los productos de la reacción de amoxidación es eliminada de típicamente, la parte inferior del absorbedor. Los gases no absorbidos son eliminados como una corriente de vapor típicamente desde la parte superior del absorbedor. La solución acuosa del absorbedor es dirigida a un procesamiento adicional para recuperar acrilonitrilo y acetonitrilo. Aunque esta invención no está limitada con ello, este procesamiento adicional puede ser llevado a cabo conforme con los siguientes procedimientos. En un procedimiento, la solución acuosa es enviada a una columna de destilación extractiva o, así llamada, columna de recuperación. Esta columna de recuperación puede contener aproximadamente 60 a aproximadamente 120 bandejas. Típicamente se aplica calor a la parte inferior de la columna, usualmente por un intercambiador de calor indirecto. El acrilonitrilo y el HCN son recuperados como una corriente de vapor generalmente de la parte superior de la columna de recuperación y esta corriente es procesada adicionalmente para separar el acrilonitrilo del HCN. El acetonitrilo, el agua y las impurezas son eliminadas de la parte inferior de la columna de recuperación y pueden hacerse pasar a una columna de separación, que tiene típicamente aproximadamente 20 a aproximadamente 40 bandejas, tal como por ejemplo 30 bandejas. En la columna de separación, el vapor es usado adecuadamente para destilar y separar el producto acetonitrilo del agua. El acetonitrilo es eliminado como una corriente de vapor superior. Una corriente inferior que contiene agua e impurezas es eliminada de la columna de separación y puede, por ejemplo, ser reciclada de regreso a la columna de enfriamiento como líquido de enfriamiento. Otro procedimiento para purificar la solución acuosa del aparato de absorción es pasar esta solución a una columna de destilación extractiva o, así llamada columna de recuperación que tiene un salida lateral preferiblemente colocada en la mitad inferior de la columna de recuperación tal como por ejemplo, la columna descrita en la patente U.S. No. 3,399,120. Una corriente del proceso tomada de la salida lateral es enviada a una columna de separación mucho más pequeña, por ejemplo que tiene aproximadamente 10 a aproximadamente 20 bandejas. El acetonitrilo está concentrado en la salida o arrastre de vapor que sale de la parte superior mientras que el residuos del fondo líquido es retornado a la columna de recuperación. El residuos del fondo de esta columna de recuperación modificada es similar a la corriente del residuo del fondo que sale del separador más grande como se discutió anteriormente. En el proceso de esta invención, una salida lateral líquida es eliminada del aparato de absorción, preferiblemente una columna de absorción o columna de lavado y por lo menos parte y preferiblemente toda la salida lateral es dirigida a una columna de recuperación, preferiblemente a la porción superior de la columna de recuperación, y preferiblemente en un lugar en la columna de recuperación por encima de donde la solución del aparato de absorción entra a la columna de recuperación. Esta salida lateral es tomada preferiblemente en una manera tal que comprende principalmente agua y cantidades menores de acetonitrilo. Preferiblemente el aparato de absorción, tal como una columna de absorción, es operada de tal manera y la salida lateral colocada de tal manera que la corriente de la salida lateral comprende principalmente agua y cantidades menores de acetonitrilo. Por ejemplo, la corriente de la salida lateral puede comprender aproximadamente 70 a aproximadamente 95 por ciento en peso, de agua, más preferiblemente aproximadamente 85 a aproximadamente 95 por ciento en peso de agua. La cantidad de acetonitrilo en la corriente de salida lateral preferiblemente debe ser menor de aproximadamente 100 partes por millón en peso (ppm) , más preferiblemente menor de aproximadamente 50 ppm de acetonitrilo, y más preferiblemente menos de aproximadamente 35 ppm de acetonitrilo. La corriente de la salida lateral puede contener otros componentes tales como, por ejemplo acrilonitrilo y HCN. Cuando el aparato de absorción es una columna de absorción, la corriente de la salida lateral es preferiblemente tomada de un lugar en la columna en la mitad inferior de la columna, más preferiblemente en la tercera parte inferior de la columna. En el proceso de la invención, esta corriente de la salida lateral del aparato de absorción, o por lo menos una parte del mismo, que comprende agua es dirigida a la porción superior de la columna de recuperación, tal como del tipo de destilación extractiva de la columna de recuperación descrita en la patente U.S. No. 3,399,120, y puede ser usada para auxiliar en la destilación extractiva del acrilonitrilo. Preferiblemente, la corriente de la salida lateral, o por lo menos una parte de la misma, es dirigida a la bandeja superior en una columna de recuperación. En los procesos del arte previo descritos anteriormente, una corriente separada del agua como solvente es agregada a la parte superior de la columna de recuperación para auxiliar en la destilación extractiva del acrilonitrilo. Además esta agua como solvente extra ejerce una carga extra en la columna de recuperación disminuyendo así la capacidad de procesamiento de la columna para destilar la corriente que contiene acrilonitrilo. En el método de esta invención, la salida lateral líquida del aparato de absorción tal como una columna de absorción proporciona preferiblemente la mayor parte o toda el agua requerida para la destilación extractiva. La corriente de la salida lateral o por lo menos una parte de la misma de la columna de absorción es agregada el lugar del solvente agua o en lugar de por lo menos una porción del solvente agua que sería agregada de otra manera a la columna de recuperación. Por ejemplo, la cantidad de la salida lateral agregada a la columna de recuperación puede ser aproximadamente 10 a aproximadamente 100 por ciento, preferiblemente aproximadamente 50 a aproximadamente 100 por ciento, y más preferiblemente aproximadamente 70 a aproximadamente por ciento en peso de la cantidad de agua necesaria para llevar a cabo una destilación extractiva en la columna de recuperación. Esta corriente de la salida lateral que comprende agua usada para provocar la destilación extractiva del acrilonitrilo en la columna de destilación recuperación puede reducir la carga en la columna que de ora manera existiría si la cantidad total del solvente agua fuera agregada y puede también reducir los requerimientos de energía para la destilación en la columna de recuperación. Como se mencionó anteriormente, la cantidad de acetonitrilo en la corriente de la salida lateral tomada del aparato de absorción, tal como, por ejemplo, una columna de absorción, debe ser mantenida a un mínimo. Un método para obtener una corriente de la salida lateral de un aparato de absorción, tal como una columna de absorción, que contiene agua y niveles inferiores de acetonitrilo es para enfriar el aparato de absorción, preferiblemente en un lugar por encima de la salida lateral del aparato de absorción. Cualquier medio adecuado para enfriar el aparato de absorción puede ser usado. Este enfriamiento puede ser logrado, por ejemplo colocando uno o más enfriadores alrededor de la bomba en la sección media superior del aparato de absorción. Por enfriador alrededor de la bomba se quiere decir un dispositivo que elimina una corriente del aparato de absorción, enfría la corriente y después regresa la corriente al aparato, por ejemplo, en una ubicación inferior en el aparato de donde se elimina la corriente. Preferiblemente se utiliza por lo menos una bomba para eliminar, regresar, o eliminar y regresar la corriente. Cuando el aparato de absorción es una columna que contiene bandejas, tal enfriamiento puede ser alcanzado, por ejemplo, eliminando parte o el total de los contenidos de una bandeja en la columna como una corriente, enfriar la corriente y regresar la corriente a la columna en una bandeja o bandejas por debajo de la bandeja a partir de la cual se toma la corriente. Preferiblemente, la cantidad de enfriamiento usado en una cantidad que alcanzará los niveles deseados de agua y acetonitrilo en la corriente de salida lateral. El lugar de donde es tomada la corriente de salida lateral del aparato de absorción tal como una columna de absorción también es un factor. Esta corriente de salida lateral es preferiblemente tomada de un lugar que es aproximadamente una tercera parte la distancia desde el fondo de una columna de absorción hasta el domo de la columna. Cuando la columna de absorción contiene bandejas, la corriente de la salida lateral es preferiblemente tomada a partir de un lugar que es aproximadamente una tercera parte de la distancia desde la bandeja inferior al domo de la columna. La columna de recuperación es preferiblemente operada de una manera que proporciona la separación de acetonitrilo del acrilonitrilo. Así, la fracción superior de la columna de recuperación comprende generalmente acrilonitrilo y cianuro de hidrógeno con niveles bajos de acetonitrilo. Preferiblemente la columna de recuperación es operada de una manera tal que la cantidad de acetonitrilo en la parte superior es menor de aproximadamente 50 ppm, más preferiblemente menor de aproximadamente 35 ppm. Aunque es posible operar el proceso de esta invención sin agregar ningún solvente como el a la porción superior de la columna de recuperación y usar solo el agua de la corriente de la salida lateral del aparato de absorción, es preferible agregar algún solvente agua además de la corriente de la salida lateral del aparato de absorción para auxiliar con la destilación extractiva. Haciendo referencia a la Figura 1, la línea 10 contiene una corriente de proceso que comprende el gas efluente del reactor de la reacción de propileno, amoniaco y aire en un reactor adecuado del tipo lecho fluido que contiene un catalizador de amoxidación fluidizado adecuado. La corriente del proceso comprende acrilonitrilo, HCN, acetonitrilo, vapor de agua e impurezas. (El tipo de reactor de lecho fluido no esta mostrado en la figura 1) . La corriente de proceso en la línea 10 se hace pasar primero a una columna de enfriamiento 20. En la columna de enfriamiento 20, la corriente de proceso gaseosa se pone en contacto con un líquido de enfriamiento acuoso de la línea 22. Una corriente del fondo que contiene agua e impurezas es eliminada de la columna de enfriamiento 20 a través de la línea 23 y enviada a tratamiento de desperdicios. Los gases efluentes del reactor enriados dejan la columna de enfriamiento a través de la línea 25 y son enviadas como alimentación al condensador parcial 30. Cualquier acrilonitrilo, acetonitrilo y HCN condensados son eliminados del condensador parcial a través de la línea 32 y enviados a la línea 47 antes de entrar a la columna de recuperación. El material no condensado se envía mediante la línea 35 como alimentación a la porción inferior de la columna de absorción 40. el agua de lavado entra a la porción superior de la columna de absorción 40 en el domo través de la línea 42. los gases no condensables son eliminados de la columna de absorción a través de la línea 43. Una solución acuosa que contiene agua, acrilonitrilo, acetonitrilo e impurezas es eliminada de la columna de absorción como una corriente de residuos del fondo a través de la línea 47 y pasada a la columna de recuperación (una columna del tipo destilación extractiva) 50. La columna de absorción 40 es enfriada mediante enfriadores alrededor de la bomba 44 y 44a y operados de una manera tal que se produce una corriente de salida lateral que comprende agua, acrilonitrilo y HCN con una cantidad baja, y preferiblemente nada, de acetonitrilo. Esta corriente de salida lateral es dirigida a la porción superior de la columna de recuperación 50 a través de la línea 48 para auxiliar con la destilación extractiva de alimentación de la línea 47. La columna de recuperación 50 es una columna de destilación que tiene, preferiblemente, aproximadamente 60 a aproximadamente 120 bandejas. Aunque no se muestra en la Figura 1, la línea 48 preferiblemente entra a la columna 50 en la bandeja superior de la columna 50. La columna de recuperación 50 puede ser del tipo de columna de destilación extractiva descrita en la patente U.S. No. 3,399,120. Además del agua de la corriente de salida lateral en la línea 48, también se puede agregar agua en el domo de la columna de recuperación 50 a través de la línea 53. Sin embargo, el uso de los enfriadores 44 y 44a en la columna de absorción 40 para producir la corriente de salida lateral 48 que comprende agua y cantidades menores de acetonitrilo y dirigir la corriente de salida lateral al domo de la columna de destilación extractiva, reemplaza la mayor parte o todo el agua solvente que ordinariamente es requerida para la destilación extractiva, reduciendo así en gran parte la cantidad de agua que de otra manera sería necesaria para la destilación extractiva de la corriente de acrilonitrilo 47 en la columna de recuperación 50. Esta reducción en la cantidad de agua requerida para la destilación extractiva incrementa la capacidad hidráulica de la columna 50, lo cual es benéfico para procesar grandes cantidades de alimentación 47 en la columna de destilación 50. El acrilonitrilo y el HCN son eliminados como un vapor saliente de la parte superior a través de la línea 52, condensado en el condensador 53 y enviada al decantador 54 en donde una corriente de acrilonitrilo es decantada y enviada a través de la línea 58 para purificación adicional (no mostrada) . El agua del decantador es regresada a la columna 50 a través de la línea 56. Una corriente de los residuos del fondo que contiene acetonitrilo y agua es eliminada de la columna de destilación 50 a través de la línea 51 y pueden ser sometida a un proceso de purificación adicional tal como el proceso descrito en la Patente U.S. No. 4,362,603, la cual está aquí incorporada como referencia, para aislar acetonitrilo purificado. Los enfriadores alrededor de la bomba entre etapas 44 y 44a tienen una línea 59 para extraer una corriente a partir de una bandeja en la columna, pasar la corriente a través del intercambiador de calor 60 para enfriar la corriente y regresar la corriente enfriada a través de la línea 61 a la columna en una bandeja inferior a la bandeja a partir de la cual es tomada. El enfriamiento de la columna de absorción 40 también puede ser logrado eliminando una porción de la corriente en la línea 47 a través de la línea 62, enfriando la corriente en el intercambiador de calor 63 y regresando la corriente enfriada a la columna a través de la línea 64. EJEMPLOS Ejemplo 1 Usando el aparato mostrado en la Figura 1 y simulado usando un programa de diseño de computadora, una columna de absorción que tiene 26 etapas teóricas se equipó con un enfriamiento entre-etapa de 8.2 millones de Watts (28 millones de BTU/hr) en la porción superior de la columna de absorción. Un efluente de la columna de enfriamiento a 37 °C (99°F) se trató en la columna de absorción usando una relación en peso de agua empobrecida con respecto a acrilonitrilo de 9.8. (El agua empobrecida es el agua alimentada agregada a la columna de absorción 40 a través de la línea 42 como se muestra en la Figura 1.) Una salida lateral líquida de 89.5% en peso de agua, 9 % en peso de acrilonitrilo, 1.5% en peso de HCN y 25 partes por millón en peso (ppm) de acetonitrilo se eliminó de la columna de absorción a través de la salida lateral y dirigida al domo de la columna de recuperación como un reemplazo del agua solvente. Usando el enfriamiento entre etapa y la corriente de la salida lateral de la columna de absorción, toda el agua de la columna de recuperación viene de la salida lateral en comparación con el proceso convencional con ninguna salida lateral del aparato de absorción y un enfriamiento entre etapa de solo 5.86 millones de Watts (20 millones de BTU/Hr) en la columna de absorción. Además de reducir la velocidad de circulación del agua, el 52% y el 63% del acrilonitrilo y HCN, respectivamente, de las cantidades totales alimentadas a la columna de absorción estaban presentes en la corriente de salida lateral de la columna de absorción, la cuales se desviaron de la ruta convencional y fueron directamente introducidas a la sección de domo de la columna de recuperación. Los incrementos resultantes en la capacidad hidráulica de las columnas de absorción y recuperación fueron de 25% y 27%, respectivamente . Ejemplo 2 Usando el proceso de esta invención, se llevó a cabo una simulación por computadora para procesar el rendimiento del producto incrementado usando tamaños de columna fijos y equipo y accesorios de computadora. Una columna de absorción con 26 etapas teóricas se equipó con un enfriamiento entre-etapa de 11.7 millones de Watts (40 millones de BTU/Hr) en la porción superior de la columna de absorción. El efluente del reactor de la columna de enfriamiento a 37 °C (99°F) se incrementó un 50 por ciento y se introdujo a la columna de absorción usando una relación en peso de agua empobrecida a acrilonitrilo de 9.1. Una salida lateral líquido de 89.4 por ciento en peso de agua, 9 por ciento en peso de acrilonitrilo, 1.6 por ciento en peso de HCN y 30 partes por millón en peso (ppm) de acetonitrilo se eliminó de la salida lateral de la columna de absorción y dirigida al domo de la columna de recuperación como un reemplazo de agua como solvente. Aproximadamente el 47 por ciento del acrilonitrilo y 62 por ciento de HCN de las cantidades totales de acrilonitrilo y HCN alimentadas a la columna de absorción estaban presentes en la corriente de salida lateral y, por lo tanto fueron directamente introducidas hacia la sección de domo de la columna de recuperación. Consecuentemente y convenientemente, estas cantidades de acrilonitrilo y HCN desviaron la ruta de purificación y recuperación convencional . Estos ejemplos muestran que, en comparación con un proceso de recuperación-absorción convencional, el enfriamiento extra en la columna de absorción y la eliminación de una corriente de salida lateral, acuosa de la columna de absorción y el agregarla a la columna de recuperación para efectuar la destilación extractiva de la alimentación a la columna de recuperación, dio por resultado un incremento de la capacidad hidráulica de ambas columnas de recuperación y absorción, junto con una reducción en la velocidad de circulación del agua solvente. Con el uso de esta invención, se puede obtener un rendimiento del producto adicional, por ejemplo, 50 por ciento más de rendimiento del producto para una columna de destilación de tamaño predeterminado, tal como una columna de recuperación. Solo ciertas modalidades y ejemplos de la invención han sido mostrados y modalidades alternativas y varias modificaciones se harán evidentes a partir de la descripción anterior para aquellos expertos en la materia y dentro del espíritu y alcance de la invención. La solicitud de Patente provisional U.S. 60/535,414 presentada el 9 de enero de 2004 está aquí incorporada en

Claims (1)

  1. su totalidad como referencia. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . REIVINDICACIONES 1. Un proceso para la recuperación y purificación de nitrilos olefínicamente insaturados a partir de una corriente de proceso, caracterizado porque comprende: (a) poner en contacto una corriente de proceso que comprende nitrilo olefínicamente insaturado con un liquido de enfriamiento acuoso en un aparato de enfriamiento para producir un efluente gaseoso de enfriamiento que comprende nitrilo olefínicamente insaturado; (b) poner en contacto el efluente gaseoso de enfriamiento con un líquido que comprende agua en un aparato de absorción para formar una mezcla acuosa que comprende nitrilo olefínicamente insaturado absorbido; (c) extraer del aparato de absorción una corriente de salida lateral que comprende agua y una corriente que comprende nitrilo olefínicamente insaturado; (d) introducir la corriente que comprende nitrilo olefínicamente insaturado a una primera columna de destilación en donde la corriente que comprende nitrilo olefínicamente insaturado es destilada en una destilación extractiva para formar una fracción que comprende nitrilo olefínicamente insaturado; y (e) dirigir la corriente de salida lateral que comprende agua a la primera columna de destilación para la destilación extractiva del nitrilo olefínicamente insaturado en la primera columna de destilación. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nitrilo olefínicamente insaturado comprende acrilonitrilo. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la corriente de proceso se obtiene mediante la amoxidación de una carga de alimentación que comprende propileno. . El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aparato de absorción es una columna de absorción. 5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente que comprende nitrilo olefínicamente insaturado extraída de la columna de absorción es una corriente de los residuos del fondo y porque la corriente de la salida lateral entra a la primera columna de destilación en un lugar por encima de donde la corriente de los residuos del fondo entra a la primera columna de destilación. 6. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque se enfría la columna de absorción. 7. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque por lo menos un enfriador alrededor de la bomba es usado para enfriar la columna de absorción. 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de la salida lateral comprende por lo menos aproximadamente 70% en peso de agua. 9. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la corriente de la salida lateral comprende menos de aproximadamente 100 ppm de acetonitrilo. 10. Un proceso eficiente de energía para la recuperación y purificación de acrilonitrilo a partir de una corriente de proceso producida por la amoxidación de un propileno, propano o mezclas de los mismos, caracterizado porque comprende : (a) poner en contacto la corriente del proceso que comprende acrilonitrilo con un liquido de enfriamiento acuoso en un aparato de enfriamiento para producir un efluente gaseoso de enfriamiento que comprende acrilonitrilo; (b) poner en contacto el efluente gaseoso de enfriamiento con un líquido que comprende agua en una columna de absorción para formar una mezcla acuosa que comprende acrilonitrilo absorbido; (c) extraer de la columna de absorción una corriente de la salida lateral que comprende agua y una corriente de los residuos del fondo que comprende acrilonitrilo; (d) introducir la corriente de los residuos del fondo a una primera columna de destilación en donde la corriente de los residuos del fondo es destilada en una destilación extractiva para formar una fracción del domo que comprende acrilonitrilo; y (e) dirigir la corriente de salida lateral que comprende agua a la primera columna de destilación para la destilación extractiva del acrilonitrilo en la primera columna de destilación. 11. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque se enfría la columna de absorción. 12. El proceso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque por lo menos un enfriador alrededor de la bomba es usado para enfriar. 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la salida lateral comprende por lo menos aproximadamente 70% en peso de agua. 14. El proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la salida lateral comprende menos de aproximadamente 100 ppm de acetonitrilo. 15. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el solvente agua se agrega también a una porción superior de la primera columna de destilación para auxiliar con la destilación extractiva. 16. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la salida lateral es tomada a partir de la mitad inferior de la columna de absorción.
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