ES2222998T3 - Procedimiento continuo de fabricacion de oxirano. - Google Patents
Procedimiento continuo de fabricacion de oxirano.Info
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Abstract
Procedimiento continuo de fabricación de oxirano por reacción de una olefina con un compuesto peroxidado en presencia de un catalizador, de un disolvente y de agua en una instalación que incluye al menos un reactor que contiene el catalizador y al menos dos columnas de destilación, según el cual: - se introduce en el reactor la olefina, el disolvente, el compuesto peroxidado y el agua, - se efectúa allí una epoxidación de la olefina para formar el oxirano, - se trasvasa del reactor un medio que incluye el oxirano formado, la olefina no convertida, el disolvente, el compuesto peroxidado no consumido, el agua y eventualmente subproductos, - se introduce el medio en una columna de destilación (A), - se recoge en la parte superior de la columna (A) una mezcla que contiene la mayor parte del oxirano formado y de la olefina no convertida, del disolvente, del agua y eventualmente de los subproductos, - se introduce la mezcla en un condensador para eliminar una parte de la olefina no convertida, - se recoge la mezcla empobrecida en olefina no convertida en forma líquida, - se introduce la mezcla líquida en una segunda columna de destilación (B), - se recoge en la parte inferior de la columna (B) una mezcla de disolvente y de agua que se recicla en el reactor, y - se recoge en la parte superior de la columna (B) un medio a base de oxirano.
Description
Procedimiento continuo de fabricación de
oxirano.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de fabricación de oxirano por reacción entre una
olefina y un compuesto peroxidado en presencia de un catalizador y
de un disolvente. En particular, se refiere a la fabricación de
óxido de propileno por epoxidación de propileno por medio de
peróxido de hidrógeno en presencia de un catalizador que contiene
TS-1.
Es conocida la fabricación de óxido de propileno
por reacción entre el propileno y un compuesto peroxidado en
presencia de TS-1. Por ejemplo, en la patente US
5849937 un tal procedimiento se realiza en varios reactores
dispuestos en serie. En este procedimiento conocido, el medio que
sale del último reactor puede ser fraccionado o tratado de otra
manera para recuperar el epóxido. La olefina no convertida puede
ser reciclada.
Sin embargo, en este procedimiento, el medio que
sale del último reactor contiene, además de la olefina no
convertida, el disolvente y eventualmente agua. Este procedimiento
presenta como inconveniente el que es poco económico ya que no está
considerada la recuperación del disolvente.
La presente invención está dirigida a remediar
este inconveniente suministrando un nuevo procedimiento que permite
de manera simple recuperar el disolvente, eliminar el agua y
minimizar el consumo de vapor y/o de energía.
A este efecto, la invención se refiere a un
procedimiento continuo de fabricación de oxirano por reacción de
una olefina con un compuesto peroxidado en presencia de un
catalizador, de un disolvente y de agua en una instalación que
incluye al menos un reactor que contiene el catalizador y al menos
dos columnas de destilación, según el cual:
- -
- se introduce en el reactor la olefina, el disolvente, el compuesto peroxidado y el agua,
- -
- se efectúa allí una epoxidación de la olefina para formar el oxirano,
- -
- se trasvasa del reactor un medio que incluye el oxirano formado, la olefina no convertida, el disolvente, el compuesto peroxidado no consumido, el agua y eventualmente subproductos,
- -
- se introduce el medio en una columna de destilación (A),
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (A) una mezcla que contiene la mayor parte del oxirano formado y de la olefina no convertida, del disolvente, del agua y eventualmente de los subproductos,
- -
- se introduce la mezcla en un condensador para eliminar una parte de la olefina no convertida,
- -
- se recoge la mezcla empobrecida en olefina no convertida en forma líquida,
- -
- se introduce la mezcla líquida en una segunda columna de destilación (B),
- -
- se recoge en la parte inferior de la columna (B) una mezcla de disolvente y de agua que se recicla en el reactor, y
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (B) un medio a base de oxirano.
Una de las características esenciales de la
presente invención reside en la posibilidad de reciclar
directamente en el reactor sin tratamiento de purificación y/o de
eliminación de agua, el medio recogido en la parte inferior de la
columna (B). Esto permite recuperar el disolvente de manera simple
sin tratamiento de purificación, todo ello conservando una buena
productividad.
La destilación en la columna (A) tiene por
función eliminar lo más rápido posible el oxirano desde su
formación en el medio reaccionante para evitar que entre en
contacto con los otros constituyentes del medio reaccionante y para
evitar así que se formen subproductos. La firma solicitante ha
constatado en efecto que, cuando se fabrica óxido de propileno por
medio de una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno como
compuesto peroxidado y metanol como disolvente, se forman
subproductos por reacción entre el óxido de propileno y el agua o
el metanol, y especialmente propilenglicol y metoxipropanoles de
fórmula
CH_{3}-CHOH-CH_{2}-OCH_{3}
y
CH_{3}-CH(OCH_{3})-CH_{2}OH.
Cuando la epiclorhidrina se fabrica, se forman subproductos por
reacción entre la epiclorhidrina y el agua o el metanol, y
especialmente 1-cloropropanodiol y
clorometoxipropanoles de fórmula
ClCH_{2}-CHOH-CH_{2}-OCH_{3}
y
Cl-CH_{2}-CH(OCH_{3})-CH_{2}OH.
La formación de subproductos reduce la selectividad del
procedimiento y por lo tanto su rendimiento.
La separación en la columna (A) se efectúa en una
columna de destilación separada y distinta del reactor de
epoxidación. Puesto que el catalizador no deja el reactor de
epoxidación, la destilación se efectúa pues en ausencia del
catalizador de epoxidación con el fin de evitar el contacto entre
el oxirano formado y el catalizador de epoxidación ya que esto
favorece la formación de subproductos.
La mezcla recogida en la parte superior de la
columna (A) contiene generalmente:
- -
- oxirano en una concentración de 30 a 90% en peso, la mayoría de las veces de 45 a 75% en peso;
- -
- olefina no convertida en una concentración de 2 a 20% en peso, la mayoría de las veces de 5 a 15% en peso;
- -
- disolvente en una concentración de 5 a 40% en peso, la mayoría de las veces de 10 a 25% en peso;
- -
- agua en una concentración de menos de 5% en peso, la mayoría de las veces de menos de 2% en peso.
La mezcla recogida en la parte inferior de la
columna (A) contiene generalmente:
- -
- disolvente en una concentración de 25 a 99% en peso, en particular de 50 a 95% en peso;
- -
- olefina no convertida en una concentración de menos de 1% en peso, en particular de menos de 0,1% en peso;
- -
- compuesto peroxidado no consumido en una concentración de 0,1 a 10% en peso, en particular de 0,2 a 6% en peso;
- -
- agua en una concentración de 5 a 60% en peso, en particular de 20 a 50% en peso;
- -
- subproductos en una concentración de 0,1 a 10% en peso, en particular de 0,2 a 6% en peso;
El condensador dispuesto aguas abajo de la
columna (A) tiene por función eliminar una parte de la olefina no
convertida presente en el medio que entra en el condensador, y
recuperar una mezcla empobrecida en olefina no convertida en forma
líquida. La mezcla líquida que sale del condensador no contiene
generalmente más de 2% en peso de olefina no convertida, en
particular no más de 0,5% en peso.
La destilación en la columna (B) tiene por
función separar el disolvente y el agua del medio que entra en la
columna (B). Después de la separación, el medio que contiene el
oxirano, que se recoge en la parte superior de la columna (B), no
contiene generalmente más de 10% en peso de disolvente, en
particular no más de 5% en peso. No contiene habitualmente más de
0,5% en peso de agua, en particular no más de 0,1% en peso.
La mezcla de disolvente y de agua recogida en la
parte inferior de la columna (B) contiene generalmente:
- -
- de 25 a 99% en peso de disolvente, en particular de 50 a 95% en peso; y
- -
- de 0 a 20% en peso de agua, en particular de 0 a 10% en peso.
Las condiciones en las cuales se realiza cada
destilación (en las columnas (A) y (B)) dependen de la naturaleza
del oxirano (y especialmente de su temperatura de ebullición), de
su concentración en el medio introducido en la columna de
destilación, de la naturaleza de los otros constituyentes del medio,
de su temperatura de ebullición y del rendimiento deseado de la
destilación.
Cada destilación se realiza generalmente a una
temperatura superior o igual a 10ºC, de preferencia superior o
igual a 40ºC, los valores superiores o iguales a 50ºC se
recomiendan. La temperatura es habitualmente inferior o igual a
125ºC, la mayoría de las veces inferior o igual a 110ºC, los valores
inferiores o iguales a 100ºC se prefieren.
Cada destilación se efectúa corrientemente a una
presión superior o igual a 0,2 bares, de preferencia superior o
igual a 0,5 bares, los valores superiores o iguales a 1 bar son los
más corrientes. La presión es en general inferior o igual a 5
bares, en particular inferior o igual a 3 bares, los valores
inferiores o iguales a 2 bares se recomiendan muy particularmente.
En la presente descripción, cualquier referencia a la presión de la
destilación corresponde a la presión absoluta medida en la parte
superior de la columna de destilación.
Cada columna de destilación utilizable en el
procedimiento según la invención es conocida en sí misma. Se puede
utilizar, por ejemplo, una columna de platillos convencionales o
una columna de platillos de tipo "dual-flow" o
también una columna de apilamiento en desorden o estructurada.
Cada destilación permite separar la mayor parte
del oxirano formado del medio reaccionante de epoxidación. Esta
mayor parte es en general superior o igual al 80% de la cantidad de
oxirano formado en el primer reactor. Es la mayoría de las veces
superior o igual al 90%. Habitualmente, es inferior o igual al
99,9%. En particular inferior o igual al 99%.
El número de platillos teóricos en cada columna
de destilación es generalmente superior o igual a 20, más
especialmente superior o igual a 40. Un número inferior o igual a
80 da buenos resultados. Un número inferior o igual a 60 se
recomienda.
La proporción de reflujo molar (que corresponde
al caudal molar de líquido reenviado en la parte superior de la
columna relacionado con el conjunto del destilado - vapor más
líquido - sacado en la parte superior de la columna) en cada
columna de destilación es habitualmente superior o igual a 0,5, de
preferencia superior o igual a 0,8. Esta proporción es
corrientemente inferior o igual a 5, la mayoría de las veces
inferior o igual a 2,5.
En una primera forma de realización particular
del procedimiento según la invención, se introduce el medio
recogido en la parte superior de la columna (B) en una tercera
columna de destilación (C) y se recoge en la parte superior de la
columna (C) olefina no convertida. Esta puede ser ventajosamente
reciclada en el reactor.
La destilación en la columna (C) tiene por
función eliminar la olefina no convertida del medio que entra en la
columna (C) y entonces purificar el medio que contiene el oxirano
en olefina no convertida. Cuando la olefina introducida en el
reactor contiene impurezas, en general ligeras, estas son
generalmente eliminadas en la columna (C). Se puede citar como
ejemplo de fuentes de propileno que contienen hasta 10% en peso de
propano.
La destilación en la columna (C) puede efectuarse
en las condiciones precisadas anteriormente para las columnas (A) y
(B).
El medio recogido en la parte superior de la
columna (C) contiene generalmente:
- -
- de 30 a 90% en peso de olefina, en particular de 40 a 70% en peso; y
- -
- de 10 a 70% en peso de impurezas introducidas con la olefina en el reactor, en particular de 30 a 60% en peso.
El medio recogido en la parte inferior de la
columna (C) no contiene generalmente más de 0,05% en peso de olefina
no convertida, en particular no más de 0,01% en peso. No contiene
generalmente más de 0,1% en peso de impurezas introducidas con la
olefina, en particular no más de 0,02% en peso.
En una segunda forma de realización del
procedimiento según la invención, se introduce el medio recogido en
la parte inferior de la columna (C) en una cuarta columna de
destilación (D) y se recoge en la parte superior de la columna (D)
el oxirano formado. El medio recogido en la parte inferior de la
columna (D), que contiene subproductos, puede ser ventajosamente
reciclado en la columna (B). Este reciclaje permite eliminar del
oxirano los subproductos formados en la columna (C) por reacción
del oxirano con el disolvente (en particular el alcohol) y el agua
o por corrosión todo ello permitiendo la recuperación del oxirano
arrastrado.
La destilación en la columna (D) tiene por
función eliminar las impurezas pesadas tales como los subproductos
descritos anteriormente del medio que entra en la columna (D), los
subproductos formados en la columna (D) misma y los productos de
corrosión, y entonces purificar el medio que contiene el oxirano en
impurezas pesadas.
La destilación en la columna (D) puede efectuarse
en las condiciones precisadas anteriormente para las columnas (A) y
(B).
El producto final recogido en la parte superior
de la columna (D) no contiene generalmente más de 0,1% en peso de
impurezas pesadas, en particular no más de 0,01% en peso. Contienen
generalmente al menos 95% en peso de oxirano, en particular al
menos 98%, de preferencia al menos 99,5% en peso. Se puede alcanzar
una pureza de 99,9 incluso 99,99% en peso.
En una tercera forma de realización del
procedimiento según la invención, el reactor está constituido de
dos reactores dispuestos en paralelo, los dos reactores pueden
funcionar simultáneamente o alternativamente. Esta tercera forma de
realización presenta la ventaja de poder fabricar oxirano en
continuo con un rendimiento relativamente constante aunque la
actividad catalítica del catalizador de epoxidación caiga con el
tiempo. Esta forma de realización permite en efecto parar uno de
los dos reactores para regenerar o reemplazar el catalizador allí
presente mientras que el otro reactor continúa la fabricación.
En una cuarta forma de realización del
procedimiento según la invención, el medio trasvasado del reactor
es primeramente sometido a una liberación de presión antes de
introducirlo en la columna (A). Esta forma conviene particularmente
bien cuando la epoxidación se realiza bajo presión o en presencia
de un compuesto gaseoso. Este compuesto gaseoso puede ser la misma
olefina (por ejemplo el propileno) o un gas inerte que se introduce
en el medio reaccionante de epoxidación para permitir arrastrar el
oxirano y sacarlo del reactor, como está descrito en la solicitud de
patente WO 99/48883 de la firma solicitante.
En una quinta forma de realización del
procedimiento según la invención, el catalizador está presente en
el reactor en forma de partículas de las cuales una parte al menos
se encuentra en estado fluidificado, como está descrito en la
solicitud de patente de la firma solicitante depositada el mismo
día que la presente solicitud de patente y titulada "Procedimiento
de fabricación de oxirano en presencia de un catalizador en forma
de partículas" (cuyo contenido se incorpora por referencia). Esta
forma de realización permite obtener una dispersión homogénea del
catalizador en el medio reaccionante de epoxidación, un buen
intercambio térmico y entonces un control fácil de la temperatura
de la reacción. En esta forma, se recomienda que el medio que sale
del reactor pase a través de un filtro antes de ser introducido en
la columna (A) o, llegado el caso, antes de ser sometido a la
liberación de presión.
En una sexta forma de realización preferida, la
instalación incluye al menos dos reactores dispuestos en serie,
cada uno de los cuales contiene una parte del catalizador, y al
menos tres columnas de destilación, y según el cual:
- -
- se introduce en un primer reactor una primera parte de la olefina, el disolvente y el compuesto peroxidado,
- -
- se efectúa allí una epoxidación de la primera parte de la olefina para formar una primera parte del oxirano,
- -
- se trasvasa de este primer reactor un medio que incluye la primera parte de oxirano formado, el disolvente, la olefina no convertida, el compuesto peroxidado no consumido y eventualmente subproductos,
- -
- se introduce el medio en una primera columna de destilación (A),
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (A) una primera mezcla que contiene la mayor parte del oxirano formado y de la olefina no convertida, del disolvente, del agua y eventualmente de los subproductos,
- -
- se recoge en la parte inferior de la columna (A) un primer medio empobrecido en oxirano que contiene disolvente, olefina no convertida, compuesto peroxidado no consumido y eventualmente subproductos,
- -
- se introduce en un segundo reactor el primer medio empobrecido en oxirano, una segunda parte de la olefina y eventualmente una segunda parte del compuesto peroxidado,
- -
- se efectúa una epoxidación de la segunda parte de la olefina para formar una segunda parte del oxirano,
- -
- se trasvasa de este segundo reactor un medio que incluye la segunda parte de oxirano formado, de disolvente, de la olefina no convertida, del compuesto peroxidado no consumido y eventualmente de los subproductos,
- -
- se introduce el medio en otra columna de destilación (A'),
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (A') una segunda mezcla que contiene la mayor parte del oxirano formado y de la olefina no convertida, del disolvente, del agua y eventualmente de los subproductos,
- -
- se recoge en la parte inferior de la columna (A') un segundo medio empobrecido en oxirano que contiene disolvente, olefina no convertida, compuesto peroxidado no consumido y eventualmente subproductos,
- -
- se introduce cada una de las primeras y segundas mezclas que contienen la mayor parte del oxirano formado y la olefina no convertida en un condensador para separar una parte de la olefina no convertida,
- -
- se trasvasa de cada condensador una mezcla empobrecida en olefina no convertida en forma líquida,
- -
- se introduce la mezcla líquida en una segunda columna de destilación (B),
- -
- se recoge en la parte inferior de la columna (B) una mezcla de disolvente y de agua que se recicla en el primer reactor, y
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (B) un medio a base de oxirano.
En esta sexta forma de realización del
procedimiento según la invención, puede ser ventajoso introducir la
totalidad del compuesto peroxidado en el primer reactor, como está
descrito en la solicitud de patente de la firma solicitante
depositada el mismo día que la presente solicitud de patente y
titulada "Procedimiento de fabricación de oxirano por medio de un
compuesto peroxidado" (cuyo contenido se incorpora por
referencia). El o los reactores posteriores no están pues
alimentados con compuesto peroxidado fresco sino que solamente con
el compuesto peroxidado que está presente en el medio que proviene
del reactor anterior y que no se ha consumido en este reactor
anterior. El hecho de no añadir compuesto peroxidado en
el(los) reactor(es) posterior(es) permite
consumir 100% de la cantidad total de compuesto peroxidado
utilizado sin por tanto disminuir la velocidad de reacción con
relación a un procedimiento que utiliza la misma cantidad total de
compuesto peroxidado pero en el que cada reactor está alimentado con
compuesto peroxidado fresco.
En esta sexta forma de realización del
procedimiento según la invención, puede ser ventajoso reciclar una
fracción del medio producido en la parte inferior de una de las
columnas (A) y (A') hacia el reactor directamente aguas arriba.
Esto permite mantener constante la velocidad de circulación del
medio reaccionante en el reactor y no perturbar el flujo. Esta
práctica es particularmente ventajosa cuando el catalizador se
utiliza en estado fluidificado.
En esta sexta forma de realización, la
instalación puede evidentemente incluir más de dos reactores
conectados en serie. La instalación incluye de preferencia tres
reactores dispuestos en serie. En este caso:
- -
- se introduce, en un tercer reactor, una tercera parte de la olefina, el segundo medio recogido en la parte inferior de la columna (A'), y eventualmente una tercera parte del compuesto peroxidado,
- -
- se efectúa allí una epoxidación de la tercera parte de la olefina para formar una tercera parte del oxirano,
- -
- se trasvasa de este tercer reactor un medio que incluye la tercera parte de oxirano, el disolvente, la olefina no convertida, eventualmente el compuesto peroxidado no consumido y eventualmente subproductos,
- -
- se introduce este medio otra vez en otra columna de destilación (A''),
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (A'') un medio que se recicla, después de la condensación, en el primer reactor,
- -
- se recoge en la parte inferior de la columna (A'') un efluente acuoso.
Las destilaciones en las columnas (A') y (A'')
tienen la misma función que la de la columna (A) y pueden ser
efectuadas como en la columna (A).
En esta sexta forma de realización, cada reactor
está alimentado con olefina. El compuesto peroxidado y el
disolvente se introducen en el primer reactor. Compuesto peroxidado
fresco puede ser igualmente introducido en uno o varios de los
reactores posteriores. Cada reactor contiene una parte del
catalizador que no deja este reactor. Cuando el catalizador está
presente bajo la forma de un lecho fijo, no es en general necesario
tomar precauciones para mantener el catalizador en el reactor. Por
el contrario, cuando el catalizador está presente bajo la forma de
partículas de las cuales una parte al menos está en estado
fluidificado, se recomienda prever una zona despejada por encima
del lecho fluido para parar las partículas de catalizador que están
en movimiento y/o de prever un filtro a la salida del reactor.
En esta sexta forma de realización, se utiliza de
preferencia reactores de dimensión idéntica. Esto permite permutar
la función de los reactores cuando el catalizador desactivado de un
reactor se reemplaza por catalizador fresco o regenerado sin
perturbar el funcionamiento de la instalación (funcionamiento
llamado "en carrousel").
Las formas de realización descritas anteriormente
pueden ser combinadas entre ellas.
Una forma de realización que conviene bien está
esquematizada en la figura 1. En esta forma, el reactor 1 contiene
el catalizador, de preferencia en lecho fluido 2. El reactor 1 está
alimentado con olefina por el conducto 3 y a continuación por el
conducto 4, con compuesto peroxidado por el conducto 5 a
continuación por el conducto 4, y con disolvente por el conducto 4
que proviene de otra parte de la instalación que está descrita a
continuación. En el reactor, la olefina reacciona con el compuesto
peroxidado en presencia del catalizador para formar el oxirano. El
medio que sale del reactor 1 vía el conducto 6 contiene el
disolvente, el oxirano, el compuesto peroxidado no consumido, la
olefina no convertida y eventualmente subproductos. Este medio pasa
a través de un filtro 7, y se envía vía el conducto 8 al recipiente
9 donde se somete a una liberación de presión. El medio se
transporta a continuación vía el conducto 10 a una columna de
destilación (A). En la parte inferior de la columna de destilación
(A), se recoge un medio que contiene disolvente, compuesto
peroxidado no consumido y eventualmente subproductos. Este medio,
del cual una parte puede ser reciclada en el reactor vía los
conductos 11 y 4, se purga para evacuar un efluente acuoso que
contiene las impurezas. En la parte superior de la columna (A), se
recupera una mezcla de oxirano y de olefina no convertida. Esta
mezcla se envía vía el conducto 12 a un condensador 13 que separa
el oxirano de la olefina no convertida. La olefina no convertida se
recicla en el reactor 1 vía los conductos 14, 3 y 4. Una purga 21
permite evacuar las impurezas gaseosas. La mezcla líquida
empobrecida en olefina y recogida del condensador se envía vía el
conducto 15 a una columna de destilación (B). La mezcla de
disolvente y de agua recogida en la parte inferior de la columna
(B) se recicla vía el conducto 4 en el reactor 1. El medio recogido
en la parte superior de la columna (B), que contiene el oxirano y
que se purifica con disolvente y agua, se envía vía el conducto 16 a
una columna de destilación (C). En la parte superior de la columna
(C) se recoge la olefina no convertida que se recicla vía los
conductos 17, 14, 3 y 4 en el reactor 1. El medio recogido en la
parte inferior de la columna (C), que contiene el oxirano y que se
purifica con disolvente, agua y olefina no convertida se envía vía
el conducto 18 a una columna de destilación (D). En la parte
inferior de la columna (D), se recogen las impurezas pesadas que se
reciclan vía el conducto 19 en la columna (B). En la parte superior
de la columna (D) se recoge vía el conducto 20 el oxirano
purificado con disolvente, agua, olefina no convertida, impurezas
ligeras y pesadas.
Una forma de realización particularmente
preferida está esquematizada en la figura 2. Se utilizan tres
reactores dispuestos en serie. En esta forma, los reactores 1, 2 y
3 contienen cada uno una parte del catalizador, de preferencia en
lecho fluido 4, 5 y 6. El reactor 1 se alimenta en una primera
parte de olefina por el conducto 7 y a continuación por el conducto
8, con compuesto peroxidado por el conducto 9 y a continuación por
el conducto 8, y con disolvente por el conducto 8 que proviene de
otra parte de la instalación que está descrita a continuación. En
el reactor 1, la primera parte de la olefina reacciona con el
compuesto peroxidado en presencia del catalizador para formar una
primera parte del oxirano. El medio que sale del reactor 1 vía el
conducto 10 contiene el disolvente, la primera parte del oxirano, el
compuesto peroxidado no consumido, la olefina no convertida y
eventualmente subproductos. Este medio pasa a través de un filtro
11, y se envía vía el conducto 12 al recipiente 13 donde se somete
a una liberación de presión. El medio se transporta a continuación
vía el conducto 14 a una columna de destilación (A). En la parte
inferior de la columna de destilación (A), se recoge un medio que
contiene disolvente, compuesto peroxidado no consumido y
eventualmente una parte de la olefina no convertida. Este medio se
transporta vía el conducto 15 al segundo reactor 2. El reactor 2 se
alimenta con una segunda parte de la olefina vía el conducto 16. En
el reactor 2, la segunda parte de la olefina reacciona con el
compuesto peroxidado no consumido que proviene del primer reactor
en presencia del catalizador 5 para formar una segunda parte del
oxirano. El medio que sale del reactor 2 vía el conducto 17
contiene entonces disolvente, la segunda parte del oxirano, de la
olefina no convertida y del compuesto peroxidado no consumido en el
reactor 2. Este medio pasa a través de un filtro 18, y se envía vía
el conducto 19 al recipiente 20 donde se somete a una liberación de
presión. El medio se transporta a continuación vía el conducto 21 a
una columna de destilación (A'). En la parte superior de cada
columna (A) y (A'), se recuperan dos mezclas de oxirano y de
olefina no convertida. Estas mezclas se envían respectivamente vía
los conductos 22 y 23 a los condensadores 24 y 25 que separan el
oxirano de la olefina no convertida. La olefina no convertida se
recicla en el reactor 1 vía los conductos 26, 7 y 8 para la que
proviene de la columna (A) y vía los conductos 27, 26, 7 y 8 para la
que proviene de la columna (A'). Una purga 43 permite evacuar las
impurezas gaseosas. Las mezclas líquidas empobrecidas en olefina y
recogidas de los condensadores se envían vía los conductos 28 y 29
a una columna de destilación (B). La mezcla de disolvente y de agua
recogida en la parte inferior de la columna (B) se recicla vía los
conductos 30, 7 y 8 en el reactor 1. El medio recogido en la parte
superior de la columna (B), que contiene el oxirano y que se
purifica con disolvente y agua, se envía vía el conducto 31 a una
columna de destilación (C). En la parte superior de la columna (C)
se recoge la olefina no convertida que se recicla vía los conductos
32, 26, 7 y 8 en el reactor 1. El medio recogido en la parte
inferior de la columna (C), que contiene el oxirano y que se
purifica con disolvente, agua y olefina no convertida, se envía vía
el conducto 33 a una columna de destilación (D). En la parte
inferior de la columna (D), se recogen las impurezas pesadas que se
reciclan vía el conducto 34 en la columna (B). En la parte superior
de la columna (D) se recoge vía el conducto 44 el oxirano
purificado con disolvente, agua, olefina no convertida, impurezas
ligeras y pesadas. En la parte inferior de la columna (A'), se
recoge un medio que contiene disolvente, compuesto peroxidado no
consumido en el reactor 2 y eventualmente una parte de la olefina no
convertida. Este medio se transporta vía el conducto 35 al tercer
reactor 3. El reactor 3 se alimenta con una tercera parte de la
olefina vía el conducto 36. En el reactor 3, la tercera parte de la
olefina reacciona con el compuesto peroxidado no consumido que
proviene del segundo reactor en presencia del catalizador 6 para
formar una tercera parte del oxirano. Las condiciones en el reactor
3 son tales que la totalidad del compuesto peroxidado aún no
consumido en el segundo reactor se consume en el reactor 3. El
medio que sale del reactor 3 vía el conducto 37 contiene entonces
disolvente, la tercera parte del oxirano, la olefina no convertida y
eventualmente subproductos. Este medio pasa a través de un filtro
38, y se envía vía el conducto 39 a una columna de destilación
(A''). En la parte inferior de la columna (A'') se recoge vía el
conducto 40 un efluente acuoso. El medio recogido en la parte
superior de la columna (A'') se envía vía el conducto 41 a un
condensador 42 y a continuación se recicla vía el conducto 8 en el
primer reactor 1.
El catalizador utilizado en el procedimiento
según la invención contiene generalmente una zeolita como elemento
activo, y de manera preferida, una zeolita de titanio. Por zeolita
de titanio, se intenta designar un sólido que contiene sílice que
presenta una estructura cristalina microporosa de tipo zeolita y en
la cual varios átomos de silicio están reemplazados por átomos de
titanio. La zeolita de titanio presenta ventajosamente una
estructura cristalina de tipo ZSM-5,
ZSM-11, ZSM-12,
MCM-41, ZSM-48. Puede también
presentar una estructura cristalina de tipo zeolita beta, de
preferencia exenta de aluminio. Las zeolitas que presentan una
banda de absorción infrarroja de alrededor de
950-960 cm^{-1} convienen bien. Las zeolitas de
titanio de tipo silicalita son preferidas. Las que responden a la
fórmula xTiO_{2} (1-x)SiO_{2} en la cual
x es de 0,0001 a 0,5 de preferencia de 0,001 a 0,05, son
satisfactorias. Materiales de este tipo, conocidos bajo el nombre de
TS-1, presentan una estructura zeolítica cristalina
microporosa análoga a la de la zeolita ZSM-5.
El catalizador utilizado en el procedimiento
según la invención se presenta ventajosamente bajo la forma de
partículas obtenidas por extrusión como está descrito en la
solicitud de patente WO 99/28029 de la firma solicitante, o por un
procedimiento en spray como está descrito en la solicitud de patente
WO 99/24164 de la firma solicitante. El contenido de estas dos
solicitudes de patente se incorpora por referencia en esta.
El disolvente utilizado en el procedimiento según
la invención puede ser elegido entre los alcoholes alifáticos
saturados, lineales o ramificados. El disolvente alcohólico
contiene generalmente hasta 10 átomos de carbono, de preferencia de
1 a 6 átomos de carbono. Se pueden citar a título de ejemplos el
metanol y el etanol. El metanol es preferido.
La cantidad de disolvente utilizado en el primer
reactor es generalmente de al menos 25% en peso del medio
reaccionante líquido presente en el primer reactor, en particular
de al menos 40% en peso, por ejemplo de al menos 50% en peso. Esta
cantidad no sobrepasa habitualmente el 99% en peso, en particular
no el 95% en peso.
La relación molar entre las cantidades de olefina
y de compuesto peroxidado empleadas en el procedimiento según la
invención es generalmente de al menos 0,1, en particular de al
menos 0,2, y de preferencia de al menos 0,5. Esta relación molar es
la mayoría de las veces como máximo 100, en particular como máximo
50 y de preferencia como máximo 25.
En el procedimiento según la invención, el
compuesto peroxidado se utiliza generalmente en el primer reactor
en una cantidad de al menos 0,005 moles por hora y por gramo de
catalizador presente en el primer reactor, en particular, de al
menos 0,01 moles. La cantidad de compuesto peroxidado es
habitualmente inferior o igual a 25 moles y, en particular, inferior
o igual a 10 moles. Se prefiere una cantidad de compuesto
peroxidado superior o igual a 0,03 moles e inferior o igual a 2,5
moles.
En el procedimiento según la invención el
compuesto peroxidado se utiliza ventajosamente en forma de una
disolución acuosa. En general, la disolución acuosa contiene al
menos 2% en peso de compuesto peroxidado, en particular al menos 5%
en peso. Contiene la mayoría de las veces como máximo 90% en peso
de compuesto peroxidado, en particular 70% en peso. Una
concentración de 30 a 40% en peso, por ejemplo de alrededor del 36%
en peso, conviene particularmente bien.
La temperatura de la reacción entre la olefina y
el compuesto peroxidado puede variar de 10 a 125ºC. En una variante
ventajosa tal como está descrito en la solicitud de patente EP
99/08703 de la firma solicitante, es superior a 35ºC para remediar
la desactivación progresiva del catalizador. La temperatura puede
ser superior o igual a 40ºC y de preferencia superior o igual a
45ºC. Una temperatura superior o igual a 50ºC es muy particularmente
preferida. La temperatura de reacción es de preferencia inferior a
100ºC.
En el procedimiento según la invención, la
reacción entre la olefina y el compuesto peroxidado puede tener
lugar a presión atmosférica. Puede igualmente desarrollarse bajo
presión. Generalmente, esta presión no excede 40 bares. Una presión
de 20 bares conviene bien en la práctica.
Los compuestos peroxidados que pueden ser
utilizados en el procedimiento según la invención son los
compuestos peroxidados que contienen una o varias funciones
peróxido (-OOH) que pueden liberar oxígeno activo y ser capaces de
efectuar una epoxidación. El peróxido de hidrógeno y los compuestos
peroxidados que pueden producir peróxido de hidrógeno en las
condiciones de la reacción de epoxidación convienen bien. El
peróxido de hidrógeno es preferido.
Cuando se utiliza peróxido de hidrógeno, puede
ser interesante utilizar en el procedimiento según la invención una
disolución acuosa de peróxido de hidrógeno en estado bruto, es
decir no purificada. Por ejemplo, se puede utilizar una disolución
obtenida por simple extracción con agua sustancialmente pura de la
mezcla resultante de la oxidación de al menos una
alquilantrahidroquinona (procedimiento llamado "procedimiento AO
auto-oxidación") sin tratamiento posterior de
lavado y/o de purificación. Estas disoluciones brutas de peróxido de
hidrógeno contienen generalmente de 0,001 a 10 g/l de impurezas
orgánicas expresadas en COT (Carbono Orgánico Total). Contienen
habitualmente cationes metálicos (tales como metales alcalinos o
alcalino-terreos, como el sodio) y aniones (tales
como los fosfatos, nitratos) en contenidos de 0,01 a 10 g/l.
En otra variante del procedimiento, se puede
utilizar una disolución de peróxido de hidrógeno producido por
síntesis directa a partir de oxígeno y de hidrógeno en presencia de
metanol.
Cuando se utiliza peróxido de hidrógeno, una baja
descomposición de este en agua y en oxígeno puede encontrarse en el
curso del procedimiento. Este oxígeno se encuentra en la olefina no
convertida. Con el fin de evitar cualquier riesgo de explosión, se
recomienda tratar el circuito gaseoso que contiene la olefina no
convertida y el oxígeno para eliminar el oxígeno. Este tratamiento
puede realizarse por ejemplo por la utilización de una
per-evaporación por medio de membranas o también
por un tratamiento químico por ejemplo por medio de sulfito.
El oxirano que puede prepararse por el
procedimiento según la invención es un compuesto orgánico que
incluye un agrupamiento que responde a la fórmula general:
El oxirano contiene generalmente de 2 a 10 átomos
de carbono, de preferencia de 3 a 6 átomos de carbono. Los oxiranos
que pueden prepararse de manera ventajosa por el procedimiento
según la invención son 1,2-epoxipropano y
1,2-epoxi-3-cloropropano.
El oxirano preferido es el 1,2-epoxipropano.
Las olefinas que convienen bien en el
procedimiento según la invención contienen generalmente de 2 a 10
átomos de carbono y de manera preferida, 3 a 6 átomos de carbono. El
propileno, butileno y cloruro de alilo convienen bien. El propileno
y el cloruro de alilo son preferidos y muy particularmente el
propileno.
En el procedimiento según la invención puede
revelarse interesante controlar el pH de la fase líquida. Por
ejemplo, puede ser interesante mantener el pH de la fase líquida
durante la reacción entre la olefina y el compuesto peroxidado con
un valor de 4,8 a 6,5, por ejemplo por adición de una base
(hidróxido de sodio) por medio de epoxidación, como está recomendado
en la solicitud de patente WO 99/48882 de la firma solicitante
(cuyo contenido se incorpora por referencia en la presente
solicitud de patente). Esta base puede introducirse en un solo
reactor (por ejemplo, el primer reactor) o en varios reactores. Se
introduce de preferencia en cada reactor.
La reacción entre la olefina y el compuesto
peroxidado puede efectuarse en presencia de una sal tal como el
cloruro de sodio, como está descrito en la solicitud de patente WO
EP99/08703 de la firma solicitante (cuyo contenido se incorpora por
referencia en la presente solicitud de patente). Esta sal puede
introducirse en un solo reactor (por ejemplo, el primer reactor) o
en varios reactores. Se introduce de preferencia en cada
reactor.
Puede ser ventajoso introducir la olefina en
estado diluido en uno o varios alcanos. Por ejemplo, se puede
introducir en los reactores de epoxidación un fluido que contenga
la olefina e igualmente al menos 10% (en particular 20%, por
ejemplo al menos 30%) en volumen de uno o varios alcanos. Por
ejemplo, en el caso del propileno, este puede mezclarse con al
menos 10% en volumen de propano cuando se introduce en el reactor
el propileno no convertido reciclado. Puede igualmente tratarse de
una fuente de propileno incompletamente depurado en propano.
El procedimiento según la invención da los
mejores resultados cuando el oxirano es el óxido de propileno, la
olefina es el propileno, el compuesto peroxidado es el peróxido de
hidrógeno, el disolvente es el metanol y el catalizador contiene
TS-1
Los ejemplos que siguen están destinados a
ilustrar la presenta invención no obstante sin limitar su
alcance.
Los ejemplos 1 y 2 se han calculado por medio del
programa ASPEN PLUS ® de la sociedad ASPEN TECHNOLOGY INC. con la
ayuda de parámetros cinéticos de la reacción determinados sobre la
base de ensayos experimentales descritos y de los equilibrios
líquido-vapor disponibles en la literatura
técnica.
En este ejemplo, la síntesis de óxido de
propileno se efectúo en 2 reactores en serie con separación
intermedia del óxido de propileno formado en el primer reactor en
una primera columna de rectificación. La mezcla trasvasada en la
parte superior de esta primera columna de rectificación, después de
la separación de la mayor parte del propileno no convertido, se
mezcló con el efluente del segundo reactor y alimentó a una segunda
columna de rectificación que separó en la parte superior el óxido
de propileno formado y el saldo del propileno y en la parte
inferior el metanol, el agua, el peróxido de hidrógeno no convertido
y los subproductos; el final de esta segunda columna se envío a una
tercera columna de rectificación para separar en la parte superior
el metanol y en la parte inferior un efluente acuoso.
326,5 kmol/h de peróxido de hidrógeno acompañados
de 1100 kmol/h de agua se mezclaron con 1500 kmol/h de metanol, con
600 kmol/h de propileno y con la fracción reciclada de la parte
inferior de la columna de rectificación del medio reaccionante que
se retiró de la primera etapa de la reacción bajo una presión
suficiente para solubilizar todo el propileno a la temperatura de
reacción. La mezcla reaccionante se introdujo en continuo a 70ºC en
un reactor metódico que contenía 600 kg de catalizador. El reactor
se mantuvo a 70ºC por un sistema de refrigeración adecuado.
El efluente del reactor se dirigió hacia una
primera columna de rectificación que contenía 60 platillos teóricos
(incluido condensador y hervidor); la alimentación se efectuó a
nivel del 7º platillo teórico (contado a partir del condensador);
la columna se hizo funcionar a 1.1 bares absolutos (presión en la
parte superior de la columna); la temperatura en la parte superior
de la columna se mantuvo a 40ºC (destilado parcialmente vaporizado);
la proporción de reflujo molar se fijó en 2; el caudal total de
destilado se ajustó de forma que se recuperó en el destilado 98% del
óxido de propileno presente en la alimentación.
La mezcla trasvasada en la parte inferior de esta
primera columna, empobrecida en óxido de propileno, se dividió en
dos fracciones, la primera que contenía 90% de volumen de la mezcla
se recicló en la alimentación del primer reactor; la segunda que
contenía el saldo de la mezcla obtenida en la parte inferior de la
columna de rectificación se mezcló con 100 kmol/h de propileno a
una presión suficiente para solubilizar la totalidad del propileno a
la temperatura de reacción y se introdujo en continuo a 70ºC en un
segundo reactor metódico que contenía 820 kg de catalizador y se
mantuvo a 70ºC por un sistema de refrigeración adecuado.
El flujo vapor producido en la parte superior de
la primera columna de rectificación se envío a un condensador
mantenido a -20ºC; el líquido se condensó y se separó del vapor, se
mezcló con el destilado líquido producido en la parte superior de
la primera columna de rectificación y se dirigió hacia una segunda
columna de rectificación que contenía 48 platillos teóricos
(incluido condensador y hervidor) esta mezcla se alimentó a nivel
del 8º platillo teórico (contado a partir del condensador); el
efluente del segundo se dirigió igualmente hacia esta segunda
columna de rectificación; se alimentó a nivel del 20º platillo
teórico (contado a partir del condensador); la columna se hizo
funcionar a 2.2 bares absolutos (presión en la parte superior de la
columna); la proporción de reflujo molar se fijó en 2; la
temperatura en la parte superior se ajustó de forma que se
condensaron totalmente los vapores de la parte superior de la
columna; el caudal de destilado se ajustó de forma que se aseguró
un contenido de 1 g/kg en óxido de propileno en la parte inferior de
la columna.
La mezcla producida en la parte inferior de la
segunda columna de rectificación se dirigió hacia una tercera
columna de rectificación que contenía 30 platillos teóricos
(incluido condensador y hervidor); la alimentación se efectuó a
nivel del 15º platillo teórico (contado a partir del condensador);
la columna se hizo funcionar a 1 bar absoluto (presión en la parte
superior de la columna) la temperatura del principio se ajustó de
forma que se condensaron totalmente los vapores del principio de la
columna; la proporción de reflujo másico se fijó en 0,7; el caudal
de destilado se ajustó de forma que se aseguró un contenido de 1
g/kg en metanol en la parte inferior de la columna. El destilado
producido en la parte superior de la tercera columna de
rectificación incluía la mayor parte del metanol presente en la
alimentación del primer reactor; se recicló tal cual como
alimentación del primer reactor.
El efluente producido en la parte inferior de la
tercera columna de rectificación contenía 0,04 kmol/h de peróxido
de hidrógeno no convertido, 0,8 kmol/h de metanol y 13,8 de
subproductos (metoxipropanol y propanodiol principalmente); el
rendimiento en C3 alcanzó 95,7% para una proporción de conversión
del peróxido de hidrógeno de 99,99%. El consumo de energía en el
hervidor de la segunda columna de rectificación se elevó a 14000 kW
y el del hervidor de la tercera columna a 25300 kW resultando un
consumo total para las 2 columnas de 39300 kW.
En este ejemplo, la síntesis de óxido de
propileno se efectúo en 2 reactores en serie con separación
intermedia del óxido de propileno formado en el primer reactor en
una primera columna de rectificación. La mezcla trasvasada en la
parte superior de esta primera columna de rectificación, después de
la separación de la mayor parte del propileno no convertido, se
alimentó con una segunda columna de rectificación que separó en la
parte superior el óxido de propileno formado y el saldo del
propileno y en la parte inferior el metanol, el agua, el peróxido
de hidrógeno y los subproductos arrastrados en el destilado de la
primera columna de rectificación; el final de esta columna se
recicló directamente en el primer reactor; el efluente del segundo
reactor se envío a una tercera columna de rectificación para
separar en la parte superior el metanol y el óxido de propileno
contenido en la alimentación de la columna y en la parte inferior
un efluente acuoso; la mezcla producida en la parte superior de la
tercera columna de rectificación se recicló en el primer reactor sin
purificación suplementaria.
326,5 kmol/h de peróxido de hidrógeno acompañados
de 1100 kmol/h de agua se mezclaron con 1500 kmol/h de metanol, con
600 kmol/h de propileno y con la fracción reciclada de la parte
inferior de la columna de rectificación del medio reaccionante que
se retiró de la primera etapa de la reacción bajo una presión
suficiente para solubilizar todo el propileno a la temperatura de
reacción. La mezcla reaccionante se introdujo en continuo a 70ºC en
un reactor metódico que contenía 600 kg de catalizador. El reactor
se mantuvo a 70ºC por un sistema de refrigeración adecuado.
El efluente del reactor se dirigió hacia una
primera columna de rectificación que contenía 60 platillos teóricos
(incluido condensador y hervidor); la alimentación se efectuó a
nivel del 7º platillo teórico (contado a partir del condensador);
la columna se hizo funcionar a 1.1 bares absolutos (presión en la
parte superior de la columna); la temperatura en la parte superior
de la columna se mantuvo a 40ºC (destilado parcialmente vaporizado);
la proporción de reflujo molar se fijó en 2; el caudal total de
destilado se ajustó de forma que se recuperó en el destilado 98% de
óxido de propileno presente en la alimentación.
La mezcla trasvasada en la parte inferior de esta
primera columna, empobrecida en óxido de propileno, se dividió en
dos fracciones, la primera que contenía 90% de volumen de la mezcla
se recicló en la alimentación del primer reactor; la segunda que
contenía el saldo de la mezcla obtenida en la parte inferior de la
columna de rectificación se mezcló con 100 kmol/h de propileno a
una presión suficiente para solubilizar la totalidad del propileno a
la temperatura de reacción y se introdujo en continuo a 70ºC en un
segundo reactor metódico que contenía 820 kg de catalizador y se
mantuvo a 70ºC por un sistema de refrigeración adecuado.
El flujo vapor producido en la parte superior de
la primera columna de rectificación se envío a un condensador
mantenido a -20ºC; el líquido se condensó y se separó del vapor, se
mezcló con el destilado líquido producido en la parte superior de
la primera columna de rectificación y se dirigió hacia una segunda
columna de rectificación que contenía 48 platillos teóricos
(incluido condensador y hervidor) esta mezcla se alimentó a nivel
del 8º platillo teórico (contado a partir del condensador); la
columna se hizo funcionar a 2.2 bares absolutos (presión en la
parte superior de la columna); la proporción de reflujo molar se
fijó en 2; la temperatura en la parte superior se ajustó de forma
que se condensaron totalmente los vapores del principio de la
columna; el caudal de destilado se ajustó de forma que se aseguró un
contenido de 1 g/kg en óxido de propileno en la parte inferior de
la columna.
El efluente del segundo reactor se dirigió hacia
una tercera columna de rectificación que contenía 30 platillos
teóricos (incluido condensador y hervidor); la alimentación se
efectuó a nivel de los 15 platillos teóricos (contado a partir del
condensador); la columna se hizo funcionar a 1 bar absoluto
(presión en la parte superior de la columna) la temperatura del
principio se ajustó de forma que se condensaron totalmente los
vapores del principio de la columna; la proporción de reflujo
másico se fijó en 0,7; el caudal de destilado se ajustó de forma que
se aseguro un contenido de 1g/kg en metanol en la parte inferior de
la columna. El destilado producido en la parte superior de la
tercera columna de rectificación incluía la mayor parte del metanol
y del óxido de propileno presente en la alimentación del primer
reactor; se recicló tal cual como alimentación del primer
reactor.
El efluente producido en la parte inferior de la
tercera columna de rectificación contenía 0,02 kmol/h de peróxido
de hidrógeno no convertido, 0,8 kmol/h de metanol y 16,0 de
subproductos (metoxipropanol y propanodiol principalmente); el
rendimiento en C3 alcanzó 95,1% para una proporción de conversión
del peróxido de hidrógeno de 99,99%. El consumo de energía en el
hervidor de la segunda columna de rectificación se elevó a 11100 kW
y el del hervidor de la tercera columna a 15700 kW resultando un
consumo total para las 2 columnas de 26800 kW.
Claims (11)
1. Procedimiento continuo de fabricación de
oxirano por reacción de una olefina con un compuesto peroxidado en
presencia de un catalizador, de un disolvente y de agua en una
instalación que incluye al menos un reactor que contiene el
catalizador y al menos dos columnas de destilación, según el
cual:
- -
- se introduce en el reactor la olefina, el disolvente, el compuesto peroxidado y el agua,
- -
- se efectúa allí una epoxidación de la olefina para formar el oxirano,
- -
- se trasvasa del reactor un medio que incluye el oxirano formado, la olefina no convertida, el disolvente, el compuesto peroxidado no consumido, el agua y eventualmente subproductos,
- -
- se introduce el medio en una columna de destilación (A),
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (A) una mezcla que contiene la mayor parte del oxirano formado y de la olefina no convertida, del disolvente, del agua y eventualmente de los subproductos,
- -
- se introduce la mezcla en un condensador para eliminar una parte de la olefina no convertida,
- -
- se recoge la mezcla empobrecida en olefina no convertida en forma líquida,
- -
- se introduce la mezcla líquida en una segunda columna de destilación (B),
- -
- se recoge en la parte inferior de la columna (B) una mezcla de disolvente y de agua que se recicla en el reactor, y
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (B) un medio a base de oxirano.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, según
el cual se introduce el medio recogido en la parte superior de la
columna (B) en una tercera columna de destilación (C), se recoge en
la parte superior de la columna (C) la olefina no convertida que se
recicla en el reactor.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, según
el cual se introduce el medio recogido en la parte inferior de la
columna (C) en una cuarta columna de destilación (D), se recoge en
la parte superior de la columna (D) el oxirano formado y en la
parte inferior de al columna (D) un medio que contiene los
subproductos que se reciclan en la columna (B).
4. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, según el cual el reactor está constituido
de dos reactores dispuestos en paralelo, pudiendo funcionarlos dos
reactores simultáneamente o alternativamente.
5. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, según el cual el medio trasvasado del
reactor se somete primeramente a una liberación de presión antes de
introducirlo en la columna (A).
6. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que el catalizador está presente en
el reactor en forma de partículas de las cuales una parte al menos
se encuentra en estado fluidificado.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el
que el medio que sale del reactor pasa a través de un filtro antes
de introducirse en la columna (A) o, llegado el caso, antes de
someterse a la liberación de presión.
8. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, según el que la instalación incluye al
menos dos reactores dispuestos en serie, de los cuales cada uno
contiene una parte del catalizador, y al menos tres columnas de
destilación, y según el cual:
- -
- se introduce en un primer reactor una primera parte de la olefina, el disolvente y el compuesto peroxidado,
- -
- se efectúa allí una epoxidación de la primera parte de la olefina para formar una primera parte del oxirano,
- -
- se trasvasa de este primer reactor un medio que incluye la primera parte del oxirano formado, el disolvente, la olefina no convertida, el compuesto peroxidado no consumido y eventualmente los subproductos,
- -
- se introduce el medio en una primera columna de destilación (A),
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (A) una primera mezcla que contiene la mayor parte del oxirano formado y de la olefina no convertida, del disolvente, del agua y eventualmente de los subproductos,
- -
- se recoge en la parte inferior de la columna (A) un primer medio empobrecido en oxirano que contiene el disolvente, la olefina no convertida, el compuesto peroxidado no consumido y eventualmente los subproductos,
- -
- se introduce en un segundo reactor el primer medio empobrecido en oxirano, una segunda parte de la olefina y eventualmente una segunda parte del compuesto peroxidado,
- -
- se efectúa allí una epoxidación de la segunda parte de la olefina para formar una segunda parte del oxirano,
- -
- se trasvasa de este segundo reactor un medio que incluye la segunda parte de oxirano formado, del disolvente, de la olefina no convertida, del compuesto peroxidado no consumido y eventualmente de los subproductos,
- -
- se introduce el medio en otra columna de destilación (A'),
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (A') una segunda mezcla que contiene la mayor parte del oxirano formado y de la olefina no convertida, del disolvente, del agua y eventualmente de los subproductos,
- -
- se recoge en la parte inferior de la columna (A') un segundo medio empobrecido en oxirano que contiene el disolvente, la olefina no convertida, el compuesto peroxidado no consumido y eventualmente los subproductos,
- -
- se introduce cada una de las primeras y segundas mezclas que contienen la mayor parte del oxirano formado y la olefina no convertida en un condensador para separar una parte de la olefina no convertida,
- -
- se trasvasa de cada condensador una mezcla empobrecida en olefina no convertida en forma líquida,
- -
- se introduce la mezcla líquida en una segunda columna de destilación (B),
- -
- se recoge en la parte inferior de la columna (B) una mezcla de disolvente y de agua que se recicla en el primer reactor, y
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (B) un medio a base de oxirano.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el
que la totalidad del compuesto peroxidado se introduce en el primer
reactor.
10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9,
según el cual:
- -
- se introduce, en un tercer reactor, una tercera parte de la olefina, el segundo medio recogido en la parte inferior de la columna (A'), y eventualmente una tercera parte del compuesto peroxidado,
- -
- se efectúa allí una epoxidación de la tercera parte de la olefina para formar una tercera parte del oxirano,
- -
- se trasvasa de este tercer reactor un medio que incluye la tercera parte del oxirano, el disolvente, la olefina no convertida, eventualmente el compuesto peroxidado no consumido y eventualmente los subproductos,
- -
- se introduce este medio otra vez en otra columna de destilación (A''),
- -
- se recoge en la parte superior de la columna (A'') un medio que se recicla, después de la condensación, en el primer reactor,
- -
- se recoge en la parte inferior de la columna (A'') un efluente acuoso.
11. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que el oxirano es óxido de propileno,
la olefina es propileno, el compuesto peroxidado es peróxido de
hidrógeno, el disolvente es metanol y el catalizador contiene
TS-1.
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