BRPI0620273A2 - processo em que o óxido de propileno é formado - Google Patents
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Abstract
PROCESSO EM QUE O óXIDO DE PROPILENO é FORMADO. A presente invenção refere-se a um óxido de propileno que é formado pela reação de propileno e peróxido de hidrogenio ou pela reação de propileno, oxigenio e hidrogenio em solvente metanol, metanol e formiato de metila são separados do óxido de propileno por destilação extrativa em que o resíduo aquoso da destilação de recuperação de metanol é usado como solvente da destilação extrativa depois de ter sido neutralizado primeiro.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO EM QUE O ÓXIDO DE PROPILENO É FORMADO".
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um processo para a purificação e recuperação de oxido de propileno que é formado pela reação de peróxido de hidrogênio e propileno ou pela reação de propileno, oxigênio e hidrogê- nio.
DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR
A preparação de óxido de propileno pela reação de propileno e peróxido de hidrogênio ou pela reação de propileno, oxigênio e hidrogênio é conhecida na técnica. Ver, por exemplo, USP 5.591.825, 4.833.260, 5.612.122, 5.646.314, 4.824.976 e muitos outros.
Geralmente, esta reação para formar óxido de propileno é reali- zada em um solvente líquido compreendido de metanol e água, usando um catalisador sólido tal como TS-1 ou metal nobre contendo TS-1. Um proble- ma existe à medida que a separação de metanol solvente de óxido de propi- leno requer taxas de refluxo de destilação elevadas e o uso de colunas de destilação compreendidas de várias bandejas de destilação. Além disso, um outro problema é que uma impureza leve chave formada no sistema é o for- miato de metila que é extremamente difícil para separar do óxido de propile- no por destilação simples mas que deve ser removido do óxido de propileno de produto de modo a fornecer um produto de qualidade apropriada.
Várias patentes trataram o problema da separação de óxido de propileno do metanol e outros materiais. A USP 3.578.568 descreve uma destilação extrativa usando glicol ou agente extrativo de éter glicólico. A USP 5.006.206 usa t-butanol/água como o solvente da destilação extrativa. A USP 5.129.996 usa glicol C2-C5 como o solvente extrativo. A USP 6.024.840 usa o solvente metanol para diminuir a volatilidade de impurezas em relação ao óxido de propileno. A USP 6.500.311 separa óxido de propileno e meta- nol por extração líquido-líquido.
BREVE DESCRIÇÃO
De acordo com a presente invenção, a mistura de reação con- tendo oxido de propileno que resulta da reação de peróxido de hidrogênio e propileno ou pela reação de propileno, oxigênio e hidrogênio, depois da se- paração do catalisador sólido, é destilada em uma coluna de destilação ex- trativa de modo a separar o solvente e formiato de metila de uma corrente de oxido de propileno suspensa substancialmente reduzida em teor de impure- zas. O solvente da destilação extrativa que é usado é uma corrente de resí- duo aquoso da coluna de recuperação de solvente usada no processo glo- bal, corrente de resíduo aquoso esta que compreende metanol, água e quantidades menores de produtos pesados incluindo glicol formado durante a epoxidação. A corrente de solvente da destilação extrativa é primeiro neu- tralizada por adição de um material básico tal como metal alcalino ou hidró- xido de amônio antes do uso na destilação.
DESCRIÇÃO DO DESENHO
O desenho anexo é uma ilustração esquemática da prática da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Referindo-se ao desenho anexo, o reator 1 representa um reator convencional que é usado para a produção de óxido de propileno por proce- dimentos conhecidos. Reagentes que podem ser peróxido de hidrogênio e propileno ou propileno, oxigênio e hidrogênio são alimentados ao reator 1 por intermédio da linha 2. A reação é realizada em um meio solvente que compreende metanol e que é alimentado ao reator 1 por intermédio da linha 3, e um catalisador de TS-1 sólido ou TS-1 promovido por metal nobre é uti- lizado que é alimentado ao reator 1 por intermédio da linha 4.
A mistura de reação contendo óxido de propileno passa do rea- tor 1 por intermédio da linha 5 à zona de separação 6 em que o catalisador sólido é separado e reciclado com algum solvente ao reator 1 por intermédio da linha 4. O catalisador de composição pode ser adicionado conforme ne- cessário (não mostrado).
Depois da separação do catalisador, a mistura contendo óxido de propileno passa por intermédio da linha 7 à coluna de destilação de óxido de propileno bruto 8 que é uma coluna de destilação fracionada de estágio múltiplo convencional.
A mistura contendo oxido de propileno que passa por intermédio da linha 7 contém cerca de 40 a 90% em peso de metanol, cerca de 5 a 50% em peso de água, cerca de 1 a 10% em peso de óxido de propileno, cerca de 0,1 a 2% em peso de propileno glicol, cerca de 0,5 a 8% em peso para éter monometílico de propileno glicol, cerca de 20 a 500 ppm em peso de formiato de metila e cerca de 20 a 500 ppm em peso de acetaldeído. Preferi- velmente a corrente de óxido de propileno é despropanizada (não mostrado) antes de passar à coluna 8. A corrente de óxido de propileno é introduzida à seção inferior da coluna de destilação 8.
O solvente da destilação extrativa é introduzido por intermédio da linha 9 à seção superior da coluna 8. Este solvente compreende cerca de 70 a 90% em peso de água, cerca de 1 a 15% em peso de propileno glicol, cerca de 5 a 20% em peso de éter monometílico de propileno glicol, e cerca de 0,5 a 2% em peso de dipropileno glicol. Um tampão solúvel tal como hi- dróxido de sódio, hidróxido de potássio ou hidróxido de amônio é adicionado por intermédio da linha 10 em quantidade suficiente para neutralizar a cor- rente de solvente da destilação extrativa que é levemente ácida.
A coluna de destilação 8 é operada em forma convencional com uma corrente de óxido de propileno purificada que é substancialmente redu- zida em metanol e formiato de metila recuperados por cima por intermédio da linha 11. Esta corrente pode ser purificada ainda por procedimentos con- vencionais (não mostrado).
O resíduo da coluna de destilação extrativa 8 passa por intermé- dio da linha 12 à coluna de recuperação de metanol 13, em que o solvente metanol é destilado por cima e devolvido por intermédio da linha 3, ao reator de epoxidação 1 para outro uso.
Uma corrente de resíduo aquoso é removida da coluna 13 por intermédio da linha 14. Uma porção desta corrente de resíduo é reciclada por intermédio da linha 9 à destilação extrativa para o uso como o solvente da destilação extrativa, e uma porção compreendendo o formiato de metila removido e água livre fabricada no reator 1 é purgada por intermédio da Ii- nha 15. O material de tampão é contido na corrente de resíduo e pode ser recuperado por vários meios.
Pelo processo da invenção, metanol e formiato de metila efeti- vamente podem ser separados do oxido de propileno usando correntes de processo prontamente disponíveis.
Deve ser observado que a neutralização do solvente da destila- ção extrativa antes do uso na coluna 8 é uma característica importante; se esta corrente não for neutralizada, abertura significante do anel do oxido de propileno ocorre durante a destilação extrativa.
O exemplo seguinte ilustra a prática da invenção.
EXEMPLO
O efluente do reator depois da separação do catalisador sólido e dipropanização é alimentado à coluna 8 na taxa de 18 kg/h. A coluna 8 tem 44 bandejas teóricas e a alimentação é introduzida na bandeja 28 a partir do topo. A composição de alimentação compreende cerca de 31% em peso de água, 54% em peso de metanol, 8,5% em peso de óxido de propileno, 1,3% em peso de propileno glicol, 4,5% em peso de éteres monometílicos de pro- pileno glicol, 254 ppm em peso de formiato de metila, e 254 ppm em peso de acetaldeído.
A corrente de solvente extrativo de água residual da coluna de metanol é alimentada por intermédio da linha 9 à coluna 8 na bandeja 8 a partir do topo na taxa de 18 kg/h, esta corrente de solvente tem a composi- ção de cerca de 81% em peso de água, 6,3% em peso de propileno glicol, 11,5% em peso de éteres monometílicos de propileno glicol, e 1,4% em peso de dipropileno glicóis. O solvente contém tampão solúvel na faixa de ppm como um resultado da neutralização do solvente pela adição de hidróxido de amônio aquoso em uma quantidade suficiente para a neutralização.
A destilação extrativa é conduzida em 1 atmosfera, temperatura acima de 34 a 35°C, temperatura de fundo de 86 a 87° C, e razão de refluxo de 0,2 de refluxo para alimentação.
Uma corrente de óxido de propileno é recuperada por cima na taxa de 1,5% kg/h, tendo uma pureza de 98 a 99% contendo 55 ppm em pe- so de metanol e 0,02 ppm em peso de formiato de metila. A corrente tam- bém contém 2770 ppm em peso de acetaldeído.
A partir destes resultados pode ser observado que o processo da invenção fornece um processo altamente eficaz para a separação de me- tanol e formiato de metila do oxido de propileno.
Em comparação, uma destilação simples da mesma alimentação à bandeja 24 sem o solvente extrativo resultou em 2800 ppm em peso de formiato de metila e 3000 a 8000 ppm em peso de metanol no óxido de pro- pileno, mesmo em uma razão de refluxo de 0,7.
Claims (3)
1. Processo em que o oxido de propileno é formado pela reação de propileno e peróxido de hidrogênio ou pela reação de propileno, oxigênio e hidrogênio em um solvente metanol, e em que oxido de propileno de pro- duto é separado do metanol e formiato de metila por uma destilação extrati- va, a melhora que compreende realizar a destilação extrativa usando uma corrente de resíduo aquoso neutralizada da destilação de metanol como a destilação extrativa.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1 em que a corrente de resíduo aquoso da destilação de metanol é neutralizada com metal alcali- no ou hidróxido de amônio.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 em que a corrente de resíduo aquoso da destilação de metanol é neutralizada com hidróxido de amônio.
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