ES2223391T3 - Metodo y dispositivo para fabricar productos de una manera industrial mediante una reaccion de alcoxilacion. - Google Patents
Metodo y dispositivo para fabricar productos de una manera industrial mediante una reaccion de alcoxilacion.Info
- Publication number
- ES2223391T3 ES2223391T3 ES00202162T ES00202162T ES2223391T3 ES 2223391 T3 ES2223391 T3 ES 2223391T3 ES 00202162 T ES00202162 T ES 00202162T ES 00202162 T ES00202162 T ES 00202162T ES 2223391 T3 ES2223391 T3 ES 2223391T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- reactor
- reactors
- reaction
- tube
- reagents
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims abstract description 4
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000007046 ethoxylation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 23
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 5
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- WNEODWDFDXWOLU-QHCPKHFHSA-N 3-[3-(hydroxymethyl)-4-[1-methyl-5-[[5-[(2s)-2-methyl-4-(oxetan-3-yl)piperazin-1-yl]pyridin-2-yl]amino]-6-oxopyridin-3-yl]pyridin-2-yl]-7,7-dimethyl-1,2,6,8-tetrahydrocyclopenta[3,4]pyrrolo[3,5-b]pyrazin-4-one Chemical compound C([C@@H](N(CC1)C=2C=NC(NC=3C(N(C)C=C(C=3)C=3C(=C(N4C(C5=CC=6CC(C)(C)CC=6N5CC4)=O)N=CC=3)CO)=O)=CC=2)C)N1C1COC1 WNEODWDFDXWOLU-QHCPKHFHSA-N 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/2435—Loop-type reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/242—Tubular reactors in series
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
- C07C41/01—Preparation of ethers
- C07C41/02—Preparation of ethers from oxiranes
- C07C41/03—Preparation of ethers from oxiranes by reaction of oxirane rings with hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/26—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
- C08G65/2603—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen
- C08G65/2606—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen containing hydroxyl groups
- C08G65/2609—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen containing hydroxyl groups containing aliphatic hydroxyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/26—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
- C08G65/2696—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds characterised by the process or apparatus used
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00054—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2219/00056—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2219/00058—Temperature measurement
- B01J2219/00063—Temperature measurement of the reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00159—Controlling the temperature controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00162—Controlling or regulating processes controlling the pressure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Método para fabricar productos tales como tensioactivos y polietilenglicoles mediante una reacción de alcoxilación, caracterizado porque al menos consiste en poner los reactivos juntos en la fase líquida y posteriormente dirigir el medio de reacción en el que tiene lugar la reacción al menos en su mayor parte a través de uno o varios reactores (2-3-4; 19) de tubos, en el que en el reactor de tubos, la reacción mencionada anteriormente se lleva a cabo de una manera adiabática, y en el que se crea una turbulencia en el reactor (2-3-4; 19) de tubos manteniendo un número de Reynolds de al menos 10 5.
Description
Método y dispositivo para fabricar productos de
una manera industrial mediante una reacción de alcoxilación.
La presente invención se refiere a un método y a
un dispositivo para fabricar productos de una manera industrial
mediante una reacción de alcoxilación, en particular una reacción
de alcoxilación en la que tiene lugar una etoxilación y/o
propoxilación haciendo reaccionar alcohol por un lado con óxido de
etileno y/u óxido de propileno por el otro lado.
En particular, se refiere a la producción
industrial de etoxilatos de alcohol detergentes, que se denominan
tensioactivos, y polietilenglicoles que se vuelven líquidos a la
temperatura de reacción.
Se sabe que, para producir etoxilatos de alcohol,
puede usarse un reactor de cámara de mezclado con un circuito de
refrigeración exterior en el que la masa líquida se bombea
alrededor sobre un refrigerador. De esta manera, se proporciona una
cantidad de alcohol a la cámara de mezclado y posteriormente se le
añade el óxido de etileno. El óxido de etileno puede suministrarse
en la fase gaseosa así como en la fase líquida de la cámara de
mezclado.
En vez de aplicar un mezclado mecánico mediante
un engranaje de mezclado, también pueden usarse boquillas
pulverizadoras con las que el producto que se bombea alrededor se
atomiza en la parte superior del reactor, de manera que se crea un
contacto más intenso con el óxido de etileno gaseoso que se
suministra en el reactor por la parte superior.
Según otra posibilidad conocida, el óxido de
etileno se mezcla en el producto que se bombea alrededor mediante
un tubo venturi.
Todas las técnicas mencionadas anteriormente son
procesos semi-discontinuos y son desventajosas
porque la velocidad de suministro de flujo del óxido de etileno
está restringida. Las razones de ello pueden encontrarse en los
problemas que surgen debido a la inflamabilidad de la fase gaseosa
por encima del líquido en el reactor, así como en la descarga de la
cantidad considerable de calor de reacción exotérmico.
Los procesos conocidos mencionados anteriormente
son también desventajosos porque, debido a la fase gaseosa, el
transporte de la masa a través del dispositivo está limitado y en
consecuencia, también la velocidad general de producción. Sin
embargo, durante la atomización y mezclado en el tubo venturi, el
contacto entre el gas y el líquido es más intenso que en el reactor
de cámara de mezclado, pero el transporte de la masa sigue siendo
la etapa que determina la velocidad.
Los procesos semi-discontinuos
mencionados anteriormente también son desventajosos porque
requieren refrigeradores de recirculación grandes y caros, así como
bombas de circulación.
Se sabe que, por ejemplo tal como se describe en
el documento FR 1.054.451 y en el documento GB 2.073.188, varias de
las desventajas mencionadas anteriormente pueden solucionarse
haciendo uso de reactores consistentes en intercambiadores de calor
de serpentín, en los que se hace fluir los reactivos a través de los
tubos, mientras se mantiene una disipación de calor continua
haciendo que el líquido de refrigeración fluya a lo largo del
serpentín. Los reactores se hacen funcionar así en un modo
isotérmico. Una desventaja de esta técnica consiste en que debe
mantenerse una regulación perfecta de la temperatura constantemente
y en que los reactores usados son relativamente caros. Otra
desventaja consiste en que tales reactores con serpentines producen
una caída de presión mayor lo que contrarresta la fabricación de
los productos en el reactor.
La invención tiene como objeto un método y un
dispositivo para fabricar productos de una manera industrial
mediante una reacción de alcoxilación, que son mejores en relación
con las realizaciones conocidas, en particular que son incluso más
adecuados para producir los productos de interés mediante un
proceso industrial. En particular, tiene como objeto un método y un
dispositivo en los que se excluyan las desventajas mencionadas
anteriormente de las técnicas conocidas.
Para este objetivo, la invención se refiere en
primer lugar a un método para fabricar productos tales como
tensioactivos y polietilenglicoles mediante una reacción de
alcoxilación, caracterizada porque al menos consiste en poner los
reactivos juntos en la fase líquida y posteriormente dirigir el
medio de reacción en el que tiene lugar la reacción, al menos en su
mayor parte, a través de uno o varios reactores de tubo, con lo
que en el reactor de tubos, la reacción mencionada anteriormente se
lleva a cabo en un modo adiabático y con lo que se crea una
turbulencia en el reactor de tubos manteniendo un número de
Reynolds de al menos 10^{5}.
Poniendo los reactivos juntos en la fase líquida
y posteriormente dejando que la reacción tenga lugar en un reactor
de tubos, puede realizarse una reacción con velocidades de flujo
muy elevadas y en consecuencia con una descarga de masa grande, con
el resultado de que las restricciones de los procesos conocidos se
descartan.
En la práctica, la invención está destinada en
particular para reacciones en las que tiene lugar una etoxilación
y/o propoxilación haciendo que el alcohol y/u otro producto básico
reaccione por un lado con óxido de etileno y/u óxido de propileno
por el otro lado.
También es particularmente útil en el caso de
reacciones de alcoxilación en las que hay una butoxilación.
La invención es particularmente adecuada entre
otras aplicaciones para la producción de alcoxilatos de alcohol de
uno o varios de los siguientes tipos:
a. etoxilatos de alcohol primario
CH_{3}---(CH_{2})_{n}---O---(
\uelm{C}{\uelm{\para}{R _{1} }}H---CH_{2}---
O)_{x}---H
b. etoxilatos de alcohol
secundario
c. etoxilatos de alcohol
terciario
En los que: R_{1} consiste en H, CH_{3} o
C_{2}H_{5}
x = 0-50
m, n, o = 0-20
La invención es también particularmente adecuada
para la producción de polialquilenglicoles, en particular del
siguiente tipo:
HO---(
\uelm{C}{\uelm{\para}{R _{1} }}H---CH_{2}---O)_{x}---(\uelm{C}{\uelm{\para}{R _{2} }}H--
-CH_{2}---O)_{y}---(\uelm{C}{\uelm{\para}{R _{3} }}H---CH_{2}---O)_{z}---H
En el que: R_{1}, R_{2}, R_{3} consisten en
H, CH_{3} o C_{2}H_{5}
- x, y, z = 0-50
El método se realiza preferiblemente como un
proceso continuo, aunque lo que se denomina proceso
semi-discontinuo no se descarta.
Como la reacción se lleva a cabo de una manera
adiabática, se descartan las desventajas de la reacción isotérmica
mencionada anteriormente, tales como la refrigeración estrictamente
controlada. Usando una reacción adiabática, el proceso se acelera
gracias al calor producido en la reacción, en otras palabras, se
saca todo el partido de la velocidad de reacción creciente a una
temperatura creciente.
Sin embargo, lo anterior no implica que se
descarten las refrigeraciones. Por tanto, por ejemplo, una o varias
refrigeraciones, por ejemplo refrigeraciones intermedias, pueden
aplicarse de manera que se evite que la temperatura del producto
suba por encima de un determinado valor, lo que podría ser
desventajoso para la calidad del producto final.
Funcionando en una manera adiabática en los
propios reactores, se descartan también varios problemas operativos
que pueden tener lugar durante un proceso isotérmico, tales como
por ejemplo, el peligro de solidificación cuando se trabaja con la
base de alcoholes grasos naturales.
Preferiblemente, el reactor de tubos se hace
funcionar en el área de transición entre el flujo laminar y
turbulento o en el área de turbulencia, de manera que se crea un
perfil de reacción homogéneo y uniforme. En la práctica, tal como se
ha mencionado anteriormente, esta turbulencia se crea aplicando
velocidades de flujo que son tan elevadas que se mantiene al menos
un número de Reynolds de 10^{5}.
Para fabricar a escala industrial,
preferiblemente se aplican uno o varios reactores de tubos, que
tienen un diámetro de 2,5 cm a 2 m y una longitud total de 10 a 300
m.
Dado que el producto aumenta en masa y densidad
durante la reacción, se usan preferiblemente uno o varios reactores
de tubos cuyos diámetros de flujo aumentan sistemáticamente según
la dirección del flujo y/o se usan varios reactores de tubos cuyos
diámetros de flujo sucesivos aumentan.
En la práctica, el volumen de reactor total en el
reactor de tubos o reactores de tubos se sitúa entre 1 m^{3} y 30
m^{3}.
Para adelantar inicialmente la reacción, puede
aplicarse un pre-calentamiento hasta que se alcanza
una temperatura en el orden de magnitud de 100 a 150°C.
Especialmente en el caso de un proceso continuo,
se colocan preferiblemente varios reactores de tubos en serie.
En este caso, los refrigeradores intermedios
pueden disponerse entre los reactores de tubos, de manera que se
evite que la temperatura del producto ascienda demasiado, y de
manera que se enfríe el producto de nuevo hasta una temperatura que
sea suficientemente baja para permitir otra reacción adiabática en
un reactor de tubos siguiente.
La cantidad total de óxido de etileno y/u óxido
de propileno no tiene que suministrarse necesariamente en la
entrada del reactor de tubos; una parte de la misma puede
suministrarse también algo más adelante en uno o varios lugares. En
la práctica, preferiblemente este suministro extra se dispone
sistemáticamente entre dos o varios reactores de tubos colocados en
serie, con lo que se apunta siempre a una conversión de óxido de
etileno y/o propileno casi completa por reactor de tubo.
La invención también se refiere a un dispositivo
para realizar el método mencionado anteriormente, caracterizado
porque muestra las combinaciones de características de la
reivindicación 20 adjunta o de la reivindicación 21 adjunta.
Este dispositivo puede además distinguirse de
todas las realizaciones existentes porque tiene una construcción
sencilla que tiene como resultado ahorros importantes de la
inversión de capital para una nueva unidad de producción. En un
modo ideal, el dispositivo se integra aguas abajo en una fábrica de
óxido de etileno o propileno.
Para explicar mejor las características de la
invención, las siguientes realizaciones preferidas se describen
únicamente como un ejemplo sin ser limitativo de ninguna forma, con
referencia a los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 representa esquemáticamente un
dispositivo según la invención;
la figura 2 representa una variante del
dispositivo según la invención.
La figura 1 representa un dispositivo 1 según la
invención, en el que varios reactores de tubos, en este caso tres
tal como se indica con las referencias 2, 3 y 4, se disponen en
serie, uno detrás del otro.
El dispositivo 1 contiene un dispositivo 5 de
alimentación de alcohol, así como un dispositivo 6 de alimentación
de óxido de etileno y/u óxido de propileno.
Además, se disponen varios puntos 7 y 8 de
suministro extra de óxido de etileno y/u óxido de propileno.
Para obtener una buena mezcla, los mezcladores 9,
10 y 11 necesarios se integran en el dispositivo 1. Estos
mezcladores 9, 10 y 11 pueden ser de cualquier naturaleza posible y
pueden contener o no agitadores. Según una realización sencilla, un
mezclador de este tipo puede consistir en una tubería directa para
el alcohol con una o varias boquillas abiertas a través de las
cuales se suministra el óxido de etileno y/u óxido de
propileno.
Finalmente, el dispositivo 1 contiene por un lado
un dispositivo 12 de pre-calentamiento para
calentar inicialmente los reactivos y varios refrigeradores por
otro lado, 13 y 14, respectivamente, en particular refrigeradores
intermedios con los cuales se realizan refrigeraciones intermedias
antes de suministrar nuevos reactivos.
El funcionamiento del dispositivo 1 y el método
aplicado son los siguientes:
A través de los dispositivos 5 y 6 de
alimentación, los reactivos de interés se suministran al
dispositivo 1.
Antes de administrar los reactivos mezclados al
primer reactor 2 de tubos, la mezcla se
pre-calienta en el dispositivo 12 de
pre-calentamiento a una temperatura del orden de
magnitud de por ejemplo 130°C.
En el reactor 2 de tubos se realiza una reacción
adiabática.
Para evitar que la temperatura del producto
ascienda demasiado, hay una refrigeración intermedia en un
refrigerador 13, por ejemplo, hasta que la temperatura cae de nuevo
a unos 130°C.
A continuación, se repite la etapa anterior.
Consiste en mezclar óxido de etileno y/u óxido de propileno a
través del suministro 7, hacer reaccionar el todo en el reactor 3
de tubos y en dejar que se enfríe el producto así obtenido en un
refrigerador 14.
Finalmente, esto se repite una vez más con la
ayuda del mezclador 11 y el reactor 4 de tubos. Al final, el
producto puede enfriarse por sí mismo y una refrigeración forzada
no es realmente necesaria.
Debería tenerse en cuenta que los reactores 2, 3
y 4 de tubos están representados sólo muy esquemáticamente. En
realidad, consisten en elementos tubulares más bien largos, en
particular tienen tamaños del orden de magnitud mencionado en la
introducción. El diseño tubular de los reactores posibilita
garantizar un flujo turbulento, unidireccional, rápido.
Está claro que los reactivos se suministran bajo
presión suficiente para conseguir que el producto se mueva a una
velocidad apropiada a través del dispositivo 1. Para garantizar una
reacción en fase líquida homogénea, es necesario mantener la
presión del medio de reacción algo por encima de la presión de
vapor de la mezcla de reacción.
Está claro que el número de tubos no se limita a
un número determinado. En la práctica, para poder llevar a cabo la
reacción desde el principio hasta el final, preferiblemente se
aplican de tres a cinco reactores
2-3-4 de tubo.
El dispositivo 1 de la figura 1 permite una
producción continua. Esta producción continua no descarta, sin
embargo, que el producto final pueda permanecer en un reactor 15 de
acabado durante un periodo de tiempo para acabar completamente la
reacción del producto. Dicho reactor 15 de acabado puede actuar
simultáneamente como un tanque receptor.
Aunque la reacción continua es la más apropiada,
no se excluye llevar a cabo la reacción como un proceso
semi-discontinuo, por ejemplo, en el caso de
cantidades de producción más pequeñas. Un ejemplo de esto se
representa en la figura 2.
El dispositivo 1 en este caso tiene una
circulación cíclica y contiene una bomba 16 de circulación; un
punto 17 de suministro, con o sin un mezclador especial, de óxido
de etileno y/u óxido de propileno; un dispositivo 18 de
pre-calentamiento; al menos un reactor 19 de tubos;
un reactor 20 de acabado; un refrigerador 21; y un tanque 22
compensador que, a su vez, está conectado al reactor 19 de tubos a
través de una canalización 23. En la tubería 24 para el medio de
refrigeración del refrigerador 21 se dispone una válvula 25 de
control que está acoplada a un sensor 26 de temperaturas situado en
la salida del refrigerador 21. La presión del reactor se controla
mediante una válvula 27.
El funcionamiento del dispositivo 1 de la figura
2 es principalmente como sigue:
A través de un suministro 28, un producto básico
tal como un alcohol detergente o glicol se pone en el dispositivo
1. Mediante la bomba 16 de circulación, el producto se bombea
alrededor. En el dispositivo 18 de
pre-calentamiento, se lleva a cabo un
pre-calentamiento hasta aproximadamente 130°C.
En cuanto se ha alcanzado esta temperatura, se
suministra óxido de etileno y/u óxido de propileno a través del
punto 17 de suministro. La velocidad de flujo del óxido de etileno
y/u óxido de propileno en el presente documento depende de la
velocidad del flujo de recirculación, del periodo de tiempo
requerido durante el cual tiene que estar en el reactor para
garantizar una conversión completa del óxido de etileno y/u óxido
de propileno y del calor producido en la reacción, en particular el
aumento adiabático de temperatura admitido.
La cantidad total de óxido de etileno y/u óxido
de propileno que debe suministrarse está determinada por el
producto de partida y el producto final requerido.
Tal como se ha mencionado anteriormente, la
reacción principal se lleva a cabo en el reactor de tubo 19.
En el reactor 20 de acabado, la reacción de los
últimos restos de óxido de etileno y/u óxido de propileno pueden
acabarse completamente. La presión de salida en la salida del
reactor de acabado se ajusta a una presión de funcionamiento que
es superior que la presión de vapor de la mezcla, preferiblemente
superior a 10 bar.
Finalmente, el producto de reacción se enfría con
agua en el refrigerador 21.
El acrecentamiento del producto de reacción,
resultante de añadir el óxido de etileno y/u óxido de propileno, se
recoge en el tanque 22 compensador. El producto fluye simplemente
desde el refrigerador 21 al tanque 22 compensador a través de la
parte superior y cae hacia abajo según lo que se denomina el
principio de llenado por caída libre ("splash filling"). De
esta manera se consigue que el principio del flujo con
estancamiento se mantenga.
A través del dispositivo 29 de alimentación,
puede disponerse un control de nitrógeno de manera que se mantenga
fuera del intervalo explosivo de la mezcla de gas y de manera que
se pueda garantizar la estabilidad de color del etoxilato o
propoxilato o similares.
En general, la temperatura de salida en el
reactor 15 de acabado se limita a 200°C.
En el caso del dispositivo 1 según la figura 2,
el material de circulación discontinua se enfriará completamente
una vez que el número requerido de aductos de óxido de etileno se
haya dispuesto sobre el producto básico.
Al final, también puede disponerse una etapa de
acabado, donde, por ejemplo, se pone un medio de neutralización en
el dispositivo 1 a través del suministro 28.
Debería tenerse en cuenta que tanto en el proceso
continuo de la figura 1 como el proceso de la figura 2, también
pueden añadirse otros productos al producto básico, tales como un
catalizador, por ejemplo KOH, y posiblemente un agente reductor,
por ejemplo NaBH_{4}.
No se descarta tampoco colocar dos o varios
reactores de tubos uno tras otro en el proceso
semi-discontinuo.
Aunque la realización detallada se refiere a una
etoxilación y/o propoxilación, está claro que lo mismo puede
aplicarse a reacciones similares, tales como butoxilación o
similares.
Claims (23)
1. Método para fabricar productos tales como
tensioactivos y polietilenglicoles mediante una reacción de
alcoxilación, caracterizado porque al menos consiste en
poner los reactivos juntos en la fase líquida y posteriormente
dirigir el medio de reacción en el que tiene lugar la reacción al
menos en su mayor parte a través de uno o varios reactores
(2-3-4; 19) de tubos, en el que en
el reactor de tubos, la reacción mencionada anteriormente se lleva a
cabo de una manera adiabática, y en el que se crea una turbulencia
en el reactor (2-3-4; 19) de tubos
manteniendo un número de Reynolds de al menos 10^{5}.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque se usa para la producción de
alcoxilatos de alcohol, en el que tiene lugar una etoxilación y/o
propoxilación haciendo reaccionar alcohol y/u otro producto básico
por un lado con óxido de etileno y/u óxido de propileno por el otro
lado.
3. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque se usa para la producción de
alcoxilatos de alcohol, en el que tiene lugar una butoxilación.
4. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque se usa en la producción de alcoxilatos
de alcohol de uno o varios de los siguientes tipos:
a. etoxilatos de alcohol primario
CH_{3}---(CH_{2})_{n}---O---(
\uelm{C}{\uelm{\para}{R _{1} }}H---CH_{2}---
O)_{x}---Hb. etoxilatos de alcohol
secundario
c. etoxilatos de alcohol
terciario
En los que: R_{1} consiste en H, CH_{3} o
C_{2}H_{5}
- x = 0-50
- m, n, o = 0-20
5. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque se usa para la producción de
polialquilenglicoles, en particular del siguiente tipo:
HO---(
\uelm{C}{\uelm{\para}{R _{1} }}H---CH_{2}---O)_{x}---(\uelm{C}{\uelm{\para}{R _{2} }}H---
CH_{2}---O)_{y}---(\uelm{C}{\uelm{\para}{R _{3} }}H---CH_{2}---O)_{z}---HEn el que: R_{1}, R_{2}, R_{3} consisten en
H, CH_{3} o C_{2}H_{5}
- x, y, z = 0-50
6. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se realiza
como un proceso continuo.
7. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se realiza como
un proceso semi-discontinuo.
8. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se usa un
reactor (2-3-4; 19) de tubos que
tiene un diámetro de 2,5 a 2 m.
9. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se usan un
reactor (2-3-4; 19) de tubos o
varios reactores (2-3-4; 19) que
tienen una longitud total de 10 a 300 m.
10. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se usan
uno o varios reactores (2-3-4; 19)
de tubos cuyos diámetros de flujo aumentan sistemáticamente
dependiendo de la dirección del flujo y/o porque se usan varios
reactores de tubos en serie cuyos diámetros de flujo sucesivos
aumentan.
11. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el volumen
de reactor total de los reactores
(2-3-4; 19) de tubos se sitúa entre
1 m^{3} y 30 m^{3}.
12. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, después
de poner los reactivos juntos, se dispone un
pre-calentamiento antes de que se suministre el todo
al reactor (2-3-4; 19) de
tubos.
13. Método según la reivindicación 12,
caracterizado porque el pre-calentamiento se
dispone hasta una temperatura en el orden de magnitud de 100 a
150°C.
14. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
producto obtenido se enfría.
15. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se usan
dos o varios reactores (2-3-4) de
tubos conectados en serie.
16. Método según la reivindicación 15,
caracterizado porque se lleva a cabo una refrigeración entre
dos o varios reactores (2-3-4; 19)
de tubos.
17. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, después
de que la reacción haya empezado, se suministra reactivo adicional,
en particular óxido de etileno y/u óxido de propileno.
18. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 15 ó 16 y según la reivindicación 17,
caracterizado porque el suministro adicional se dispone
entre los reactores (2-3-4) de tubos
conectados en serie.
19. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, como una
operación de acabado, el producto obtenido se pone en un reactor
(15-20) de acabado.
20. Dispositivo para realizar el método según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque al menos consiste en al menos un dispositivo
(5-6) de alimentación para suministrar reactivos que
todos juntos, mediante una reacción de alcoxilación, pueden
reaccionar para dar un tensioactivo o un polietilenglicol; al menos
un mezclador (9-10-11) que mezcla
dichos reactivos en la fase líquida; un dispositivo (12) de
pre-calentamiento a continuación del primer
mezclador (9); al menos dos reactores
(2-3-4) de tubos que se disponen en
serie en los que los reactivos mezclados pueden reaccionar, estando
dotados dichos reactores (2-3-4) de
tubos de medios que permiten que los reactivos reaccionen en
condiciones adiabáticas y bajo turbulencias que se
caracterizan por un número de Reynolds de al menos 10^{5};
al menos un suministro (7-8) adicional entre dos o
varios de los reactores (2-3-4) de
tubos a través de los cuales puede suministrarse óxido de etileno
y/u óxido de propileno; y uno o varios refrigeradores
(13-14) intermedios.
21. Dispositivo para realizar el método según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque al menos consiste en al menos un dispositivo
(5-6) de alimentación para suministrar reactivos que
juntos, mediante una reacción de alcoxilación, pueden reaccionar
para dar un tensioactivo o un polietilenglicol; al menos un
mezclador que mezcla dichos reactivos en la fase líquida; al menos
un reactor (19) de tubos en el que los reactivos mezclados pueden
reaccionar, estando configurado dicho reactor (19) de tubos de
manera que los reactivos reaccionen en condiciones adiabáticas y
bajo turbulencias que se caracterizan por un número de Reynolds de
al menos 10^{5}; y caracterizado porque contiene una
circulación cíclica con lo que el extremo del reactor (19) de tubos
está conectado o bien directamente o bien indirectamente con un
tanque (22) compensador que, a su vez, está conectado con la
entrada del reactor (19) de tubos a través de una canalización; y
donde la salida del reactor (19) de tubos está conectada con un
reactor (20) de acabado en forma de un recipiente y porque un
refrigerador (21) está dispuesto entre el reactor (20) de acabado y
el tanque (22) compensador.
22. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 21, caracterizado porque el reactor
(2-3-4; 19) de tubos o reactores
tienen dimensiones y/o forma que corresponden con las
características descritas en las reivindicaciones 8 y/o 9.
23. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 22, caracterizado porque está
integrado aguas abajo en una fábrica de óxido de etileno y/o
propileno.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE9900457A BE1012770A3 (nl) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | Werkijze en inrichting voor het industrieel aanmaken van producten door middel van een alkoxylatiereactie. |
| BE9900457 | 1999-07-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2223391T3 true ES2223391T3 (es) | 2005-03-01 |
Family
ID=3891983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00202162T Expired - Lifetime ES2223391T3 (es) | 1999-07-02 | 2000-06-21 | Metodo y dispositivo para fabricar productos de una manera industrial mediante una reaccion de alcoxilacion. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1065193B1 (es) |
| AT (1) | ATE272039T1 (es) |
| BE (1) | BE1012770A3 (es) |
| DE (1) | DE60012430T2 (es) |
| ES (1) | ES2223391T3 (es) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4177103B2 (ja) | 2000-12-07 | 2008-11-05 | イーストマン ケミカル カンパニー | 管型反応器を使用する低コストポリエステルの製造方法 |
| US6906164B2 (en) | 2000-12-07 | 2005-06-14 | Eastman Chemical Company | Polyester process using a pipe reactor |
| US7074879B2 (en) | 2003-06-06 | 2006-07-11 | Eastman Chemical Company | Polyester process using a pipe reactor |
| US7135541B2 (en) | 2003-06-06 | 2006-11-14 | Eastman Chemical Company | Polyester process using a pipe reactor |
| DE10358213A1 (de) * | 2003-12-12 | 2005-07-28 | Clariant Gmbh | Polyethylenglykol und dessen Herstellung |
| US7332548B2 (en) | 2004-03-04 | 2008-02-19 | Eastman Chemical Company | Process for production of a polyester product from alkylene oxide and carboxylic acid |
| US7943094B2 (en) | 2006-12-07 | 2011-05-17 | Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. | Polyester production system employing horizontally elongated esterification vessel |
| US7649109B2 (en) | 2006-12-07 | 2010-01-19 | Eastman Chemical Company | Polyester production system employing recirculation of hot alcohol to esterification zone |
| EP2121566B1 (en) | 2007-01-23 | 2012-10-31 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for the preparation of an alkanediol and a dialkyl carbonate |
| ES2398307T3 (es) | 2007-01-23 | 2013-03-15 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Proceso para la preparación de un alcanodiol y un carbonato de dialquilo |
| US7863477B2 (en) | 2007-03-08 | 2011-01-04 | Eastman Chemical Company | Polyester production system employing hot paste to esterification zone |
| US7872089B2 (en) | 2007-07-12 | 2011-01-18 | Eastman Chemical Company | Multi-level tubular reactor with internal tray |
| US7868130B2 (en) | 2007-07-12 | 2011-01-11 | Eastman Chemical Company | Multi-level tubular reactor with vertically spaced segments |
| US7847053B2 (en) | 2007-07-12 | 2010-12-07 | Eastman Chemical Company | Multi-level tubular reactor with oppositely extending segments |
| US7829653B2 (en) | 2007-07-12 | 2010-11-09 | Eastman Chemical Company | Horizontal trayed reactor |
| US7868129B2 (en) | 2007-07-12 | 2011-01-11 | Eastman Chemical Company | Sloped tubular reactor with spaced sequential trays |
| US7872090B2 (en) | 2007-07-12 | 2011-01-18 | Eastman Chemical Company | Reactor system with optimized heating and phase separation |
| US7842777B2 (en) | 2007-07-12 | 2010-11-30 | Eastman Chemical Company | Sloped tubular reactor with divided flow |
| US7858730B2 (en) | 2007-07-12 | 2010-12-28 | Eastman Chemical Company | Multi-level tubular reactor with dual headers |
| WO2021108760A1 (en) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | Virginia Commonwealth University | Slug-flow manufacturing of uniform and controllable microparticles for battery cathodes |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1054451A (fr) * | 1951-04-09 | 1954-02-10 | Oxirane Ltd | Perfectionnements apportés aux procédés de fabrication de glycols polyoxyalcoyléniques et de leurs dérivés |
| FR2479805A1 (fr) * | 1980-04-02 | 1981-10-09 | Ugine Kuhlmann | Procede de stabilisation des ethers de glycol |
| DE4037284A1 (de) * | 1990-11-23 | 1992-05-27 | Bitterfeld Wolfen Chemie | Rohrreaktor zur kontinuierlichen durchfuehrung chemischer reaktionen unter druck in fluider phase |
| DE19525067A1 (de) * | 1995-07-10 | 1997-01-16 | Buna Sow Leuna Olefinverb Gmbh | Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von isomerenreinem Propylenglycol-mono-methylether und Dipropylenglycol-mono-methylether |
-
1999
- 1999-07-02 BE BE9900457A patent/BE1012770A3/nl not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-06-21 DE DE60012430T patent/DE60012430T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-21 EP EP00202162A patent/EP1065193B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-21 AT AT00202162T patent/ATE272039T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-06-21 ES ES00202162T patent/ES2223391T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1065193A1 (en) | 2001-01-03 |
| EP1065193B1 (en) | 2004-07-28 |
| DE60012430D1 (de) | 2004-09-02 |
| BE1012770A3 (nl) | 2001-03-06 |
| ATE272039T1 (de) | 2004-08-15 |
| DE60012430T2 (de) | 2005-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2223391T3 (es) | Metodo y dispositivo para fabricar productos de una manera industrial mediante una reaccion de alcoxilacion. | |
| ES2328250T3 (es) | Alcoxilaciones en reactores capilares microestructurados. | |
| ES2381010T3 (es) | Reactores de bucle y chorro paralelizados | |
| US6838061B1 (en) | Reactor for carrying out gas-liquid, liquid, liquid-liquid or gas-liquid-solid chemical reactions | |
| ES2220629T3 (es) | Procedimiento para la preparacion de pigmentos disazoicos de condensacion en microrreactores. | |
| ES2547074T3 (es) | Método de oxidación catalítica en fase de vapor que usa un reactor de tipo intercambiador de calor multitubular | |
| US8042988B2 (en) | Hole-jetting type mixer-reactor | |
| US20110224463A1 (en) | Modular reactor | |
| US20040191156A1 (en) | Method and apparatus for the production of nitrogen trifluoride | |
| ES2688169T3 (es) | Procedimiento para la producción de nitroalcanos en un reactor microestructurado | |
| ES2224409T3 (es) | Proceso y aparato para la fabricacion de melamina. | |
| US8153075B2 (en) | Gas hydrate production apparatus | |
| EP2758157B1 (en) | Device for mixing and cooling two reactive liquids and method of making peroxomonosulphuric acid with the device | |
| CN114225858A (zh) | 一种套管结构微反应器及应用 | |
| ES2359027T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para la obtención de productos de adición de óxidos de alquileno. | |
| ES2534365T9 (es) | Proceso y aparato para la alcoxilación (etoxilación, propoxilación) continua a temperatura elevada y de corta duración de compuestos orgánicos con átomos de hidrógeno activo | |
| ES2528910T3 (es) | Proceso para la preparación de poliéter polioles | |
| ES2387037T3 (es) | Procedimiento para la preparación continua de metilmercaptano | |
| JP5307866B2 (ja) | ガスハイドレート製造装置 | |
| JP4854364B2 (ja) | ガスハイドレート製造装置 | |
| US8957257B2 (en) | Process for a continuous production of polyetherols | |
| ES2554239T3 (es) | Procedimiento para la producción continua de polieteroles | |
| EP2151274B1 (en) | Orifice jet-type injection reactor | |
| CN111530407B (zh) | 酯化反应器和酯化反应方法 | |
| CN209836043U (zh) | 一种二乙醇单异丙醇胺连续生产装置 |