ES2301560T3 - Fabricacion de oxirano por medio de un compuesto peroxidado. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de oxirano por reacción de una olefina con un compuesto peroxidado en presencia de un catalizador y de un disolvente en al menos dos reactores dispuestos en serie, conteniendo cada uno una parte del catalizador, según el que se introduce en un primer reactor una primera parte de la olefina, el disolvente y la totalidad del compuesto peroxidado, efectuando en él una epoxidación de la primera parte de la olefina para formar una primera parte del oxirano, se trasiega de este reactor un medio que comprende la primera parte del oxirano formado, el disolvente, el compuesto peroxidado no consumido y opcionalmente la olefina no convertida, se introduce el medio y otra parte de la olefina en un reactor posterior, efectuando en él una epoxidación de la otra parte de la olefina por medio del compuesto peroxidado no consumido que procede del primer reactor para formar otra parte del oxirano, y se recoge la otra parte del oxirano así formado.
Description
Fabricación de oxirano por medio de un compuesto
peroxidado.
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 (o de epiclorhidrina) por epoxidación de
propileno (o de cloruro de alilo) por medio de peróxido de
hidrógeno en presencia de un catalizador que contiene
TS-1.
Se conoce la fabricación del óxido de propileno
por reacción entre el propileno y el peróxido de hidrógeno en
presencia de TS-1. Por ejemplo, en la solicitud de
patente EP 0659473 se describe la utilización de una torre
catalítica. Alternativamente, en la patente US 5.849.937 dicho
procedimiento se realiza en varios reactores dispuestos en serie.
En este procedimiento conocido, cada reactor de la serie es
alimentado con peróxido de hidrógeno nuevo.
La solicitante ha comprobado que, cuando se
alimenta cada reactor con peróxido de hidrógeno nuevo, es imposible
convertir la totalidad de la cantidad empleada de peróxido de
hidrógeno sin una formación importante de subproductos y por lo
tanto tener un rendimiento óptimo.
La presente invención soluciona este
inconveniente proporcionando un nuevo procedimiento que permite
convertir el 100% de la cantidad introducida de peróxido de
hidrógeno con una pequeña formación de subproductos y sin embargo
sin reducir la velocidad de reacción.
Con este fin, la invención se refiere a un
procedimiento de fabricación de oxirano por reacción de una olefina
con un compuesto peroxidado en presencia de un catalizador y de un
disolvente en al menos dos reactores dispuestos en serie
conteniendo cada uno una parte del catalizador, según el que se
introduce en un primer reactor una primera parte de la olefina, el
disolvente y la totalidad del compuesto peroxidado, en él se efectúa
una epoxidación de la primera parte de la olefina para formar una
primera parte del oxirano, se trasiega de este reactor un medio que
comprende la primera parte del oxirano formado, el disolvente, el
compuesto peroxidado no consumido y opcionalmente la olefina no
convertida, se introduce el medio y otra parte de la olefina en un
reactor posterior, en él se efectúa una epoxidación de la otra
parte de la olefina por medio del compuesto peroxidado no consumido
que procede del primer reactor para formar otra parte del oxirano, y
se recoge la otra parte del oxirano así formado.
Una de las características esenciales de la
presente invención reside en el hecho de que el compuesto peroxidado
se introduzca únicamente en el primer reactor. El o los reactores
posteriores no se alimentan por lo tanto con compuesto peroxidado
nuevo sino únicamente con el compuesto peroxidado que está presente
en el medio que procede del reactor anterior y que no ha sido
consumido en este reactor anterior. En general, se introduce
también agua con el compuesto peroxidado en el primer reactor. El
hecho de no añadir compuesto peroxidado en el (los)
reactor(es) posterior(es) permite consumir el 100% de
la cantidad total de compuesto peroxidado empleado sin reducir sin
embargo la velocidad de reacción con respecto a un procedimiento que
utiliza la misma cantidad total de compuesto peroxidado pero en el
que cada reactor es alimentado con compuesto peroxidado nuevo.
En el procedimiento según la invención se
utiliza una instalación que comprende al menos dos reactores de
epoxidación dispuestos en serie y unidos entre sí, con excepción de
al menos dos zonas de reacción sucesivas dispuestas en un solo
reactor. Se trata por lo tanto de reactores diferentes. Cada reactor
es alimentado con olefina. El compuesto peroxidado y el disolvente
se introducen únicamente en el primer reactor. Cada reactor
contiene una parte del catalizador que no abandona este reactor.
Cuando el catalizador está presente en forma de un lecho fijo, en
general no es necesario tomar precauciones para mantener el
catalizador en el reactor. Como variante, el catalizador puede
estar presente en forma de partículas de las que una parte al menos
está en estado fluidizado mediante una corriente líquida o por
agitación mecánica o mediante un gas. Cuando se utiliza una
corriente líquida, se recomienda prever una zona de desprendimiento
de gases que remonta el lecho fluido para detener las partículas
del catalizador que están en movimiento y/o prever un filtro a la
salida del reactor.
La instalación evidentemente puede comprender
más de dos reactores conectados en serie. En este caso, el primer
reactor de la serie es alimentado con olefina, el compuesto
peroxidado y el disolvente y cada reactor posterior es alimentado
con la olefina y el medio que procede del reactor anterior de la
serie. Se utilizan preferentemente tres reactores en serie.
En el procedimiento según la invención se
consume generalmente, en el primer reactor, al menos un 50% de la
cantidad total de compuesto peroxidado empleada en el primer
reactor. Los mejores rendimientos se obtienen cuando al menos un
70% se consume en el primer reactor. Lo más a menudo, se consume
como máximo un 99% en el primer reactor, y preferentemente como
máximo un 85%. El resto se consume en el (los) reactor(es)
posterior(es).
En el procedimiento según la invención, se
utilizan preferentemente reactores de dimensiones idénticas. Esto
permite permutar la función de los reactores cuando el catalizador
desactivado de un reactor se reemplaza por un catalizador nuevo o
se regenera sin perturbar el funcionamiento de la instalación
(funcionamiento llamado "en carrusel").
Una primera forma de realización particularmente
ventajosa del procedimiento según la invención consiste en utilizar
el catalizador en forma de partículas de las que una parte al menos
se encuentra en estado fluidizado, como se describe en la solicitud
de patente de la solicitante registrada 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 como referencia). En este caso, se
recomienda prever un filtro a través del que pasa el medio saliente
del primer reactor antes de ser introducido en el reactor posterior.
Esta forma de realización permite obtener una dispersión homogénea
del catalizador en el medio de reacción de epoxidación, un buen
intercambio térmico y por lo tanto un control fácil de la
temperatura de reacción.
En una segunda forma de realización del
procedimiento según la invención, el medio entrante en el reactor
posterior se somete primero a una expansión antes de ser introducido
en el reactor posterior. Esta forma es particularmente conveniente
cuando la epoxidación se realiza a 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 de reacción de epoxidación para permitir arrastrar el
oxirano y sacarlo del reactor, tal como se describe en la solicitud
de patente WO 99/48883 de la solicitante.
En una tercera forma de realización del
procedimiento según la invención, el medio entrante en el reactor
posterior se somete primero a un tratamiento de separación del
oxirano formado antes de ser introducido en el reactor posterior.
Esta forma de realización tiene como objetivo separar el oxirano del
medio de reacción de epoxidación lo más rápidamente posible desde
su formación para evitar la formación de subproductos por
hidrólisis o por alcoholisis (metanolisis cuando se emplea metanol
como disolvente) del oxirano formado. Esta forma de realización
presenta por lo tanto la ventaja de conducir a una selectividad
elevada. El tratamiento de separación es preferentemente una
destilación, tal como se describe en la solicitud de patente de la
solicitante registrada el mismo día que la presente solicitud de
patente y titulada "Procedimiento de fabricación de oxirano que
comprende la separación del oxirano del medio de reacción" (cuyo
contenido se incorpora como referencia).
Una forma de realización preferida del
procedimiento según la invención está esquematizada en la figura 1.
En esta forma preferida, el primer reactor 1 contiene una parte del
catalizador, preferentemente en lecho fluido 2. El reactor 1 se
alimenta con una primera parte de la olefina por el conducto 3 y a
continuación por el conducto 4, con el compuesto peroxidado por el
conducto 5 y a continuación por el conducto 4, y con el disolvente
por el conducto 4 que procede de otra parte de la instalación que se
describe más adelante. En el primer reactor, la primera parte de la
olefina reacciona con el compuesto peroxidado en presencia del
catalizador para formar una primera parte del oxirano. El medio
saliente del reactor 1 a través del conducto 6 contiene el
disolvente, la primera parte del oxirano, el compuesto peroxidado no
consumido y la olefina no convertida. Este medio pasa a través de
un filtro 7 y se envía a través del conducto 8 al recipiente 9
donde se somete a una expansión. El medio se transporta a
continuación a través del conducto 10 a una columna para
destilación 11. En cabeza de esta columna de destilación 11, se
recupera una mezcla de oxirano y de olefina no convertida. Esta
mezcla se envía por medio del 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 a través de los conductos 14,
3 y 4. La primera parte del oxirano se recoge como producto acabado
a través del conducto 15. En la base de la columna de destilación
11, se recoge un medio que contiene el disolvente, el compuesto
peroxidado no consumido en el reactor 1 y opcionalmente una parte
de la olefina no convertida. Este medio, del que una parte puede
ser opcionalmente reciclada en el reactor 1 por medio del conducto
30, se transporta por medio del conducto 16 a un segundo reactor 17
que contiene otra parte del catalizador, preferentemente en estado
de lecho fluido 18. El segundo reactor 17 se alimenta con una
segunda parte de la olefina por medio del conducto 19. En el
segundo reactor 17, la segunda parte de la olefina reacciona con el
compuesto peroxidado no consumido que procede del primer reactor en
presencia del catalizador 18 para formar una segunda parte del
oxirano. Las condiciones en el segundo reactor 17 son
preferentemente tales que se consuma la totalidad del compuesto
peroxidado que procede del primer reactor. El medio saliente del
reactor 17 a través del conducto 20 contiene por lo tanto el
disolvente, la segunda parte del oxirano y la olefina no convertida.
Este medio pasa a través de un filtro 21, y se envía a través del
conducto 22 al recipiente 23 donde se somete a una expansión. El
medio se transporta a continuación a través del conducto 24 a una
segunda columna de destilación 25. En la cabeza de esta columna de
destilación 25, se recupera una mezcla de la segunda parte de
oxirano y de la olefina no convertida. Esta mezcla se envía por
medio del conducto 26 a un condensador 27 que separa el oxirano de
la olefina no convertida. La olefina no convertida se recicla en el
reactor 1 a través de los conductos 28, 14, 3 y 4. La segunda parte
del oxirano se recoge como producto acabado a través del conducto
29. En la base de la columna de destilación 25, se recoge el
disolvente que se recicla a través del conducto 4 en el primer
reactor 1, y un efluente acuoso que se evacua a través del conducto
31.
El catalizador utilizado en el procedimiento
según la invención contiene generalmente una zeolita como elemento
activo, y de forma preferente, una zeolita de titanio. Por zeolita
de titanio, se entiende la designación de un sólido que contiene
sílice que presenta una estructura cristalina microporosa de tipo
zeolita y en la que varios átomos de silicio son reemplazados por
átomos de titanio. La zeolita de titanio presenta ventajosamente
una estructura cristalina de tipo ZSM-5,
ZSM-11, ZSM-12,
MCM-41 o ZSM-48. También puede
presentar una estructura cristalina de tipo zeolita beta,
preferentemente exenta de aluminio. Son convenientes las zeolitas
que presentan una banda de absorción infrarroja de aproximadamente
950-960 cm^{-1}. Son preferidas las zeolitas de
titanio de tipo silicato. Son eficaces las que corresponden a la
fórmula xTiO_{2}(1-x)SiO_{2} en la
que x es de 0,0001 a 0,5, preferentemente de 0,001 a 0,05.
Materiales de este tipo, conocidos con 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 en forma de partículas
obtenidas por extrusión tal como se describe en la solicitud de
patente WO 99/28029 de la solicitante, o mediante un procedimiento
con pulverización tal como se describe en la solicitud de patente WO
99/24164 de la solicitante. El contenido de estas dos solicitudes
de patente se incorpora como referencia preferentemente en la
presente.
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El disolvente empleado en el procedimiento según
la invención se puede elegir entre los alcoholes alifáticos
saturados, lineales o ramificados. El disolvente alcohólico contiene
generalmente hasta 10 átomos de carbono, preferentemente de 1 a 6
átomos de carbono. Se pueden citar como ejemplos el metanol y el
etanol. Se prefiere el metanol.
La cantidad de disolvente empleada en el primer
reactor generalmente es de al menos 25% en peso del medio de
reacción 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 normalmente el 99% en peso, en particular el
95% en peso.
La relación molar entre las cantidades de
olefina y de compuesto peroxidado empleadas en el procedimiento
según la invención generalmente es de al menos 0,1, en particular de
al menos 0,2, y preferentemente de al menos 0,5. Esta relación
molar es lo más frecuentemente como máximo de 100, en particular
como máximo de 50 y preferentemente como máximo de 25.
El procedimiento según la invención puede ser
continuo o discontinuo.
En el procedimiento según la invención, cuando
se realiza en continuo, el compuesto peroxidado generalmente se
emplea en el primer reactor con 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 normalmente inferior o igual a 25 moles y, en
particular, inferior o igual a 10 moles. Se muestra preferencia por
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 emplea 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. A menudo contiene como máximo un 90% en peso de compuesto
peroxidado, en particular 70% en peso.
La temperatura de la reacción entre la olefina y
el compuesto peroxidado puede variar de 10 a 125ºC. En una variante
ventajosa tal como la descrita en la solicitud de patente EP99/08703
de la solicitante, es superior a 35ºC para solucionar la
desactivación progresiva del catalizador. La temperatura puede ser
superior o igual a 40ºC y preferentemente superior o igual a 45ºC.
Una temperatura superior o igual a 50ºC es preferida de forma muy
particular. La temperatura de reacción es preferentemente inferior a
100ºC.
En el procedimiento según la invención, la
reacción entre la olefina y el compuesto peroxidado puede tener
lugar a presión atmosférica. También se puede desarrollar a presión.
Generalmente, esta presión no excede de 40 bares. Una presión de 20
bares es conveniente en la práctica.
Los compuestos peroxidados que se pueden
utilizar en el procedimiento según la invención son los compuestos
peroxidados que contienen una o varias funciones peróxido (-OOH) que
pueden liberar el oxígeno activo y capaces de efectuar una
epoxidación. Los compuestos peroxidados inorgánicos dan buenos
resultados. El peróxido de hidrógeno y los compuestos peroxidados
que pueden producir peróxido de hidrógeno en las condiciones de la
reacción de epoxidación son convenientes. Se prefiere el peróxido de
hidrógeno.
Cuando se emplea peróxido de hidrógeno, puede
resultar interesante utilizar en el procedimiento según la invención
una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno en estado bruto, es
decir no depurada. Por ejemplo, se puede emplear una disolución
obtenida por simple extracción con agua esencialmente 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 purificación. Estas disoluciones brutas de peróxido de
hidrógeno generalmente contienen de 0,001 a 10 g/l de impurezas
orgánicas expresadas en COT (Carbono Orgánico Total). Generalmente
contienen cationes metálicos (tales como metales alcalinos o
alcalino-térreos, como el sodio) y aniones (tales
como fosfatos o nitratos) con contenidos de 0,01 a 10 g/l.
En otra variante del procedimiento, se puede
emplear una disolución de peróxido de hidrógeno producida por
síntesis directa a partir de oxígeno e hidrógeno en presencia de
metanol.
El oxirano que se puede preparar por el
procedimiento según la invención es un compuesto orgánico que
comprende un grupo que responde a la fórmula general:
El oxirano generalmente contiene de 2 a 10
átomos de carbono, preferentemente de 3 a 6 átomos de carbono. Los
oxiranos que se pueden preparar de forma ventajosa mediante el
procedimiento según la invención son el
1,2-epoxipropano y el
1,2-epoxi-3-cloropropano.
El oxirano preferido es el 1,2-epoxipropano.
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Las olefinas que son convenientes en el
procedimiento según la invención generalmente contienen de 2 a 10
átomos de carbono y de forma preferida, 3 a 6 átomos de carbono. El
propileno, el butileno y el cloruro de alilo son convenientes. El
propileno y el cloruro de alilo son preferidos. El propileno es
preferido muy particularmente.
En el procedimiento según la invención puede
resultar interesante controlar el pH de la fase líquida. Por
ejemplo, puede resultar interesante mantener el pH de la fase
líquida cuando la reacción entre la olefina y el compuesto
peroxidado tiene un valor de 4,8 a 6,5, por ejemplo por adición de
una base (hidróxido de sodio) al medio de epoxidación, como se
recomienda en la solicitud de patente WO 99/48882 de la solicitante
(cuyo contenido se incorpora como referencia a la presente
solicitud de patente). Esta base se puede introducir en un solo
reactor (por ejemplo, el primer reactor) o en varios reactores.
Preferentemente se introduce en cada reactor.
La reacción entre la olefina y el compuesto
peroxidado se puede efectuar en presencia de una sal, tal como el
cloruro de sodio, como se describe en la solicitud de patente WO
EP99/08703 de la solicitante (cuyo contenido se incorpora como
referencia a la presente solicitud de patente). Esta sal se puede
introducir en un único reactor (por ejemplo, el primer reactor) o
en varios reactores. Preferentemente se introduce 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 y también 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, éste se puede mezclar con al menos un 10% en
volumen de propano cuando se introduce en el reactor el propileno
no convertido reciclado. También se puede tratar de una fuente de
propileno no completamente depurada de propano.
Los ejemplos que siguen se destinan a ilustrar
la presente invención, no obstante, sin limitar su alcance.
Los ejemplos 1 y 2 se calculan por medio del
programa informático ASPEN PLUS® de la sociedad ASPEN
TECHNOLOGY INC. por medio de parámetros cinéticos de la reacción determinados en base a los ensayos experimentales descritos y de los equilibrios líquido-vapor disponibles en la bibliografía.
TECHNOLOGY INC. por medio de parámetros cinéticos de la reacción determinados en base a los ensayos experimentales descritos y de los equilibrios líquido-vapor disponibles en la bibliografía.
Ejemplo comparativo
1
En este ejemplo, la síntesis del óxido de
propileno se efectúa en 2 reactores en serie con separación
intermedia del óxido del propileno formado en el primer reactor en
una columna de rectificación. El H_{2}O_{2} se alimenta a
mitad en el primer reactor y a mitad en el segundo reactor.
326,5 kmoles/h de peróxido de hidrógeno
acompañado de 1100 kmoles/h de agua se dividen en dos fracciones
iguales que contienen cada una 163,25 kmoles/h de peróxido de
hidrógeno y 550 kmoles/h de agua; la primera fracción se mezcla con
1500 kmoles/h de metanol, con 250 kmoles/h de propileno y con la
fracción reciclada de la base de la columna de rectificación a una
presión suficiente para disolver todo el propileno a la temperatura
de reacción. La mezcla de reacción se introduce en continuo a 70ºC
en un reactor metódico que contiene 600 kg de catalizador. El
reactor se mantiene a 70ºC mediante un sistema de refrigeración
adecuado.
El efluente del reactor está dirigido hacia una
columna de rectificación que contiene 50 platos teóricos (incluido
el condensador y la caldera); la alimentación se efectúa a nivel del
10º plato teórico (contado a partir del condensador); la columna
opera a 1,1 bar absoluto (presión de cabeza de la columna); la
temperatura de cabeza de columna se mantiene a 40ºC (destilado
parcialmente vaporizado); la tasa de reflujo molar se fija a 1; el
caudal total de destilado se fija a 600 kmoles/h.
La mezcla trasegada en la base de la columna,
empobrecida en óxido de propileno, se divide en dos fracciones, la
primera que contiene 90% en volumen de la mezcla se recicla a la
alimentación del primer reactor; la segunda que contiene el
remanente de la mezcla obtenida en la base de la columna de
rectificación se mezcla con 200 kmoles/h de propileno a una presión
suficiente para disolver la totalidad del propileno a la temperatura
de reacción y se introduce en continuo a 70ºC en un segundo reactor
metódico que contiene 820 kg de catalizador y mantenido a 70ºC
mediante un sistema de refrigeración adecuado.
El efluente del segundo reactor contiene 24,5
kmoles/h de peróxido de hidrógeno no convertido, 209,4 kmoles/h de
óxido de propileno y 87,7 kmoles/h de subproductos (metoxipropanol y
propanodiol principalmente); el destilado de la columna contiene
56,2 kmoles/h de óxido de propileno; el rendimiento en C3 alcanza
64,1% para una tasa de conversión del peróxido de hidrógeno de
92,4%.
Ejemplo
2
(Según la
invención)
En este ejemplo, la síntesis del óxido de
propileno se efectúa en 2 reactores en serie con separación
intermedia del óxido de propileno formado en el primer reactor.
Se mezclan 326,5 kmoles/h de peróxido de
hidrógeno acompañados de 1100 kmoles/h de agua con 1500 kmoles/h de
metanol, con 250 kmoles/h de propileno y con la fracción reciclada
de la base de la columna de rectificación a una presión suficiente
para disolver todo el propileno a la temperatura de reacción. La
mezcla de reacción se introduce en continuo a 70ºC en un reactor
metódico que contiene 600 kg de catalizador. El reactor se mantiene
a 70ºC mediante un sistema de refrigeración adecuado.
El efluente del reactor está dirigido hacia una
columna de rectificación que contiene 50 platos teóricos (incluido
el condensador y la caldera); la alimentación se efectúa a nivel del
10º plato teórico (contado a partir del condensador); la columna
opera a 1,1 bar absoluto (presión de cabeza de la columna); la
temperatura de cabeza de columna se mantiene a 40ºC (destilado
parcialmente vaporizado); la tasa de reflujo molar se fija a 1; el
caudal total de destilado se fija a 600 kmoles/h.
La mezcla trasegada en la base de la columna,
empobrecida en óxido de propileno, se divide en dos fracciones, la
primera que contiene 90% en volumen de la mezcla se recicla a la
alimentación del primer reactor; la segunda que contiene el
remanente de la mezcla obtenida en la base de la columna de
rectificación se mezcla con 200 kmoles/h de propileno a una presión
suficiente para disolver la totalidad del propileno a la temperatura
de reacción y se introduce en continuo a 70ºC en un segundo reactor
metódico que contiene 820 kg de catalizador y mantenido a 70ºC
mediante un sistema de refrigeración adecuado.
El efluente del segundo reactor contiene 1,9
kmoles/h de peróxido de hidrógeno no convertido, 256,5 kmoles/h de
óxido de propileno y 62,2 kmoles/h de subproductos (metoxipropanol y
propanodiol principalmente); el destilado de la columna contiene
88,4 kmoles/h de óxido de propileno; el rendimiento en C3 alcanza
78,6% para una tasa de conversión del peróxido de hidrógeno de
99,4%.
Claims (13)
1. Procedimiento de fabricación de oxirano por
reacción de una olefina con un compuesto peroxidado en presencia de
un catalizador y de un disolvente en al menos dos reactores
dispuestos en serie, conteniendo cada uno una parte del
catalizador, según el que se introduce en un primer reactor una
primera parte de la olefina, el disolvente y la totalidad del
compuesto peroxidado, efectuando en él una epoxidación de la primera
parte de la olefina para formar una primera parte del oxirano, se
trasiega de este reactor un medio que comprende la primera parte
del oxirano formado, el disolvente, el compuesto peroxidado no
consumido y opcionalmente la olefina no convertida, se introduce el
medio y otra parte de la olefina en un reactor posterior, efectuando
en él una epoxidación de la otra parte de la olefina por medio del
compuesto peroxidado no consumido que procede del primer reactor
para formar otra parte del oxirano, y se recoge la otra parte del
oxirano así formado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que 50 a 99% de la cantidad total del compuesto peroxidado
empleado en el primer reactor se consume en el primer reactor,
siendo consumido el restante en el (los) reactor(es)
posterior(es).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que todos los reactores son de dimensiones idénticas.
4. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que el catalizador está presente en
cada reactor en forma de partículas de las que al menos una parte se
encuentra en estado fluidizado.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en
el que el medio saliente del primer reactor pasa a través de un
filtro antes de ser introducido en el reactor posterior.
6. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que el medio entrante en el reactor
posterior se somete en primer lugar a una expansión antes de ser
introducido en el reactor posterior.
7. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que el medio entrante en el reactor
posterior se somete en primer lugar a un tratamiento de separación
del oxirano formado antes de ser introducido en el reactor
posterior.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, en
el que el tratamiento de separación es una destilación.
9. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que el oxirano es la epiclorhidrina,
la olefina es el cloruro de alilo, el compuesto peroxidado es el
peróxido de hidrógeno, el disolvente es el metanol y el catalizador
contiene TS-1.
10. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que 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.
11. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que no se añade ninguna cantidad
sustancial de disolvente entre el primer y el segundo reactor.
12. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que no se añade ninguna cantidad
sustancial suplementaria de disolvente en el segundo reactor.
13. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que se utilizan tres reactores
en serie.
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