ES2301592T3 - Proceso continuo para recuperar acetona de una corriente residual resultante de la purificacion de acetona. - Google Patents
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Abstract
Un proceso en continuo para recuperar acetona de una corriente residual de una etapa de purificación de acetona, comprendiendo dicha corriente residual óxido de mesitilo y acetona al: i) separar la corriente residual en un dispositivo de separación en al menos una corriente que comprende óxido de mesitilo y una corriente adicional que comprende acetona; ii) concentrar el óxido de mesitilo en la corriente que contiene el óxido de mesitilo; y iii) reciclar la corriente que contiene el óxido de mesitilo concentrado a un dispositivo de separación y ponerla en contacto con un medio acuoso ácido o básico o con una catalizador ácido en presencia de agua para que el óxido de mesitilo se hidrolice al menos parcialmente a acetona.
Description
Proceso continuo para recuperar acetona de una
corriente residual resultante de la purificación de acetona.
La presente invención se refiere a un proceso en
continuo para recuperar acetona de una corriente residual
resultante de una etapa de purificación de acetona. En particular,
la presente invención se refiere a un proceso para la fabricación
de fenol y acetona a parir de cumeno según el proceso de Hock en el
que en una etapa la acetona se recupera en un proceso en continuo
de una corriente residual de una etapa de purificación de acetona
mediante la escisión del óxido de mesitilo contenido en la
misma.
Es conocido del estado de la técnica que el
óxido de mesitilo se puede transformar a acetona a partir del
formado por tratamiento bajo condiciones básicas o ácidas. Por
ejemplo, el documento de patente de los EE.UU. de número 2.351.352
describe un proceso para producir isoforona por condensación de
acetona mientras que el óxido de mesitilo formado inter alia
como un subproducto durante esta reacción se transforma a acetona
mediante combinación de la mezcla de productos sin refinar crudos
con una disolución acuosa de hidróxido de sodio, seguido de
destilación de la acetona de este modo obtenida en una etapa junto
con la acetona sin reaccionar procedente de la reacción principal.
Esto previene la formación adicional de óxido de mesitilo en el caso
de una eliminación preliminar de la acetona no reaccionada.
La fabricación de fenol y acetona que es de gran
importancia económica generalmente transcurre a partir de cumeno
según la reacción de Hock por escisión catalizada por ácidos del
hidroperóxido de cumeno. Los subproductos formados durante esta
reacción, como por ejemplo, cumeno, benceno y una o más cetonas, se
tienen que separar de los productos principales fenol y acetona, lo
que generalmente transcurre vía extracción y/o destilación.
A menudo, una corriente de acetona obtenida de
una etapa de destilación precedente para separar de la misma el
fenol, se trata con agentes químicos alcalinos para separar de la
misma subproductos adicionales no deseados, especialmente
aldehídos. Debido a estas condiciones de reacción ácidas y
alcalinas, respectivamente, la acetona reacciona parcialmente
consigo misma para formar en una primera etapa
diacetona-alcohol que puede deshidratarse para
forma óxido de mesitilo o descomponerse nuevamente para regenerar la
acetona.
Ya que la acetona representa uno de los
productos deseados, un procedimiento en el que el producto sin
refinar del proceso de Hock se combina directamente con una
disolución alcalina para transformar el óxido de mesitilo contenido
en la misma a acetona según el documento de patente de los EE.UU. de
número 2.351.352 anteriormente indicado, no resulta apto en este
caso debido a que bajo estas condiciones se forman subproductos
adicionales lo que daría como resultado una reducción en el
rendimiento. Además, cualquier etapa adicional de purificación de
acetona que use una disolución alcalina también dará como resultado
la producción de óxido de mesitilo que en consecuencia no se
recuperaría y por lo tanto además daría como resultado una pérdida
adicional de rendimiento.
Por lo tanto, el documento de patente europea de
número EP-A-1 188 737 describe un
proceso para el desarrollo de corrientes de substancias que
contienen óxido de mesitilo especialmente obtenido a partir de la
purificación de la acetona durante el proceso de Hock.
En este proceso, el óxido de mesitilo se
concentra y se transforma a acetona usando un medio acuoso básico o
ácido o un catalizador ácido en presencia de agua.
Las desventajas de este proceso de recuperación
para el óxido de mesitilo se pueden ver en la escisión que tiene
lugar en un aparato de reacción separado lo que incrementa los
costes para las nuevas plantas que se tienen que construir, además
de los costes de mantenimiento para dicha planta. Además, el único
proceso ejemplificado en el presente documento representa un
proceso discontinuo lo que es susceptible de fallos.
El resumen del documento de patente de Japón de
número JP-A-54 070 210 también trata
de la recuperación de acetona a partir de óxido de mesitilo en el
proceso de cumeno de la fabricación de fenol considerando que en
este proceso el álcali requerido para la conversión es un líquido
residual procedente de la purificación de la acetona en el proceso
de cumeno. Debido a que la escisión del óxido de mesitilo descrito
en la presente invención tiene lugar en un autoclave, este proceso
además requiere un aparado de reacción separado.
Por lo tanto, el problema subrayado en la
presente invención se presenta como proporcionar un proceso para
recuperar acetona de una corriente residual procedente de una etapa
de purificación de acetona que requiera menores costes en aparatos
y preferentemente que además reduzca los costes de
mantenimiento.
Este problema se soluciona de manera ingeniosa
proporcionando un proceso en continuo para recuperar la acetona de
una corriente residual procedente de una etapa de purificación de
acetona en la que dicha corriente residual que comprende óxido de
mesitilo, y acetona al
- i)
- separar la corriente residual en un dispositivo de separación en al menos una corriente que comprende óxido de mesitilo, y en una corriente adicional que comprende acetona,
- ii)
- concentrar el óxido de mesitilo en la corriente que contiene el óxido de mesitilo y
- iii)
- reciclar la corriente concentrada de óxido de mesitilo al dispositivo de separación y ponerla en contacto con un medio ácido o básico o con un catalizador ácido en presencia de agua en donde el óxido de mesitilo se hidroliza al menos parcialmente a acetona.
Un tema adicional de la presente invención es un
proceso para fabricar fenol y acetona a partir de cumeno según el
proceso de Hock al:
- A)
- oxidar cumeno para formar hidroperóxido de cumeno,
- B)
- someter al hidroperóxido de cumeno a una escisión catalizada por ácido para obtener una fase de escisión que comprende fenol y acetona,
- C)
- separar el fenol y la acetona,
- D)
- purificar la acetona sin refinar de la etapa C) para dar como resultado una corriente de producto de acetona pura y una corriente residual, y
- E)
- recuperar la acetona de la corriente residual según el proceso descrito anteriormente.
Mediante el desarrollo de un proceso en continuo
en el que tiene lugar la escisión del óxido de mesitilo en el mismo
dispositivo de separación que se usa para separar el óxido de
mesitilo contenido en una corriente, preferentemente orgánica,
procedente de una corriente residual, es posible reducir el número
de columnas de reacción. Esto no sólo recude los costes de reacción
cuando se crea una nueva planta sino que también reduce los costes
de mantenimiento de la planta existente y por lo tanto, lo hace muy
atractivo para propósitos industriales. Además, un proceso continuo
como este reduce la mano de obra requerida para un proceso sin
problemas. Especialmente, en el proceso de la invención se omite la
reconducción de los productos separados y purificados al proceso
principal. En una realización preferente, un medio acuoso básico que
ya está presente en la corriente residual se usa para facilitar la
escisión del óxido de mesitilo, lo que da como resultado una
reducción adicional de los costes y un descenso de la eliminación de
residuos.
El óxido de mesitilo que contiene la corriente
residual se puede obtener mediante cualquier clase de purificación
de acetona. Preferentemente, la corriente residual resulta de la
purificación de acetona de la acetona sin refinar que se obtiene lo
más preferentemente a partir del proceso de Hock. De forma
adicional, esta corriente residual puede además representar una
mezcla de varias corrientes laterales obtenidas durante diferentes
procesos de purificación. La acetona sin refinar se puede purificar
mediante la separación de la misma según procedimientos comunes,
por ejemplo, en una columna de destilación-reacción
en la que se extrae la acetona pura, preferentemente como una
corriente de cabeza dejando la corriente residual preferentemente
como una corriente de cola.
El proceso de la invención hace uso de la
inversa de la reacción conocida en la que dos moléculas de acetona
reaccionan bajo condiciones ácidas o básicas en una reacción Aldol a
diacetona-alcohol que más adelante se deshidrata a
óxido de mesitilo. Por lo tanto, para recuperar la acetona a partir
del óxido de mesitilo que contienen las corrientes residuales se
invierte esta reacción lo que requiere poner en contacto la
corriente residual que contiene el óxido de mesitilo con un medio
acuoso que bien puede ser ácido o básico o con un catalizador ácido
en presencia de agua para catalizar la reacción de hidratación. Tal
catalizador es preferentemente un catalizador heterogéneo
inmovilizado, por ejemplo, una zeolita o una resina de intercambio
iónico.
Como medio ácido se pueden usar preferentemente
ácidos minerales o ácidos orgánicos como ácido clorhídrico, ácido
sulfúrico o ácido acético en diferentes concentraciones. Como medio
básico se pueden usar lejías de metales alcalinos, como lejía de
sosa, o lejías de metales alcalinotérreos además de aguas orgánicas
que contengan fases de compuestos con propiedades básicas, como
aminas o fenolatos. La lejía de sosa representa el medio acuoso
básico más preferente.
El medio acuoso básico o ácido o el catalizador
que contienen agua se puede alimentar separadamente al dispositivo
de separación o puede estar ya presente en la corriente residual. Si
se alimenta separadamente el medio acuoso al dispositivo de
separación se usa preferentemente una disolución básica que contiene
1-10% en peso de hidróxido sódico, más
preferentemente que contiene 4% en peso de hidróxido sódico. Además
se proporcionará que la cantidad de medio acuoso ácido o básico que
contiene agua alimentado al dispositivo de separación dé como
resultado una mezcla de reacción de corriente residual y medio
acuoso que contenga 5-15% en volumen de medio
acuoso, en base al volumen total de la mezcla de reacción.
En la realización preferente en la que el medio
acuoso está ya presente en la corriente residual la concentración
de medio acuoso en la corriente residual es preferentemente \geq
0,1% en volumen, más preferentemente 0,1 a 5% en volumen, lo más
preferentemente de 0,1 a 0,2% en volumen, en base al volumen total
de la corriente residual.
Debido a que al menos el óxido de mesitilo
reciclado, y opcionalmente además componentes adicionales, sólo se
pueden disolver en un pequeño grado en agua, o no son solubles en
agua, para obtener una inversión de la reacción de escisión del
óxido de mesitilo se debería procurar que las fases acuosas y
orgánicas estuvieran agitadas intensamente lo que se puede obtener
con medios comunes, preferentemente haciendo uso de bombas,
agitadores y hervidores.
Una gran ventaja de llevar a cabo el proceso en
una manera tal que preferentemente un medio acuoso alcalino esté ya
presente en la corriente residual, especialmente un medio acuoso
básico resultante del uso en una etapa precedente de purificación
de acetona, se puede apreciar en la reducción de la cantidad del
medio acuoso básico, especialmente en la disolución de hidróxido
sódico, requerida para la totalidad del proceso, y en conexión con
esto, en la reducción de los costes para la eliminación de
residuos.
La concentración de la corriente que contiene el
óxido de mesitilo se puede alcanzar mediante métodos comunes, por
ejemplo, mediante extracción o destilación, preferentemente por
medio de la destilación. La corriente concentrada de óxido de
mesitilo preferentemente tiene un contenido en óxido de mesitilo de
más del 20% en peso, más preferentemente de 30-90%
en peso, y lo más preferente de 50-85%.
En una realización especialmente preferente, el
proceso transcurre usando una corriente residual que contiene
adicionalmente al óxido de mesitilo y a la acetona opcional uno o
más componentes orgánicos con un punto de ebullición mayor que el
de la acetona en cuyo caso, el proceso representa una parte de la
etapas de desarrollo del proceso de Hock, por ejemplo, puede
comprender cumeno, benceno y/o cetonas. En esta realización, se
elige un medio básico como medio hidratante. La recuperación de la
acetona se logra entonces al:
- a)
- alimentar de forma continua dicha corriente residual a una sección intermedia de una primera columna de destilación;
- b)
- separar la corriente residual en la primera columna de destilación en
- b1)
- opcionalmente una corriente de cabeza que comprende acetona;
- b2)
- una corriente lateral que comprende óxido de mesitilo, los componentes orgánicos y opcionalmente acetona residual; y
- b3)
- Una corriente de cola que comprende el medio acuoso básico;
- c)
- alimentar de forma continua la corriente lateral b2) a una sección intermedia de una segunda columna de destilación;
- d)
- separar la corriente lateral b2) en la segunda columna de destilación en
- d1)
- una corriente de cabeza que comprende acetona:
- d2)
- una corriente lateral que comprende óxido de mesitilo; y
- d3)
- una corriente de cola que comprende componentes orgánicos con un punto de ebullición mayor que el del óxido de mesitilo; y
- e)
- reciclar de forma continua la corriente lateral d2) a la primera columna de destilación a un punto de entrada que está por debajo del punto de extracción de la corriente lateral b2).
Este proceso se explica en más detalle en
combinación con los parámetros de reacción según la Figura 1.
La Figura 1 muestra una representación
esquemática de una realización preferente de la presente
invención.
Una corriente residual que contiene óxido de
mesitilo y opcionalmente acetona se alimenta de forma continua vía
la línea 1 a una sección intermedia de una primera columna de
destilación C1 que funciona como un dispositivo separador. El medio
acuoso básico que preferentemente contiene hidróxido de sodio puede
resultar del tratamiento de acetona sin refinar, por ejemplo
obtenida mediante el proceso de Hock, con una disolución acuosa de
hidróxido sódico para extraer los aldehídos. La separación en la
columna de destilación C1 puede transcurrir con la ayuda de
componente internos de columna comunes, como bandejas de reacción,
rellenos y columnas de flujo lento y viscoso, con el uso de
bandejas de reacción en la realización preferente.
En dicha primera columna de destilación C1 se
separa la corriente residual, opcionalmente en una corriente de
cabeza que comprende acetona y eventualmente trazas de hidrocarburos
de alto punto de ebullición que se extrae vía la línea 2, en una
corriente lateral que comprende óxido de mesitilo, los componentes
orgánicos y opcionalmente la acetona residual extraído vía la línea
3 y en una corriente de cola que comprende el medio acuoso
parcialmente extraído vía la línea 4. La acetona residual extraída
vía la línea 2 se puede transferir nuevamente al dispositivo de
separación de donde resulta la corriente residual usada, que
preferentemente representa la columna de destilación en la que la
acetona sin refinar procedente de proceso de Hock se separa en
acetona pura y la corriente residual. Por su puesto, también es
posible combinar varias corrientes de acetona que procedan de
cualquier parte durante el procedimiento de desarrollo de la mezcla
de producto sin refinar. La parte del medio acuoso básico contenido
en la corriente de cola que no se requiere para transformar al
óxido de mesitilo a acetona se puede transferir al dispositivo de
separación en el que la acetona sin refinar se purifica usando un
medio acuoso básico o se puede extraer, opcionalmente después de
haber sido neutralizado, como agua residual.
Según la realización preferente mostrada en la
Figura 1, la corriente lateral extraída vía la línea 3 que
comprende óxido de mesitilo, los componentes orgánicos, agua y
opcionalmente acetona residual se alimenta de forma continua a un
decantador D, en donde se separan la fase acuosa y la fase orgánica.
Si la columna de destilación C1 se opera de una forma tal que la
corriente lateral extraída vía la línea 4 no contiene agua o sólo
contiene cantidades despreciables de agua, se puede omitir el
decantador. La fase acuosa es al menos parcialmente reciclada a la
columna de destilación C1 vía la línea 6, o se puede descargar como
corriente de agua residual.
La fase orgánica procedente del decantador D que
comprende óxido de mesitilo, los componentes orgánicos y
opcionalmente acetona residual se alimenta de forma continua vía la
línea 5 a una sección intermedia de una segunda columna de
destilación C2. El interior de la columna de dicha segunda columna
de destilación puede ser el mismo o diferente del usado en la
primera columna de destilación C1. En esta segunda columna de
destilación, la corriente lateral de la primera columna de
destilación C1 se separa en una corriente de cabeza que comprende
opcionalmente acetona que se extrae vía la línea 7, en una corriente
lateral que comprende óxido de mesitilo que se extrae vía la línea
9 y en una corriente de cola que comprende los componentes orgánicos
con un punto de ebullición más alto que el del óxido de mesitilo
que se extrae vía la línea 10.
Análoga a la corriente de cabeza de acetona
obtenida en la primera columna de destilación, la corriente de
acetona de la segunda columna de destilación se puede además
desarrollar y combinar con la acetona pura obtenida de cualquier
otra etapa de purificación de acetona, preferentemente se transfiere
a la columna de destilación que sirve como dispositivo de
separación en el que la acetona sin refinar obtenida a partir de un
proceso de Hock se separa en acetona pura y en la corriente
residual. La mezcla de los componentes de la corriente de cola se
puede además separar, desarrollar o transferir para su combustión,
de forma que la energía resultante de la misma se pueda usar en
cualquier parte del proceso, por ejemplo, para calentar las columnas
de destilación. Dependiendo de su composición, podría ser
significativo transferir la corriente de cola obtenida a la etapa
de desarrollo del residuo final de la reacción principal.
La corriente lateral extraída vía la línea 9 que
comprende óxido de mesitilo se recicla de forma continua a la
primera columna de destilación C1 a un punto de entrada que está por
debajo del punto de extracción de la línea 3. En una realización
preferente, en la que la primera columna de destilación C1 está
equipada con bandejas de reacción, la corriente de óxido de
mesitilo reciclado se dirige a una de estas bandejas de
reacción.
El óxido de mesitilo reciclado se pone en
contacto con el medio acuoso básico en un área de la primera columna
de destilación C1 en la que junto a la acetona residual opcional al
menos se puede encontrar un componente orgánico adicional en el
que, como el óxido de mesitilo, sólo se puede disolver en una
pequeña parte en agua, o no es soluble en agua. Para obtener un
desarrollo optimo de la reacción de escisión del óxido de mesitilo
se debería proporcionar que las fases acuosa y orgánica estuvieran
agitadas intensamente. Esta agitación se puede obtener por medios
comunes, preferentemente haciendo uso de bombas, agitadores o un
hervidor.
Para facilitar la reacción la mezcla de reacción
de escisión del óxido de mesitilo y el medio acuoso básico se
debería preferentemente tratar térmicamente mientras se agita. Por
lo tanto, la temperatura en el punto de entrada de la corriente de
óxido de mesitilo reciclado debería ser 30 a 160ºC, preferentemente
70 a 110ºC.
En una realización especialmente preferente, la
segunda columna de destilación C2 proporciona una segunda corriente
lateral que se extrae vía la línea 8 que comprende cetonas y
opcionalmente compuestos orgánicos adicionales con un punto de
ebullición menor que el del óxido de mesitilo y mayor que el de la
acetona, como por ejemplo benceno, y que está situada por encima en
relación a la posición de la línea 9. Es una ventaja particular del
proceso de la presente invención que los compuestos que son
perjudiciales para la calidad de la acetona, especialmente benceno
se pueden extraer fácilmente de las corrientes del proceso sin
etapas de separación adicionales. Dicha segunda corriente lateral
se puede además desarrollar y separar o transferir para su
combustión, por ejemplo para usar la energía resultante obtenida de
ese modo para calentar las columnas de destilación.
La corriente de cola obtenida vía la línea 10 de
la secunda columna de destilación C2 comprende los hidrocarburos de
elevado punto de ebullición como cumeno. Preferentemente, el cumeno
se extrae de dicha corriente y se recicla a la etapa de escisión
del proceso de Hock. La corriente de cola se puede transferir para
su combustión o utilizar su contenido en energía.
El proceso de la presente invención se puede
integrar fácilmente en un proceso de Hock para producir fenol. Así,
un objeto adicional de la presente invención es un proceso para
fabricar fenol y acetona a partir de cumeno según el proceso de
Hock al:
- A)
- oxidar cumeno para formar hidroperóxido de cumeno,
- B)
- someter al hidroperóxido de cumeno a una escisión catalizada por ácido para obtener una fase de escisión que comprende fenol y acetona,
- C)
- separar el fenol y la acetona,
- D)
- purificar la acetona sin refinar de la etapa C) para producir una corriente de producto de acetona pura y una corriente residual, y
- E)
- recuperar la acetona de la corriente residual según el proceso en continuo descrito anteriormente.
Preferentemente la acetona sin refinar de la
etapa D) se purifica usando una disolución de hidróxido de sodio
acuosa, seguido de destilación para obtener una corriente de
producto de acetona pura y una corriente residual, por lo que la
corriente residual no contiene preferentemente mas de 30% de
acetona, agua, hidróxido de sodio,
diacetona-alcohol, óxido de mesitilo, cumeno,
benceno y cetonas, y opcionalmente subproductos orgánicos
adicionales.
En una realización preferente, dicha mezcla de
corriente residual se transfiere a una primera columna de
destilación B) en la que la mayoría de la acetona se extrae por una
corriente de cabeza y se transfiere de nuevo a la etapa de
purificación de la acetona sin refinar mientras que la mezcla de
compuestos orgánicos preferentemente se transfiere a la segunda
columna de destilación de la que resulta una corriente de cola que
comprende una disolución acuosa de hidróxido de sodio. En la
realización preferente, la corriente de cola de la primera columna
de destilación además contiene menos del 2% en peso del medio acuoso
básico, preferentemente menos del 1% de óxido de mesitilo y se
recicla al proceso de desarrollo de la corriente de acetona sin
refinar en el proceso de Hock.
La mezcla de los compuestos orgánicos
transferida a la segunda columna de destilación se separa en una
corriente de cabeza que contiene acetona, en una corriente lateral
que contiene substancias orgánicas con un punto de ebullición menor
que el del óxido de mesitilo y mayor que el de la acetona, como
cetonas y benceno, en una corriente lateral adicional que contiene
óxido de mesitilo y en una corriente de cola que contiene cumeno y
opcionalmente otros compuestos con un punto de ebullición mayor que
el del óxido de mesitilo. El cumeno que contiene la corriente de
cola de la segunda columna de destilación preferentemente se recicla
al proceso de Hock, opcionalmente después de la separación que le
precede.
El óxido de mesitilo recuperado se transfiere de
nuevo a la primera columna de destilación en un punto de entrada
por debajo de la línea que extrae la mezcla de compuestos orgánicos,
preferentemente directamente sobre una de las bandejas de reacción
con las que está equipada la columna de destilación. La temperatura
en el punto de entrada es preferentemente
80-90ºC.
La presente invención se ilustra por medio de un
ejemplo funcional:
Se obtiene una corriente residual de una etapa
de purificación de acetona del proceso de Hock que comprende 2% en
peso de hidrocarburos de bajo punto de ebullición, 11% en peso de
acetona, 68% en peso de agua, 10% en peso de óxido de mesitilo y 9%
en peso hidrocarburos de elevado punto de ebullición y se alimenta
de forma continua a la sección intermedia de una primera columna de
destilación tal como se muestra en la Figura 1. Tomando como base
1000 partes en peso de corriente residual, se separan de forma
continua una corriente residual en 150 partes en peso de una
corriente de cabeza de producto que consiste esencialmente en
acetona y que contiene sólo trazas de hidrocarburos de bajo punto
de ebullición y en 713 partes en peso de una corriente de cola que
consiste esencialmente en agua y algo de hidrocarburos de elevado
punto de ebullición. Se extrae una corriente lateral de dicha
primera columna de destilación y se alimenta a un decantador, en el
que se separan la fase acuosa y la fase orgánica. La fase acuosa se
recicla a la primera columna y 279 partes en peso de la fase
orgánica en base a las 1000 partes en peso de la corriente residual
que comprende 7% en peso de hidrocarburos de bajo punto de
ebullición, 36% en peso de óxido de mesitilo, 25% en peso de acetona
y 32% en peso hidrocarburos de elevado punto de ebullición se
alimenta de forma continua a la sección intermedia de una segunda
columna de destilación. Se separa de forma continua la fase orgánica
en 65 partes en peso en una corriente de producto de cabeza que
consiste esencialmente en acetona, en 25 partes en peso de una
corriente lateral superior que comprende 80% en peso de
hidrocarburos de bajo punto de ebullición y 20% de acetona, 47
partes en peso de una corriente de cola que comprende hidrocarburos
de elevado punto de ebullición, es decir, cumeno y 142 partes en
peso de una corriente lateral inferior que comprende 70% en peso de
óxido de mesitilo, 25% en peso de hidrocarburos de elevado punto de
ebullición y 5% en peso de acetona, con todas las partes en peso
referidas a 1000 partes en peso de la corriente residual inicial.
Con el benceno de la corriente lateral superior extraído
cuantitativamente de la corriente residual. La corriente lateral
inferior se recicla de forma continua a la parte inferior de la
primera columna de destilación, en donde el óxido de mesitilo se
convierte a acetona tal como se describe anteriormente. Como se
puede apreciar a partir de este ejemplo, los componentes valiosos
como acetona, óxido de mesitilo convertido a acetona y cumeno se
pueden recuperar económicamente de una corriente residual usando el
proceso de la presente invención.
Claims (18)
1. Un proceso en continuo para recuperar acetona
de una corriente residual de una etapa de purificación de acetona,
comprendiendo dicha corriente residual óxido de mesitilo y acetona
al:
- i)
- separar la corriente residual en un dispositivo de separación en al menos una corriente que comprende óxido de mesitilo y una corriente adicional que comprende acetona;
- ii)
- concentrar el óxido de mesitilo en la corriente que contiene el óxido de mesitilo; y
- iii)
- reciclar la corriente que contiene el óxido de mesitilo concentrado a un dispositivo de separación y ponerla en contacto con un medio acuoso ácido o básico o con una catalizador ácido en presencia de agua para que el óxido de mesitilo se hidrolice al menos parcialmente a acetona.
2. El proceso de la reivindicación 1, en el que
la concentración del óxido de mesitilo se logra por medios de
destilación.
3. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 2, en el que el óxido de mesitilo concentrado
que contiene la corriente contiene al menos 20, preferentemente 50
a 85% en peso de óxido de mesitilo.
4. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo de separación
es una columna de destilación.
5. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el medio acuoso ácido o
básico se alimenta de forma separada al dispositivo de
separación.
6. El proceso de la reivindicación 5, en el que
la corriente que contiene el óxido de mesitilo concentrado se
mezcla con agua y se pone en contacto en el dispositivo de
separación con un catalizador ácido, preferentemente un catalizador
heterogéneo inmovilizado.
7. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el que el medio acuoso ácido o
básico está ya presente en la corriente residual.
8. El proceso de la reivindicación 7, en el que
la concentración del medio acuoso ácido o básico en la corriente
residual es \geq 0,1% en volumen en base al volumen total de la
corriente residual.
9. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 8, en el que la corriente residual comprende la
adición de uno o más componentes orgánicos con un punto de
ebullición mayor que el de la acetona, el medio acuoso ácido o
básico es un medio básico y la recuperación de la acetona se logra
al:
- a)
- alimentar de forma continua dicha corriente residual a una sección intermedia de una primera columna de destilación;
- b)
- separar la corriente residual en la primera columna de destilación en
- b1)
- opcionalmente una corriente de cabeza que comprende acetona;
- b2)
- una corriente lateral que comprende óxido de mesitilo, los componentes orgánicos y opcionalmente acetona residual; y
- b3)
- una corriente de cola que comprende el medio acuoso básico;
- c)
- alimentar de forma continua la corriente lateral b2) a una sección intermedia de una segunda columna de destilación;
- d)
- separar la corriente lateral b2) en la segunda columna de destilación en
- d1)
- una corriente de cabeza que comprende acetona;
- d2)
- una corriente lateral que comprende óxido de mesitilo; y
- d3)
- una corriente de cola que comprende componentes orgánicos con un punto de ebullición mayor que el del óxido de mesitilo; y
- e)
- reciclar de forma continua la corriente lateral d2) a la primera columna de destilación a un punto de entrada que está por debajo del punto de extracción de la corriente lateral b2).
10. El proceso de la reivindicación 9, en el que
la corriente lateral b2) se alimenta de forma continua a un
decantador, donde la corriente lateral se separa en una fase
orgánica que se alimenta de forma continua a una sección
intermedia de la segunda columna de destilación y en una fase acuosa
que al menos se recicla parcialmente a la primera columna de
destilación.
11. El proceso de cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 11, en el que la primera columna de destilación
comprende bandejas de reacción y la corriente que contiene el óxido
de mesitilo reciclado se introduce directamente sobre una o más de
las bandejas de reacción.
12. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 11, en el que la temperatura en el punto de
entrada es 30 a 160ºC, preferentemente 70 a 110ºC.
13. El proceso de una cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 12, en el que la segunda columna de destilación
se extrae de una posición superior en relación a la posición de la
extracción de la corriente lateral d2) una segunda corriente
lateral d4) que comprende componentes orgánicos con un punto de
ebullición inferior al del óxido de mesitilo.
14. El proceso de la reivindicación 13, en el
que dicha corriente lateral d4) comprende benceno.
15. El proceso de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la corriente residual
resulta de la purificación de acetona de la acetona sin refinar
obtenida del proceso de Hock, por lo cual se repara la acetona sin
refinar en una columna de destilación, en la que se extrae la
acetona pura como corriente de cabeza y la corriente residual como
corriente de cola.
16. El proceso de la reivindicación 15, en el
que las corrientes de acetona recuperada se combinan y se reciclan
a la columna de purificación de acetona.
17. Un proceso para fabricar fenol y acetona a
partir de cumeno según el proceso de Hock al:
- A)
- oxidar cumeno para formar hidroperóxido de cumeno;
- B)
- someter al hidroperóxido de cumeno a una escisión catalizada por ácido para obtener una fase de escisión que comprende fenol y acetona;
- C)
- separar el fenol y la acetona;
- D)
- purificar la acetona sin refinar de la etapa C) para producir una corriente de producto de acetona pura y una corriente residual, y
- E)
- recuperar la acetona de la corriente residual según el proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.
18. El proceso de la reivindicación 17, en el la
etapa de recuperación E) se usa un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 14 y en el que la corriente de cola d3)
comprende cumeno y se recicla al proceso de Hock y la corriente de
cola b3) comprende el medio acuoso básico y menos del 2% en peso,
preferentemente menos del 1% en peso de óxido de mesitilo y se
recicla al desarrollo de acetona en el proceso de Hock.
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