ES2302237T3 - Procedimiento para la elaboracion por destilacion de tetrahidrofurano. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la purificación por destilación de tetrahidrofurano en presencia de metanol.
Description
Procedimiento para la elaboración por
destilación de tetrahidrofurano.
La invención se refiere a un procedimiento para
la purificación por destilación de tetrahidrofurano (THF) en
presencia de metanol.
La obtención de THF mediante deshidratación de
1,4-butanodiol en catalizadores ácidos, se describe,
a modo de ejemplo, en la DE-A 29 30 144, y conduce
a productos crudos de THF con contenidos en agua de un 18 a un 28%
en peso, y contenidos hasta un 5% en peso de impurezas ocasionadas
por la síntesis, como 2,3-dihidrofurano, 2-
y
3-metiltetrahidrofurano.
3-metiltetrahidrofurano.
Para la obtención de THF puro a partir de
productos crudos de tal naturaleza, por la DE-A 37
26 805 es conocido un procedimiento para la purificación por
destilación de THF crudo hidratado, en el que se conduce el THF a
través de tres columnas de destilación, conduciéndose una extracción
lateral de la primera columna a la segunda, devolviéndose el
producto de cabeza de la tercera columna a la primera columna,
extrayéndose destilado en la cabeza de la primera columna, y
obteniéndose el THF puro a partir de la extracción lateral de la
tercera columna.
La obtención de THF mediante hidrogenado en fase
gaseosa de anhídrido de ácido maleico (MSA) es una reacción
conocida desde ácido muchos años, y se describe, a modo de ejemplo
en la JP-B 2639463 y la JP-B
2639464. Los productos crudos hidratados obtenidos se diferencian
de los obtenidos mediante deshidratación de butanodiol en especial
por su fracción más elevada en componentes cuyo punto de ebullición
se diferencia a penas del punto de ebullición de THF, los
denominados componentes de punto de ebullición limitado. Entre los
componentes de punto de ebullición limitado de THF se deben citar
en especial metanol, etanol y butiraldehído, butilmetiléter o bien
sus azeótropos con THF y/o agua.
A través de los procedimientos de destilación
conocidos por el estado de técnica, el contenido en butilmetiléter
de los productos crudos de THF hidratados del hidrogenado en fase
gaseosa de MSA o derivados de MSA, o corrientes de recirculación
que contienen THF de otros procedimientos, como la obtención de
politetrahidrofurano, no se reduce suficientemente para cumplir los
requisitos de pureza planteados en THF, en especial en la
elaboración subsiguiente de THF, a modo de ejemplo para dar
politetrahidrofurano.
Por lo tanto se planteó el problema de encontrar
un procedimiento mejorado que posibilitara de manera económica la
obtención de THF con cantidades reducidas en contenidos de
butilmetiléter a partir de THF. En este caso, independientemente
del modo de obtención de THF, será posible alcanzar estas
purezas.
Este problema se soluciona mediante un
procedimiento para la purificación por destilación de
tetrahidrofurano en presencia de metanol, que se añade
preferentemente antes del comienzo de la destilación.
El procedimiento según la invención es aplicable
a THF, que se generó mediante los más diversos procedimientos de
obtención, y en caso dado purificación subsiguiente del producto
crudo obtenido, a modo de ejemplo según el procedimiento conocidos
por la DE-A 3726805. En el sentido de esta solicitud
se entiende por THF en general THF que presenta un contenido en THF
> 99% en peso, hasta un 1% en peso de butilmetiléter, y menos de
200 ppm de otros compuestos de CH funcionalizados con oxígeno
debidos a la obtención. El procedimiento según la invención se
emplea preferentemente para la separación por destilación de
tetrahidrofurano, como se produce en la síntesis de
tetrahidrofurano mediante hidrogenado catalítico de ácido maleico
(MSA) o derivados de ácido maleico (derivados de MSA). Con
derivados de ácido maleico se indica anhídrido de ácido maleico,
ácido fumárico, mono- y dimaleinato, mono- y difumarato, ácido
succínico, mono- y disuccinato gamma-butirolactona,
pero también el propio ácido maleico. Los citados derivados de
ácido maleico se pueden hidrogenar por separado o como mezclas, en
disolventes, como agua o alcoholes, en fase líquida, o en fase
gaseosa por vía catalítica. Las descargas de hidrogenado pueden
contener, además de tetrahidrofurano, entre otros,
butano-1,4-diol,
gamma-butirolactona, alcoholes como metanol,
etanol, propanol, butanol, agua, así como derivados de ácido maleico
no transformados. Este posibilita la obtención de un THF puro, en
el que se redujo claramente el contenido en butilmetiléter.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La destilación de THF se lleva a cabo en general
en presencia de una cantidad de un 0,1 a un 100% en peso, referido
a la cantidad de THF, preferentemente un 0,1 a un 10% en peso, de
modo especialmente preferente un 0,1 a un 2% en peso de metanol,
que se añade preferentemente antes del comienzo de la
destilación.
En este caso, el metanol se puede añadir sin
diluir, o como mezcla con agua. Preferentemente se añade el metanol
como disolución acuosa, ascendiendo la fracción de metanol en agua a
un 0,1 hasta un 99,99% en peso, preferentemente de un 99 a un
99,99% en peso.
La destilación se puede llevar a cabo en varias
etapas, a modo de ejemplo en una o en varias etapas de destilación,
a modo de ejemplo en una columna de destilación de varias etapas en
contracorriente, pudiéndose trabajar continua o discontinuamente.
La destilación se lleva a cabo preferentemente en dos o más etapas
de destilación en instalaciones separadas, como por ejemplo
columnas con varias etapas de separación, a modo de ejemplo columnas
de rectificación, columnas de cuerpos de relleno, columnas de
platos de burbujas o columnas de empaquetadura.
La destilación se lleva a cabo de modo
especialmente preferente en una columna de destilación accionada en
contracorriente, de modo especialmente preferente en una columna de
destilación de varias etapas con 1 a 100 etapas de separación,
preferentemente 60 etapas de separación teóricas, de manera continua
o discontinua.
Como materiales de empaquetadura entran en
consideración todas las empaquetaduras de columna habituales. No
obstante, de modo preferente se emplean empaquetaduras de
tejido.
La separación por destilación de butilmetiléter
a partir del producto de tetrahidrofurano puro se efectúa a
presiones de 0 a 100 bar, preferentemente 0 a 20 bar, de modo
especialmente preferente 0 a 5 bar, a temperaturas de 10 a
320ºC.
El procedimiento según la invención se explica
más detalladamente en los siguientes ejemplos.
Se empleó la instalación de destilación
representada a través de la figura 1. La columna (1) presenta 60
platos teóricos, y se accionó a 2 bar absolutos.
En la columna se condujo a través del conducto
de alimentación (2) una mezcla de THF, constituida por un 99,9% en
peso de THF, 86 ppm de agua, 24 ppm de MeOH y 654 ppm de
butilmetiléter. El resto hasta un 100% en peso se forma por otros
compuestos de CH funcionalizados con O.
Simultáneamente, en el conducto de alimentación
de columna (2), a través del conducto de alimentación (3) se
añadió un 0,65% en peso de metanol, referido a la mezcla de THF del
conducto de alimentación (2), en forma de una mezcla de
metanol/agua, que contenía 100 ppm de agua. La alimentación estaba
aplicada en el tercio central de la columna.
La columna (1) se accionó con extracción de
cabeza (4) y extracción de cola (5). La proporción de reflujo,
referida a la corriente de alimentación, ascendía a 2,50
(peso/peso). De la extracción de cola (5) se descargó THF
purificado.
Como extracción de cabeza (4) se extrajo algo
más de un 1,6% de la cantidad de alimentación. La extracción de
cabeza tenía una concentración de THF de un 59,1% en peso de THF, un
39,2% en peso de MeOH, así como un 1,65% en peso de butilmetiléter,
y cantidades reducidas de agua residual.
El THF obtenido a través de la extracción de
cola (5) tenía un 99,94% en peso de THF, 25 ppm de MeOH, así como
sólo 379 ppm de butilmetiléter.
Ejemplo
comparativo
La columna descrita en el ejemplo 1 se accionó
bajo las mismas condiciones. Sin embargo se desconectó la corriente
de alimentación de metanol/agua (3), de modo que no se alimentó
metanol.
Con la misma cantidad de alimentación y una
proporción de reflujo de 2,50 (peso/peso), referido a la corriente
de alimentación, se dio el siguiente resultado:
El THF obtenido a través de la extracción de
cola (5) tenía un 99,92% en peso de THF y 659 ppm de butilmetiléter.
El contenido en butilmetiléter incluso ha aumentado ligeramente
frente a la mezcla de partida.
La siguiente tabla muestra claramente la ventaja
de la adición de agentes de arrastre para el empobrecimiento de
butilmetiléter:
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (4)
1. Procedimiento para la purificación por
destilación de tetrahidrofurano en presencia de metanol.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el disolvente se añade antes del
comienzo de la destilación.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque se destila en
una o varias etapas de destilación.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se destila en
una columna de empaquetadura de varias etapas con 1 a 100 etapas de
separación.
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