Procedimiento para la preparación del isobuteno.

Procedimiento para la preparación de isobuteno mediante un desdoblamiento catalítico en fase gaseosa de metilterc.- butil-éter para dar isobuteno y metanol

a una temperatura de 110 a 450 °C y a una presión de 0

,1 a 2 MPa,

caracterizado por que

como catalizador en el desdoblamiento en fase gaseosa se utiliza un catalizador, que contiene formalmente

* una proporción de óxidos de metales alcalinos y alcalino-térreos de 0,5 a 20 % en masa,

* una proporción de óxido de aluminio de 4 a 30 % en masa,

* y una proporción de dióxido de silicio de 60 a 95 % en masa;

realizándose que el catalizador contiene el óxido de magnesio como único óxido de metal alcalino-térreo; realizándose que el catalizador contiene, junto al óxido de metal alcalino-térreo, un óxido de metal alcalino, que se escoge entre el Na2O y el K2O;

realizándose que el catalizador se produce mediante un procedimiento, que comprende las etapas de

a) tratamiento de un alumosilicato con una solución acuosa de una sal de magnesio en condiciones ácidas y b) calcinación del alumosilicato tratado con la solución acuosa de una sal de magnesio,

en donde entre las etapas a) y b) se lleva cabo una etapa c), en la que se seca el alumosilicato que ha sido tratado, y realizándose que el catalizador se obtiene mediante el recurso de que en la etapa a) de procedimiento se mezclan un polvo de alumosilicato, un agente aglutinante, opcionalmente un agente de deslizamiento y una solución acuosa de carácter ácido de una sal de magnesio, y el polvo de alumosilicato que ha sido tratado de esta manera, se granula para dar unos microgránulos y los gránulos húmedos obtenidos se secan en la etapa c) de procedimiento, y a continuación, en la etapa b) de procedimiento, se calcinan en una corriente gaseosa, y luego los gránulos obtenidos, en caso de que esto no haya sucedido ya en la etapa a) de procedimiento, se mezclan con un agente de deslizamiento, tal como p.ej. un grafito, y a continuación se moldean a la forma de tabletas, y luego las tabletas se calcinan posteriormente.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12196240.

Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.

Inventor/es: NIERLICH, FRANZ, MASCHMEYER, DIETRICH, SANTIAGO FERNANDEZ, SILVIA, HOUBRECHTS,STEPHAN, GAUDSCHUN,KURT-ALFRED, ZANTHOFF,HORST-WERNER, QUANDT,THOMAS, SKILLAS,GEORG.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Catalizadores en general, caracterizados por su forma... > B01J35/10 (caracterizados por sus propiedades de superficie o su porosidad)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Procedimientos para preparar catalizadores, en general;... > B01J37/02 (Impregnación, revestimiento o precipitación (protección por revestimiento B01J 33/00))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Catalizadores que contienen metales, óxidos o hidróxidos... > B01J23/02 (de metales alcalinos o alcalinotérreos o de berilio)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Catalizadores que contienen tamices moleculares > B01J29/08 (del tipo "faujasite", p. ej. de tipo X o Y)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Catalizadores que contienen los elementos, los óxidos... > B01J21/12 (Sílice y alúmina)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Hidrocarburos acíclicos insaturados > C07C11/09 (Isobuteno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de hidrocarburos a partir de uno o varios... > C07C1/20 (a partir de compuestos orgánicos que contienen solamente átomos de oxígeno como heteroátomos)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Catalizadores que contienen tamices moleculares > B01J29/40 (de tipo pentasil, p. ej. tipos ZSM-5, ZSM-8 o ZSM-11)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > C07C29/00 (Preparación de compuestos que tienen grupos hidroxilo o grupos O-metal unidos a un átomo de carbono que no forma parte de un ciclo aromático de seis miembros)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Catalizadores que contienen tamices moleculares > B01J29/03 (que no tienen propiedades de cambiadores de base)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparación del isobuteno El presente invento se refiere a un procedimiento para la preparación del isobuteno por desdoblamiento en fase gaseosa del metil-terc. butil-éter para dar isobuteno y metanol.

Las isoolefinas, tales como p.ej. el isobuteno, son unos importantes productos intermedios para la preparación de un gran número de compuestos orgánicos. El isobuteno es, por ejemplo, una sustancia de partida para la producción de un caucho butílico, un poliisobutileno, unos oligómeros de isobuteno, unos aldehídos ramificados de C5, unos ácidos carboxílicos de C5, unos alcoholes de C5 y unas olefinas de C5. Por lo demás, él se emplea como un agente de alquilación, en particular para la síntesis de unos compuestos terc. butil-aromáticos, y como un producto intermedio para la preparación de unos peróxidos. Además de esto, el isobuteno se puede utilizar como un compuesto precursor para ácido metacrílico y sus ésteres.

En unas corrientes técnicas, las isoolefinas se presentan en la mayoría de los casos en común con otras olefinas y con unos hidrocarburos saturados que tienen un número igual de átomos de carbono. A partir de estas mezclas, las isoolefinas no pueden ser separadas de una manera rentable solamente con unos métodos físicos de separación.

Por ejemplo, en unas usuales corrientes técnicas, el isobuteno se presenta en común con unos hidrocarburos de C4 saturados e insaturados. A partir de estas mezclas, el isobuteno no puede ser separado de una manera rentable por destilación a causa de la pequeña diferencia entre los puntos de ebullición, o respectivamente del pequeño factor de separación, entre el isobuteno y el 1-buteno. Por lo tanto, el isobuteno se obtiene a partir de unos hidrocarburos de calidad técnica frecuentemente mediante el recurso de que el isobuteno se convierte químicamente en un derivado, que se puede separar con facilidad con respecto de la restante mezcla de hidrocarburos, y de que el derivado aislado es desdoblado de retorno para dar el isobuteno y un agente de derivatización.

Usualmente, el isobuteno es separado a partir de unas fracciones de C4, por ejemplo la fracción de C4 de un equipo craqueador con vapor de agua, de la siguiente manera: Después de haber eliminado la mayor parte de los hidrocarburos que están múltiples veces insaturados, principalmente del butadieno, por extracción y destilación o bien por hidrogenación selectiva para dar butenos lineales, la mezcla remanente (material refinado I o material de C4 de craqueo, que ha sido hidrogenado selectivamente) se hace reaccionar con un alcohol o con agua. En el caso de la utilización del metanol, a partir del isobuteno resulta el metil-terc. butil-éter (MTBE) , en el caso de la utilización del etanol resulta el etil-terc. butil-éter (ETBE) y en el caso del empleo de agua resulta el terc. butanol (TBA) . Después de su separación, estos derivados se pueden desdoblar en reversión de su formación para dar el isobuteno.

El desdoblamiento de alquil-terc. butil-éteres (ATBE) para dar las/los correspondientes isoolefinas y alcoholes, así como el desdoblamiento de alcoholes terciarios para dar las correspondientes isoolefinas y agua, se pueden llevar a cabo en presencia de unos catalizadores de carácter ácido o básico en la fase líquida o respectivamente en una fase mixta gaseosa/líquida o en la fase gaseosa pura.

El desdoblamiento en la fase líquida o respectivamente en la fase gaseosa/líquida tiene la desventaja de que los productos resultantes, que están disueltos en la fase líquida, pueden pasar a tomar parte más fácilmente en reacciones secundarias. Por ejemplo, el isobuteno que resulta en el caso del desdoblamiento del MTBE puede formar unos indeseados componentes de C8 y C12 por una dimerización o una oligomerización catalizada en condiciones ácidas. En el caso de los indeseados componentes de C8 se trata principalmente de los compuestos 2, 4, 4-trimetil-1-penteno y 2, 4, 4-trimetil-2-penteno. Además de esto, especialmente en presencia de unos catalizadores de carácter básico, una parte del metanol que resulta en el caso del desdoblamiento se convierte químicamente mediando separación de agua para dar el dimetil-éter. Si la reacción no se lleva a cabo bajo unas presiones situadas por encima de la presión de vapor de saturación de la mezcla de reacción, entonces, con el fin de contrarrestar a estos problemas, es necesario un disolvente adicional.

En la fase gaseosa, se puede hacer retroceder la formación de reacciones secundarias por medio de una reacción de los productos de desdoblamiento consigo mismos, a causa de sus concentraciones más pequeñas en comparación con el desdoblamiento en la fase gaseosa. No obstante, a causa de las más altas temperaturas de desdoblamiento, pueden presentarse otras reacciones secundarias. Por lo tanto, en el caso del desdoblamiento en fase gaseosa son necesarios unos catalizadores, que catalizan con una selectividad muy alta el desdoblamiento de unos alquil-éteres terciarios o de unos alcoholes terciarios para dar una isoolefina así como un alcohol o agua, pero que, sin embargo, no favorecen unas reacciones secundarias, tales como, por ejemplo, un desdoblamiento de enlaces C-C o una deshidrogenación así como unas reacciones de acoplamiento a enlaces C-C o una formación de éteres de los alcoholes resultantes. Además de esto, estos catalizadores deben de hacer posible unos altos rendimientos de espacio-tiempo y un alto período de tiempo de estabilidad en estado útil. Además de esto, es deseable un desdoblamiento del educto (producto de partida) con la selectividad más alta que sea posible para la isoolefina resultante a una presión mayor que 0, 3 MPa.

Como catalizadores para el desdoblamiento en fase gaseosa de unos alquil-terc. alquil-éteres (ATAE) y de unos alcoholes terciarios para dar las correspondientes isoolefinas así como un alcohol o agua se ha descrito en la bibliografía un gran número de catalizadores. Esto es válido en particular para unos catalizadores que se usan para el desdoblamiento del metil-terc. butil-éter (MTBE) .

Como catalizadores se utilizan en estos casos, la mayoría de las veces, unos óxidos de metales con una fórmula empírica MaOx, unos óxidos mixtos de metales con unas fórmulas empíricas MaMbMnOy, en particular aquéllos que contienen M = Si o M = Al, unos ácidos sobre unos soportes de óxidos de metales o unas sales metálicas.

En el documento de patente de los EE.UU. US 4.254.290, como catalizadores de desdoblamiento se describen por ejemplo unas combinaciones de SiO2/Al2O3 o WO3/Al2O3. En los documentos US 4.320.232 y US 4.521.638, para el desdoblamiento de unos éteres terciarios se reivindican unos catalizadores, que se componen de ácido fosfórico sobre ciertos soportes. El óxido de aluminio sobre gel de sílice se utiliza en el documento US 4.398.051 como un catalizador de desdoblamiento. Para la misma finalidad se utilizan unas zeolitas en los dos documentos de patentes US 4.357.147 y US 5.254.785.

En el documento de patente japonesa JP 59010528, como catalizador de desdoblamiento se utiliza un dióxido de titanio sulfatado o un dióxido de zirconio sulfatado. En el documento US 5.607.992, para el desdoblamiento de unos éteres se emplea un catalizador de óxido de zirconio y óxido de cerio, en el documento US 6.124.232 se emplean óxido de zirconio y óxido de wolframio, y en el documento US 6.162.757 se emplea un óxido mixto de zirconio y elementos de las tierras raras.

En el documento de solicitud de patente internacional WO 2005-066101 se reivindica un catalizador con la fórmula empírica general XmYnZpOq, siendo X por lo menos un elemento del cuarto grupo del sistema periódico de los elementos, Y por lo menos un metal de los grupos tercero y/o sexto,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación de isobuteno mediante un desdoblamiento catalítico en fase gaseosa de metilterc. butil-éter para dar isobuteno y metanol a una temperatura de 110 a 450 °C y a una presión de 0, 1 a 2 MPa, caracterizado por que como catalizador en el desdoblamiento en fase gaseosa se utiliza un catalizador, que contiene formalmente

una proporción de óxidos de metales alcalinos y alcalino-térreos de 0, 5 a 20 % en masa,

una proporción de óxido de aluminio de 4 a 30 % en masa,

y una proporción de dióxido de silicio de 60 a 95 % en masa; realizándose que el catalizador contiene el óxido de magnesio como único óxido de metal alcalino-térreo; realizándose que el catalizador contiene, junto al óxido de metal alcalino-térreo, un óxido de metal alcalino, que se escoge entre el Na2O y el K2O; realizándose que el catalizador se produce mediante un procedimiento, que comprende las etapas de a) tratamiento de un alumosilicato con una solución acuosa de una sal de magnesio en condiciones ácidas y b) calcinación del alumosilicato tratado con la solución acuosa de una sal de magnesio, en donde entre las etapas a) y b) se lleva cabo una etapa c) , en la que se seca el alumosilicato que ha sido tratado, y realizándose que el catalizador se obtiene mediante el recurso de que en la etapa a) de procedimiento se mezclan un polvo de alumosilicato, un agente aglutinante, opcionalmente un agente de deslizamiento y una solución acuosa de carácter ácido de una sal de magnesio, y el polvo de alumosilicato que ha sido tratado de esta manera, se granula para dar unos microgránulos y los gránulos húmedos obtenidos se secan en la etapa c) de procedimiento, y a continuación, en la etapa b) de procedimiento, se calcinan en una corriente gaseosa, y luego los gránulos obtenidos, en caso de que esto no haya sucedido ya en la etapa a) de procedimiento, se mezclan con un agente de deslizamiento, tal como p.ej. un grafito, y a continuación se moldean a la forma de tabletas, y luego las tabletas se calcinan posteriormente.