Procedimiento para la preparación de isobuteno mediante disociación de mezclas con contenido en MTBE.

Procedimiento para la preparación de isobuteno a partir de mezclas que contienen MTBE

, que comprende las siguientes etapas:

a) disociación en un reactor R de un material de partida con contenido en MTBE y/o una corriente con contenido en MTBE que proporciona una corriente 6 de productos de reacción que se componen de isobuteno, metanol, MTBE, así como subproductos, en donde éstos se componen de

a1) productos de alto punto de ebullición con un intervalo de ebullición superior a 55ºC a una presión de 0,1 MPa;

a2) productos de punto de ebullición medio, con un intervalo de ebullición de 12 a 55ºC a una presión de 0,1 MPa; y

a3) productos de bajo punto de ebullición con un intervalo de ebullición inferior a 12ºC a una presión de 0,1 MPa;

b) separación por destilación de la corriente 6 en una corriente 7 que contiene el producto isobuteno y productos de bajo punto de ebullición, y una corriente 8 que contiene MTBE, metanol, productos de punto de ebullición medio y productos de alto punto de ebullición;

c) separación por destilación de la corriente 8, obteniendo una corriente 10, 12 con contenido en MTBE y una corriente de productos de alto punto de ebullición con contenido en metanol;

d) reciclaje de una corriente con contenido en MTBE en la etapa a) del procedimiento, teniendo lugar la separación completa o parcial de los productos de punto de ebullición medio antes de la etapa d) a partir de las corrientes 10, 12 ricas en productos de punto de ebullición medio.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/056069.

Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11 45128 ESSEN ALEMANIA.

Inventor/es: ROTTGER, DIRK, BUKOHL,Reiner, WINTERBERG,MARKUS, WIEDERHOLD,HOLGER, LUH,WALTER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • 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)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparación de isobuteno mediante disociación de mezclas con contenido en MTBE

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de isobuteno mediante disociación de mezclas con contenido en MTBE.

Isobuteno es un producto intermedio importante para la preparación de una pluralidad de compuestos orgánicos tal como, por ejemplo, para la producción de caucho de butilo, poliisobutileno, oligómeros de ¡sobutileno, aldehidos C5 ramificados, ácidos carboxílicos C5, alcoholes C5 y olefinas C5. Además, se utiliza como un agente alquilante, en particular para la síntesis de compuestos terc.-butil-aromáticos, y como producto intermedio para la producción de peróxidos. Además de ello, el isobuteno puede ser utilizado como un precursor para el ácido metacrllico y ásteres del mismo.

En las corrientes técnicas habituales, el isobuteno está presente junto con hidrocarburos C4 saturados e insaturados. A partir de estas mezclas el ¡sobutileno no se puede separar por destilación de manera rentable debido a la pequeña diferencia en el punto de ebullición o del bajo factor de separación entre isobuteno y 1 -buteno. Por lo tanto, el isobuteno se obtiene, a menudo, a partir de hidrocarburos industriales, debido a que el isobuteno se hace reaccionar para formar un derivado, el cual se puede separar fácilmente de la mezcla de hidrocarburos restante, y a que el derivado aislado se vuelve a disociar en isobuteno y agente de derivatización.

Habitualmente, el isobuteno se separa a partir de cortes de C4, por ejemplo de la fracción de C4 de un craqueador de vapor, de la siguiente manera: después de la separación de la mayor parte de los hidrocarburos poli-insaturados, principalmente del butadieno, por extracción y destilación o hidrogenación selectiva para formar butenos lineales, la mezcla restante (refinado I o craqueo C4 selectivamente hidrogenado) se hace reaccionar con alcohol o agua. En el caso de utilizar metanol, a partir de isobuteno resulta metil-terc.-butil-éter resulta (MTBE) y en el caso de agua, resulta terc.-butanol (TBA). Después de su separación, estos derivados pueden ser escindidos, a la inversa de su formación, en isobuteno.

La disociación de metil-terc.-butil-éter (MTBE) en isobuteno y metanol puede llevarse a cabo en presencia de catalizadores de carácter ácido o básico en la fase líquida o bien en la fase mixta gas/líquido, o puede llevarse a cabo en la fase gaseosa pura.

En el documento US 5 567 86 se describe un procedimiento para la preparación de isobuteno de alta pureza. Aquí, corrientes de C4 con contenido en isobuteno se eterifican primero con metanol, de manera que, en función de la conversión, se obtiene una mezcla a base de MTBE, 2-metoxibutano (MSBE), hidrocarburos C4 que no han reaccionado, metanol, agua, dimetiléter (DME), oligómeros C4, así como hidrocarburos C3 y C5 como impureza de la corriente de C4. Esta mezcla de productos se separa por destilación en productos de bajo punto de ebullición, que contienen hidrocarburos C3, C4 y C5, metanol y DME, y en productos de alto punto de ebullición, que contienen oligómeros C4. En una extracción lateral de la columna se obtienen MTBE y 2-metoxibutano (MSBE), los cuales se aportan luego a la disociación catalizada por ácidos.

En el documento DE 1 26 4431 se describe un procedimiento para la preparación de isobuteno mediante disociación de MTBE. En este caso, MTBE de partida se purifica junto con una corriente de MTBE reciclada en una columna por separación de productos de alto punto de ebullición y se disocia el MTBE obtenido. El producto de salida de la reacción se separa por destilación en isobuteno, con cantidades proporcionales (azeotrópicas) de metanol, y una mezcla con los componentes principales metanol y MTBE que no ha reaccionado. A partir de la mezcla de metanol/MTBE, el metanol se separa a continuación en su mayor parte, y la corriente con contenido en MTBE-se recicla a la columna para la separación de productos de alto punto de ebullición. Opcionalmente, a partir del material de partida MTBE se separan productos de bajo punto de ebullición.

La memoria de solicitud DE 1 26 443 se basa en un procedimiento equivalente. Son características la purificación del MTBE empleado en la disociación a menos de 1 ppm en masa de MSBE y concentraciones de butenos lineales en el isobuteno resultante de menos de 1 ppm en masa. El reciclaje de MTBE que no ha reaccionado es opcional.

La memoria de solicitud DE 1 26 4434 describe un procedimiento para la disociación de MTBE, en el que del producto de salida de la disociación se separa, en una primera etapa, isobuteno, con cantidades proporcionales (azeotrópicas) de metanol. A continuación, en otra destilación se obtiene metanol como un producto del fondo, una corriente lateral con contenido en metanol diisobuteno, metanol y MTBE y una corriente de cabeza con contenido en MTBE y metanol, reciclándose la corriente de cabeza a la disociación. La descarga de los productos de alto punto de ebullición formados en el proceso tiene lugar en este caso, por lo tanto, a través de una corriente lateral.

La formación de productos de alto punto de ebullición por dimerización u oligomerización del isobuteno para dar oligómeros C4, los denominados componentes Cs y C12, es una de las reacciones secundarias conocidas de la

disociación de MTBE. En el caso de los componentes C8 no deseados se trata principalmente de 2,4,4-trimetil-1- penteno y 2,4,4-trimet¡l-2-penteno.

Además de ello, en particular en catalizadores de carácter básico, una parte del metanol que resulta durante la disociación se convierte, se convierte, bajo la disociación de agua, en DME.

El tratamiento ulterior de las corrientes de isobuteno con contenido en metanol obtenidas en los documentos DE 1 26 4431, DE 1 26 443 y DE 1 26 4434 prevé, por lo tanto, una separación del metanol por extracción con agua y una subsiguiente destilación, en la que se separan DME y agua del isobuteno.

La disociación de MTBE en la fase gaseosa tiene la ventaja de que discurre, por regla general, a temperaturas elevadas. El equilibrio de la reacción de MTBE para dar isobuteno y metanol es, por lo tanto, mayor en el lado de los productos, de modo que se pueden alcanzar rendimientos mayores. Debido a las temperaturas de disociación más altas, pueden aparecer, sin embargo, otras reacciones secundarias y/o adicionales.

Como se describió anteriormente, isobuteno es un producto intermedio importante para la preparación de una pluralidad de compuestos orgánicos. La preparación eficiente de estos productos es un área clave de la investigación industrial actual e impone con ello al mismo tiempo las más altas exigencias a la pureza del producto. Por lo tanto, existía la misión de desarrollar un procedimiento en el que sea accesible isobuteno de alta pureza tal como se requiere, p. ej., para la preparación de poliisobuteno (PIB), caucho de butilo o también de metacrilato de metilo (MMA). Este problema se resolvió mediante un procedimiento para la preparación de isobuteno a partir de mezclas que contienen MTBE, que comprende las siguientes etapas:

a) disociación en un reactor R de un material de partida (1a) con contenido en MTBE y/o una corriente (13, 5) con contenido en MTBE que proporciona una corriente (6) de productos de reacción que se componen de isobuteno, metanol, MTBE, así como subproductos, en donde éstos se componen de

a1) productos de alto punto de ebullición con un intervalo de ebullición superior a 55°C a una presión de ,1 MPa; a2) productos de punto de ebullición medio, con un intervalo de ebullición de 12 a 55°C a una presión de ,1 MPa; y a3) productos de bajo punto de ebullición con un intervalo de ebullición inferiora... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación de isobuteno a partir de mezclas que contienen MTBE, que comprende las siguientes etapas:

a) disociación en un reactor R de un material de partida con contenido en MTBE y/o una corriente con contenido en MTBE que proporciona una corriente 6 de productos de reacción que se componen de isobuteno, metanol, MTBE, así como subproductos, en donde éstos se componen de

a1) productos de alto punto de ebullición con un intervalo de ebullición superior a 55°C a una presión de ,1 MPa; a2) productos de punto de ebullición medio, con un intervalo de ebullición de 12 a 55°C a una presión de ,1 MPa; y a3) productos de bajo punto de ebullición con un intervalo de ebullición inferiora 12°C a una presión de ,1 MPa;

b) separación por destilación de la corriente 6 en una corriente 7 que contiene el producto isobuteno y productos de bajo punto de ebullición, y una corriente 8 que contiene MTBE, metanol, productos de punto de ebullición medio y productos de alto punto de ebullición;

c) separación por destilación de la corriente 8, obteniendo una corriente 1, 12 con contenido en MTBE y una corriente de productos de alto punto de ebullición con contenido en metanol;

d) reciclaje de una corriente con contenido en MTBE en la etapa a) del procedimiento, teniendo lugar la separación completa o parcial de los productos de punto de ebullición medio antes de la etapa d) a partir de las corrientes 1, 12 ricas en productos de punto de ebullición medio.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la disociación tiene lugar en un catalizador sólido.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que la disociación de la mezcla con contenido en MTBE se lleva a cabo en el intervalo de temperaturas de 15 a 5 °C.

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la disociación de la mezcla con contenido en MTBE se lleva a cabo en el intervalo de presiones de ,5 a 2 MPa.

5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la disociación tiene lugar a una temperatura de entrada en el reactor de al menos 15 °C.

6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la corriente de material de partida con contenido en MTBE aportada para la disociación se somete previamente a una destilación de manera que la presión de trabajo de esta destilación se encuentra al menos ,5 MPa por encima de la presión de trabajo de la reacción de disociación.

7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la destilación de la corriente 6, dispuesta a continuación de la disociación, se lleva a cabo a una presión de trabajo de al menos ,5 MPa por debajo de la presión de trabajo de la reacción de disociación.

8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la corriente 1 se conduce conjuntamente con el material de partida con contenido en MTBE, y a partir de esta corriente total se separan productos de alto punto de ebullición, productos de punto de ebullición medio y/o productos de bajo punto de ebullición.

9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que en la primera columna de destilación los productos de bajo punto de ebullición y los productos de punto de ebullición medio se separan como producto de cabeza, y en otra columna de destilación se separan los productos de alto punto de ebullición como producto del fondo.

1. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que los productos de bajo punto de ebullición contienen dimetiléter y/o hidrocarburos C4.

11. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 1, caracterizado por que los productos de punto de ebullición medio contienen dimetoximetano y/o hidrocarburos C5.

12. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que los productos de punto de ebullición medio contienen isopreno.

13. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los productos de alto punto de ebullición contienen 2-metoxibutano y/o hidrocarburos C8.