Procedimiento para la purificación de unas mezclas que contienen metil-terc.-butil-éter (MTBE) así como para la preparación de isobuteno por desdoblamiento de unas mezclas que contienen MTBE.

Procedimiento para la purificación de un metil-terc.-butil-éter (MTBE) de calidad técnica, que comprende las siguientes etapas:

a) poner a disposición un MTBE

(I) de calidad técnica, que contiene por lo menos MTBE, metanol, unos hidrocarburos de C4, unos hidrocarburos de C5 y acetona; y

b) separar por destilación el MTBE de calidad técnica (I) en un producto de cabezas (II) que contiene hidrocarburos de C4 y C5, en una corriente lateral (III) que contiene acetona, metanol y MTBE, y en un producto de colas (IV) que contiene MTBE.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/067770.

Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1- 11 45128 ESSEN ALEMANIA.

Inventor/es: RIX, ARMIN, ROTTGER, DIRK, BUKOHL,Reiner, WINTERBERG,MARKUS, BÖING,CHRISTIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de éteres; Preparación de compuestos... > C07C41/06 (únicamente por adición de compuestos orgánicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de éteres; Preparación de compuestos... > C07C41/42 (por destilación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Eteres; Compuestos que tienen grupos, grupos o... > C07C43/04 (Eteres saturados)
  • 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 purificación de unas mezclas que contienen metil-terc.-butil-éter (MTBE) así como para la preparación de ¡sobuteno por desdoblamiento de unas mezclas que contienen MTBE.

El presente Invento se refiere a un procedimiento para la purificación eficiente de unas mezclas que contienen MTBE así como para la preparación de ¡sobuteno por desdoblamiento de unas mezclas que contienen MTBE.

Los "compuestos que hierven difícilmente" en el sentido del invento son un conjunto de componentes de una mezcla líquida de sustancias, cuyos respectivos puntos de ebullición están situados a unas temperaturas más altas en comparación con los puntos de ebullición de los demás componentes de la mezcla de sustancias, o respectivamente cuya presión de vapor es más baja que las presiones de vapor de los demás componentes. Los conceptos de "compuestos que hierven a altas temperaturas" y de "componentes que hierven a altas temperaturas" se utilizan como sinónimos con respecto del concepto de "compuestos que hierven difícilmente".

Los "compuestos que hierven fácilmente" en el sentido del invento son un conjunto de componentes de una mezcla líquida de sustancias, cuyos respectivos puntos de ebullición están situados a unas temperaturas más bajas en comparación con los puntos de ebullición de los demás componentes de la mezcla de sustancias, o respectivamente cuya presión de vapor es más alta que las presiones de vapor de los demás componentes. El concepto de "componentes que hierven más fácilmente" se utiliza como sinónimo del concepto de "compuestos que hierven fácilmente".

El ¡sobuteno es un importante producto intermedio para la preparación de un gran número de compuestos orgánicos, tal como, por ejemplo, para la preparación de un caucho butílico, un poliisobutileno, unos oligómeros de ¡sobuteno, unos aldehidos ramificados de C5, unos ácidos carboxílicos ramificados de C5, unos alcoholes ramificados de C5 y unas olefinas ramificadas 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 ¡sobuteno se puede utilizar como un compuesto precursor para el ácido metacrílico y sus ásteres.

En unas usuales corrientes técnicas, el ¡sobuteno se presenta en común con unos hidrocarburos de C4 saturados e ¡nsaturados. A partir de estas mezclas, el ¡sobuteno 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 ¡sobuteno y el 1-buteno. Por lo tanto, el ¡sobuteno se obtiene a partir de unos hidrocarburos de calidad técnica frecuentemente mediante el recurso de que el ¡sobuteno 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 ¡sobuteno y un agente de derivatización.

Usualmente, el ¡sobuteno 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 ¡nsaturados, 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 de metanol, a partir del ¡sobuteno resulta el metil-terc.-butil-éter (MTBE) 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 ¡sobuteno.

Un MTBE de calidad técnica es un componente solicitado en combustibles para motores de ciclo Otto con el fin de aumentar el índice de octano. En tal caso no se plantean unos requisitos demasiado altos en lo que se refiere a la pureza. El contenido de metanol y terc.-butanol debe ser en cada caso hasta de 1 % en masa. Por lo demás, un MTBE de calidad técnica puede contener hasta 0,5 % en masa de unos hidrocarburos de C4 hasta C8 y hasta 500 ppm (partes por millón) de agua. En unas purezas más altas, el MTBE se emplea también como agentes disolventes y de extracción en el sector farmacéutico y en la analítica.

El desdoblamiento del MTBE para dar ¡sobuteno y metanol se puede 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. Una buena visión de conjunto acerca de los procedimientos conocidos se encuentra, entre otras citas, en la de R. Trotta y I. Miracca como lo muestran en Catalysis Today [Catálisis actual] 34 (1997), páginas 447 hasta 455.

En el documento de patente de los EE UU. US 5 567 860 se ha descrito un procedimiento para la preparación de un ¡sobuteno muy puro. En este caso unas corrientes de C4 que contienen ¡sobuteno se eterifican en primer lugar con metanol de modo tal que, dependiendo del grado de conversión, se obtiene una mezcla de MTBE, 2-metoxi-butano (MSBE), unos hidrocarburos de C4 que no han sido convertidos químicamente, metanol, agua, dimetil-éter (DME),

unos oligómeros de C4 así como unos hidrocarburos de C3 y C5 como impurificación de la corriente de C4. Esta mezcla de productos es separada por destilación en unos compuestos que hierven fácilmente, los cuales contienen unos hidrocarburos de C3, C4 y C5, metanol y DME, así como en unos compuestos que hierven a altas temperaturas, que contienen unos oligómeros de C4. En una descarga lateral de la columna se obtienen el MTBE y el 2-metox¡- butano (MSBE) que luego se aportan al desdoblamiento catalizado por un ácido.

En el documento de solicitud de patente alemana DE 10 2006 040431 se ha descrito un procedimiento para la preparación del ¡sobuteno por desdoblamiento del MTBE. En este caso un MTBE empleado de partida se purifica con una corriente devuelta de MTBE en una columna por medio de una separación de compuestos que hierven a altas temperaturas, y el MTBE obtenido se desdobla. El material de descarga de la reacción se separa por destilación en el ¡sobuteno, con unas cantidades proporcionales (azeótropos) de metanol y en una mezcla con los componentes principales metanol y el MTBE que no se ha convertido químicamente. A partir de la mezcla de metanol y MTBE se elimina a continuación el metanol en su mayor parte, y la corriente que contiene MTBE se devuelve a la columna para la separación de los compuestos que hierven a altas temperaturas. Opcionalmente, a partir de MTBE empleado de partida se separan los compuestos que hierven fácilmente.

El documento DE 10 2006 040430 se basa en un procedimiento comparable. Son caracterizantes una purificación del MTBE empleado en el desdoblamiento hasta quedar por debajo de 1.000 ppm en masa de 2-metox¡-butano y unas concentraciones de butenos lineales en el ¡sobuteno obtenido que están situadas por debajo de 1.000 pm en masa. La devolución del MTBE que no ha reaccionado es opcional.

En el documento DE 10 2008 040511, para la retirada de unos componentes que hierven a temperaturas Intermedias, el material de descarga del desdoblamiento del MTBE, después de la eliminación del ¡sobuteno y de la mayor parte del metanol, se conduce a una destilación para efectuar la eliminación de estos componentes que hierven a temperaturas Intermedias y luego se conduce de retorno al desdoblamiento. La retirada de los compuestos que hierven a temperaturas Intermedias se puede efectuar opclonalmente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la purificación de un metil-terc.-butil-éter (MTBE) de calidad técnica, que comprende las siguientes etapas:

a) poner a disposición un MTBE (I) de calidad técnica, que contiene por lo menos MTBE, metanol, unos hidrocarburos de C4, unos hidrocarburos de C5 y acetona; y

b) separar por destilación el MTBE de calidad técnica (I) en un producto de cabezas (II) que contiene hidrocarburos de C4 y C5, en una corriente lateral (III) que contiene acetona, metanol y MTBE, y en un producto de colas (IV) que contiene MTBE.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la separación por destilación en la etapa

b) del procedimiento se lleva a cabo de tal manera que el producto de colas (IV) contenga menos que un 50 % en masa de la acetona que está contenida en el MTBE de calidad técnica (I).

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la separación por destilación en la etapa b) del procedimiento se lleva a cabo en una columna de destilación y la corriente lateral (III) se saca en estado líquido.

4. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado por que el producto de colas (IV) que contiene MTBE, procedente de la etapa b) del procedimiento, se separa, en una etapa c) del procedimiento en otra destilación, en un producto de cabezas (VI) que contiene MTBE y en un producto de colas (V) que contiene unos componentes que hierven a temperaturas más altas que el MTBE.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que la separación por destilación en la etapa

c) del procedimiento se lleva a cabo de tal manera que el producto de cabezas (VI) que contiene MTBE tenga una concentración de menos que 2.500 ppm en masa de 2-metoxi-butano.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque el producto de colas (IV) que contiene MTBE, o el producto de cabezas (VI) que contiene MTBE, contiene menos que 50 ppm en masa de acetona.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado porque el producto de colas (IV) que contiene MTBE, o el producto de cabezas (VI) que contiene MTBE, se desdobla catalíticamente en una etapa d) del procedimiento, mediando obtención de un producto de desdoblamiento (Vil) que contiene por lo menos MTBE, ¡sobuteno y metanol.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que el desdoblamiento se lleva a cabo en presencia de un catalizador sólido en la fase gaseosa, en un intervalo de temperaturas de 150 a 500 °C.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el producto de desdoblamiento (Vil) que se ha obtenido en la etapa d) del procedimiento, se separa, en una etapa e) del procedimiento en otra destilación, en un producto de cabezas (IX) que contiene ¡sobuteno y en un producto de cabezas (VIII) que contiene MTBE y metanol.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el producto de cabezas (IX) que se ha obtenido en la etapa e) del procedimiento y que contiene ¡sobuteno, contiene menos que 10 ppm en masa de acetona.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, caracterizado por que, a partir del producto de cabezas (IX) que se ha obtenido en la etapa e) del procedimiento y que contiene ¡sobuteno, se eliminan, en otra etapa f) del procedimiento, el metanol por extracción y/o el dimetil-éter por destilación.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que en la etapa f) del procedimiento, a partir del producto de cabezas (IX) que contiene ¡sobuteno, se elimina el metanol por extracción mediante un agente de extracción (XIII) y por evacuación de una corriente de extracción (XI) que contiene metanol y por evacuación de una corriente (X) enriquecida en ¡sobuteno.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por que la corriente de extracción (XI) que contiene metanol es separada, en otra etapa del procedimiento en una destilación, en un producto de cabezas (XII) que contiene metanol y en un producto de colas (XIII) que contiene el agente de extracción (XIII).

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 13, caracterizado porque el producto de colas (VIII), que se ha obtenido en la etapa e) del procedimiento y que contiene MTBE y metanol, se devuelve total o parcialmente a la etapa b) del procedimiento.

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por que la corriente de colas (VIII) que contiene MTBE y metanol, es separada, en otra etapa de procedimiento en una destilación, en un producto de colas (XVIII) que contiene metanol y en un producto de cabezas (XVII) que contiene MTBE, siendo devuelto el producto de cabezas (XVII) total o parcialmente a la etapa b) del procedimiento.

5 16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por que la corriente de colas (VIII) que contiene

MTBE y metanol, así como por lo menos otra corriente (XXI) que contiene metanol y una corriente que contiene ¡sobuteno (XX) se aportan a una síntesis del MTBE (S1), y un producto que contiene MTBE (XXII) se devuelve total o parcialmente a la etapa b) del procedimiento.