PROCEDIMIENTO PARA EL REPROCESAMIENTO DE DESCARGAS DE HIDROGENACION QUE CONTIENEN DISOLVENTES.

Procedimiento para la separación de disolventes a partir de descargas de hidrogenación,

que contienen disolventes, procedentes de un procedimiento de hidrogenación catalítico, que contienen un producto de la hidrogenación, soluble en agua, que presenta al menos un grupo alcohol, un grupo lactona, un grupo éter, un grupo lactama o un grupo amino, en un disolvente no miscible o no completamente miscible con agua con un punto de ebullición situado por debajo de los 100ºC, caracterizado porque se aporta agua a la descarga de la hidrogenación, se separa la fase que contiene el disolvente y se recicla hasta la hidrogenación

Procedimiento para el reprocesamiento de descargas de hidrogenación que contienen disolventes.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la separación de disolventes a partir de descargas de hidrogenación, que contienen disolventes, procedentes de hidrogenaciones catalíticas con gases que contienen hidrógeno, que contienen un producto de hidrogenación soluble en agua, que presenta, al menos, un grupo alcohol, un grupo lactona, un grupo éter, un grupo lactama o un grupo amino, en un disolvente no miscible o no completamente miscible con agua, con un punto de ebullición situado por debajo de los 100ºC, en el que se aporta agua a la descarga de la hidrogenación, se separa la fase que contiene el disolvente y se recicla hasta la hidrogenación.

La hidrogenación catalítica con hidrógeno es un procedimiento ampliamente extendido en la química. Cuando se hidrogenan compuestos que generan productos de la hidrogenación solubles en agua, se trabaja preponderantemente en ausencia de disolventes. Ejemplos de compuestos importantes en la química orgánica industrial, cuya hidrogenación puede llevarse a cabo en fase gaseosa o en fase líquida para dar compuestos solubles en agua, son, por ejemplo, el monóxido de carbono, los ésteres, los ácidos, las lactonas, los anhídridos, los aldehídos, las cetonas, los nitrilos, las amidas y los aminoácidos. Puesto que las velocidades de la reacción son bajas en estas condiciones, se alcanzan rendimientos espacio-tiempo por debajo de un 1 kg de producto/litro de recinto de la reacción x hora.

Sin embargo, se conocen, por ejemplo por la publicación US 6,265,596, procedimientos de hidrogenación para compuestos solubles en agua, en los cuales la velocidad de la reacción y, por consiguiente, los rendimientos espacio-tiempo pueden ser aumentados en gran medida de tal manera, que pueden reducirse claramente los recintos de reacción, que son costosos en el caso de las aplicaciones industriales, y las cantidades necesarias de catalizador.

En estos procedimientos se lleva a cabo la hidrogenación en presencia de disolventes con un bajo punto de ebullición y bajo presión y se descomprime la mezcla de la reacción para la obtención del producto, en la mayoría de los casos hasta la presión normal. El reciclo del disolvente es problemático, ante todo cuando la hidrogenación se lleve a cabo a presión elevada de tal manera, que puede eliminarse de nuevo la ventaja del recinto menor de la reacción y de la menor cantidad necesaria de catalizador.

Después de la hidrogenación, la descarga de la hidrogenación, que contiene hidrógeno en exceso, el producto, en caso dado productos intermedios o secundarios formados, educto no transformado y, en caso dado, el disolvente, cuando la hidrogenación haya sido llevada a cabo en presencia del mismo, es enfriada y descomprimida por regla general como paso previo a la realización de otras etapas del reprocesamiento. En este caso, se generan hidrógeno y, en caso dado, disolvente en estad gaseoso. En tanto en cuanto el disolvente sea líquido bajo las condiciones del procedimiento para la separación del hidrógeno, éste es separado por destilación en la mayoría de los casos junto con la mezcla del producto. En este caso el disolvente se presenta como producto de bajo punto de ebullición bien en estado líquido o bien en estado gaseoso.

El disolvente recuperado puede ser eliminado o puede ser reciclado, como es preferente en el caso de los procedimientos a escala industrial orientados de manera económica. Sin embargo, el reciclo del disolvente requiere, en primer lugar, la aplicación de cantidades considerables de energía de compresión.

Puesto que la hidrogenación se lleva a cabo a presiones elevadas, el disolvente tiene que ser comprimido desde un nivel bajo de presión nuevamente hasta la presión necesaria para la reacción. De manera especial, en el caso de los disolventes que normalmente se encuentren en estado gaseoso a la temperatura ambiente, esto requiere un gran gasto energético y, por consiguiente, es inconveniente desde el punto de vista económico. Por otra parte se requiere que los componentes reciclados constituidos por el disolvente y el hidrógeno sean elevados de nuevo hasta el nivel inicial de temperatura, que es necesario para la hidrogenación, lo cual a su vez es costoso desde el punto de vista energético.

Por lo tanto, la presente invención tiene como tarea proporcionar un procedimiento que posibilite una separación efectiva del disolvente a partir de descargas de hidrogenación que contienen disolventes, obtenidas por medio de una hidrogenación catalítica, que contienen productos de la hidrogenación solubles en agua. La separación debería ser tan efectiva, que fuese económico el reciclo del disolvente hasta la hidrogenación.

Se ha encontrado ahora, de manera sorprendente, un procedimiento para la separación de los disolventes a partir de descargas de hidrogenación, que contienen disolventes, procedentes de hidrogenaciones catalíticas con gases, que contienen hidrógeno, que contienen un producto de hidrogenación soluble en agua, que presenta, al menos, un grupo alcohol, un grupo lactona, un grupo éter, un grupo lactama o un grupo amino, en un disolvente no miscible o no completamente miscible con agua, con un punto de ebullición situado por debajo de los 100ºC, caracterizado porque se aporta agua a la descarga de la hidrogenación, se separa la fase que contiene el disolvente y se recicla hasta la hidrogenación.

Se entenderá por descarga de la hidrogenación la mezcla de la reacción retirada del reactor de hidrogenación después de la hidrogenación sin otras etapas de reprocesamiento tales como destilaciones. La descarga de la hidrogenación contiene el disolvente y el producto de hidrogenación así como, en caso dado, además de hidrógeno en exceso, en caso dado los productos intermedios y los productos secundarios formados y el educto no transformado. En la presente solicitud se entenderá por producto de la hidrogenación el producto final o las mezclas de varios productos finales, solubles en agua, que deben ser obtenidos por medio de la hidrogenación. Los productos de la hidrogenación solubles en agua en el sentido de esta solicitud son, por ejemplo, el metanol, el etanol, el propanol, el butanol, el iso-butanol, el etilenglicol, el 1,2-propilenglicol y el 1,3-butanodiol, el 1,4-butanodiol, el 1,2,4-butanotriol, el tetrahidrofurano, el 2-metiltetrahidrofurano, el 3-metiltetrahidrofurano, la gamma-butirolactona en caso dado substituida por metilo, el 1.5-pentanodiol, el 1,6-hexanodiol, el 1,4-pentanodiol, el 2,5-(bishidroximetil)tetrahidrofurano, el 1,12-dodecanodiol, la pirrolidona, las N-alquilpirrolidonas, las pirrolidonas C-alquiladas, las pirrolidonas C-alquiladas y N-alquiladas, las monoaminas y la diaminas N-alquiladas así como los aminoalcoholes o sus mezclas. Los productos de la hidrogenación solubles en agua preferentes son el 1,4-butanodiol, el tetrahidrofurano, la gamma-butirolactona, el 1,5-pentanodiol, el 1.6-hexanodiol, el 1,4-pentanodiol, el 2,5-(bishidroximetil)-tetrahidrofurano, la pirrolidona, las N-alquilpirrolidonas, las pirrolidonas C-alquiladas, las pirrolidonas C-alquiladas y N-alquiladas así como los aminoalcoholes o sus mezclas.

Los productos que se forman de conformidad con el procedimiento de acuerdo con la invención son, por ejemplo, disolventes buscados, tales como por ejemplo el tetrahidrofurano o productos de partida para poliésteres tales como el 1,4-butanodiol o el 1,6-hexanodiol.

De conformidad con la invención pueden ser empleados disolventes que no sean miscibles o que no sean completamente miscibles con agua bajo las condiciones de presión y de temperatura del procedimiento de conformidad con la invención y que presenten un punto de ebullición, a una presión de 1 bar, situado por debajo de los 100ºC, de manera preferente situado por debajo de los 70ºC, de manera especialmente preferente situado por debajo de los 50ºC, de manera muy especialmente preferente situado por debajo de los 25ºC.

La relación en peso entre el disolvente y el producto de la hidrogenación en la descarga de la hidrogenación se encuentra comprendida entre 0,1 y 1.000, de manera preferente se encuentra comprendida entre 0,5 y 100, de manera especialmente preferente se encuentra comprendida entre 1 y 50.

Ejemplos de disolventes, que pueden ser empleados de conformidad con la invención, son el dióxido de carbono, el argón, el nitrógeno, los hidrocarburos tales como el metano, el etano, el propano, el butano, el iso-butano, el pentano y sus isómeros, el ciclopentano, el hexano y sus isómeros, el...

1. Procedimiento para la separación de disolventes a partir de descargas de hidrogenación, que contienen disolventes, procedentes de un procedimiento de hidrogenación catalítico, que contienen un producto de la hidrogenación, soluble en agua, que presenta al menos un grupo alcohol, un grupo lactona, un grupo éter, un grupo lactama o un grupo amino, en un disolvente no miscible o no completamente miscible con agua con un punto de ebullición situado por debajo de los 100ºC, caracterizado porque se aporta agua a la descarga de la hidrogenación, se separa la fase que contiene el disolvente y se recicla hasta la hidrogenación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el producto de la hidrogenación soluble en agua se elige entre el metanol, el etanol, el propanol, el butanol, el iso-butanol, el etilenglicol, el 1,2-propilenglicol y el 1,3-butanodiol, el 1,4-butanodiol, el 1,2,4-butanotriol, el tetrahidrofurano, el 2-metiltetrahidrofurano, el 3-metiltetrahidrofurano, la gamma-butirolactona en caso dado substituida por metilo, el 1,5-pentanodiol, el 1,6-hexanodiol, el 1,4-pentanodiol, el 2,5-(bishidroximetil)tetrahidrofurano, el 1,12-dodecanodiol, la pirrolidona, las N-alquilpirrolidonas, las pirrolidonas C-alquiladas, las pirrolidonas C-alquiladas y N-alquiladas, las monoaminas y las diaminas N-alquiladas así como los aminoalcoholes o sus mezclas.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el producto de la hidrogenación soluble en agua se elige entre el 1,4-butanodiol, el tetrahidrofurano, la gamma-butirolactona en caso dado substituida por metilo, el 1,5-pentanodiol, el 1,6-hexanodiol, el 1,4-pentanodiol, el 2,5-(bishidroximetil)tetrahidrofurano, la pirrolidona, las N-alquilpirrolidonas, las pirrolidonas C-alquiladas, las pirrolidonas C-alquiladas y N-alquiladas así como los aminoalcoholes o sus mezclas.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque después de la hidrogenación se aporta desde un 0,01 hasta un 1.000% en peso de agua, referido a la descarga de la hidrogenación.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la separación de las fases se lleva a cabo a temperaturas que están situadas por debajo de la temperatura de la descarga de la hidrogenación.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la separación de la fases se lleva a cabo a temperaturas que se encuentran entre 5 y 250ºC por debajo de la temperatura de la descarga de la hidrogenación.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la separación de las fases se lleva a cabo a temperaturas que corresponden a la temperatura de la descarga de la hidrogenación.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la separación de las fases se lleva a cabo a una presión a la que se lleva a cabo la hidrogenación, o hasta 50 bares inclusive por debajo de la misma.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el disolvente se elige entre el dióxido de carbono, el argón, el nitrógeno, los hidrocarburos tales como el metano, el etano, el propano, el butano, el iso-butano, el pentano y sus isómeros, el ciclopentano, el hexano y sus isómeros, el ciclohexano, el heptano y sus isómeros, los hidrocarburos aromáticos tales como el benceno, el tolueno, los éteres tales como el dimetiléter, el metiletiléter, el dietiléter, el dipropiléter, el metilpropiléter, el metil-iso-propiléter, el etilpropiléter, el etil-iso-propiléter, el dibutiléter, el metil-terc.-butiléter, el metil-n-butiléter o el metil-iso-butiléter, el etil-n-butiléter o el etil-iso-butiléter, el propil-n-butiléter o el propil-iso-butiléter, el iso-propil-n-butiléter o el iso-propil-iso-butiléter.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el disolvente se elige entre el dióxido de carbono, el argón, el nitrógeno, el propano, el butano y sus isómeros, el iso-butano, el pentano y sus isómeros, el dimetiléter y el dietiléter.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado porque la relación en peso entre el disolvente y el producto de la hidrogenación está comprendido entre 0,1 y 1.000.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se lleva a cabo en continuo el procedimiento para la separación de los disolventes junto con la hidrogenación catalítica conectada aguas arriba.