Un proceso para separar una solución de catalizador homogénea de un monoetilenglicol bruto (MEG) y para purificar MEG,

para utilizarlo en un proceso para la conversión catalítica de EO a MEG, en el que el proceso comprende separar la solución de catalizador en una sección de separación de catalizador, por la evaporación de MEG bruto y el suministro de MEG bruto a una sección de rectificación, una sección de separación, y luego una sección de pasteurización, operándose cada sección a presiones subatmosféricas de 0,5 x 105 Nm-2 o menores, estando las secciones de rectificación y pasteurización a una presión menor que la de la sección de separación del catalizador, en el que el proceso proporciona una presión diferencial entre las secciones de separación y rectificación del catalizador, y en el que el MEG bruto en fase de vapor de la sección de separación de catalizador se suministra como suministro en fase sustancialmente vapor a la sección de rectificación

Separación y purificación de glicoles.

Campo de la invención

La presente invención describe un aparato y un proceso para separar un catalizador de un producto monoetilenglicol bruto (MEG) y para purificar el MEG; y el uso del mismo en una planta de óxido de etileno (EO)/etilenglicol (EG).

Antecedentes de la invención

El MEG se utiliza predominantemente para elaborar fibras de poliéster, polietilentereftalato (PET) y, en menor grado, en los sistemas de refrigeración de vehículos a motor, donde sirve como anticongelante.

Puede producirse MEG por la conversión catalizada homogéneamente de EO a EG, catalizada directamente, por ejemplo, por sales bicarbonato o metalato. Como alternativa, puede producirse MEG en un proceso de 2 etapas, un proceso de tipo cetal (catalizado por ácidos) o por carbonato de etileno (EC) catalizado, por ejemplo, por haluro de metal alcalino o alcalinotérreo o, cinc, estaño, alquilamina o amonio cuaternario o similares. En caso de este último, el proceso EO/EG integrado normalmente se divide en cuatro secciones: reacción de EO y retirada de CO₂ más recuperación de EO; retirada de extremos livianos (LE) y purificación de EO; reacción de EC/EG y recuperación de EG; y purificación de MEG. En la sección de reacción de EC/EG, EO reacciona con CO₂ para EC en presencia de un catalizador homogéneo. El EC y el catalizador se proporcionan a una sección de hidrólisis en la que se hidroliza EC a MEG en presencia de catalizador, y se separa el catalizador de MEG para reciclar a la sección de reacción EC/EG.

En la memoria descriptiva de patente de Estados Unidos Nº 6.080.897 se muestra un proceso en el que un recipiente de separación de catalizador separa MEG del catalizador por evaporación del MEG, y el MEG evaporado se condensa posteriormente de nuevo para proporcionar un suministro de MEG líquido a una columna de purificación de MEG principal para la separación, rectificación y pasteurización. En un proceso de este tipo, la columna de purificación de MEG opera a presiones superiores que el recipiente de separación y se necesita una bomba o fuerza de gravedad para transportar el MEG condensado a la columna de purificación de MEG.

La desventaja de este sistema es que la corriente MEG necesita evaporarse dos veces lo que significa una alta demanda de vapor. Se ha encontrado ahora que puede ahorrarse mucho en términos de vapor y de inversión si se limita el proceso a una única evaporación de la corriente de MEG, omitiendo la condensación de MEG y disminuyendo la presión de operación de la columna de purificación de MEG que permite el transporte de vapores de la sección de separación de catalizador a la purificación de MEG sin utilizar un dispositivo de transporte mecánico.

Sumario de la invención

De acuerdo con el aspecto más amplio de la invención, se describe un proceso para separar una solución de catalizador homogénea a partir de MEG bruto y para purificar MEG, para utilizar en un proceso para la conversión catalítica de EO a MEG, en el que el proceso comprende separar la solución de catalizador en una sección de separación de catalizador por evaporación de MEG bruto y suministro del MEG bruto a una sección de rectificación, una sección de separación, y entonces a una sección de pasteurización, cada sección opera a presión subatmosférica de 0,5 x 10⁵ Nm^-2, o menor, estando las secciones de rectificación y pasteurización a una presión menor que la de la sección de separación de catalizador, en el que el proceso proporciona una presión diferencial entre las secciones de separación de catalizador y rectificación y en el que el MEG bruto en fase vapor de la sección de separación de catalizador se suministra como un suministro sustancialmente en fase vapor a la sección de rectificación.

En una primera realización preferida, las secciones de separación, rectificación y pasteurización operan con suministros internos en comunicación de presión abierta entre las secciones, y la sección de separación opera como una sección de separación lateral a presiones subatmosféricas, mayores que la presión de la sección de rectificación, con el suministro externo en comunicación de presión abierta con la sección de rectificación. Los líquidos condensados de la sección de rectificación se suministran externamente a la sección de separación. Los vapores MEG separados se devuelven después externamente entre las secciones de separación y rectificación.

Como alternativa, en una segunda realización las secciones de separación, rectificación y pasteurización operan con suministros internos en comunicación de presión abierta entre las secciones y la sección de separación se instala debajo de la sección de rectificación. En esta realización, la sección de separación de catalizador opera con un suministro externo en comunicación de presión abierta con la sección de rectificación. El bruto MEG en fase vapor de la sección de separación se suministra, preferiblemente externamente entre la sección de separación y rectificación.

La referencia en este documento a la comunicación de presión abierta quiere decir la operación sin el uso de medios para crear presión diferencial por encima de la que se crea por la operación de las propias secciones, por ejemplo, en boquillas, elementos internos, y similares.

En otro aspecto de la invención se proporciona un aparato de purificación de MEG para separar una solución de catalizador homogénea del MEG bruto y para purificar MEG, para utilizar en una unidad para la conversión catalítica de EO a MEG, en el que el aparato comprende una sección de separación de catalizador, una sección de rectificación de MEG, una sección de separación y una sección de pasteurización, en el que las secciones de rectificación y pasteurización de MEG se ubican dentro de una columna de purificación de MEG, y la sección de separación de catalizador se ubica en la columna de purificación de MEG o en un recipiente aguas arriba separado, y en el que la sección de separación proporciona una entrada de suministro de MEG bruto a la sección de rectificación de MEG y una salida para el catalizador separado, en el que la entrada de suministro de MEG bruto a la sección de rectificación de MEG es una entrada de suministro de vapor. La sección de separación se ubica en la columna de purificación de MEG o como un separador lateral.

En una primera realización preferida la sección de separación de catalizador se ubica en la columna de purificación de MEG por debajo de una entrada para introducir solución de catalizador homogénea en fase líquida en MEG a la sección de separación de catalizador, las secciones de rectificación y pasteurización de MEG se ubican por encima de la entrada dentro de la misma columna de purificación de MEG, y la entrada de suministro de MEG bruto de la sección de separación a la sección de rectificación de MEG es una entrada de suministro de vapor interna.

En esta realización preferida la sección de separación se proporciona como un separador lateral que comprende una entrada suministrada por una salida de líquido condensado de la sección de rectificación y que tiene una salida en fase vapor que vuelve a la entrada de suministro de vapor MEG bruto interna desde la sección de separación del catalizador hasta la sección de rectificación.

En una segunda realización la sección de separación de catalizador se ubica en un recipiente separado aguas arriba de la columna de purificación de MEG y la entrada de suministro de MEG bruto desde la sección de separación hasta la sección de rectificación de MEG es una entrada de suministro de vapor externa, más preferiblemente, una entrada de suministro de vapor lateral. En esta realización la sección de separación se proporciona en la columna de purificación de MEG por debajo de la sección de rectificación.

En otro aspecto de la invención se proporciona el uso de un aparato o proceso de la presente invención en una unidad o proceso para la conversión catalítica de EO a MEG, preferiblemente una planta EO/EG en la que el MEG está presente con el catalizador tal como se ha descrito anteriormente en este documento.

A pesar de que se conocen los sistemas, por ejemplo, del documento US-A-6.080.897, para separar la solución de catalizador del MEG bruto con la purificación de MEG por destilación secuencial típicamente en dos columnas de destilación, no existe un sistema que opere a baja presión de separación de la solución de catalizador del MEG bruto con...

1. Un proceso para separar una solución de catalizador homogénea de un monoetilenglicol bruto (MEG) y para purificar MEG, para utilizarlo en un proceso para la conversión catalítica de EO a MEG, en el que el proceso comprende separar la solución de catalizador en una sección de separación de catalizador, por la evaporación de MEG bruto y el suministro de MEG bruto a una sección de rectificación, una sección de separación, y luego una sección de pasteurización, operándose cada sección a presiones subatmosféricas de 0,5 x 10⁵ Nm^-2 o menores, estando las secciones de rectificación y pasteurización a una presión menor que la de la sección de separación del catalizador, en el que el proceso proporciona una presión diferencial entre las secciones de separación y rectificación del catalizador, y en el que el MEG bruto en fase de vapor de la sección de separación de catalizador se suministra como suministro en fase sustancialmente vapor a la sección de rectificación.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las secciones de separación, rectificación y pasteurización se ubican en una columna de purificación de MEG y operan con suministros internos en comunicación de presión abierta entre las secciones, y la sección de separación se ubica externamente a la columna de purificación de MEG y opera como una sección de separación lateral a una presión subatmosférica mayores que la presión de la sección de rectificación, con el suministro externo en comunicación de presión abierta con la sección de rectificación.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en el que los vapores condensados de la sección de rectificación se suministran externamente a la sección de separación y los vapores de MEG separados se devuelven externamente a una zona entre las secciones de separación y rectificación.

4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las secciones de separación, rectificación y pasteurización se ubican en la columna de purificación de MEG y operan con suministros internos en comunicación de presión abierta entre las secciones, y la sección de separación se ubica por debajo de la sección de rectificación, y la sección de separación de catalizador se ubica externamente a la columna de purificación de MEG y opera con el suministro externo en comunicación de presión abierta con la sección de rectificación.

5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el suministro de MEG bruto en fase vapor se suministra externamente hacia y entre las secciones de separación y rectificación.

6. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, en el que la entrada de calor en la sección de separación del catalizador y la sección de separación se recupera en una destilación superior de la sección de pasteurización.

7. Un aparato de purificación de monoetilenglicol (MEG) para la separación de una solución de catalizador homogénea del MEG bruto y para purificar MEG, para utilizar en una unidad para la conversión catalítica de óxido de etileno (EO) a MEG, en el que el aparato comprende

una sección de separación de catalizador, una sección de rectificación de MEG, una sección de separación y una sección de pasteurización,

en el que las secciones de rectificación y pasteurización de MEG se ubican dentro de la columna de purificación de MEG, y la sección de separación de catalizador se ubica en la columna de purificación de MEG o en un recipiente aguas arriba separado, y en el que la sección de separación proporciona una entrada de suministro de MEG bruto a la sección de rectificación de MEG y una salida para el catalizador separado, en el que la entrada de suministro de MEG bruto a la sección de rectificación de MEG es una entrada de suministro de vapor.

8. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la sección de separación de catalizador se ubica en una columna de purificación de MEG por debajo de una entrada para introducir solución de catalizador homogénea en fase líquida en MEG a la sección de separación de catalizador, y las secciones de rectificación y pasteurización de MEG se ubican por encima de la entrada dentro de la misma columna de purificación de MEG, y la entrada de suministro de MEG bruto de la sección de separación a la sección de rectificación de MEG es una entrada de suministro de vapor interno.

9. El aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la sección de separación se proporciona como un separador lateral con una entrada suministrada por una salida de líquido condensado de la sección de rectificación, con una salida en fase vapor que vuelve a la entrada de suministro de vapor de MEG bruto interno desde la sección de separación del catalizador hacia la sección de rectificación.

10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la sección de separación del catalizador se ubica en un recipiente separado aguas arriba de la columna de purificación de MEG y la entrada de suministro de MEG bruto de la sección de separación hacia la sección de rectificación de MEG es una entrada de suministro de vapor externo.

11. El aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la sección de separación se proporciona en la columna de purificación de MEG por debajo de la sección de rectificación.

12. El uso de un proceso o aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en una unidad o proceso para la conversión catalítica de EO a MEG, en el que el MEG está presente en combinación con un catalizador homogéneo.