PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DE CLORO A PARTIR DE ÁCIDO CLORHÍDRICO Y UN PROCEDIMIENTO INTEGRADO EN ÉL PARA LA OBTENCIÓN DE ISOCIANATO.

Procedimiento para la obtención de cloro a partir de ácido clorhídrico con los siguientes pasos:

a) se prepara un flujo de alimentación de ácido clorhídrico I; b) se prepara un flujo de retorno de ácido clorhídrico II; c) en un paso de destilación, se separa un flujo de cloruro de hidrógeno IV del flujo de alimentación de ácido clorhídrico I y del flujo de retorno de ácido clorhídrico II, en donde, en un primer paso parcial c1), se separa el flujo de ácido clorhídrico II en un flujo de cloruro de hidrógeno IV y en un flujo de ácido clorhídrico de ebullición azeotrópica IIa, y en un segundo paso parcial c2), el flujo de ácido clorhídrico de ebullición azeotrópica IIa se separa en un flujo de vapor de agua IX y un flujo de ácido clorhídrico IIb de mayor concentración que IIa y el flujo de ácido clorhídrico IIb es reconducido al paso parcial c1), asimismo, el primer paso parcial c1) es ejecutado a una presión mayor que el segundo paso parcial c2); d) el flujo de cloruro de hidrógeno IV, un flujo que contiene oxígeno V y, eventualmente, un flujo de retorno que contiene oxígeno Va, son suministrados a una zona de oxidación, y el cloruro de hidrógeno es oxidado en presencia de un catalizador, hasta obtener cloro, asimismo, se obtiene un flujo de gas de producto VI que contiene cloro, oxígeno no convertido, cloruro de hidrógeno no convertido y vapor de agua; e) en un paso de absorción, se separan de un flujo de gas de producto VI, el cloruro de hidrógeno y el agua, y se obtiene un flujo de gas VII y el flujo de retorno de ácido clorhídrico II; f) eventualmente, se seca el flujo de gas VII; g) a partir del flujo de gas VII, se separa un flujo que contiene oxígeno y, eventualmente, se reconduce, al menos parcialmente, a la zona de oxidación como flujo de retorno Va que contiene oxígeno, en donde se obtiene un flujo de producto VIII que contiene cloro; h) eventualmente, se purifica aún más el flujo de producto VIII que contiene cloro

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La presente invención comprende un procedimiento para la obtención de cloro a partir de ácido clorhídrico.

En el procedimiento desarrollado por Deacon 1868, de la oxidación catalítica de cloruro de hidrógeno, el cloruro de hidrógeno es oxidado con oxígeno en una reacción de equilibrio exotérmica, obteniendo cloro. Gracias al paso del cloruro de hidrógeno a cloro, puede desacoplarse la obtención de cloro de la obtención de sosa cáustica por electrólisis cloro-álcali. Tal desacoplamiento es atractivo, dado que en el mundo la demanda de cloro crece más que la demanda de 10 sosa cáustica. Además, el cloruro de hidrógeno se obtiene en grandes cantidades como producto de acople, por ejemplo, en las reacciones de fosgenación, por ejemplo, en el caso de obtención de isocianato. El cloruro de hidrógeno que se forma en la obtención de isocianato es utilizado, predominantemente, en la oxicloración de etileno a 1,2-dicloroetano, que luego es procesado a cloruro de vinilo y, finalmente, a PVC.

El cloruro de hidrógeno utilizado en la reacción Deacon usualmente es dispuesto en forma gaseosa. Se trata, 15 frecuentemente, de cloruro de hidrógeno gaseoso obtenido como producto de acople en otros procedimientos de elaboración, por ejemplo, en la obtención de isocianato.

Sin embargo, en lugares producción aislados puede ocurrir que no se disponga de cloruro de hidrógeno gaseoso de otros procesos a través de conductos de gas. Entonces se debe recurrir a ácido clorhídrico, por ejemplo, de vagones cisterna. Además, se busca un procedimiento con el cual se pueda procesar el ácido clorhídrico acuoso obtenido en 20 otros emplazamientos.

La memoria US 2 542 961 presenta un procedimiento para la obtención de cloro a través de la oxidación catalítica de cloruro de hidrógeno con oxígeno. En dicho caso, se conduce cloruro de hidrógeno libre de agua y oxígeno a un reactor de oxidación. En un absorbente de cloruro de hidrógeno se extrae el cloruro de hidrógeno de la mezcla de gas de producto de la oxidación de cloruro de hidrógeno y mediante lavado con ácido clorhídrico azeotrópico y se obtiene un 25 ácido clorhídrico de mayor concentración. A partir de él se recupera, en un stripper de cloruro de hidrógeno, el cloruro de hidrógeno libre de agua y se lo reconduce a la oxidación de cloruro de hidrógeno. Asimismo, se recupera un ácido clorhídrico azeotrópico, que es reconducido al absorbente de cloruro de hidrógeno.

La memoria EP-A 0 618 170 presenta un procedimiento para la obtención de ácido clorhídrico a partir de cloruro de hidrógeno, que se obtiene en la fabricación de isocianatos orgánicos a partir de aminas y fosgeno. 30

El objeto de la invención es presentar un procedimiento ventajoso para la obtención de cloro a partir de cloruro de hidrógeno, en el cual el cloruro de hidrógeno no se utiliza en forma gaseosa sino, al menos parcialmente, en forma de ácido clorhídrico.

El objetivo se alcanza mediante un procedimiento para la obtención de cloro a partir de ácido clorhídrico, con los siguientes pasos: 35

a) se prepara un flujo de alimentación de ácido clorhídrico I;

b) se prepara un flujo de retorno de ácido clorhídrico II;

c) en un paso de destilación se separa un flujo de cloruro de hidrógeno IV del flujo de alimentación de ácido clorhídrico I y del flujo de retorno II, en un primer paso parcial c1), los flujos de alimentación de ácido clorhídrico I y II se separan en un flujo de cloruro de hidrógeno IV y un flujo de ácido clorhídrico de ebullición azeotrópica IIa, y el flujo de ácido 40 clorhídrico de ebullición azeotrópica IIa es separado, en un segundo paso parcial c2) en un flujo de vapor de agua IX y un flujo de ácido clorhídrico IIb de mayor concentración que IIa y el flujo de ácido clorhídrico IIb es reconducido al paso parcial c1), asimismo, el primer paso parcial c1) es ejecutado a una presión mayor que el segundo paso parcial c2);

d) el flujo de cloruro de hidrógeno IV, un flujo que contiene oxígeno V y, eventualmente, un flujo de retorno que contiene oxígeno Va, son conducidos a una zona de oxidación y el cloruro de hidrógeno es oxidado en presencia de un 45 catalizador, en donde se obtiene un flujo de gas de producto VI que contiene cloro, oxígeno no convertido, cloruro de hidrógeno no convertido y vapor de agua;

e) en un paso de templado y/o de absorción, se separan de un flujo de gas de producto VI el cloruro de hidrógeno y agua, en donde se obtiene un flujo de gas VII y el flujo de retorno de ácido clorhídrico II;

f) eventualmente, se seca el flujo de gas VII; 50

g) a partir del flujo de gas VII, se separa un flujo que contiene oxígeno y, eventualmente, se reconduce, al menos parcialmente, a la zona de oxidación como flujo de retorno Va que contiene oxígeno, en donde se obtiene un flujo de producto que contiene cloro VIII;

h) eventualmente, se purifica aún más el flujo de producto VIII que contiene cloro.

Según el procedimiento acorde a la invención, es posible, sin más, procesar flujos líquidos de alimentación de ácido clorhídrico. En el paso de destilación c), se obtiene un flujo de cloruro de hidrógeno en la cabeza de la columna, dicho flujo se encuentra a la presión propia que reina a la temperatura de cabeza T. Usualmente es de, aproximadamente, 2 a 20 bar. La presión es lo suficientemente elevada para conducir el flujo de cloruro de hidrógeno al reactor de oxidación 5 de cloruro de hidrógeno, sin necesidad de compresores adicionales.

Preferentemente, se obtiene el flujo de alimentación de ácido clorhídrico I del siguiente modo:

a1) se dispone un flujo de gas de alimentación Ia que contiene cloruro de hidrógeno y que puede contener componentes secundarios no solubles en agua;

a2) en un paso de absorción, se absorbe cloruro de hidrógeno en agua, en donde se obtiene el flujo de alimentación de 10 ácido clorhídrico I y, eventualmente, un flujo de gas de escape III que contiene impurezas no solubles en agua.

El flujo de gas de alimentación Ia, utilizado en el paso de procedimiento a1), que contiene cloruro de hidrógeno es, preferentemente, un flujo que contiene cloruro de hidrógeno, obtenido como flujo de escape durante un procedimiento en el cual el cloruro de hidrógeno se forma como producto de acople. Estos procedimientos son, por ejemplo:

(1) la fabricación de isocianato a partir de fosgeno y aminas, 15

(2) la fabricación de cloruro ácido,

(3) la fabricación de policarbonato,

(4) la fabricación de cloruro de vinilo a partir de dicloruro de etileno,

(5) la cloración de sustancias aromáticas.

El flujo de gas de alimentación que contiene cloruro de hidrógeno Ia puede contener componentes secundarios. 20 Usualmente, contiene impurezas no solubles en agua, que pueden ser tanto de naturaleza orgánica como inorgánica. Las impurezas orgánicas son, por ejemplo, hidrocarburos o cloruros de hidrógeno.

Los hidrocarburos de cloro típicos que pueden hallarse en los flujos de gas de alimentación que contienen cloruro de hidrógeno, utilizados acorde a la invención, comprenden sustancias aromáticas como benceno, tolueno, xilenos e hidrocarburos alifáticos C6-C12. Los hidrocarburos clorados típicos comprenden fosgeno, tetraclorocarbono, cloruro de 25 vinilo y dicloroetano. Los hidrocarburos e hidrocarburos de cloro pueden hallarse en cantidades de hasta 20 % en volumen, en general, de hasta 30 000 ppm, preferentemente, en cantidades de hasta 10 000 ppm y, especialmente, en cantidades de 100 a 3000 ppm. Como componentes secundarios inorgánicos pueden hallarse monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrógeno así como otros gases inertes, en general, en cantidades de hasta 10% en volumen, preferentemente, en cantidades de hasta 1% en volumen. 30

En un paso de absorción a2), se absorbe cloruro de hidrógeno en agua, en donde se obtiene un flujo de ácido clorhídrico diluido como flujo de alimentación de ácido clorhídrico I y, eventualmente, un flujo de gas de escape III que contiene impurezas no solubles en agua. El paso de absorción a2) usualmente es llevado a cabo mediante un lavador de gas, en donde el cloruro de hidrógeno es extraído por lavado el flujo de gas de alimentación, en forma de ácido clorhídrico acuoso. 35

En un paso de destilación...

1. Procedimiento para la obtención de cloro a partir de ácido clorhídrico

con los siguientes pasos:

a) se prepara un flujo de alimentación de ácido clorhídrico I; 5

b) se prepara un flujo de retorno de ácido clorhídrico II;

c) en un paso de destilación, se separa un flujo de cloruro de hidrógeno IV del flujo de alimentación de ácido clorhídrico I y del flujo de retorno de ácido clorhídrico II, en donde, en un primer paso parcial c1), se separa el flujo de ácido clorhídrico II en un flujo de cloruro de hidrógeno IV y en un flujo de ácido clorhídrico de ebullición azeotrópica IIa, y en un segundo paso parcial c2), el flujo de ácido clorhídrico de ebullición azeotrópica IIa se separa en un flujo de vapor de 10 agua IX y un flujo de ácido clorhídrico IIb de mayor concentración que IIa y el flujo de ácido clorhídrico IIb es reconducido al paso parcial c1), asimismo, el primer paso parcial c1) es ejecutado a una presión mayor que el segundo paso parcial c2);

d) el flujo de cloruro de hidrógeno IV, un flujo que contiene oxígeno V y, eventualmente, un flujo de retorno que contiene oxígeno Va, son suministrados a una zona de oxidación, y el cloruro de hidrógeno es oxidado en presencia de un 15 catalizador, hasta obtener cloro, asimismo, se obtiene un flujo de gas de producto VI que contiene cloro, oxígeno no convertido, cloruro de hidrógeno no convertido y vapor de agua;

e) en un paso de absorción, se separan de un flujo de gas de producto VI, el cloruro de hidrógeno y el agua, y se obtiene un flujo de gas VII y el flujo de retorno de ácido clorhídrico II;

f) eventualmente, se seca el flujo de gas VII; 20

g) a partir del flujo de gas VII, se separa un flujo que contiene oxígeno y, eventualmente, se reconduce, al menos parcialmente, a la zona de oxidación como flujo de retorno Va que contiene oxígeno, en donde se obtiene un flujo de producto VIII que contiene cloro;

h) eventualmente, se purifica aún más el flujo de producto VIII que contiene cloro.

2. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo de alimentación de ácido clorhídrico I se 25 obtiene del siguiente modo:

a1) se dispone un flujo de gas de alimentación Ia, que contiene cloruro de hidrógeno y que puede contener componentes secundarios no solubles en agua;

a2) en un paso de absorción, se absorbe cloruro de hidrógeno en agua, y se obtiene el flujo de alimentación de ácido clorhídrico I y, eventualmente, un flujo de gas de escape III que contiene impurezas no solubles en agua. 30

3. Procedimiento acorde a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el flujo de alimentación que contiene cloruro de hidrógeno Ia se obtiene como flujo de escape en (1) la fabricación de isocianato a partir de fosgeno y aminas, (2) la fabricación de cloruro ácido, (3) la fabricación de policarbonatos, (4) la fabricación de cloruro de vinilo a partir de dicloruro de etileno y/o la cloración de sustancias aromáticas (5).

4. Procedimiento acorde a la reivindicación 1 a 3, caracterizado porque la presión en el primer paso parcial 1 es de 1 a 35 20 bar.

5. Procedimiento para la obtención de isocianatos orgánicos, con los siguientes pasos:

i) se disponen un flujo de gas de alimentación que contiene monóxido de carbono X, un flujo de retorno que contiene cloro VIII y, eventualmente, un flujo complementario que contiene cloro VIIIa;

ii) en un paso de síntesis de fosgeno, se convierten los flujos X, VIII y, eventualmente, VIIIa, hasta obtener un flujo de 40 gas que contiene fosgeno XI;

iii) en un paso de síntesis de isocianato, el flujo de gas que contiene fosgeno XI es convertido con una o múltiples aminas primarias en el o los isocianatos correspondientes y cloruro de hidrógeno, en donde se obtiene un flujo de gas que contiene fosgeno no convertido y cloruro de hidrógeno XII y un flujo de producto que contiene isocianato XIII;

iv) en un paso de separación, a partir de un flujo de gas que contiene cloruro de hidrógeno y fosgeno no convertido XII, 45 se obtiene un flujo de gas que contiene cloruro de hidrógeno y, eventualmente, impurezas no solubles en agua Ia y un flujo que contiene fosgeno XIV, en donde el flujo que contiene fosgeno XIV eventualmente es reconducido al paso de síntesis de isocianato iii);

v) en un paso de absorción, el cloruro de hidrógeno del flujo de gas Ia es absorbido en agua, y se obtiene un flujo de alimentación de ácido clorhídrico I, de ácido clorhídrico diluido, y, eventualmente, un flujo de gas de escape III que contiene impurezas no solubles en agua;

vi) en un paso de destilación, se separa un flujo de cloruro de hidrógeno IV del flujo de alimentación de ácido clorhídrico I y del flujo de retorno II, 5

en donde en un primer paso parcial vi-1), el flujo de alimentación de ácido clorhídrico I y el flujo de retorno de ácido clorhídrico II se separan en un flujo de cloruro de hidrógeno IV y un flujo de ácido clorhídrico de ebullición azeotrópica IIa, y el flujo de ácido clorhídrico de ebullición azeotrópica IIa es separado, en un segundo paso parcial vi-2) en un flujo de vapor de agua IX y un flujo de ácido clorhídrico IIb de mayor concentración que IIa y el flujo de ácido clorhídrico IIb es reconducido al paso parcial vi-1), asimismo, el primer paso parcial vi-1) es ejecutado a una presión mayor que el 10 segundo paso parcial vi-2);

vii) el flujo de cloruro de hidrógeno IV, un flujo que contiene oxígeno V y, eventualmente, un flujo de retorno que contiene oxígeno Va, son suministrados a una zona de oxidación y el cloruro de hidrógeno es oxidado en presencia de un catalizador, hasta obtener cloro, asimismo, se obtiene un flujo de gas de producto VI que contiene cloro, oxígeno no convertido, cloruro de hidrógeno no convertido y vapor de agua; 15

viii) en un paso de absorción, se separan del flujo de gas de producto VI, el cloruro de hidrógeno y agua, en donde se obtiene un flujo de gas VII y un flujo de retorno de ácido clorhídrico II, de ácido clorhídrico diluido;

ix) se seca el flujo de gas VII;

x) a partir del flujo de gas VII, se separa un flujo que contiene oxígeno y, eventualmente, se reconduce, al menos parcialmente, a la zona de oxidación como flujo de retorno Va que contiene oxígeno, y queda un flujo de producto VIII 20 que contiene cloro;

xi) el flujo de producto que contiene cloro VIII es utilizado en el paso i), eventualmente, tras la purificación, como flujo de retorno que contiene cloro VIII.