PROCESO PARA DESCOMPOSICIÓN DE CICLOHEXILHIDROPERÓXIDO.

Proceso para descomposición de ciclohexilhidroperóxido en ciclohexanona,

comprendiendo dicho proceso mezclar una solución orgánica de alimentación que comprende ciclohexilhidroperóxido con una solución acuosa básica en ausencia de un catalizador de metal de transición, que da como resultado una mezcla que comprende (i) una fase acuosa y (ii) una fase orgánica que comprende ciclohexanona y ciclohexanol, en donde el pH de la fase acuosa es mayor que 9, medido a 25ºC, y en donde dicha mezcladura se efectúa a una temperatura inferior a 170ºC, y en donde la relación en volumen de la fase acuosa a la fase orgánica es mayor que 0,1

Proceso para descomposición de ciclohexilhidroperóxido.

La presente invención se refiere a un proceso para descomposición de ciclohexilhidroperóxido en ciclohexanona.

La ciclohexanona puede utilizarse para la producción de caprolactama y/o ácido adípico, ambos compuestos intermedios en la fabricación de nailon. Para la producción de caprolactama y ácido adípico, una ruta conocida para la producción de ciclohexanona implica oxidación de ciclohexanona para dar una mezcla que contiene ciclohexano, ciclohexanona, ciclohexanol, ciclohexilhidroperóxido y subproductos. Para la producción de caprolactama, la ciclohexanona es el compuesto intermedio deseado. Para este propósito, el ciclohexilhidroperóxido puede convertirse primeramente en ciclohexanona y ciclohexanol, y el ciclohexanol se puede convertir en ciclohexanona en un paso separado.

El documento EP-A-092867 describe un proceso en el cual una solución orgánica de alimentación que comprende ciclohexilhidroperóxido se trata con una sal de un metal de transición tal como sulfato de cobalto o nitrato de cromo en presencia de una solución acuosa de un hidróxido de metal alcalino a una temperatura de 70-115ºC a fin de obtener una mezcla que contiene una fase orgánica que comprende ciclohexanona y ciclohexanol y una fase acuosa. EP-A-092867 describe que la realización de dicha descomposición bifásica catalizada por metales de transición a temperaturas de 70-115ºC da como resultado una selectividad mejorada en ciclohexanona y ciclohexanol comparada con la realización de dicha descomposición a temperaturas más altas. En tales procesos de descomposición bifásicos a baja temperatura, la relación molar de ciclohexanona formada a ciclohexanol formado en la fase orgánica es usualmente como máximo 1,5.

Sorprendentemente, se ha encontrado ahora que la relación molar de ciclohexanona a ciclohexanol obtenida en la reacción de descomposición del ciclohexilhidroperóxido (a la que se hace referencia en lo sucesivo como relación molar de ciclohexanona formada a ciclohexanol formado) se aumenta notablemente cuando se efectúa la descomposición del ciclohexilhidroperóxido en presencia de una solución acuosa básica, pero en ausencia de un catalizador de metal de transición. Una relación molar incrementada de ciclohexanona formada a ciclohexanol formado es ventajosa en el caso, por ejemplo, de que la caprolactama sea el producto final deseado, dado que para la producción de caprolactama la ciclohexanona es el compuesto intermedio deseado. En el caso de que, por ejemplo, el producto último deseado sea la caprolactama, una relación molar incrementada de ciclohexanona formada a ciclohexanol formado es ventajosa debido a que precisa ser aislado menos ciclohexanol a partir de la mezcla obtenida después de la descomposición y precisa ser convertido menos ciclohexanol en ciclohexanona. Así pues, la recuperación y purificación de la ciclohexanona pueden realizarse más fácilmente.

De acuerdo con ello, la invención proporciona un proceso para descomposición de ciclohexilhidroperóxido en ciclohexanona, comprendiendo dicho proceso mezclar una solución orgánica de alimentación que comprende ciclohexilhidroperóxido con una solución acuosa básica en ausencia de un catalizador de metal de transición, dando como resultado una mezcla que comprende (i) una fase acuosa y (ii) una fase orgánica que comprende ciclohexanona y ciclohexanol, en donde el pH de la fase acuosa es mayor que 9, medido a 25ºC, y en donde dicha mezcladura se efectúa a una temperatura inferior a 170ºC, y en donde la relación en volumen de la fase acuosa a la fase orgánica es mayor que 0,1.

Sorprendentemente, se ha encontrado que con el proceso de la invención puede obtenerse una relación molar de ciclohexanona formada a ciclohexanol formado en la fase orgánica que comprende ciclohexanona y ciclohexanol mayor que 2, incluso una relación molar mayor que 2,5 o incluso una relación molar mayor que 3. Como se utiliza en esta memoria, la relación molar de ciclohexanona formada a ciclohexanol formado en la fase orgánica se define como n_{anona formada}/n_{anol formado}, en donde n_{anona formada} = concentración de ciclohexanona en la fase orgánica menos concentración de ciclohexanona en la solución orgánica de alimentación y n_{anol formado} = concentración de ciclohexanol en la fase orgánica menos concentración de ciclohexanol en la solución orgánica de alimentación. Todas las concentraciones se expresan en moles por kg.

Por consiguiente, la invención proporciona adicionalmente un proceso para descomposición de ciclohexilhidroperóxido en ciclohexanona, comprendiendo dicho proceso mezclar una solución orgánica de alimentación que comprende ciclohexilhidroperóxido con una solución acuosa básica en ausencia de un catalizador de metal de transición dando como resultado una mezcla que contiene (i) una fase acuosa y (ii) una fase orgánica que comprende ciclohexanona y ciclohexanol, en donde la relación molar de ciclohexanona formada a ciclohexanol formado en la fase orgánica es mayor que 2. Preferiblemente, esta relación molar es mayor que 2,5 y aún más preferiblemente es mayor que 3.

Una ventaja adicional del proceso de acuerdo con la invención es que, comparado con un proceso como se describe por ejemplo en EP-A-092867 puede obtenerse una selectividad mayor de la descomposición de ciclohexilhidroperóxido en ciclohexanona y ciclohexanol. Sorprendentemente, se ha encontrado que esta selectividad puede incluso mantenerse a temperaturas incrementadas. Esto era inesperado, dado que la técnica anterior que se refiere a la descomposición de ciclohexilhidroperóxido en presencia una solución acuosa básica y un catalizador de metal de transición expone que la temperatura incrementada da como resultado una selectividad reducida. Una ventaja adicional del proceso de acuerdo con la invención es que el consumo de base puede reducirse.

En el proceso de la invención, la descomposición del ciclohexilhidroperóxido presente en la solución orgánica de alimentación se efectúa en ausencia de un catalizador de metal de transición. Esto se hace por mezcladura de la solución orgánica de alimentación que comprende ciclohexilhidroperóxido con la solución acuosa básica en ausencia de un catalizador de metal de transición. Como se utiliza en esta memoria, la realización de la descomposición en ausencia de un catalizador de metal de transición implica que no se añade expresamente a la mezcla compuesto alguno de metal de transición a descomponer en una cantidad que catalice notablemente la descomposición. Alternativamente, el catalizador de metal de transición presente en la solución de alimentación orgánica se elimina y/o se desactiva antes que la solución de alimentación orgánica entre en la sección de descomposición de tal modo que no existe actividad catalítica alguna en la descomposición. Ejemplos de compuestos de metal de transición que catalizan notablemente la descomposición, incluso cuando están presentes a bajas concentraciones, son sales de Cr y especialmente sales de Co. Por tanto, el proceso de la presente invención se refiere especialmente a efectuar la descomposición sin añadir expresamente un catalizador de Co y/o Cr al proceso de descomposición del ciclohexilhidroperóxido. En el marco de esta invención, la entrada de compuestos de metal de transición en la mezcla que se somete a descomposición, debida a corrosión de la pared del reactor no se considera, sin embargo, como adición intencionada de un compuesto de metal de transición a la mezcla que se somete a descomposición.

El ciclohexilhidroperóxido, que se descompone en el proceso de la invención, puede obtenerse por diversos procesos conocidos.

Preferiblemente, la preparación de ciclohexilhidroperóxido implica oxidar ciclohexanona con un gas que contiene oxígeno en ausencia de sustancias promotoras de la descomposición del ciclohexilhidroperóxido formado (a la que se hace referencia en lo sucesivo como oxidación no catalizada) dando como resultado una mezcla de reacción de oxidación que comprende ciclohexano, ciclohexanona, ciclohexanol, ciclohexilhidroperóxido, ácidos, ésteres, compuestos de punto de ebullición bajo, y compuestos de punto de ebullición alto. Como compuestos de punto de ebullición bajo se dan a entender compuestos orgánicos que tienen un punto de ebullición inferior al de la ciclohexanona y superior al del ciclohexano. Ejemplos son 1-butanol, 1-pentanal, 1-hexanal, 1-pentanol y epoxi-ciclohexano. Como...

1. Proceso para descomposición de ciclohexilhidroperóxido en ciclohexanona, comprendiendo dicho proceso mezclar una solución orgánica de alimentación que comprende ciclohexilhidroperóxido con una solución acuosa básica en ausencia de un catalizador de metal de transición, que da como resultado una mezcla que comprende (i) una fase acuosa y (ii) una fase orgánica que comprende ciclohexanona y ciclohexanol, en donde el pH de la fase acuosa es mayor que 9, medido a 25ºC, y en donde dicha mezcladura se efectúa a una temperatura inferior a 170ºC, y en donde la relación en volumen de la fase acuosa a la fase orgánica es mayor que 0,1.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha mezcladura se efectúa a una temperatura inferior a 150ºC.

3. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dicha mezcladura se efectúa a una temperatura mayor que 70ºC.

4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque dicha mezcladura se efectúa a una temperatura mayor que 100ºC.

5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el pH de la fase acuosa es mayor que 10, medido a 25ºC.

6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque el pH de la fase acuosa es mayor que 13, medido a 25ºC.

7. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque dicha solución acuosa básica es una solución acuosa que comprende una o más bases disueltas.

8. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque dicha solución acuosa básica comprende sales de ácidos carboxílicos.

9. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque el proceso comprende adicionalmente separar la fase acuosa de la fase orgánica.

10. Proceso de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la solución acuosa básica comprende al menos una porción de la fase acuosa obtenida después de dicha separación.

11. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizado porque el proceso comprende adicionalmente destilar la fase orgánica para obtener ciclohexanona.