USO DE AL MENOS UN ÁCIDO CARBOXÍLICO PARA INCREMENTAR EL RENDIMIENTO DE ACETONITRILO EN LA AMOXIDACIÓN DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS HASTA UNA MEZCLA DE NITRILOS.

Uso de al menos un ácido carboxílico para incrementar el rendimiento de acetonitrilo en un procedimiento que comprende introducir reaccionantes que comprenden al menos un hidrocarburo seleccionado del grupo que consiste en propileno y propano,

al menos un ácido carboxílico, amoníaco y un gas que contiene oxigeno molecular en una zona de reacción que contiene un catalizador de amoxidación, y hacer reaccionar los reaccionantes que comprenden el hidrocarburo, el ácido carboxílico, el amoníaco y el oxígeno molecular sobre dicho catalizador a una temperatura elevada en el intervalo 420 a 460°C para producir un producto que comprende acrilonitrilo, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo

Antecedentes de la Invención 5

El acrilonitrilo es un importante producto químico comercial usado principalmente como monómero para la fabricación de una amplia variedad de materiales polímeros tales como polímeros para fibras acrílicas usadas en materiales textiles, y en resinas tales como resinas de ABS y SAN. En todo el mundo el acrilonitrilo se produce en cantidades que superan cuatro millones de toneladas métricas al año. El procedimiento más comúnmente usado para fabricar acrilonitrilo es hacer reaccionar un hidrocarburo adecuado tal como propileno o propano en un reactor 10 de amoxidación en presencia de amoníaco usando aire u otra fuente de oxígeno molecular como un oxidante. Tales reacciones de oxidación, también llamadas reacciones de amoxidación, usan típicamente un catalizador heterogéneo en partículas sólidas en un lecho catalítico fluidizado para catalizar la reacción de amoxidación y proporcionar el acrilonitrilo deseado con conversión y rendimiento aceptables. Además de producir acrilonitrilo, tales reacciones de amoxidación también producen generalmente acetonitrilo, cianuro de hidrógeno (HCN) y otros 15 coproductos valiosos. El acetonitrilo se usa, por ejemplo, como un disolvente. Procedimientos para la amoxidación catalítica de una alimentación de hidrocarburo hasta acrilonitrilo se divulgan, por ejemplo, en las Patentes de EE. UU. Nº 5.093.299, 4.863.891, 4.767.878, 4.503.001.

Los procedimientos ampliamente usados en la práctica comercial para recuperar los productos de tal amoxidación de hidrocarburos, tal como la amoxidación de propileno, comprenden generalmente las etapas de: a) 20 poner en contacto el efluente procedente de un reactor de amoxidación en una torre de extinción con un líquido acuoso de extinción para enfriar el efluente gaseoso; b) poner en contacto el efluente extinguido con agua en un absorbente, formando una solución acuosa que comprende los productos de amoxidación; c) someter la solución acuosa a una destilación extractiva con agua, y d) retirar una primera corriente de vapor superior que comprende acrilonitrilo y algo de agua de la parte alta de la columna, y recoger una corriente residual líquida que contiene agua 25 y contaminantes del fondo de la columna. La purificación adicional del acrilonitrilo puede efectuarse haciendo pasar la corriente de vapor superior a una segunda columna de destilación para retirar al menos algunas impurezas del acrilonitrilo en bruto, y destilando adicionalmente el acrilonitrilo parcialmente purificado. El efluente del reactor de amoxidación contiene generalmente una cierta cantidad de amoníaco. Por lo tanto, el fluido de extinción usado en la torre de extinción también puede contener un ácido mineral fuerte, tal como ácido sulfúrico, para reaccionar con y 30 formar de ese modo la sal de amoníaco soluble en agua, tal como sulfato amónico. El fluido de extinción usado o gastado que contiene el sulfato amónico y otros componentes típicamente se trata o elimina de un modo medioambientalmente seguro.

Puede obtenerse acetonitrilo en bruto como corriente de fondo procedente de una columna usada para realizar la destilación extractiva mencionada anteriormente y puede someterse a continuación a procedimientos de 35 purificación adicionales tales como, por ejemplo, los procedimientos de purificación divulgados en la Patente de EE. UU. Nº 6.204.407.

Sería deseable poder ajustar las cantidades relativas de acrilonitrilo y acetonitrilo producidas mediante la amoxidación de un material de alimentación hidrocarbonado tal como propileno o propano debido a que, a veces, es deseable tener acetonitrilo adicional disponible para cumplir demandas cambiantes o crecientes del mercado. 40 Adicionalmente, sería deseable producir un líquido de extinción gastado o usado que pudiera reciclarse dentro del procedimiento para producir acrilonitrilo en lugar de tratarlo para la eliminación.

Se ha encontrado, inesperadamente, que el uso de ácidos carboxílicos, especialmente mezclas de ácidos carboxílicos en bruto, puede lograr un incremento deseable en la producción de acetonitrilo durante la producción de acrilonitrilo. 45

EP 0 807 622 describe un procedimiento para producir un nitrilo insaturado tal como acrilonitrilo mediante la amoxidación de un compuesto orgánico tal como propileno en presencia de un catalizador. El nitrilo sale del reactor junto con amoníaco sin reaccionar y subproductos tales como ácidos orgánicos. La relación molar de ácido orgánico a amoníaco se controla al elegir apropiadamente la relación molar de amoníaco a compuesto orgánico.

JP 2003 064042, publicada en 5 de marzo de 2003, describe un procedimiento para incrementar la 50 producción de acetonitrilo en la amoxidación de propileno al alimentar uno o más compuestos orgánicos que contienen oxígeno tales como ácido acético o ácido glicólico a un reactor de lecho fluidizado.

US 5288473 divulga un procedimiento de amoxidación de propileno/propano, amoníaco y un gas que contiene oxígeno sobre un catalizador de lecho fluido, en el que la mejora comprende introducir un compuesto oxigenado en el reactor que permita la reacción de amoníaco en exceso sin afectar a la eficacia de la producción de 55 acrilonitrilo.

Sumario de la Invención

Así, la presente invención comprende el uso de al menos un ácido carboxílico para incrementar el rendimiento de acetonitrilo obtenido como coproducto producido durante la fabricación de acrilonitrilo, que comprende introducir reaccionantes que comprenden al menos un hidrocarburo seleccionado del grupo que consiste en propileno y propano, un ácido carboxílico, amoníaco y un gas que contiene oxigeno molecular en una zona de 5 reacción, por ejemplo, un reactor de lecho fluido, que contiene un catalizador de amoxidación, hacer reaccionar el hidrocarburo, el ácido carboxílico, el amoníaco y el oxígeno sobre dicho catalizador a una temperatura elevada en el intervalo 420-460°C para producir acrilonitrilo, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo, y recuperar un producto que comprende acrilonitrilo, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo de la zona de reacción.

La presente invención comprende el uso de al menos un ácido carboxílico para incrementar el rendimiento 10 de acetonitrilo en un procedimiento para la conversión de un ácido carboxílico, particularmente un ácido carboxílico en bruto, y más particularmente una mezcla de ácidos carboxílicos en bruto, en una mezcla que comprende acetonitrilo durante la fabricación de acrilonitrilo sin afectar al rendimiento del acrilonitrilo. Así, la presente invención comprende introducir reaccionantes que comprenden al menos un hidrocarburo seleccionado del grupo que consiste en propileno y propano, al menos un ácido carboxílico, amoníaco y un gas que contiene oxígeno molecular en una 15 zona de reacción, por ejemplo, un reactor de lecho fluido, que contiene un catalizador de amoxidación, y hacer reaccionar el hidrocarburo, el ácido carboxílico, el amoníaco y el oxígeno molecular sobre dicho catalizador a una temperatura elevada para producir acrilonitrilo, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo.

La presente invención comprende introducir al menos uno de los hidrocarburos seleccionados del grupo que consiste en propileno y propano, al menos un ácido carboxílico, amoníaco y un gas que contiene oxígeno 20 molecular en una zona de reacción, por ejemplo, un reactor de lecho fluido, para reaccionar en presencia de un catalizador de amoxidación, por ejemplo, un catalizador de amoxidación de lecho fluido, para producir un efluente del reactor que comprende acrilonitrilo, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo, hacer pasar el efluente del reactor que comprende acrilonitrilo, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo a una columna de extinción para enfriar el efluente del reactor, y recuperar un producto o productos deseados que comprenden al menos uno de acrilonitrilo, acetonitrilo y 25 cianuro de hidrógeno del efluente del reactor.

En una realización de la presente invención, uno o más ácidos carboxílicos pueden añadirse al líquido de extinción para reaccionar con amoníaco en exceso presente en el efluente procedente del reactor de amoxidación. Preferiblemente, al menos parte del líquido de extinción que comprende la sal amónica formada mediante la reacción del amoníaco con el uno o más ácidos carboxílicos se recicla al reactor o la zona de reacción de 30 amoxidación.

Los productos formados, tales como acrilonitrilo, acetonitrilo y cianuro de hidrógeno, pueden recuperarse y purificarse mediante un...

1. Uso de al menos un ácido carboxílico para incrementar el rendimiento de acetonitrilo en un procedimiento que comprende introducir reaccionantes que comprenden al menos un hidrocarburo seleccionado del grupo que consiste en propileno y propano, al menos un ácido carboxílico, amoníaco y un gas que contiene oxigeno molecular en una zona de reacción que contiene un catalizador de amoxidación, y hacer reaccionar los reaccionantes que 5 comprenden el hidrocarburo, el ácido carboxílico, el amoníaco y el oxígeno molecular sobre dicho catalizador a una temperatura elevada en el intervalo 420 a 460°C para producir un producto que comprende acrilonitrilo, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo.

2. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el ácido carboxílico comprende un ácido carboxílico en bruto. 10

3. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el ácido carboxílico comprende una mezcla de ácidos carboxílicos.

4. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el ácido carboxílico está al menos parcialmente en la forma de una sal amónica.

5. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el ácido carboxílico está al menos parcialmente en la 15 forma de una sal de una amina.

6. El uso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la sal amónica comprende una solución acuosa.

7. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el ácido carboxílico comprende ácido acético.

8. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el ácido carboxílico comprende ácido acético en bruto. 20

9. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el ácido carboxílico comprende una mezcla de ácidos fórmico, acético y propiónico.

10. El uso de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el ácido carboxílico comprende ácido acético en bruto.