Procedimiento de eliminación de moléculas oxígenadas orgáncias presentes en un efluente orgánico utilizando aglomerados de alúmina.

Procedimiento de eliminación de las moléculas oxigenadas orgánicas,

tales como los alcoholes y ácidos orgánicos, presentes en un efluente orgánico líquido o gaseoso, caracterizado por realizar esta eliminación por adsorción de dichas moléculas oxigenadas orgánicas sobre aglomerados de alúmina que contienen uno o más compuestos dopantes seleccionados entre los compuestos de metales alcalinos, los compuestos de metales alcalinotérreos y los compuestos de tierras raras, cuyo contenido másico total en estos elementos es inferior a 5.000 ppm, presentando dichos aglomerados las características siguientes:

-una superficie específica superior o igual a 10 m2/g y

-un volumen poroso total superior o igual a 45 ml/100 g y un V70Ã superior o igual a 15 ml/100 g.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2002/001069.

Solicitante: AXENS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 89, boulevard Franklin Roosevelt 92500 Rueil Malmaison FRANCIA.

Inventor/es: NEDEZ, CHRISTOPHE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D15/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › Procedimientos de separación que implican el tratamientos de líquidos con absorbentes sólidos; Aparatos para ello.
  • B01D53/02 B01D […] › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › por adsorción, p.ej. cromatografía preparatoria en fase gaseosa.
  • B01D53/04 B01D 53/00 […] › con adsorbentes fijos.
  • B01D53/44 B01D 53/00 […] › Componentes orgánicos.
  • B01D53/81 B01D 53/00 […] › Procedimientos en fase sólida.
  • B01J20/04 B01 […] › B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › B01J 20/00 Composiciones absorbentes o adsorbentes sólidas o composiciones que facilitan la filtración; Sorbentes para cromatografía; Procedimientos para su preparación, regeneración o reactivación (utilización de composiciones absorbentes o adsorbentes en la separación de líquidos B01D 15/00; utilización de composiciones con ayudas para la filtración B01D 37/02; utilización de composiciones absorbentes o adsorbentes en la separación de gases B01D 53/02, B01D 53/14). › conteniendo compuestos de metales alcalinos, de metales alcalinotérreos o de magnesio.
  • B01J20/08 B01J 20/00 […] › conteniendo óxido o hidróxido de aluminio; conteniendo bauxita.
  • C01F7/02 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C01 QUIMICA INORGANICA.C01F COMPUESTOS DE BERILIO, MAGNESIO, ALUMINIO, CALCIO, ESTRONCIO, BARIO, RADIO, TORIO O COMPUESTOS DE LOS METALES DE LAS TIERRAS RARAS (hidruros metálicos C01B 6/00; sales de oxácidos de halógenos C01B 11/00; peróxidos, sales de los perácidos C01B 15/00; sulfuros o polisulfuros de magnesio, calcio, estroncio o bario C01B 17/42; tiosulfatos, ditionitos, politionatos C01B 17/64; compuestos que contienen selenio o teluro C01B 19/00; compuestos binarios del nitrógeno con metales C01B 21/06; azidas C01B 21/08; amidas metálicas C01B 21/092; nitritos C01B 21/50; fosfuros C01B 25/08; sales de los oxácidos del fósforo C01B 25/16; carburos C01B 31/30; compuestos que contienen silicio C01B 33/00; compuestos que contienen boro C01B 35/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares pero que no tienen propiedades de cambiadores de base C01B 37/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares y de cambiadores de base, p. ej. zeolitas cristalinas, C01B 39/00; cianuros C01C 3/08; sales del ácido ciánico C01C 3/14; sales de cianamida C01C 3/16; tiocianatos C01C 3/20; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; obtención a partir de mezclas, p. ej. a partir de minerales, de compuestos metálicos que son los compuestos intermedios de un proceso metalúrgico para la obtención de un metal libre  C22B; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01F 7/00 Compuestos de aluminio. › Oxido de aluminio; Hidróxido de aluminio; Aluminatos.
  • C07C29/76 C […] › C07 QUIMICA ORGANICA.C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisis   o electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 29/00 Preparación de compuestos que tienen grupos hidroxilo o grupos O-metal unidos a un átomo de carbono que no forma parte de un ciclo aromático de seis miembros. › por tratamiento físico.
  • C07C31/04 C07C […] › C07C 31/00 Compuestos saturados que tienen grupos hidroxilo o grupos O-metal unidos a átomos de carbono acíclicos. › Metanol.
  • C07C31/125 C07C 31/00 […] › conteniendo de cinco a veintidós átomos de carbono.
  • C07C31/20 C07C 31/00 […] › Alcoholes dihidroxílicos.
  • C07C37/70 C07C […] › C07C 37/00 Preparación de compuestos que tienen grupos hidroxilo o grupos O-metal unidos a un átomo de carbono de un ciclo aromático de seis miembros. › por tratamiento físico.
  • C07C37/82 C07C 37/00 […] › por tratamiento sólido-líquido; por absorción-adsorción química.
  • C07C39/04 C07C […] › C07C 39/00 Compuestos que tienen al menos un grupo hidroxilo u O-metal unido a un átomo de carbono de un ciclo aromático de seis miembros. › Fenol.
  • C07C39/06 C07C 39/00 […] › Fenoles alquilados.
  • C07C51/64 C07C […] › C07C 51/00 Preparación de ácidos carboxílicos o sus sales, haluros o anhídridos. › Separación; Purificación; Estabilización; Empleo de aditivos.
  • C07C53/08 C07C […] › C07C 53/00 Compuestos saturados que no tienen más que un grupo carboxilo unido a un átomo de carbono acíclico o a un átomo de hidrógeno. › Acido acético.
  • C07C53/126 C07C 53/00 […] › Acidos que contienen al menos cinco átomos de carbono.
  • C07C53/128 C07C 53/00 […] › estando el grupo carboxilo unido a un átomo de carbono que a su vez está unido a varios átomos de carbono, p. ej. neoácidos.
  • C07C63/06 C07C […] › C07C 63/00 Compuestos que tienen grupos carboxilo unidos a los átomos de carbono de ciclos aromáticos de seis miembros. › Acido benzoico.
  • C10G25/00 C […] › C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA.C10G CRACKING DE LOS ACEITES DE HIDROCARBUROS; PRODUCCION DE MEZCLAS DE HIDROCARBUROS LIQUIDOS, p. ej. POR HIDROGENACION DESTRUCTIVA, POR OLIGOMERIZACION, POR POLIMERIZACION (cracking para la producción de hidrógeno o de gas de síntesis C01B; cracking que produce hidrocarburos gaseosos que producen a su vez, hidrocarburos individuales o sus mezclas de composición definida o especificada C07C; cracking que produce coque C10B ); RECUPERACION DE ACEITES DE HIDROCARBUROS A PARTIR DE ESQUISTOS, DE ARENA PETROLIFERA O GASES; REFINO DE MEZCLAS COMPUESTAS PRINCIPALMENTE DE HIDROCARBUROS; REFORMADO DE NAFTA; CERAS MINERALES. › Refino de aceites de hidrocarburos, en ausencia de hidrógeno, por medio de absorbentes o de adsorbentes sólidos.

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de eliminación de las moléculas oxigenadas orgánicas presentes en un efluente orgánico utilizando aglomerados de alúmina La invención se relaciona con el ámbito de la eliminación de las impurezas contenidas en efluentes industriales orgánicos en estado líquido o gaseoso. Más concretamente, se relaciona con la eliminación de impurezas oxigenadas por adsorción sobre aglomerados de alúmina.

Numerosos efluentes industriales gaseosos o líquidos contienen impurezas cuya eliminación es deseable. En efecto, en caso contrario, estas impurezas pueden plantear problemas medioambientales, por ejemplo. Desde una perspectiva más amplia, el mantenimiento de las impurezas en el seno del efluente puede plantear problemas de calidad (coloración del efluente, por ejemplo) o influir negativamente en una transformación aguas abajo (destrucción de un catalizador necesario para una reacción química, o reacciones parásitas que dan lugar a una disminución de la selectividad) . Entre las impurezas industrialmente encontradas que puede ser deseable eliminar, figuran los alcoholes y los ácidos orgánicos y, en general, moléculas oxigenadas orgánicas.

Se puede efectuar la eliminación de impurezas de un efluente industrial líquido por destilación. Los costes de tal operación son frecuentemente elevados, y además este método no permite resolver todos los problemas técnicos planteados, pudiendo, por ejemplo, ser inducida una degradación de los componentes esenciales del efluente por una elevación de la temperatura. Por otra parte, las impurezas están frecuentemente presentes en forma de débiles trazas (menos de un 1%) , lo que hace desproporcionado el uso de una destilación. Finalmente, las temperaturas de diferenciación de los diferentes constituyentes del efluente por una parte, y de las impurezas por otra, no siempre son suficientemente diferentes unas de otras como para permitir la utilización de este método.

En ciertos casos específicos, se pueden eliminar impurezas mediante un lavado con un solvente adaptado. Esta solución no siempre es, sin embargo, aplicable y se plantea entonces, cada vez más, la cuestión de la recuperación de los solventes utilizados.

La utilización de un adsorbente sólido puede, por consiguiente, con frecuencia constituir una solución pertinente al problema planteado. Esta solución técnica puede ser utilizada con un efluente que se ha de depurar que se encuentra en forma líquida o gaseosa.

A tal efecto, es conocido el empleo como adsorbente sólido de aglomerados de alúmina, especialmente para 35 eliminar impurezas constituidas por compuestos orgánicos oxigenados, tales como alcoholes y ácidos orgánicos, presentes en un efluente orgánico.

El fin de la invención es proponer a los usuarios un procedimiento que presenta rendimientos óptimos para la eliminación de las impurezas orgánicas oxigenadas contenidas en un efluente orgánico.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un procedimiento de eliminación de las moléculas oxigenadas orgánicas, tales como los alcoholes y ácidos orgánicos, presentes en un efluente orgánico o gaseoso, caracterizado por realizar esta eliminación por adsorción de dichas moléculas oxigenadas orgánicas sobre aglomerados de alúmina que presentan las características siguientes:

45 -su superficie específica es superior o igual a 10 m2/g, y -contienen uno o más compuestos dopantes seleccionados entre los compuestos de metales alcalinos, los compuestos de metales alcalinotérreos y los compuestos de tierras raras, con un contenido másico total en estos elementos inferior a 5.000 ppm; su volumen poroso total es superior o igual a 45 ml/100 50 g.

Dichos compuestos dopantes son preferentemente seleccionados entre los compuestos a base de sodio, de potasio, de calcio, de magnesio y de lantano.

55 Dichos aglomerados de alúmina pueden llevar como único compuesto dopante un compuesto de sodio.

Dichos aglomerados de alúmina pueden presentarse en forma de bolas.

Dichas bolas pueden tener un diámetro comprendido entre 0, 5 y 10 mm, preferiblemente entre 0, 7 y 8 mm, muy 60 preferiblemente entre 0, 8 y 5 mm.

Los aglomerados de alúmina pueden también presentarse bajo la forma de materiales extrusionados.

Pueden entonces tener un tamaño comprendido entre 0, 5 y 5 mm, preferiblemente entre 0, 7 y 3 mm.

Dicho efluente orgánico puede ser un hidrocarburo o una mezcla de hidrocarburos.

Dicha eliminación puede ser realizada a temperatura ambiente.

Se procede preferentemente de manera periódica a una regeneración de los aglomerados de alúmina por tratamiento bajo una corriente de gas caliente.

Dicho gas caliente puede ser un gas inerte, cuya temperatura puede ser de al menos 130º C, preferiblemente de al menos 200º C, muy preferiblemente de al menos 230º C.

Dicho gas caliente puede ser un gas o una mezcla gaseosa oxidante, cuya temperatura es de al menos 150º C, preferiblemente de al menos 200º C.

Dicho gas o mezcla gaseosa oxidante es preferentemente seleccionado entre el aire, otra mezcla de oxígeno/nitrógeno y una mezcla que contenga vapor de agua.

Se pueden utilizar para la regeneración de los aglomerados de alúmina varios gases calientes en sucesión, siendo cada uno de dichos gases calientes de uno de los tipos precedentes.

Como se habrá comprendido, la invención consiste en conferir a los aglomerados de alúmina utilizados en una operación de adsorción de compuestos orgánicos oxigenados de un efluente orgánico una morfología particular en términos combinados de superficie específica, de volumen poroso total y de volumen representado por los poros de diámetro superior o igual a 70 Ã. Los inventores constataron que tales aglomerados se prestaban notablemente a la adsorción de los compuestos orgánicos oxigenados.

Se puede reforzar aún la eficacia de las alúminas para la aplicación contemplada si se les añaden productos "dopantes" constituidos por compuestos a base de metales alcalinos o alcalinotérreos o de tierras raras. Gracias a estos dopantes, es posible obtener los resultados deseados con porosidades menores para estas alúminas.

El volumen poroso total (o VPT) y el volumen representado por los poros de diámetro superior o igual a 70 Ã (o V70Ã) pueden ser medidos sobre una muestra de alúmina por el método clásico de porosimetría de mercurio.

A tal efecto, se pone la muestra de alúmina en una columna, en la cual se introduce mercurio bajo una presión P. Como el mercurio no moja la alúmina, su penetración o su no penetración en los poros de la muestra que tienen un diámetro dado es función del valor de P. Los poros más finos necesitan, para rellenarse, el establecimiento de una presión P más elevada que para el rellenado de los poros más groseros. La medida de la cantidad de mercurio que penetra en la muestra para diferentes valores de P permite conocer el volumen ocupado por los poros de diámetro superior a valores dados de este diámetro. La aplicación de una presión P tan elevada como sea posible da acceso al VPT.

La alúmina podrá presentarse bajo todas las formas habituales conocidas: polvo, bolas o materiales extrusionados, machacados o monolíticos. Se preferirán las bolas y los extrusionados. El tamaño de las bolas estará entonces comprendido de manera útil entre 0, 5 y 10 mm, preferentemente incluido entre 0, 7 y 8 mm, aún preferiblemente incluido entre 0, 8 y 5 mm. Los extrusionados podrán ser de forma cilíndrica o polilobulada, llenos o huecos; su tamaño estará comprendido de manera útil entre 0, 5 y 5 mm, preferiblemente entre 0, 7 y 3 mm.

Para la utilización contemplada, se pueden emplear aglomerados de alúmina de composición estándar, preparados y dotados de forma por todos los métodos conocidos que permiten obtener las características de porosidad buscadas. A modo de ejemplo, las bolas podrán ser obtenidas por medio de una tecnología giratoria, por aglomeración de un polvo de alúmina en una grageadora o un tambor. De manera conocida, este tipo de procedimiento permite obtener bolas de diámetro y de repartos de poros controlados, creándose estas dimensiones y estos repartos, en general, durante la etapa de aglomeración. Se puede crear la porosidad por diferentes medios, como la elección de la granulometría del polvo de alúmina o la aglomeración de varios polvos de alúmina... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de eliminación de las moléculas oxigenadas orgánicas, tales como los alcoholes y ácidos orgánicos, presentes en un efluente orgánico líquido o gaseoso, caracterizado por realizar esta eliminación por adsorción de dichas moléculas oxigenadas orgánicas sobre aglomerados de alúmina que contienen uno o más compuestos dopantes seleccionados entre los compuestos de metales alcalinos, los compuestos de metales alcalinotérreos y los compuestos de tierras raras, cuyo contenido másico total en estos elementos es inferior a 5.000 ppm, presentando dichos aglomerados las características siguientes:

-una superficie específica superior o igual a 10 m2/g y -un volumen poroso total superior o igual a 45 ml/100 g y un V70Ã superior o igual a 15 ml/100 g.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por seleccionar dichos compuestos dopantes entre los compuestos a base de sodio, de potasio, de calcio, de magnesio o de lantano. 15

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por llevar dichos aglomerados de alúmina como único compuesto dopante un compuesto de sodio.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por presentarse dichos aglomerados de 20 alúmina en forma de bolas.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por tener dichas bolas un diámetro comprendido entre 0, 5 y 10 mm.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por presentarse los aglomerados de alúmina en forma de materiales extrusionados.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por tener dichos materiales extrusionados un tamaño comprendido entre 0, 5 y 5 mm. 30

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por ser dicho efluente orgánico un hidrocarburo o una mezcla de hidrocarburos.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por realizar dicha eliminación a 35 temperatura ambiente.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por proceder periódicamente a una regeneración de los aglomerados de alúmina por tratamiento bajo corriente de gas caliente.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por ser dicho gas caliente un gas inerte.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por ser la temperatura de dicho gas inerte de al menos 130º C.

45 13. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por ser dicho gas caliente un gas o una mezcla gaseosa oxidante cuya temperatura es de al menos 150º C.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado por seleccionar dicho gas o mezcla gaseosa oxidante entre el aire, otra mezcla de oxígeno/nitrógeno y una mezcla que contiene vapor de agua. 50

15. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por utilizar para la regeneración de los aglomerados de alúmina varios gases calientes en sucesión, siendo dichos gases calientes del tipo según una al menos de las reivindicaciones 11 a 14.


 

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