PROCEDIMIENTO PARA LA ELIMINACIÓN DE HIDROXIACETONA DEL FENOL.

Procedimiento para la eliminación de hidroxiacetona del fenol La presente invención se refiere a un procedimiento para producir fenol, particularmente a un procedimiento en el que el producto obtenido a partir de la escisión catalizada por ácidos de hidroperóxido de cumeno se separa por destilación en al menos una fracción que contiene fenol y una fracción acuosa que comprende hidroxiacetona, por lo que dicha fracción acuosa se trata con un agente de oxidación en presencia de una base para obtener un medio acuoso básico reducido en hidroxiacetona. Antecedentes de la invención Se conoce bien el procedimiento para preparar fenol a partir de cumeno. En este procedimiento, en primer lugar el cumeno se oxida por el oxigeno del aire para dar hidroperóxido de cumeno. Esta etapa de procedimiento se denomina típicamente oxidación. En la segunda etapa de reacción, la denominada escisión, el hidroperóxido de cumeno se escinde para dar fenol y acetona usando un ácido mineral fuerte como catalizador, por ejemplo, ácido sulfúrico. Después, el producto de esta segunda etapa de reacción, el denominado producto de escisión, se fracciona por destilación. Los requisitos de pureza para el fenol que se va a comercializar se están volviendo más y más rigurosos. Por consiguiente, con el fin de hacer funcionar una planta de producción de fenol de forma económica, el rendimiento global y la selectividad para dar el producto final deseado han de mejorarse, y las impurezas formadas durante cualquiera de las etapas de reacción que se han descrito anteriormente han de eliminarse lo más cuantitativamente posible con la menor pérdida posible del producto final deseado, especialmente fenol y acetona, con bajos costes de inversión y variables, especialmente costes de energía. Los subproductos predominantes formados en las etapas de oxidación son alcohol dimetilbencílico y acetofenona. La acetofenona deja el procedimiento con los componentes de alto punto de ebullición de la destilación. El alcohol dimetilbencílico se deshidrata en la etapa de escisión para dar alfa-metilestireno que forma parcialmente dímeros de alto punto de ebullición y cumilfenoles en la etapa de escisión por catalizador ácido. Los componentes de alto punto de ebullición se separan del fenol en la etapa de destilación. El alfa-metilestireno sin reaccionar se separa y se hidrogena para formar cumeno que se recicla en el procedimiento. Dependiendo de las demandas del mercado, también puede purificarse adicionalmente alfa-metilestireno y venderse como un producto de valor. Por lo tanto, un enfoque de la técnica anterior es cómo hacer funcionar la etapa de oxidación, así como la etapa de escisión para reducir la formación de estos componentes de alto puntos de ebullición, que pueden considerarse como pérdidas de cumeno directas. Por ejemplo, para la escisión, estos procedimientos se describen en los documentos US-A-4.358.618, US-A-5.254.751, WO98/27039 y US-6.555.719. Pero además de estos componentes de alto punto de ebullición en la escisión se forman otros componentes, como por ejemplo hidroxiacetona, 2-metilbenzofurano y óxido de mesitilo. Estas denominadas microimpurezas no son fáciles de separar del fenol en la destilación. La hidroxiacetona es el componente más crítico ya que es casi imposible separarlo del fenol mediante una destilación simple. La hidroxiacetona también es típicamente la microimpureza con la mayor concentración en el producto obtenida de la etapa de escisión. La concentración de hidroxiacetona en el producto de escisión puede variar entre 200 y 3.000 ppmp (partes por millón en peso). Por lo tanto, hay grandes esfuerzos en la técnica anterior para eliminar y separar la hidroxiacetona del producto obtenido a partir de la etapa de escisión (véase, por ejemplo, los documentos US 6.066.767, US 6.630.608, US 6.576.798 y US 6.875.898). La desventaja de todos estos procedimientos es que deben procesarse flujos de alto volumen del producto de escisión. Además, en el documento US 6.875.898, el flujo de alto volumen del producto de escisión debe tratarse con un agente de oxidación, que puede causar enormes esfuerzos para hacer funcionar el proceso con seguridad. Anterior a la destilación, el producto de escisión se neutraliza con una solución acuosa básica, tal como, fenato sódico o soda cáustica. El producto de escisión que está saturado con agua y después se trata por destilación. Un procedimiento bien conocido es separar la mayor parte de la hidroxiacetona con una fase acuosa que se separa en la primera columna de destilación mientras se toma fenol en bruto junto con los componentes de alto punto de ebullición en forma del producto inferior, como se describe en los documentos US 3.405.038 o en US 6.657.087. De acuerdo con las enseñanzas del documento US 6.657.087, se desecha una porción de la fase acuosa obtenida después de la separación en fases del subproducto removible de la primera columna de destilación mientras que el resto se devuelve a la primera columna de destilación. Por consiguiente, la porción desechada de la fase acuosa ha de someterse a tratamiento de aguas residuales de acuerdo con la legislación de seguridad y de medio ambiente. Esto aumenta considerablemente los costes de realización del proceso. Además, la porción de agua desechada del sistema ha de volver a introducirse como agua potable que es adicionalmente un residuo de recursos. Por lo tanto, es objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento para producir fenol que evita las desventajas de la técnica anterior que se han analizado anteriormente y permite una reducción eficaz de la hidroxiacetona de la corriente de fenol en bruto con bajos costes de inversión y variables. 2   La patente de Estados Unidos 4.283.568 describe un procedimiento para la recuperación de fenol de una mezcla de reacción resultado de la escisión por ácidos de hidroperóxido de cumeno. La neutralización de la mezcla de reacción ácida se realiza con fenato sódico, un producto obtenido a partir de la recuperación posterior del fenol y reciclado para el proceso de neutralización. Resumen de la invención Este objeto se ha alcanzado mediante un procedimiento para producir fenol que comprende: a) oxidar cumeno para formar un producto de oxidación que contiene hidroperóxido de cumeno; b) escindir dicho producto de oxidación usando un catalizador ácido para formar un producto de escisión que contiene fenol, acetona e impurezas; c) neutralizar y lavar dicho producto de escisión con un medio acuoso básico para obtener un producto de escisión neutralizado; d) separar dicho producto de escisión neutralizado mediante al menos una etapa de destilación en al menos una fracción que contiene fenol y una fracción acuosa que comprende hidroxiacetona; e) tratar dicha fracción acuosa con un agente de oxidación en presencia de una base para obtener un medio acuoso básico reducido en hidroxiacetona; f) reciclar al menos una porción de dicho medio acuoso básico para la etapa de neutralización y lavado c); y g) recuperar fenol de dicha fracción que contiene fenol obtenida en la etapa d). En comparación con la descripción del documento US 6.576.798, sólo una corriente acuosa de bajo volumen, que comprende hidroxiacetona obtenida a partir de la separación de destilación del producto de escisión, ha de tratarse con un agente de oxidación. Además, en comparación con los datos experimentales presentados en el documento US 6.576.798, la cantidad residual de hidroxiacetona en la corriente de fenol en bruto se reduce considerablemente cuando se usa el procedimiento de la presente invención. Además, en comparación con las enseñanzas del documento US 6.657.087, la corriente acuosa que no contiene hidroxiacetona obtenida a partir de la destilación de los productos de escisión que se han sometido a tratamiento de aguas residuales se desecha sin comprometer la calidad del fenol en bruto en función de la hidroxiacetona residual. Descripción detallada de la presente invención De acuerdo con la presente invención, la mayor parte de la hidroxiacetona presente del producto de escisión obtenido a partir de la escisión catalizada por ácidos de hidroxiperóxido de cumeno, preferiblemente más del 90 por ciento, se elimina con una fracción acuosa obtenida separando el producto de escisión neutralizado mediante al menos una etapa de destilación. La fase acuosa que comprende la hidroxiacetona eliminada del producto de escisión se trata con un agente de oxidación en presencia de una base. Por lo tanto, la hidroxiacetona se convierte en productos de oxidación neutralizados, por ejemplo, sales del material funcional de carboxilo correspondiente, dando como resultado un medio acuoso básico que tiene un contenido de hidroxiacetona reducido. Se usa al menos una porción de dicho medio acuoso básico para neutralizar... [Seguir leyendo]

a) oxidar cumeno para formar un producto de oxidación que contiene hidroperóxido de cumeno; b) escindir dicho producto de oxidación usando un catalizador ácido para formar un producto de escisión que contiene fenol, acetona e impurezas; c) neutralizar y lavar dicho producto de escisión con un medio acuoso básico para obtener un producto de escisión neutralizado; d) separar dicho producto de escisión neutralizado mediante al menos una etapa de destilación en al menos una fracción que contiene fenol y una fracción acuosa que comprende hidroxiacetona; e) tratar dicha fracción acuosa con un agente de oxidación en presencia de una base para obtener un medio acuoso básico reducido en hidroxiacetona; f) reciclar al menos una porción de dicho medio acuoso básico para la etapa de neutralización y lavado c); y g) recuperar fenol de dicha fracción que contiene fenol obtenida en la etapa d). 2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que en la etapa e) dicha base se añade a la fracción acuosa anterior al tratamiento de oxidación. 3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que la base se añade en una cantidad de forma que se ajuste el pH para que sea mayor de 8, preferiblemente que esté entre 10 y 12. 4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa e) dicha base es una solución acuosa de fenato sódico. 5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que la concentración de fenato sódico en la solución de fenato sódico es del 5 al 50, preferiblemente del 30 al 45, más preferido del 40 al 45 por ciento en peso. 6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que en la etapa de tratamiento e) la hidroxiacetona se convierte en productos de oxidación neutralizados, preferiblemente al menos el 90% de la hidroxiacetona se convierte en productos de oxidación neutralizados, ajustando la temperatura y el tiempo de residencia. 7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el contenido de acetona de dicha fracción acuosa es menos del 0,1 por ciento en peso. 8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura en la etapa de tratamiento e) es 20-150 ºC, preferiblemente de 80 a 120 ºC, más preferido de 90 a 110 ºC. 9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa de neutralización y lavado c) la mezcla del producto de escisión y el medio acuoso es heterogéneo y después de la etapa de neutralización y lavado c) y anterior a la etapa de separación d) la mezcla heterogénea se separa en fases en una fase acuosa que contiene al menos una parte de los productos de oxidación neutralizados de hidroxiacetona y una fase orgánica de agua que se administra a la etapa de separación d). 10. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha fracción acuosa obtenida en la etapa de separación d) comprende más del 90% de la hidroxiacetona presente en el producto de escisión neutralizado administrado a la etapa de separación d). 11. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el fenol en bruto obtenido a partir de la etapa de separación d) comprende metilbenzofurano e hidroxiacetona y se trata pasando la corriente de fenol en bruto a través de al menos dos reactores conectados en serie, conteniendo los reactores una resina de intercambio iónico ácida, por lo que la temperatura en los reactores sucesivos disminuye en la dirección del flujo de la corriente de fenol para que la temperatura en el primer reactor en la dirección del flujo de la corriente de fenol esté entre 100 ºC y 200 ºC, y la temperatura en el último reactor en la dirección del flujo de la corriente de fenol esté entre 50 ºC y 90 ºC sin una etapa de separación térmica entre cualquiera de los dos reactores sucesivos. 12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que se emplean de 2 a 4 reactores conectados en serie. 13. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, en el que la temperatura en el primer reactor en la dirección del flujo de la corriente de fenol está entre 100 ºC y 150 ºC, preferiblemente entre 100 ºC y 120 ºC, y la temperatura en el último reactor en la dirección del flujo de la corriente de fenol está entre 50 ºC y 70 ºC. 14. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 11-13, en el que los reactores contienen la resina de intercambio iónico ácida en una disposición de lecho fijo. 9   15. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 11-14, en el que la corriente de fenol se pasa a través de un intercambiador de calor entre un primer reactor y un segundo reactor sucesivo usando un efluente de fenol más frío de un reactor situado corriente abajo del primer reactor como refrigerante en el intercambiador de calor.   11