MÉTODO DE FABRICACIÓN DE ÓXIDO DE ETILENO.

Esta invención se refiere a la fabricación eficiente de óxido de etileno mediante la oxidación parcial de etileno con oxígeno usando un catalizador de epoxidación de selectividad elevada. En los últimos años se han desarrollado nuevos catalizadores de epoxidación de etileno de selectividad elevada que proporcionan beneficios de selectividad sobre los catalizadores convencionales de epoxidación de actividad elevada. Dichos catalizadores de selectividad elevada se conocen por las patentes de EE. UU. n os 4 761 394 y 4 766 105. Sin embargo, los catalizadores de selectividad elevada emplean temperaturas de reacción más elevadas que los catalizadores de actividad elevada para producir un óxido de etileno dado, y presentan una tasa mayor de desactivación del catalizador que los catalizadores de epoxidación de actividad elevada convencionales. Es por tanto deseable encontrar una forma de aprovecharse de los beneficios de selectividad del uso de un catalizador de epoxidación de selectividad elevada en la preparación de óxido de etileno sin incurrir en los efectos negativos asociados tal como se ha indicado anteriormente en la presente memoria. De acuerdo con la invención, se proporciona un método de fabricación de óxido de etileno, comprendiento dicho método: cargar una alimentación de reactor que comprende etileno, oxígeno y una concentración específica de dióxido de carbono a una zona de reacción de epoxidación que contiene un catalizador de epoxidación de selectividad elevada y que opera en condiciones de reacción de epoxidación, obtener de zona de reacción de epoxidación un efluente del reactor de epoxidación, cargar al menos una porción de dicho efluente del reactor de epoxidación en un medio de absorción de óxido de etileno para separar al menos una porción de tal efluente del reactor de epoxidación en una corriente gaseosa superior y una corriente de óxido de etileno, dividir dicha corriente gaseosa superior en una corriente de porción dividida, si la hubiera, y una corriente de porción remanente en donde dicha corriente de porción remanente es al menos un 40 por ciento ascendiendo a 100 por cien de tal corriente gaseosa superior; cargar dicha corriente de porción remanente como un gas de alimentación que contiene dióxido de carbono en un medio de sistema de eliminación de dióxido de carbono para separar dicho gas de alimentación que contiene dióxido de carbono en una corriente de gas agotada de dióxido de carbono y una corriente de gas de dióxido de carbono, y combinar al menos una porción de tal corriente de gas agotada de dióxido de carbono con oxígeno y etileno para formar así dicha alimentación del reactor. La FIG. 1 es un esquema de flujo de proceso que representa un proceso de fabricación de óxido de etileno que incluye algunoas de las características del método inventivo. La FIG. 2 demuestra la mejora en la duración y la selectividad catalítica de un catalizador de selectividad elevada con gráficos de selectividad del catalizador (S, en %), a una capacidad de trabajo dada, como función de la producción acumulativa de óxido de etileno (P, en kton/m 3 ) para el uso inventivo de un catalizador de epoxidación de selectividad elevada (I) comparado con el uso convencional de un catalizador de epoxidación de selectividad elevada (II) y el uso convencional de un catalizador de actividad elevada (III), La FIG. 3 demuestra la mejora en la duración catalítica y la temperatura de reacción con gráficos de temperatura de refrigerante de reactor (T, en ºC) como una función de la producción acumulativa de óxido de etileno (P, en kton/m 3 ) para el uso inventivo de un catalizador de epoxidación de selectividad elevada (I) y comparado con el uso convencional de un catalizador de epoxidación de selectividad elevada (II) y el uso convencional de un catalizador de actividad elevada (III), y La FIG. 4 presenta gráficos de la concentración de entrada del reactor de dióxido de carbono (CO2, en % en moles) como función de la producción acumulativa de óxido de etileno (P, en kton/m 3 ) correspondiente a los valores para selectividad y temperatura de refrigerante del reactor presentadas en las FIG. 2 y FIG. 3. El sistema de fabricación de óxido de etileno del método inventivo comprende un sistema de reactor de epoxidación, un sistema de recuperación de óxido de etileno, y un sistema de separación de dióxido de carbono que están conectados operativamente entre sí, para proporcionar la oxidación parcial de etileno con oxígeno para proporcionar óxido de etileno y la recuperación de un producto de óxido de etileno. El dióxido de carbono es un subproducto no deseado de la reacción de epoxidación y habitualmente se separa del sistema de fabricación de óxido de etileno a una tasa que se aproxima a su producción para impedir que se acumule en el sistema. 2 E04715057 04-01-2012   Se ha descubierto que en el uso de catalizadores de epoxidación de selectividad elevada en la fabricación de óxido de etileno mediante la oxidación parcial de etileno con oxígeno, a una conversión o capacidad de trabajo constante, se puede obtener una gran mejora en la vida útil del catalizador y otros beneficios alterando la composición de la alimentación típica del reactor de epoxidación. En un proceso de óxido de etileno, una alimentación típica del reactor de epoxidación comprende generalmente etileno, oxígeno y una concentración de dióxido de carbono que, en la mayoría de los gastos, excede el 4 por ciento en moles de la alimentación total del reactor de epoxidación. Esta concentración elevada de dióxido de carbono en la alimentación del reactor no tiene normalmente un impacto significativamente indeseable en las características del comportamiento catalítico de los catalizadores de epoxidación de actividad elevada; sin embargo, con el uso de los catalizadores de epoxidación de selectividad elevada, al contrario del uso de catalizadores de epoxidación de selectividad elevada, en un proceso de epoxidación se pueden obtener enormes beneficios de proceso al procesar una alimentación del reactor de epoxidación que tiene una concentración baja de dióxido de carbono en relación con los procesos de fabricación convencionales de óxido de etileno. El método inventivo proporciona una manera de obtener los beneficios anteriormente mencionados, que resultan del uso de un catalizador de epoxidación de selectividad elevada en el procesado de una alimentación del reactor de epoxidación, proporcionando la reducción de la concentración de dióxido de carbono de la alimentación del reactor de epoxidación. Para recuperar el óxido de etileno como un producto, el efluente del reactor de epoxidación se carga en un sistema de absorción de óxido de etileno. El sistema de absorción de óxido de etileno puede ser cualquier sistema o medio conocido por los expertos en la materia que defina una zona de separación de óxido de etileno y proporcione un medio para separar el óxido de etileno del efluente del reactor de epoxidación y proporcione una corriente de óxido de etileno que comprenda óxido de etileno y una corriente gaseosa superior que comprenda etileno sin reaccionar, oxígeno sin reaccionar y dióxido de carbono La corriente gaseosa superior puede además comprender compuestos inertes. Para separar el dióxido de carbono del sistema de proceso de fabricación de óxido etileno y para lograr los niveles reducidos de concentración de dióxido de carbono en la alimentación del reactor de epoxidación, la corriente gaseosa superior puede ser dividida en una corriente de porción dividida y en una corriente de porción remanente. La corriente de porción remanente se carga en el sistema de separación del dióxido de carbono y la corriente de porción dividida, si la hubiera, de manera optativa se recicla nuevamente al reactor de epoxidación. La corriente de porción remanente incluye al menos 40 por ciento en moles de la corriente total gaseosa superior ascendiendo a 100 por cien en moles de la corriente gaseosa superior. La relación molar de los moles de la corriente de porción remanente a los moles de la corriente gaseosa superior está en el intervalo de 0,4 ascendiendo a 1 y, preferiblemente, esta relación está en el intervalo de 0,5 a 1. En una realización particular y especialmente preferida del método inventivo se desea que sustancialmente la corriente gaseosa superior completa se cargue en el sistema de separación de dióxido de carbono. Lo que se pretende por sustancialmente es que ya sea todo, es decir, el 100 por cien en moles, o al menos 80 o 90 por ciento en moles de la corriente gaseosa superior pase y se cargue en el sistema de separación de dióxido de carbono. El sistema de separación de dióxido de carbono puede ser cualquier sistema o medio que conozcan los expertos en la materia, que defina una zona de separación... [Seguir leyendo]

1. Un método para preparar óxido de etileno, comprendiendo dicho método: cargar una alimentación de reactor que comprende etileno, oxígeno y una concentración de dióxido de carbono en una zona de reacción de epoxidación que contiene un catalizador de epoxidación soportado basado en plata de selectividad elevada que comprende una cantidad promotora de renio y que opera en condiciones de reacción de epoxidación, en donde dicha concentración de dióxido de carbono está en el intervalo de 0,1 a menor que 2 por ciento en moles de la alimentación total del reactor; obtener de dicha zona de reacción de epoxidación un efluente del reactor de epoxidación, cargar al menos una porción de dicho efluente del reactor de epoxidación en un medio absorbente de óxido de etileno para separar dicha al menos una porción de dicho efluente del reactor de epoxidación en una corriente gaseosa superior y una corriente de óxido de etileno, dividir dicha corriente gaseosa superior en una corriente de porción dividida, si la hubiera, y en una corriente de porción remanente en donde dicha corriente de porción remanente es al menos 40 por ciento a 100 por cien de dicha corriente gaseosa superior, cargar dicha corriente de porción remanente como gas de alimentación que contiene dióxido de carbono en un medio de sistema de eliminación de dióxido de carbono para separar dicho gas de alimentación que contiene dióxido de carbono en una corriente de gas agotada de dióxido de carbono y en una corriente gaseosa de dióxido de carbono, y combinar al menos una porción de dicha corriente de gas agotada de dióxido de carbono con oxígeno y etileno para formar así dicha alimentación del reactor. 2. Un método según la reivindicación 1, en donde dicha etapa de combinación incluye además combinar al menos una porción de dicha corriente de porción dividida con dicha al menos una porción de dicha corriente gaseosa agotada de dióxido de carbono, dicho oxígeno y dicho etileno para formar así dicha alimentación del reactor. 3. Un método según la reivindicación 1 ó 2, en donde dichas condiciones de reacción de epoxidación incluyen una temperatura de zona de reacción de epoxidación menor que 260°C. 4. Un método según la reivindicación 3, en donde dichas condiciones de reacción de epoxidación incluyen una temperatura de zona de reacción de epoxidación menor que 250°C, en particular en el intervalo de 180 a 250 °C, más especialmente en el intervalo de 190 a 240°C. 5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde dicha concentración de dióxido de carbono está en el intervalo de 0,2 a menor que 1,25 por ciento en moles, de la alimentación total del reactor. 6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde dicha corriente de porción remanente es al menos 40 por ciento a 100 por cien de dicha corriente gaseosa superior. 7. Un método según la reivindicación 6, en donde sustancialmente toda dicha corriente gaseosa superior se carga como gas de alimentación que contiene dióxido de carbono al medio del sistema de eliminación de dióxido de carbono para separar dicho gas de alimentación que contiene de dióxido de carbono. 8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde dicho catalizador de epoxidación soportado basado en plata de selectividad elevada comprende un material de soporte, una cantidad catalíticamente eficaz de plata, y una cantidad promotora de renio. 9. Un método según la reivindicación 8, en donde el material de soporte es una alfa alúmina, la cantidad de plata está en el intervalo de 1 a 40 por ciento en peso, y la cantidad de renio está en el intervalo de 0,1 a 10 micromoles por gramo, basado en el peso total del catalizador. 10. Un método para obtener 1,2-etanodiol o 1,2-etanodiol éter que comprende: - obtener óxido de etileno mediante un método de fabricación de óxido de etileno según cualquiera de las reicvindicaciones 1-9, y - convertir el óxido de etileno en 1,2-etanodiol o el 1,2-etanodiol éter. 9 E04715057 04-01-2012   E04715057 04-01-2012   11 E04715057 04-01-2012