Método para aislar N2O.

Método para purificar una mezcla de gases G-0 que contiene óxido nitroso,

que comprende al menos los siguientes pasos: A1 Absorción de la mezcla de gases G-0 en un solvente orgánico A2 Desorción de una mezcla de gases G-1 del solvente orgánicos cargado B1 Absorción de la mezcla de gases G-1 en agua B2 Desorción de una mezcla de gases G-2 del agua cargada.

Método para aislar N2O

La presente invención se refiere a un método para la purificación de una mezcla de gas G-0 que contiene óxido nitroso.

Del estado de la técnica se conocen diversos métodos de preparación de óxido nitroso. Igualmente se conoce que el óxido nitroso puede emplearse, por ejemplo, como agente de oxidación para olefinas.

De esta manera, la WO 98/25698 divulga un método para preparar óxido nitroso mediante oxidación parcial catalítica de NH3 con oxígeno. En tal caso, de acuerdo con la WO 98/25698 se emplea un catalizador de óxido de manganeso, óxido de bismuto y óxido de aluminio, el cual conduce a óxido nitroso con alta selectividad. Un sistema catalizador similar también se describe más detalladamente en un trabajo científico (Noskov et al., Chem. Eng. J. 91 (2003) 235-242) . De acuerdo con la US 5, 849, 257 también se divulga un método para preparar óxido nitroso mediante oxidación de amoniaco. En tal caso, la oxidación tiene lugar en presencia de un catalizador de óxido de cobre-manganeso.

Según el método divulgado en la WO 00/01654 el óxido nitroso se prepara reduciendo una corriente de gas que contiene NOX y amoniaco.

La oxidación de un compuesto olefínico hacia un aldehído o una cetona mediante óxido nitroso se describe, por ejemplo, en la GB 649, 680 o en la equivalente a ésta US 2, 636, 898. En ambos documentos se divulga de manera muy general que la oxidación puede efectuarse en principio en presencia de un catalizador de oxidación adecuado.

En los nuevos artículos científicos de G. L. Panov et al., "Non-Catalytic Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Nitrous Oxide. 1. Oxidation of Cyclohexene to Cyclohexanone", React. Kinet. Catal. Lett. Vol. 76, No. 2 (2002) páginas 401-405, y K. A. Dubkov et al., "Non-Catalytic Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Nitrous Oxide. 2. Oxidation of Cyclopentene to Cyclopentanone", React. Kinet. Catal. Lett. Vol. 77, No. 1 (2002) páginas 197-205 se describen igualmente oxidaciones de compuestos olefínicos con óxido nitroso. Un artículo científico, "Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Nitrous Oxide to Carbonyl Compounds" de E. V. Starokon et al. in Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 268 - 274, también incluye un estudio mecanicista de la oxidación de alquenos con óxido nitroso en fase líquida.

La síntesis de compuestos de carbonilo a partir de alquenos con óxido nitroso también se describe en diferentes solicitudes internacionales de patente. De esta manera, la WO 03/078370 divulga un método para preparar compuestos carbonilo a partir de alquenos alifáticos con óxido nitroso. La reacción se realiza a temperaturas en el rango de 20 a 350º C y presiones de 0, 01 a 100 atm. La WO 03/078374 divulga un método correspondiente para la preparación de ciclohexanona. Según la WO 03/078372 se producen cetonas cíclicas con 4 a 5 átomos. Según la WO 03/078375 en estas condiciones de proceso se preparan cetonas cíclicas a partir de alquenos cíclicos con 7 a 20 átomos de C. WO03/078371 divulga un método para la preparación de cetonas sustituidas a partir de alquenos sustituidos. WO 041000777 divulga un método para la reacción de di- y polialquenos con óxido nitroso hacia los correspondientes compuestos de carbonilo. La purificación de óxido nitroso no se menciona en estos documentos.

Igualmente se conoce que las corrientes de gas de escape que contienen óxido nitroso pueden emplearse para reacciones adicionales. Se produce óxido nitroso como producto secundario indeseado en diferentes procesos químicos, principalmente en la oxidación con ácido nítrico y allí muy particularmente en la oxidación de ciclohexanona y/o ciclohexanol hacia ácido adípico. Otros ejemplo de procesos en los que se produce óxido nitroso como subproducto indeseado son la oxidación de ciclododecanona y/o ciclododecanol con ácido nítrico hacia ácido dodecandicarboxílico y la oxidación parcial de NH3 hacia NO.

De esta manera, la WO 2005/030690, la WO 2005/030689 y la WO 2004/096745 divulgan métodos para la oxidación de olefinas con óxido nitroso, más precisamente la oxidación de ciclododecatrieno, de ciclododeceno y de ciclopenteno. Todas las tres solicitudes divulgan que además de otras fuentes de óxido nitroso también puede emplearse corrientes de gas de escape que pueden purificarse mediante métodos de destilación, por ejemplo, antes de emplearlos como agentes de oxidación.

En la GB 649, 680 se divulga un método para la oxidación de olefinas por medio de óxido nitroso. En tal caso también se divulga que las olefinas pueden ser olefinas cíclicas que se oxidan hasta cetonas cíclicas por medio de óxido nitroso.

Tanto durante la preparación de óxido nitroso como también al usar gases de escape, N2O se produce primero como mezcla gaseosa diluida con otros componentes. Estos componentes pueden subdividirse en aquellos que actúan como obstáculo y aquellos que se comportan de manera inerte. Para el empleo como medio de oxidación pueden

mencionarse como aquellos gases que actúan como obstáculo, entre otros, NOX u oxígeno, por ejemplo. El término "NOX", tal como se entiende en el contexto de la presente invención, designa todos los compuestos NaOb, donde a es 1 o 2 y b es un número de 1 a 6, excepto N2O. En lugar del término "NOX", en el contexto de la presente invención también se usa el término "óxidos de nitrógeno". Como componentes secundarios que obstaculizan también pueden mencionarse NH3 y ácidos orgánicos.

Para aplicaciones especiales también es necesario purificar el óxido nitroso antes de la reacción. Por ejemplo, para el uso de óxido nitroso como agente de oxidación es necesario retirar componentes secundarios que obstaculizan, como oxígeno u óxidos de nitrógeno NOX.

Del estado de la técnica en principio se conocen métodos para retirar NOX. Por ejemplo, en M. Thiemann et. al in Ullmann's Encyclopedia, 6th Edition, 2000, Electronic Edition, capítulo "Nitric Acid, Nitrous Acid, and Nitrogen Oxides", sección 1.4.2.3, se da una reseña.

La solicitud WO 00/73202 describe un método de cómo retirar NOX y O2 de una corriente gaseosa que contiene N2O. El NOX se retira por reducción catalítica con NH3 y el oxígeno mediante reducción catalítica con hidrógeno u otros agentes de reducción. Este método tiene sin embargo la desventaja de que el producto se contamina con NH3. Solo es posible una fuerte disminución en la concentración de oxígeno, por ejemplo de arriba de 90 % de la cantidad original, si se acepta una pérdida de N2O de, por ejemplo 3 a 5% de la cantidad original.

Para aplicaciones especiales puede ser necesario retirar también los compuestos inertes puesto que, por dilución, pueden volver lenta la reacción deseada con N2O. El término "gas inerte", tal como se usa en el contexto de la presente invención, designa un gas que se comporta de modo inerte respecto de la reacción de N2O con una olefina; es decir que en condiciones de la reacción de olefinas con N2O no reacciona con las olefinas no con N2O. Como gases inertes pueden mencionarse, por ejemplo, nitrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrógeno, argón, metano, etano y propano. Pero los gases inertes pueden disminuir el rendimiento espacio-tiempo de tal modo que una disminución de su concentración puede ser igualmente ventajosa. Pero igualmente puede ser ventajoso obtener una mezcla de gas que contenga todavía gases inertes y luego pueda emplearse directamente en otra reacción.

En DE 27 32 267 A1 se divulga, por ejemplo, un método para purificar óxido nitroso, en cuyo caso primero se retiran óxido de nitrógeno, dióxido de nitrógeno, dióxido de carbono y agua y a continuación la mezcla de gas se licúa mediante compresión a 40 a 300 bar y enfriamiento a 0 hasta -88º C. De esta mezcla gaseosa licuada se r etira luego el óxido nitroso. Este método logra una purificación y una concentración del N2O, pero debido a la alta presión requerida (60 bar) , a las bajas temperaturas (-85º C ) y a las altas inversiones asociadas no es atractivo económicamente.

En US 4, 177, 645 se divulga un método para retirar óxido nitroso de las corrientes de gas de escape que comprende igualmente una purificación previa y una destilación a baja temperatura. La solicitud EP 1 076 217 A1 describe igualmente un método para retirar del N2O impurezas con bajo punto de ebullición mediante destilación a baja temperatura.

US 6, 505, 482, US 6, 370, 911 y US 6, 387, 161 también divulgan métodos para la... [Seguir leyendo]

1. Método para purificar una mezcla de gases G-0 que contiene óxido nitroso, que comprende al menos los siguientes pasos: A1 Absorción de la mezcla de gases G-0 en un solvente orgánico 5 A2 Desorción de una mezcla de gases G-1 del solvente orgánicos cargado B1 Absorción de la mezcla de gases G-1 en agua B2 Desorción de una mezcla de gases G-2 del agua cargada.

2. Método según la reivindicación 1, en el que la mezcla de gases que contiene óxido nitroso es el gas de escape de una planta de ácido adípico y/o de una planta de ácido dodecandicarboxílico y/o de una planta de hidroxilamina y/o de una planta de ácido nítrico operada con el gas de escape de una planta de ácido adípico y/o de una planta de ácido dodecandicarboxílico y/o de una planta de hidroxilamina.

3. Método según una de las reivindicaciones 1 o 2, en el cual el solvente orgánico se selecciona del grupo compuesto por tolueno, nitrobenceno, 1, 2-diclorobenceno, tetradecano y ftalato de dimetilo.

4. Método según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual la presión durante la absorción de acuerdo con A1 o 15 B1 se encuentra en un rango de 10 a 35 bar.

5. Método según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los pasos A1 y A2 o los pasos B1 y B2 o los pasos A1 y A2 y los pasos B1 y B2 se realizan en una columna con pared de separación.

6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual el método comprende adicionalmente el paso C de

ajustar el contenido de óxidos de nitrógeno NOx en la mezcla de gases a máximo 0, 5 % en volumen, respecto del 20 volumen total de la mezcla de gases.

7. Método según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual el paso C se lleva a cabo antes de los pasos A1, A2, B1 y B2.

8. Método según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual se licúa la mezcla de gases G-2 obtenida.