PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN DE ACROLEÍNA.

Procedimiento de preparación de acroleína por oxidación del propileno,

caracterizado porque comprende una etapa de deshidratación del glicerol en presencia de un gas que contiene propileno.

Procedimiento de preparación de acroleína.

Campo técnico La presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de acroleína a partir del propileno, que comprende una etapa de deshidratación de glicerol en presencia de un gas que contiene propileno y más particularmente en presencia del gas de reacción resultante de la etapa de oxidación del propileno en acroleína.

Técnica anterior y problema técnico El procedimiento de producción de acroleína más comúnmente utilizado se basa en la reacción de oxidación catalítica en fase gaseosa del propileno por el oxígeno del aire, tal como se describe por ejemplo en el documento "Technique de l'ingénieur, traité Génie des procédés J 6 100 1-4". La acroleína así obtenida puede estar directamente integrada en un procedimiento en dos etapas de fabricación de ácido acrílico a partir del propileno en fase gaseosa, o bien ser utilizada como intermediario de síntesis. La acroleína es en particular un intermediario clave para la síntesis de la metionina, aminoácido de síntesis utilizado como complemento de la alimentación animal que se impuso como sustituto de las harinas de pescado. La acroleína encuentra asimismo otras numerosas aplicaciones para preparar derivados que pueden ser sintetizados en el sitio mismo de producción de la acroleína, limitando así el almacenamiento y transporte de este producto químico tóxico.

En algunos casos, puede ser interesante poder aumentar las capacidades de producción en acroleína de las unidades ya existentes.

La producción de acroleína es fuertemente dependiente de la materia prima propilénica. El propileno, obtenido mediante craqueo a vapor o craqueo catalítico de fracciones del petróleo tiene el inconveniente de contribuir al aumento del efecto invernadero, debido a su origen fósil. Por otra parte, el recurso en propileno puede volverse limitado.

Parece por lo tanto particularmente interesante poder aumentar la productividad en acroleína, reduciendo al mismo tiempo la dependencia a un recurso fósil.

Es conocido desde hace mucho tiempo que el glicerol puede conducir a la obtención de acroleína. El glicerol procede de la metanólisis de los aceites vegetales al mismo tiempo que los ésteres metílicos que son utilizados en particular como carburantes o combustibles en el gasoil y el fuel doméstico. Este es un producto natural que disfruta de un aura "verde", está disponible en gran cantidad y puede ser almacenado y transportado sin dificultad. Numerosos estudios están destinados a la valorización del glicerol según su grado de pureza, y la deshidratación del glicerol en acroleína es una de las vías consideradas.

La reacción utilizada para obtener la acroleína a partir del glicerol es:

CH2OH-CHOH-CH2OH Q CH2=CH-CHO + 2H2O

Por regla general la reacción de hidratación es favorecida con bajas temperaturas, y la reacción de deshidratación es favorecida con altas temperaturas. Para obtener la acroleína, se necesita por lo tanto emplear una temperatura suficiente, y/o un vacío parcial para desplazar la reacción. La reacción puede ser efectuada en fase líquida o en fase gaseosa. Este tipo de reacción es conocida por ser catalizada por unos ácidos. Diferentes procedimientos de síntesis de la acroleína a partir del glicerol están descritos en la técnica anterior; se pueden citar en particular los documentos FR 695931, US 2, 558, 520, WO 99/05085, US 5, 387, 720. Los documentos GB 1, 152, 215 y WO 2004/099113 describen un procedimiento de preparación de acroleína mediante oxidación del propileno.

Se ha encontrado ahora que la reacción de deshidratación del glicerol en acroleína puede efectuarse en presencia de un gas que contiene propileno. Así, es ventajoso introducir glicerol en el procedimiento de oxidación catalítica en fase gaseosa del propileno, lo que permite utilizar una materia prima renovable aumentando al mismo tiempo la producción de acroleína. Tal procedimiento se vuelve particularmente ventajoso para la síntesis de metionina que puede entonces ser denominada "obtenida a partir de biomasas". En efecto, la metionina, durante su uso en la alimentación animal, se metaboliza rápidamente y el gas carbónico que se encuentra en la atmósfera contribuye al aumento del efecto invernadero. Si la acroleína se obtiene parcialmente a partir de una materia prima renovable, tal como el glicerol que proviene de un aceite vegetal, las emisiones de CO2 ya no entran totalmente en el balance del procedimiento, debido a que compensa el gas carbónico utilizado por la biomasa para su crecimiento; hay por lo tanto una limitación del aumento del efecto invernadero. Tal procedimiento responde entonces a los criterios asociados al nuevo concepto de "química verde" en un ámbito más global de desarrollo sostenible.

Exposición de la invención El objeto de la presente invención es por lo tanto un procedimiento de preparación de acroleína mediante oxidación del propileno, que comprende una etapa de deshidratación del glicerol en presencia de un gas que contiene propileno.

La reacción de deshidratación del glicerol se puede realizar en presencia de la mezcla gaseosa que alimenta el reactor de oxidación del propileno, generalmente constituido de propileno, de vapor de agua, de un gas inerte que puede ser el nitrógeno o el argón, y de oxígeno molecular, o de un gas que contiene oxígeno molecular.

Según un modo de realización preferido de la invención, la etapa de deshidratación del glicerol se realiza en presencia del gas de reacción que resulta de la etapa de oxidación del propileno en acroleína. Este gas de reacción está generalmente constituido de una mezcla de los gases que no han reaccionado (propileno no transformado, propano presente inicialmente en el propileno, gas inerte, vapor de agua, oxígeno, CO, CO2) , de acroleína producida y de diferentes subproductos tales como ácido acrílico, ácido acético, y otros compuestos minoritarios.

Sin que la solicitante esté obligada a explicación alguna, ésta piensa que la etapa de deshidratación del glicerol permite enfriar los gases de reacción que resultan de la etapa de oxidación del propileno en acroleína.

En efecto, en la reacción de oxidación del propileno en acroleína, los gases de reacción salen de la zona de reacción a una temperatura elevada, siendo exotérmica la reacción de oxidación del propileno. Es necesario enfriar estos gases de reacción para recuperar la acroleína. En un procedimiento de preparación de ácido acrílico a partir del propileno en dos etapas, es necesario asimismo enfriar los gases de reacción que resultan de la primera etapa de oxidación del propileno en acroleína antes de entrar en la segunda etapa de oxidación de la acroleína en ácido acrílico, debido a que la reacción de oxidación de la acroleína en ácido acrílico se efectúa a una temperatura más baja que la reacción de oxidación del propileno en acroleína. Además, la acroleína puede auto-incendiarse a temperaturas elevadas lo que acarrea pérdidas de rendimientos.

Este enfriamiento es en general obtenido gracias a un intercambiador térmico colocado más abajo de la zona catalítica. El mismo efecto puede, en todo o parte, ser obtenido gracias a la utilización de una reacción endotérmica, tal como la deshidratación del glicerol. En la presente invención, la reacción de deshidratación del glicerol presenta la ventaja de conducir al mismo producto de reacción principal (acroleína) que la reacción de oxidación del propileno. Resulta así un aumento de la productividad en acroleína mientras se recupera de manera eficaz el calor de la reacción de oxidación.

Otras características y ventajas de la invención destacarán mejor con la lectura de la descripción siguiente y en referencia a las figuras anexas en las que:

- la figura 1 representa esquemáticamente un reactor de oxidación del propileno en acroleína, convencional.

- las figuras 2, 3, 4 y 5 representan esquemáticamente diferentes configuraciones de reactores de oxidación del propileno en acroleína que corresponden a modos de realización del procedimiento según la invención.

Exposición detallada de la invención En el procedimiento de la invención, la etapa de deshidratación de glicerol es efectuada en fase gaseosa en presencia de un catalizador a una temperatura comprendida entre 150º C y 500º C, preferiblemente comprendida entre 250º C y 350º C, y una presión comprendida entre 1 y 5 bares.

La etapa de deshidratación... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de acroleína por oxidación del propileno, caracterizado porque comprende una etapa de deshidratación del glicerol en presencia de un gas que contiene propileno.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el gas que contiene propileno es el gas de reacción 5 que resulta de la etapa de oxidación del propileno en acroleína.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el gas que contiene propileno es la mezcla gaseosa que alimenta el reactor de oxidación del propileno.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la reacción de deshidratación se efectúa en fase gaseosa en presencia de un catalizador.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se añade oxígeno molecular para la etapa de deshidratación del glicerol.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el glicerol se inyecta en forma líquida o en forma gaseosa.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se utiliza glicerol puro, o en forma de 15 disolución acuosa concentrada o diluida.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la oxidación del propileno se realiza en presencia de un balasto térmico.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la etapa de deshidratación del glicerol se realiza en parte en la caldera que sirve para enfriar el fluido térmico que circula en 6 y 7.