PROCESO PARA LA FABRICACIÓN DE 1,2-DICLOROETANO.

La presente invención se refiere a un proceso para la fabricación de 1,2-dicloroetano (DCE), a un proceso para la fabricación de cloruro de vinilo (VC) y a un proceso para la fabricación de poli(cloruro de vinilo) (PVC). Habitualmente se prepara DCE mediante oxicloración de etileno usando cloruro de hidrógeno (HCl) y una fuente de oxígeno o mediante cloración directa de etileno usando cloro. La deshidrocloración de DCE mediante pirólisis da así como resultado la producción de VC con la liberación de HCl. La oxicloración y la cloración generalmente se llevan a cabo en paralelo y el HCl producido en la pirólisis se usa en la oxicloración. Hasta la fecha, normalmente se usa etileno que es puro en más del 99,8% para la fabricación de DCE. Este etileno de muy alta pureza se obtiene a través del craqueo térmico de diversos productos del petróleo, seguido de numerosas operaciones de separación complejas y costosas con el fin de aislar el etileno de los demás productos del craqueo y obtener un producto de muy alta pureza. Dado el alto coste relacionado con la producción de etileno de tan alta pureza, y también la ventaja que podría haber en prever un proceso para la fabricación de VC mediante DCE en regiones favorables que carecen de capacidades de etileno accesible, se han previsto diversos procesos para la fabricación de DCE usando etileno que tiene una pureza inferior al 99,8%. Estos procesos tienen la ventaja de reducir los costes simplificando el transcurso de la separación de los productos que resultan del craqueo de productos del petróleo y por tanto abandonando las complejas separaciones que no son beneficiosas para la fabricación de DCE. Por tanto, se han previsto diversos procesos para la fabricación de DCE partiendo de etileno que tiene una pureza inferior al 99,8% producido mediante craqueo simplificado de etano. Por ejemplo, la solicitud de patente WO 00/26164 describe un proceso para la fabricación de DCE mediante cloración de etileno obtenido mediante craqueo simplificado de etano, teniendo lugar la cloración en presencia de impurezas obtenidas durante el craqueo de etano sin ninguna otra purificación. La solicitud de patente WO 03/48088 describe en sí misma un proceso para la fabricación de DCE mediante deshidrogenación de etano que da lugar a la formación de una fracción que comprende etano, etileno e impurezas incluyendo hidrógeno, fracción que se somete entonces a una cloración y/o una oxicloración. Estos procesos tienen la desventaja de que el etileno obtenido no puede usarse para un proceso combinado de cloración/oxicloración de etileno dado que el etileno contiene impurezas cuya presencia durante la reacción de oxicloración podría producir problemas operativos, concretamente el envenenamiento del catalizador por los productos pesados y una conversión poco económica del hidrógeno presente. Esta conversión de hidrógeno consumiría oxígeno de alta pureza que se sacrificaría por tanto para una reacción no deseada y liberaría un alto calor de reacción durante la conversión de hidrógeno en agua. Esta conversión limitaría entonces la capacidad del reactor de oxicloración, generalmente relacionado con la capacidad de intercambio de calor. Por tanto, debe dedicarse una inversión inusitadamente alta con el fin de garantizar el área de intercambio de calor, y de ese modo el volumen del reactor, provocados por la presencia de hidrógeno en la mezcla. La opción adoptada de quemar el hidrógeno en un reactor separado, descrita en la solicitud WO 03/48088, no resuelve la dificultad porque requiere una gran cantidad de oxígeno, una cantidad estequiométrica con respecto al hidrógeno, y también una gran área superficial para el intercambio, para eliminar ese calor de combustión. En consecuencia, tiene un importante consumo de etileno y puede tener problemas relacionados con la seguridad. Finalmente, la eliminación del agua formada conduce a un aumento en los costes de producción. También se conocen procesos en los que se obtiene VC mediante oxicloración de etano y no de etileno. Tales procesos no han encontrado una aplicación industrial hasta ahora dado que se realizan a altas temperaturas, dan como resultado una selectividad mediocre con pérdida de los reactantes usados y costes para separar y destruir los subproductos y también se caracterizan por problemas de comportamiento de los materiales en un medio de oxicloración corrosivo. Finalmente, también se encuentran habitualmente problemas relacionados con el comportamiento de los catalizadores usados debido a la vaporización gradual de sus constituyentes y también relacionados con la deposición de estos constituyentes sobre la superficie fría del paquete de intercambiadores. Un objeto de la presente invención en sí misma es proporcionar un proceso que usa etileno que tiene una pureza inferior al 99,8% que tiene la ventaja de reducir los costes relacionados con la producción de etileno de mayor pureza y que tiene la ventaja de evitar los problemas mencionados anteriormente. A tal efecto, la invención se refiere a un proceso para la fabricación de DCE partiendo de una corriente de etano según el cual: 2 E07765577 11-11-2011   a) la corriente de etano se somete a una oxideshidrogenación catalítica produciendo una mezcla gaseosa que contiene etileno, etano sin convertir, agua y constituyentes secundarios; b) opcionalmente dicha mezcla gaseosa se lava y se seca produciendo así una mezcla gaseosa seca; c) tras una etapa de purificación adicional opcional, la mezcla gaseosa seca se transporta entonces hasta un reactor de cloración al que se suministra un flujo de cloro de modo que al menos el 10% del etileno se convierte en 1,2dicloroetano; d) el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración se aísla opcionalmente de la corriente de productos derivada del reactor de cloración; e) la corriente de productos derivada del reactor de cloración, de la que se ha extraído opcionalmente el 1,2dicloroetano, se transporta hasta un reactor de oxicloración en el que la mayoría del resto de etileno se convierte en 1,2-dicloroetano, tras haberse sometido opcionalmente este último a una etapa de absorción/desorción e), durante la cual se extrae opcionalmente el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración si no se ha extraído previamente; f) el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de oxicloración se aísla de la corriente de productos derivada del reactor de oxicloración y se añade opcionalmente al 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración; g) la corriente de productos derivada del reactor de oxicloración, de la que se ha extraído el 1,2-dicloroetano, que contiene opcionalmente una corriente adicional de etano introducida previamente en una de las etapas b) a f), se recicla opcionalmente a la etapa a) tras haberse purgado opcionalmente de gases y/o tras un tratamiento adicional opcional con el fin de eliminar los productos clorados contenidos en la misma. Según la etapa a) del proceso según la invención, se somete la corriente de etano a una oxideshidrogenación catalítica produciendo una mezcla gaseosa que contiene etileno, etano sin convertir, agua y constituyentes secundarios. La corriente de etano sometida a la oxideshidrogenación catalítica puede ser o no químicamente pura. La corriente de etano usada puede contener hasta el 70% en volumen de otros gases tales como metano, hidrógeno, etileno, oxígeno, óxidos de carbono y nitrógeno. La corriente de etano usada contiene ventajosamente al menos el 80% en volumen, preferiblemente al menos el 90% en volumen, de manera particularmente preferible al menos el 95% en volumen y de manera más particularmente preferible al menos el 98% en volumen de etano. Si es necesario, el etano puede separarse de los compuestos secundarios que tienen un mayor punto de ebullición en cualquier dispositivo conocido, por ejemplo mediante absorción, extracción, difusión o destilación. La corriente de etano sometida a la oxideshidrogenación catalítica puede ser una fuente de etano tal como está disponible en el mercado pero también la corriente de productos derivada del reactor de oxicloración, de la que se ha extraído el 1,2-dicloroetano, que contiene opcionalmente una corriente adicional de etano añadida a una de las etapas b) a f) y reciclada en la etapa g), o una mezcla de las dos. La expresión oxideshidrogenación (ODH) catalítica, también conocida como deshidrogenación oxidativa catalítica, se entiende que significa una oxidación parcial de etano por oxígeno en presencia de un catalizador. La ODH puede tener lugar o bien a una temperatura superior a 650ºC de hasta 800ºC, por debajo del intervalo de temperaturas de craqueo térmico, o bien a una temperatura inferior a o igual a 650ºC. La presión a la que se lleva a cabo la etapa a) es ventajosamente de al menos 1, preferiblemente de al menos 1,5... [Seguir leyendo]

1. Proceso para la fabricación de 1,2-dicloroetano partiendo de una corriente de etano, según el cual: a) la corriente de etano se somete a una oxideshidrogenación catalítica produciendo una mezcla gaseosa que contiene etileno, etano sin convertir, agua y constituyentes secundarios; b) dicha mezcla gaseosa opcionalmente se lava y se seca produciendo así una mezcla gaseosa seca; c) tras una etapa de purificación adicional opcional, la mezcla gaseosa seca se transporta entonces hasta un reactor de cloración al que se suministra un flujo de cloro de modo que al menos el 10% del etileno se convierte en 1,2dicloroetano; d) el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración se aísla opcionalmente de la corriente de productos derivada del reactor de cloración; e) la corriente de productos derivada del reactor de cloración, de la que se ha extraído opcionalmente el 1,2dicloroetano, se transporta hasta un reactor de oxicloración en el que la mayoría del resto de etileno se convierte en 1,2-dicloroetano, tras haberse sometido opcionalmente este último a una etapa de absorción/desorción e), durante la cual se extrae opcionalmente el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración si no se ha extraído previamente; f) el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de oxicloración se aísla de la corriente de productos derivada del reactor de oxicloración y se añade opcionalmente al 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración; g) la corriente de productos derivada del reactor de oxicloración, de la que se ha extraído el 1,2-dicloroetano, que contiene opcionalmente una corriente adicional de etano introducida previamente en una de las etapas b) a f), se recicla opcionalmente a la etapa a) tras haberse purgado opcionalmente de gases y/o tras un tratamiento adicional opcional con el fin de eliminar los productos clorados contenidos en la misma. 2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de etano contiene al menos el 80% en volumen de etano. 3. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de etano contiene al menos el 98% en volumen de etano. 4. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque la oxideshidrogenación catalítica de la etapa a) tiene lugar a una temperatura inferior a o igual a 650ºC. 5. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque durante la etapa b), dicha mezcla gaseosa se lava y se seca, produciendo así una mezcla gaseosa seca. 6. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque durante la etapa c), el flujo de cloro es tal que como máximo el 90% del etileno se convierte en 1,2-dicloroetano. 7. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque durante la etapa c), el flujo de cloro es tal que al menos el 40% del etileno se convierte en 1,2-dicloroetano. 8. Proceso según la reivindicación 1, según el cual: la corriente de etano se somete a una oxideshidrogenación catalítica a una temperatura inferior a o igual a 650ºC produciendo una mezcla gaseosa que contiene etileno, etano sin convertir, agua y constituyentes secundarios; b) dicha mezcla gaseosa opcionalmente se lava y se seca produciendo así una mezcla gaseosa seca; c) tras una etapa de purificación adicional opcional, se la mezcla gaseosa seca transporta entonces hasta un reactor de cloración al que se suministra un flujo de cloro de modo que al menos el 10% del etileno se convierte en 1,2dicloroetano; d) el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración se aísla de la corriente de productos derivada del reactor de cloración; e) la corriente de productos derivada del reactor de cloración, de la que se ha extraído el 1,2-dicloroetano, se transporta hasta un reactor de oxicloración en el que la mayoría del resto de etileno se convierte en 1,2-dicloroetano; f) el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de oxicloración se aísla de la corriente de productos derivada del reactor 16 E07765577 11-11-2011   de oxicloración y se añade opcionalmente al 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración; g) la corriente de productos derivada del reactor de oxicloración, de la que se ha extraído el 1,2-dicloroetano, se recicla a la etapa a). 9. Proceso para fabricar cloruro de vinilo, según el cual: a) una corriente de etano se somete a una oxideshidrogenación catalítica produciendo una mezcla gaseosa que contiene etileno, etano sin convertir, agua y constituyentes secundarios; b) dicha mezcla gaseosa opcionalmente se lava y se seca produciendo así una mezcla gaseosa seca; c) tras una etapa de purificación adicional opcional, la mezcla gaseosa seca se transporta entonces hasta un reactor de cloración al que se suministra un flujo de cloro de modo que al menos el 10% del etileno se convierte en 1,2dicloroetano; d) el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración se aísla opcionalmente de la corriente de productos derivada del reactor de cloración; e) la corriente de productos derivada del reactor de cloración, de la que se ha extraído opcionalmente el 1,2dicloroetano, se transporta hasta un reactor de oxicloración en el que la mayoría del resto de etileno se convierte en 1,2-dicloroetano, tras haberse sometido opcionalmente este último a una etapa de absorción/desorción e), durante la cual se extrae opcionalmente el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración si no se ha extraído previamente; f) el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de oxicloración se aísla de la corriente de productos derivada del reactor de oxicloración y se añade opcionalmente al 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración; g) la corriente de productos derivada del reactor de oxicloración, de la que se ha extraído el 1,2-dicloroetano, que contiene opcionalmente una corriente adicional de etano introducida previamente en una de las etapas b) a f), se recicla opcionalmente a la etapa a) tras haberse purgado opcionalmente de gases y/o tras un tratamiento adicional opcional con el fin de eliminar los productos clorados contenidos en la misma; h) el 1,2-dicloroetano obtenido se somete a una pirólisis produciendo así cloruro de vinilo. 10. Proceso para la fabricación de poli(cloruro de vinilo), según el cual: a) una corriente de etano se somete a una oxideshidrogenación catalítica produciendo una mezcla gaseosa que contiene etileno, etano sin convertir, agua y constituyentes secundarios; b) dicha mezcla gaseosa opcionalmente se lava y se seca produciendo así una mezcla gaseosa seca; c) tras una etapa de purificación adicional opcional, la mezcla gaseosa seca se transporta entonces hasta un reactor de cloración al que se suministra un flujo de cloro de modo que al menos el 10% del etileno se convierte en 1,2dicloroetano; d) el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración se aísla opcionalmente de la corriente de productos derivada del reactor de cloración; e) la corriente de productos derivada del reactor de cloración, de la que se ha extraído opcionalmente el 1,2dicloroetano, se transporta hasta un reactor de oxicloración en el que la mayoría del resto de etileno se convierte en 1,2-dicloroetano, tras haberse sometido opcionalmente este último a una etapa de absorción/desorción e), durante la cual se extrae opcionalmente el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración si no se ha extraído previamente; f) el 1,2-dicloroetano formado en el reactor de oxicloración se aísla de la corriente de productos derivada del reactor de oxicloración y se añade opcionalmente al 1,2-dicloroetano formado en el reactor de cloración; g) la corriente de productos derivada del reactor de oxicloración, de la que se ha extraído el 1,2-dicloroetano, que contiene opcionalmente una corriente adicional de etano introducida previamente en una de las etapas b) a f), se recicla opcionalmente a la etapa a) tras haberse purgado opcionalmente de gases y/o tras un tratamiento adicional opcional con el fin de eliminar los productos clorados contenidos en la misma; h) el 1,2-dicloroetano obtenido se somete a una pirólisis produciendo así VC; e i) el cloruro de vinilo se polimeriza para producir poli(cloruro de vinilo). 17 E07765577 11-11-2011   11. Proceso según las reivindicaciones 1 a 10, según el cual se usan óxidos mixtos que contienen tanto Mo como V, W como V o Mo, W como V como sistemas catalíticos para llevar a cabo la oxideshidrogenación catalítica. 12. Proceso según la reivindicación 11, según el cual entre los que contienen Mo, W y V, se puede hacer mención de Mo-W-V-Ta-Te-Ti-P-Ni-Ce-O, Mo-W-V-Ta-Te-Ti-P-O, Mo-W-V-Te-Ti-P-Ce-O, Mo-W-V-Te-Ti-P-Ni-O, Mo-W-V-Te- Ti-P-O, Mo-W-V-Te-Ti-O, Mo-W-V-Te-P-O, Mo-W-V-Te-O, Mo-W-V-Ta-Te-Ti-P-Ni-Ce-O, Mo-W-V-Ta-Te-Ti-P-O, Mo- W-V-Te-Ti-P-Ce-O, Mo-W-V-Te-Ti-P-Ni-O, Mo-W-V-Te-Ti-P-O, Mo-W-V-Te-Ti-O, Mo-W-V-Te-P-O, Mo-W-V-Te-O, Mo-W-V-Nb-O, Mo-W-V-Sb-O, Mo-W-V-Ti-Sb-Bi-O, Mo-W-V-Ti-Sb-O, Mo-W-V-Sb-Bi-O, Mo-W-V-Zr-O, Mo-W-V-Nb- Ta-O, Mo-W-V-Nb-O y Mo-W-V-O. 18 E07765577 11-11-2011   19 E07765577 11-11-2011   E07765577 11-11-2011