Procedimiento para producir ciclohexilbenceno.

Un procedimiento para producir ciclohexilbenceno, comprendiendo el procedimiento:



(a) introducir hidrógeno y una alimentación líquida que comprende benceno en una zona de reacción;

(b) poner en contacto el benceno con el hidrógeno en la zona de reacción en condiciones dehidroalquilación para producir ciclohexilbenceno;

(c) retirar una corriente efluente que comprende ciclohexilbenceno y benceno sin reccionar de dicha zonade reacción;

(d) dividir la corriente efluente en al menos primera y segunda porciones;

(e) enfriar la primera porción de corriente efluente; y

(f) reciclar la primera porción de corriente efluente enfriada a la zona de reacción;

en el que, la relación de la masa de la primera porción de corriente efluente a la masa de la segunda porción decorriente efluente es de al menos 2:1.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/030787.

Solicitante: EXXONMOBIL CHEMICAL PATENTS INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: A CORPORATION OF THE STATE DELAWARE 5200 BAYWAY DRIVE BAYTOWN, TX 77520-2101 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: LATTNER, JAMES, R., CHENG, JANE, C., CHEN, TAN-JEN, BUCHANAN,J.,Scott.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C07C13/28 QUIMICA; METALURGIA.C07 QUIMICA ORGANICA.C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisiso electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 13/00 Hidrocarburos cíclicos conteniendo ciclos distintos a ciclos aromáticos de seis miembros, con o sin ciclos aromáticos de seis miembros. › Hidrocarburos policíclicos o sus derivados hidrocarbonados acíclicos.
  • C07C2/74 C07C […] › C07C 2/00 Preparación de hidrocarburos a partir de hidrocarburos que tienen menor número de átomos de carbono. › por adición con hidrogenación simultánea.
  • C07C37/07 C07C […] › C07C 37/00 Preparación de compuestos que tienen grupos hidroxilo o grupos O-metal unidos a un átomo de carbono de un ciclo aromático de seis miembros. › con reducción simultánea del grupo C=O de este ciclo.
  • C07C37/08 C07C 37/00 […] › por descomposición de hidroperóxidos, p. ej. del hidroperóxido del cumeno.
  • C07C39/04 C07C […] › C07C 39/00 Compuestos que tienen al menos un grupo hidroxilo u O-metal unido a un átomo de carbono de un ciclo aromático de seis miembros. › Fenol.
  • C07C409/14 C07C […] › C07C 409/00 Compuestos peroxi. › en que el átomo de carbono pertenece a un ciclo que no es un ciclo aromático de seis miembros.
  • C07C45/53 C07C […] › C07C 45/00 Preparación de compuestos que tienen grupos C=O unidos únicamente a átomos de carbono o hidrógeno; Preparación de los quelatos de estos compuestos. › de hidroperóxidos.
  • C07C49/403 C07C […] › C07C 49/00 Cetonas; Cetenas; Dímeros de cetena; Quelatos de cetona. › de un ciclo de seis miembros.

PDF original: ES-2392015_T3.pdf

 

Procedimiento para producir ciclohexilbenceno.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para producir ciclohexilbenceno.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para producir ciclohexilbenceno y, opcionalmente, para convertir el ciclohexilbenceno resultante en fenol y ciclohexanona.

Antecedentes de la invención

El fenol es un importante producto de la industria química y es útil, por ejemplo, en la producción de resinas fenólicas, bisfenol A, £-caprolactama, ácido adípico y plastificantes.

Actualmente, la ruta más común para la producción de fenol es el procedimiento de Hock. Este es un procedimiento de tres etapas, en el que la primera etapa implica la alquilación de benceno con propileno para producir cumeno, seguida de la oxidación del cumeno al correspondiente hidroperóxido y, a continuación, la escisión del hidroperóxido para producir cantidades equimolares de fenol y acetona. Sin embargo, la demanda mundial de fenol está creciendo más rápidamente que la de acetona. Además, es probable que el coste del propileno aumente, debido a una creciente escasez de propileno.

Así, una ruta alternativa apropiada para la producción de fenoles, puede ser un procedimiento que use alquenos superiores en lugar de propileno como alimentación y coproduzca cetonas superiores, tal como ciclohexanona en lugar de acetona. Por ejemplo, hay un mercado creciente para la ciclohexanona, que se usa como disolvente industrial, como un activador en reacciones de oxidación y en la producción de ácido adípico, resinas de ciclohexanona, oxima de ciclohexanona, caprolactama y nailon 6.

Se conoce a través de la patente de EE.UU. nº 5.053.571 que el ciclohexilbenceno se puede producir poniendo en contacto benceno con hidrógeno, en presencia de un catalizador que comprende rutenio y níquel soportado sobre zeolita beta y que el ciclohexilbenceno resultante se puede procesar en dos etapas hasta ciclohexanona y fenol. La reacción de hidroalquilación se realiza a una velocidad espacial horaria del líquido (LHSV) que varía de 1 a 100, una presión de reacción que varía de 100 a 1000 kPa, una velocidad de alimentación de hidrógeno que varía de 0, 2 a 6 moles, por mol de carga de alimentación por hora, y una temperatura de reacción que varía de 100 a 300ºC.

Además, la patente de EE.UU. nº 5.146.024 describe que el benceno se puede hacer reaccionar con hidrógeno en presencia de monóxido de carbono y una zeolita X ó Y que contiene paladio, para producir ciclohexilbenceno, que se puede convertir luego con un rendimiento elevado en fenol y ciclohexanona, mediante autooxidación con tratamiento ácido posterior. La reacción de hidroalquilación se realiza a una velocidad espacial horaria del líquido (LHSV) de la alimentación de benceno de aproximadamente 1 a aproximadamente 100 h-1, una presión total de reacción de aproximadamente 345 a aproximadamente 10.350 kPa, una relación en moles de H2 a benceno de aproximadamente 0, 1:1 a aproximadamente 10:1, una relación en moles de monóxido de carbono a H2 de aproximadamente 0, 01:1 a aproximadamente 0, 3:1, y una temperatura de aproximadamente 100 a aproximadamente 250ºC. Se considera que las condiciones de operación preferidas incluyen una velocidad espacial horaria del líquido LHSV de la alimentación de benceno de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 h-1, una presión total de reacción de aproximadamente 1.380 a aproximadamente 4.830 kPa, una relación en moles de H2 a benceno de aproximadamente 0, 2:1 a aproximadamente 1:1, una relación en moles de monóxido de carbono a H2 de aproximadamente 0, 02:1 a aproximadamente 0, 1:1, y una temperatura de reacción de aproximadamente 140 a aproximadamente 200ºC.

La patente de EE.UU. nº 6.037.513 describe que el ciclohexilbenceno se puede producir poniendo en contacto benceno con hidrógeno en presencia de un catalizador bifuncional, que comprende al menos un metal de hidrogenación y un tamiz molecular de la familia de MCM-22. El metal de hidrogenación se selecciona preferiblemente de paladio, rutenio, níquel, cobalto y sus mezclas y la etapa de puesta en contacto se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 50 a 350°C, una presión de aproximadamente 100 a 7.000 kPa, una relación en moles de benceno a hidrógeno de aproximadamente 0, 01 a 100 y una velocidad espacial másica WHSV de aproximadamente 0, 01 a 100. La patente '513 divulga que el ciclohexilbenceno resultante se puede oxidar al hidroperóxido correspondiente y el peróxido descomponerse al fenol deseado y ciclohexanona.

Sin embargo, pese a que la hidroalquilación del benceno es una ruta deseable para la producción de ciclohexilbenceno, con los actuales procedimientos la selectividad para el producto de ciclohexilbenceno deseado en conversiones superiores a 30% es generalmente inferior a 70%. Las principales impurezas en el producto son ciclohexilbenceno y diciclohexilbenceno. El ciclohexilbenceno se acumula en la corriente de reciclo C6 y se debe de retirar mediante tratamiento o purga, mientras que los subproductos de diciclohexilbenceno requieren transalquilación. Aunque la transalquilación de diciclohexilbenceno con benceno produce producto de ciclohexilbenceno adicional, el coste de la transalquilación no es significativo. Existe, por tanto, la necesidad de crear un procedimiento de hidroalquilación de benceno con selectividad mejorada para monociclohexilbenceno.

La patente de EE.UU. nº 3.784.617 describe un procedimiento para la hidroalquilación de compuestos aromáticos mononucleares, en el que se hace reaccionar una carga aromática con una primera porción de hidrógeno en una primera etapa para producir una corriente parcialmente hidroalquilada y, tras enfriar, se hace reaccionar la corriente parcialmente hidroalquilada con una segunda porción de hidrógeno en una segunda etapa, para producir un producto hidroalquilado. La introducción del hidrógeno en múltiples etapas reduce el grado de conversión de benceno, y de ahí la subida de temperatura en cada etapa. Al evitar los aumentos excesivos de temperatura, se considera que se obtienen selectividades más favorables para el producto .

Según la presente invención, se ha encontrado ahora que enfriar y reciclar parte del efluente de la zona de reacción de hidroalquilación, con o sin adición de hidrógeno por etapas, permite un control de temperatura mejorado de manera que el procedimiento de hidroalquilación se puede operar en condiciones isotérmicas o casi isotérmicas, y se puede maximizar la selectividad para el monociclohexilbenceno deseado.

Compendio de la invención

En un aspecto, la invención se refiere a un procedimiento para producir ciclohexilbenceno, comprendiendo el procedimiento:

1. (a) introducir hidrógeno y una alimentación líquida que comprende benceno en una zona de reacción;

2. (b) poner en contacto el benceno con el hidrógeno en la zona de reacción en condiciones de hidroalquilación para producir ciclohexilbenceno;

3. (c) retirar una corriente efluente que comprende ciclohexilbenceno y benceno sin reaccionar de dicha zona de reacción;

4. (d) dividir la corriente efluente en al menos primera y segunda porciones;

5. (e) enfriar la primera porción de corriente efluente; e

6. (f) reciclar la primera porción de corriente efluente enfriada a la zona de reacción;

en la que, la relación de la masa de la primera porción de corriente efluente a la masa de la segunda porción de corriente efluente es de al menos 2:1.

Convenientemente, la relación de la masa de la primera porción de corriente efluente a la masa de la segunda porción de corriente efluente es de al menos 3:1, preferiblemente de al menos 4:1.

Convenientemente, la etapa de enfriamiento (e) reduce la temperatura de la primera porción de corriente efluente en al menos 10 grados ºC, tal como en al menos 20 grados ºC, por ejemplo, en al menos 30 grados ºC.

Convenientemente, cualquier diferencia de temperatura entre la alimentación líquida introducida en la zona de reacción y la corriente efluente retirada de la zona de reacción es inferior a 60 grados ºC, preferiblemente inferior a 40 grados ºC.

Convenientemente, la relación en moles del hidrógeno introducido en la zona de reacción a benceno en la alimentación líquida está entre aproximadamente 0, 15:1 y aproximadamente 15:1, por ejemplo, de aproximadamente 0, 3:1 a... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para producir ciclohexilbenceno, comprendiendo el procedimiento:

(a) introducir hidrógeno y una alimentación líquida que comprende benceno en una zona de reacción;

(b) poner en contacto el benceno con el hidrógeno en la zona de reacción en condiciones de hidroalquilación para producir ciclohexilbenceno;

(c) retirar una corriente efluente que comprende ciclohexilbenceno y benceno sin reccionar de dicha zona de reacción;

(d) dividir la corriente efluente en al menos primera y segunda porciones;

(e) enfriar la primera porción de corriente efluente; y

(f) reciclar la primera porción de corriente efluente enfriada a la zona de reacción;

en el que, la relación de la masa de la primera porción de corriente efluente a la masa de la segunda porción de corriente efluente es de al menos 2:1.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la relación de la masa de la primera porción de corriente efluente a la masa de la segunda porción de corriente efluente es de al menos 3:1.

3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que la relación es de al menos 4:1.

4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el enfriamiento (e) reduce la temperatura de la primera porción de corriente efluente en al menos 10 grados ºC.

5. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que la temperatura se reduce en al menos 20 grados ºC

6. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la diferencia de temperatura entre la alimentación líquida introducida en la zona de reacción y la corriente efluente retirada de dicha zona de reacción es inferior a 60 grados ºC.

7. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que la diferencia de temperatura es inferior a 40 grados ºC.

8. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relación en moles del hidrógeno al benceno introducido en la zona de reacción es de 0, 15:1 a 15:1.

9. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que la relación es de 0, 3:1 a 1:1.

10. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la zona de reacción contiene un catalizador que comprende al menos un tamiz molecular y al menos un metal de hidrogenación.

11. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicho al menos un tamiz molecular se selecciona de zeolita beta, mordenita, zeolita X y zeolita Y.

12. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicho al menos un tamiz molecular se selecciona de MCM-22, PSH-3, SSZ-25, ERB-1, ITQ-1, ITQ-2, MCM-36, MCM-49, MCM-56, UZM-8, y mezclas de dos cualesquiera o más de los mismos.

13. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos parte de la segunda porción de corriente efluente se alimenta a al menos una zona de reacción adicional en la que el benceno sin reaccionar en la segunda porción de corriente efluente se pone en contacto con hidrógeno adicional bajo condiciones de hidroalquilación para producir ciclohexilbenceno adicional.

14. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que dicha al menos parte de la segunda porción de corriente efluente se enfría antes de ser alimentada a dicha al menos una zona de reacción adicional.

15. Un método para coproducir fenol y ciclohexanona, comprendiendo el método producir ciclohexilbenceno por el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, oxidar el ciclohexilbenceno para producir hidroperóxido de ciclohexilbenceno y escindir el hidroperóxido de ciclohexilbenceno para producir fenol y ciclohexanona.


 

Patentes similares o relacionadas:

Transformante de bacteria corineforme y método para producir fenol que usa el mismo, del 14 de Agosto de 2019, de Green Chemicals Co., Ltd: Procedimiento para producir fenol, que comprende una etapa de permitir que un transformante productor de fenol de Corynebacterium glutamicum […]

Proceso para la fabricación de alcohol y/o cetona a partir de hidroperóxidos, del 3 de Abril de 2019, de RHODIA OPERATIONS: Proceso para la fabricación de al menos un alcohol y/o al menos una cetona, que comprende una etapa durante la cual se pone en contacto al menos un […]

Procedimiento para la hidroxilación de compuestos arilo halogenados, del 15 de Marzo de 2019, de CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (C.N.R.S.): Procedimiento de hidroxilación de compuestos arilo halogenados que comprende una reacción de hidroxilación llevada a cabo a una temperatura inferior a 150 °C, en presencia […]

Proceso para producir cumeno, del 8 de Noviembre de 2017, de BADGER LICENSING, LLC: Proceso para producir cumeno que comprende poner en contacto una corriente de suministro que comprende benceno y una corriente de suministro adicional que comprende isopropanol […]

Purificación de fenol, del 19 de Octubre de 2016, de BOREALIS TECHNOLOGY OY: Un proceso de purificación de una mezcla fenólica, cuyo proceso comprende - como primera etapa, proporcionar un suministro fenólico que contiene fenol, agua y al menos otro […]

Método para purificar fenol, del 31 de Agosto de 2016, de MITSUI CHEMICALS, INC.: Un procedimiento de purificación de fenol consistente en poner en contacto el fenol con un catalizador basado en cobre en presencia de hidrógeno para convertir […]

Procedimiento de producción de fenol, del 9 de Marzo de 2016, de BADGER LICENSING, LLC: Un procedimiento de producción de fenol, comprendiendo el procedimiento: (a) poner en contacto benceno con un agente alquilante C3 que comprende isopropanol, y […]

Imagen de 'Proceso para recuperación de compuestos orgánicos a partir de…'Proceso para recuperación de compuestos orgánicos a partir de una corriente de agua residual, del 2 de Marzo de 2016, de BOREALIS TECHNOLOGY OY: Un proceso para la recuperación de compuestos orgánicos a partir de una corriente de agua residual resultante de la introducción de una solución acuosa en una mezcla […]

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .