PROCEDIMIENTO PARA RECUPERAR ACRILONITRILO O METACRILONITRILO.

Esta invención se dirige a un procedimiento mejorado para la recuperación de monómero de nitrilo del efluente de reactor procedente de un reactor de amoxidación de hidrocarburos. Más particularmente, la invención se dirige a un procedimiento mejorado para la recuperación de monómero de nitrilo contenido en la corriente efluente procedente de la amoxidación de propileno, propano, isobutano o isobutileno en la producción de acrilonitrilo o metacrilonitrilo. Los procedimientos ampliamente usados en la práctica comercial para recuperar los productos de la amoxidación de hidrocarburos comprenden generalmente las etapas de: a) poner en contacto el efluente procedente de un reactor de amoxidación en una torre de temple con un líquido de temple acuoso para enfriar el efluente gaseoso; b) poner en contacto el efluente templado con agua en una torre de absorción, formando una solución acuosa que comprende los productos de amoxidación; c) someter dicha solución acuosa a destilación extractiva con agua en la columna de recuperación para separar el monómero en bruto como una corriente de vapor superior y recoger contaminantes menos volátiles solubles en agua en una corriente residual líquida del fondo de la columna; y d) condensar una corriente de vapor superior para formar una fase orgánica que comprende monómero de nitrilo y una fase acuosa, y decantar la fase orgánica que contiene monómero en bruto. La purificación adicional del monómero de nitrilo puede efectuarse al hacer pasar dicha fase orgánica a una segunda columna de destilación para retirar al menos algunas impurezas del monómero de nitrilo en bruto, y destilar adicionalmente el nitrilo parcialmente purificado en una tercera columna de destilación para obtener el acrilonitrilo o metacrilonitrilo purificado. Procedimientos para la recuperación y purificación de acrilonitrilo y metacrilonitrilo son bien conocidos y ampliamente descritos en la técnica, por ejemplo, en las Patentes de EE. UU. Nº 6.107.509, 4.234.510, 3.885.928, 3.459.639, 3.352.764 y 3.198.750. La amoxidación de hidrocarburos, particularmente de alcanos, se efectúa típicamente usando excesos sustanciales de amoníaco. El amoníaco que no se consume en la amoxidación sale del reactor en el efluente, junto con monómero de nitrilo y subproductos de reacción, incluyendo ácido cianhídrico, cianoalcano y el aldehído correspondiente. Los subproductos reaccionan con monómero de nitrilo en presencia de amoníaco sin reaccionar, o entre sí. Por lo tanto, es necesario separar el amoníaco de la corriente efluente inmediatamente después de que la corriente salga del reactor de amoxidación. Convencionalmente, el amoníaco sin reaccionar se retira en la forma de una sal como una parte de la operación de temple, etapa a, al incluir suficiente ácido, por ejemplo, ácido sulfúrico, en el líquido de temple acuoso para neutralizar y capturar el exceso y controlar la adición de los varios componentes de reacción y los parámetros de reacción, sustancialmente todo el amoníaco en exceso será capturado en la etapa de temple. La solución acuosa obtenida de la torre de absorción en la etapa de absorción subsiguiente (etapa b) comprenderá los componentes solubles en agua del efluente, incluyendo monómero de nitrilo, los correspondientes coproductos incluyendo alquilnitrilo y ácido cianhídrico, junto con cantidades menores de contaminantes. Por ejemplo, en un procedimiento para obtener acrilonitrilo, la solución incluirá acrilonitrilo, acetonitrilo y HCN, junto con cantidades menores de acroleína y otros compuestos carbonílicos, amoníaco residual, cianhidrinas y otros contaminantes. El pH variará, dependiendo en parte de los niveles relativos de HCN y amoníaco residual. El acrilonitrilo y los coproductos valiosos incluyendo acetonitrilo se separan en la columna de recuperación. La separación está muy afectada por el pH del sistema, que preferiblemente se mantendrán en el intervalo de 5,5 a 7,5, más preferiblemente de 6 a 7. Dentro del intervalo de pH preferido, la acroleína y otros contaminantes carbonílicos reaccionan con agua y HCN, formando productos de alto peso molecular solubles en agua que permanecen con la fase acuosa. Mantener el pH del sistema en el intervalo preferido también neutralizará otros contaminantes volátiles incluyendo óxidos de nitrógeno, retirándolos de la corriente de producto. Una condición más alcalina promueve la formación de trímeros y polímeros de HCN, y conduce a una pérdida de producto a través de hidrólisis de nitrilo y polimerización de monómero de nitrilo. Las reacciones secundarias forman productos de alto peso molecular que pueden arrastrarse a la columna y conducen a formación de incrustaciones en la columna. A un pH bajo, la acroleína y otros contaminantes volátiles pueden escapar a la corriente superior y contaminar la corriente de producto. La columna de recuperación puede mantenerse a un pH cercano al neutro al verificar el pH y añadir una cantidad apropiada de un compuesto alcalino al sistema según se requiera. La adición puede realizarse en cualquier punto conveniente; típicamente, la adición será a la fase acuosa en el decantador superior y al agua disolvente alimentada a la columna. Una variedad de aditivos cáusticos solubles en agua, incluyendo hidróxidos de metales alcalinos tales como hidróxido potásico e hidróxido sódico, se ha divulgado en la técnica para este uso, como también amoníaco y 2   alquilaminas. Sin embargo, estos aditivos tienden a reaccionar con uno o más de los productos. Poner en contacto la corriente de producto con materiales cáusticos fuertes puede iniciar polimerizaciones y otras reacciones secundarias; para evitar estas dificultades, el material cáustico se diluirá bien con agua, contribuyendo adicionalmente al problema de la eliminación. El amoníaco y las alquilaminas solubles en agua sufren cianoetilación por el monómero de nitrilo, y las aminas pueden ser suficientemente solubles en acrilonitrilo para ser arrastradas a la corriente de producto. Sales de ácidos débiles, por ejemplo, carbonatos, bicarbonatos, acetatos y fosfatos de metales alcalinos y alcalinotérreos, también se han divulgado para este uso, por ejemplo, en la Patente de EE. UU. Nº 3.896.007. Estos compuestos suavemente alcalinos pueden añadirse directamente a la columna o a una corriente del procedimiento sin provocar una pérdida de producto significativa. El aditivo más comúnmente empleado en procedimientos comerciales para este propósito es la ceniza de sosa, en parte debido a su bajo coste y fácil disponibilidad. Las sales residuales resultantes de la neutralización se acumulan en los residuos del alambique y finalmente se purgan del procedimiento como agua residual. Cuando el aditivo neutralizante es ceniza de sosa o sosa cáustica, el agua residual contendrá necesariamente un alto nivel de sales sódicas. GB 714.385 muestra que HCN o lactonitrilo pueden precipitarse de acrilonitrilo en bruto al añadir un óxido, hidróxido, carbonato o cianuro de metal alcalino o metal alcalinotérreo en forma de solución o sólida. GB 821.958 muestra el uso de materiales alcalinos, tales como hidróxidos, fosfatos, boratos y carbonatos de los metales alcalinos y alcalinotérreos, y amoníaco, para el control del pH en un separador de arrastre de vapor de agua. GB 1.431.511 muestra el tratamiento de acrilonitrilo impuro con una sal de amonio, metal alcalino o metal alcalinotérreo de un ácido carboxílico alifático débil para hacer que la acroleína y el cianuro de hidrógeno reaccionen para formar acroleincianhidrina. Las plantas de producción de acrilonitrilo generan un volumen significativo de agua residual que contiene compuestos orgánicos, amoníaco y sales inorgánicas. Métodos para el tratamiento o la eliminación de estas corrientes incluyen incineración térmica o catalítica, biotratamiento, oxidación y reducción en húmedo y vertido en pozos profundos. Estos métodos de eliminación representan una práctica industrial general actual. Sin embargo, los productores de acrilonitrilo están estudiando métodos alternativos de manejo de aguas residuales. Actualmente, gran parte del agua residual generada por plantas de producción de acrilonitrilo en los Estados Unidos se elimina mediante el vertido en pozos profundos de corrientes con bajos niveles de contaminantes y la incineración de corrientes con niveles superiores de impurezas. La incineración de residuos acuosos que contienen altos niveles de sodio da lugar a graves problemas de corrosión, incluyendo la erosión del revestimiento refractario del horno incinerador. Se necesitan interrupciones periódicas de la planta para permitir la reparación del incinerador y la sustitución del material refractario, contribuyendo sustancialmente a los costes de operación. Reducir sustancialmente el nivel de sodio en el... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la fabricación de un monómero de nitrilo seleccionado del grupo que consiste en acrilonitrilo y metacrilonitrilo, comprendiendo dicho procedimiento poner en contacto un efluente gaseoso que comprende monómero de nitrilo procedente de un reactor de amoxidación con un líquido de temple acuoso en una primera columna; poner en contacto el efluente de temple gaseoso procedente de dicha primera columna con agua en una segunda columna, formando de ese modo una solución acuosa que comprende monómero de nitrilo y coproductos; y someter dicha solución acuosa a una destilación extractiva con agua en una columna de destilación de recuperación empleando agua disolvente y recogiendo dicho monómero de nitrilo junto con agua en un decantador superior, en donde el pH del contenido de dicha columna de destilación se mantiene en el intervalo de 5,5 a 7,5 al añadir un compuesto alcalino, en donde dicho compuesto alcalino se selecciona del grupo que consiste en carbonato amónico, bicarbonato amónico, carbamato amónico, alquilendiamina y mezclas de los mismos. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho pH se mantiene en el intervalo de 6 a 7. 3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho compuesto alcalino es carbonato amónico. 4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho compuesto alcalino es una mezcla que comprende bicarbonato amónico y carbamato amónico. 5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho carbonato amónico se genera in situ al añadir amoníaco y dióxido de carbono a dicha agua disolvente. 6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho compuesto alcalino es una alquilendiamina. 7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho compuesto alcalino es una alquilendiamina seleccionada del grupo que consiste en etilendiamina y una N,N,N,N-tetraalquiletilendiamina. 6