Procedimiento para la separación de 2-butanol a partir de mezclas de terc.-butanol/agua.

Procedimiento para la separación de 2-butanol (SBA) a partir de una mezcla técnica que presenta 2-butanol,

terc.-butanol (TBA) y agua, siendo la porción en masa de agua en la mezcla mayor que la concentración límite dela línea límite de destilación que une los dos azeótropos TBA/agua y SBA/agua,

en el que la concentración de agua de la mezcla se reduce mediante la adición de una corriente con contenido enTBA de modo que la mezcla obtenida presenta, en relación con su composición de SBA/TBA/agua, una porción enmasa de agua que es menor que la concentración límite de la línea límite de destilación que une los dosazeótropos TBA/agua y SBA/agua, y en el que esta mezcla se separa por destilación en una corriente que presentaSBA y una corriente que presenta TBA y agua,

y en el que de la mezcla técnica, antes de la aportación de la corriente con contenido en TBA en una columna, seretira agua.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E04100261.

Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11 45128 ESSEN ALEMANIA.

Inventor/es: BECKMANN, ANDREAS, REUSCH,DIETER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D3/14 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 3/00 Destilación o procedimiento de cambio similares en los que los líquidos están en contacto con medios gaseosos, p. ej. extracción. › Destilación fraccionada.
  • C07C29/80 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C07 QUIMICA ORGANICA.C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisis   o electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 29/00 Preparación de compuestos que tienen grupos hidroxilo o grupos O-metal unidos a un átomo de carbono que no forma parte de un ciclo aromático de seis miembros. › por destilación.
  • C07C29/82 C07C 29/00 […] › azeotrópica.
  • C07C31/12 C07C […] › C07C 31/00 Compuestos saturados que tienen grupos hidroxilo o grupos O-metal unidos a átomos de carbono acíclicos. › conteniendo cuatro átomos de carbono.

PDF original: ES-2442673_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la separación de 2-butanol a partir de mezclas de terc. butanol/agua La presente invención se refiere a un procedimiento para la separación de 2-butanol (denominado en el texto también butanol secundario o SBA) a partir de mezclas de terc. butanol/agua que, en la disociación de terc.butanol (TBA) , en particular del preparado a partir de mezclas técnicas de hidrocarburos C4, precipitan en isobuteno y agua.

Una separación de SBA a partir de una mezcla técnica que presenta SBA, TBA y agua, siendo la porción en masa de agua en la mezcla ciertamente mayor que las concentraciones límite de la línea límite de destilación que une a los dos azeótropos TBA/agua y SBA/agua, en donde en una primera etapa se separa agua a partir de la mezcla con ayuda de un procedimiento de destilación, y en el que en una segunda etapa la mezcla se separa por destilación en una corriente que presenta SBA y en una corriente que presenta predominantemente TBA y agua, es conocida a partir del documento EP 0 304 770 A1. Considerado de forma aislada, esta separación tiene lugar en las columnas 4 y 5 mostradas en la Figura 4.

En el caso de la corriente de entrada 25, del proceso mostrado en la Figura 4 del documento EP 0 304 770 A1 se trata de una mezcla a base de agua, TBA y SBA, lo cual, no obstante, en virtud de su porción de SBA dominante, no corresponde al preámbulo de la reivindicación 1.

Isobuteno es una sustancia de partida para la preparación de caucho de butilo, poliisobutileno, oligómeros de isobuteno, aldehídos C5 y ácidos carboxílicos C5 ramificados. Además, se emplea como agente de alquilación y como producto intermedio para la producción de peróxidos.

En corrientes técnicas, el isobuteno se presenta junto con hidrocarburos C4 saturados e insaturados. A partir de estas mezclas, el isobuteno no puede ser separado por destilación de forma rentable debido a la escasa diferencia entre los puntos de ebullición o bien el muy bajo factor de separación entre isobuteno y 1-buteno. Por lo tanto, el isobuteno se obtiene a partir de mezclas hidrocarbonadas técnicas debido a que el isobuteno se hace reaccionar para formar un derivado que se puede separar fácilmente de la mezcla de hidrocarburos remanente, y debido a que el derivado aislado se puede volver a disociar en isobuteno y agente de derivatización.

Habitualmente, el isobuteno se separa a partir de cortes C4, por ejemplo de la fracción C4 de un craqueador a fase de vapor, como sigue. Después de separar la mayor parte de los hidrocarburos varias veces insaturados, principalmente butadieno, mediante (destilación por) extracción o hidrogenación selectiva para formar butenos lineales, la mezcla remanente (refinado I o craqueo C4 hidrogenado) se hace reaccionar con alcohol o agua. En el caso de utilizar metanol como alcohol, se forma metil-terc-butiléter (MTBE) y, en el caso de emplear agua, tercbutanol (TBA) . Después de su separación, ambos productos pueden disociarse, a la inversa de su formación, en isobuteno.

La disociación de TBA se puede llevar a cabo de manera más sencilla que la disociación de MTBE y proporciona menos productos secundarios y, por consiguiente, es el procedimiento preferido para la obtención de isobuteno. Preferiblemente, la disociación de TBA se lleva a cabo en presencia de un ácido en la fase gaseosa o líquida bajo conversión parcial de TBA.

Si para la preparación de TBA a partir de isobuteno se emplean corrientes de hidrocarburos con contenido en isobuteno, las cuales también contienen butenos lineales, se forma en pequeñas cantidades también 2-butanol (SBA) .

Esto sigue siendo no crítico, en la medida en que la mezcla de reacción resultante se elabore formando un TBA puro o un azeótropo de TBA/agua. En este caso, debido al sólo bajo contenido en 2-butanol en la mezcla de reacción, no se rebasa por arriba la concentración de 2-butanol máxima permitida de, por ejemplo, 0, 2% en masa en TBA o en el azeótropo de TBA/agua.

No obstante, si el TBA técnico o el azeótropo de TBA/agua se disocia, bajo conversión parcial, en isobuteno y agua, entonces precipita, después de la separación del isobuteno resultante, una mezcla de TBA/agua en la que está acumulado el 2-butanol (SBA) . Esta mezcla no es adecuada sin una separación de 2-butanol para la preparación de TBA o azeótropo de TBA/agua habitual en el comercio. Asimismo, no es conveniente preparar

isobuteno a partir de esta mezcla, dado que con el contenido creciente en 2-butanol, aumenta también la concentración de butenos lineales en el isobuteno, con lo que se no se puede cumplir con esta especificación. Por lo tanto, es necesario expulsar una parte del 2-butanol, evitando pérdidas de TBA.

Por lo tanto, misión de la presente invención era habilitar un procedimiento con el que fuese posible separar SBA a partir de mezclas que presentan SBA, TBA y agua, sin que se produzcan pérdidas de TBA.

La mezcla de tres sustancias a base de SBA, TBA y agua es, no obstante, difícil de separar por destilación, dado que en este sistema de tres sustancias discurre una línea límite de destilación (en la bibliografía denominada a veces también como línea de destilación límite) que une el azeótropo binario agua/TBA a aproximadamente 11% en masa de agua (en la bibliografía se pueden encontrar valores a presión normal de 10 a 12, 5% en masa) (punto B en la Fig. 1) con el azeótropo binario agua/SBA a aprox. 28% en masa de agua (en la bibliografía se pueden encontrar valores a presión normal de 26, 7 a 32% en masa) (punto C en la Fig. 1) . Mediante esta línea límite de destilación, se separan dos campos de destilación. Lo característico del sistema de tres sustancias anterior, representado en la Figura 1, son dos campos de destilación: el campo de destilación 1 en la zona A-B-C-A y el campo de destilación 2 en la zona B-E-D-C-B. En el campo de destilación 1 se encuentra agua como compuesto de alto punto de ebullición, el compuesto de bajo punto de ebullición en esta zona es el azeótropo TBA/agua, y el compuesto de ebullición medio es el azeótropo SBA/agua que no puede ser separado en una forma pura.

Con el fin de expulsar SBA a partir de una unión de la instalación de TBA-isobuteno, lo más rentable es utilizar para ello la corriente más rica en SBA. Las corrientes obtenidas en la separación de TBA presentan, sin embargo, un contenido relativamente bajo en SBA. Habitualmente, presentan composiciones que se encuentran en el campo de destilación 1. La mayoría de las veces, estas corrientes contienen también, además, pequeñas cantidades de otras sustancias, cuya presencia no debe, no obstante, ser considerada a este respecto. Si se pretende elaborar por destilación una mezcla de este tipo con una composición en la zona del campo de destilación 1, se puede obtener agua pura como compuesto de alto punto de ebullición y una mezcla a base de SBA/TBA/agua como fracción de cabeza, o bien se puede obtener en el destilado de una columna como mezcla de más bajo punto de ebullición el azeótropo TBA/agua y en el fondo una mezcla de mayor punto de ebullición a base de SBA/TBA/agua con una elevada porción de agua. Por lo tanto, por motivos de balance de masas y en virtud del transcurso desfavorable de las líneas de destilación, no se puede de modo alguno aumentar el contenido en SBA de manera que una expulsión de esta corriente sea conveniente desde un punto de vista de rentabilidad. También el vacío de mezcla existente en el sistema (véase la Figura 1: C-F-G-C) no puede ser utilizado de manera rentable para la separación de los componentes o su enriquecimiento Sin embargo, sorprendentemente, se encontró que a partir de una corriente de producción que presenta agua, SBA y TBA, y cuya composición se encuentra en la zona del campo de destilación 1, en particular a partir de una corriente de producción en la que está acumulado SBA, SBA se puede separar prácticamente sin pérdidas de TBA si de la corriente de producción utilizada como mezcla de partida se extrae primeramente agua en una columna y luego se la aporta por mezcladura tanta cantidad de TBA que la mezcla obtenida presente una composición que se encuentre en la zona del campo de destilación 2 y, por consiguiente, la mezcla pueda ser separada por destilación en SBA y en una mezcla de TBA/agua.

Por consiguiente, objeto de la invención es un procedimiento para la separación de SBA a partir de una mezcla técnica que presenta SBA, TBA y agua, siendo la porción en masa de agua en esta mezcla mayor que las concentraciones límite de la línea límite de destilación que une los dos azeótropos TBA/agua y SBA/agua, es decir, la mezcla se encuentra, en relación con su composición de SBA/TBA/agua, en la zona del campo de destilación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la separación de 2-butanol (SBA) a partir de una mezcla técnica que presenta 2-butanol, terc. butanol (TBA) y agua, siendo la porción en masa de agua en la mezcla mayor que la concentración límite de la línea límite de destilación que une los dos azeótropos TBA/agua y SBA/agua, en el que la concentración de agua de la mezcla se reduce mediante la adición de una corriente con contenido en TBA de modo que la mezcla obtenida presenta, en relación con su composición de SBA/TBA/agua, una porción en masa de agua que es menor que la concentración límite de la línea límite de destilación que une los dos azeótropos TBA/agua y SBA/agua, y en el que esta mezcla se separa por destilación en una corriente que presenta SBA y una corriente que presenta TBA y agua, y en el que de la mezcla técnica, antes de la aportación de la corriente con contenido en TBA en una columna, se retira agua.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se aporta por mezcladura una corriente con 15 contenido en TBA que presenta un contenido en agua menor que 12% en masa.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que se aporta por mezcladura una corriente con contenido en TBA que presenta un contenido en agua menor que 5% en masa.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que a la mezcla técnica, a la que se añade una corriente con contenido en TBA, se le aporta por mezcladura, adicionalmente, una parte de la corriente que resulta en la separación por destilación de esta mezcla como destilado, que presenta agua y TBA.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la mezcla, a la que se añadió una 25 corriente con contenido en TBA, y que se elaboró por destilación, presenta un contenido en agua menor que 10% en masa, referido al sistema de tres componentes SBA/TBA/agua.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la mezcla, a la que se añadió una corriente con contenido en TBA, se separa en una fracción que presenta 2-butanol, que presenta menos de 1% en 30 masa de terc. butanol.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que 2-butanol, que se separa en el tratamiento por destilación, se extrae de la fase de vapor de un evaporador de una columna en forma de vapor o líquido o como corriente secundaria en la parte accionada de esta columna.

3.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la columna para la separación de agua a partir de la mezcla técnica, antes de la adición de la corriente con contenido en TBA, y la columna para la separación por destilación de la mezcla obtenida después de la adición de la corriente con contenido en TBA, se hacen funcionar a presiones diferentes.

Fig. 1

Fig. 2


 

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