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

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

que contiene 2-butanol,terc.-butanol (TBA) y agua, realizándose que la proporción másica de agua en la mezcla es mayor que lasconcentraciones límites de la línea de límite de destilación, que une a los dos azeótropos, de TBA y agua y de SBA yagua,

caracterizado por que

en una primera etapa, a partir de la mezcla, con ayuda de un procedimiento de destilación, se separa tanta cantidadde agua, que el material destilado obtenido, en lo que respecta a su composición de SBA, TBA y agua, tenga, a unapresión preestablecida, una proporción másica de agua, que sea precisamente incluso todavía mayor que laconcentración límite de la línea de límite de destilación, que une a los dos azeótropos, de TBA y agua y de SBA yagua, y en una segunda etapa a continuación la presión se modifica de tal manera que la mezcla, en lo que respectaa su composición de SBA, TBA y agua, tenga, a una presión preestablecida, una proporción másica de agua, quesea menor que la concentración límite de la línea de límite de destilación, que a esta presión une a los dosazeótropos, de TBA y agua y de SBA y agua, y a esta presión la mezcla se separa por destilación en una corriente,que contiene SBA, y en una corriente que contiene predominantemente TBA y agua.

Procedimiento para la separación de 2-butanol a partir de unas mezclas de terc. butanol y agua El presente invento se refiere a un procedimiento para la separación de 2-butanol (en el texto designado también como butanol secundario o SBA) a partir de unas mezclas de terc. butanol y agua, que resultan en el caso del desdoblamiento de terc. butanol (TBA) , en particular del que se ha preparado a partir de unas mezclas técnicas de hidrocarburos de C4, para dar isobuteno y agua.

A partir del documento de solicitud de patente europea EP 0 304 770 A1 se conoce una separación de SBA a partir de una mezcla técnica, que contiene SBA, TBA y agua, siendo la proporción másica de agua en la mezcla con seguridad mayor que las concentraciones límites de la línea de límite de destilación que une a los dos azeótropos, de TBA y agua y de SBA y agua, separándose agua, en una primera etapa, a partir de la mezcla con ayuda de un procedimiento de destilación, y en cuyo caso, en una segunda etapa, la mezcla se separa por destilación en una corriente que contiene SBA y en una corriente que contiene predominantemente TBA y agua. Considerado aisladamente, esto 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 de agua, TBA y SBA, lo cual, no obstante, debido a su proporción dominante de SBA, no corresponde al prefacio de la reivindicación 1.

El isobuteno es una sustancia de partida para la preparación de un caucho butílico, un poli (isobutileno) , unos oligómeros de isobuteno, unos aldehídos de C5 y ácidos carboxílicos de C5 ramificados. Por lo demás, él se emplea como agente de alquilación y como producto intermedio para la producción de peróxidos.

En unas corrientes técnicas, el isobuteno se presenta en común con unos hidrocarburos de C4 saturados e insaturados. A partir de estas mezclas, el isobuteno no puede ser separado por destilación de una manera rentable a causa de la pequeña diferencia entre los puntos de ebullición o respectivamente del muy pequeño factor de separación entre el isobuteno y el 1-buteno. Por lo tanto, el isobuteno es recuperado a partir de unas mezclas técnicas de hidrocarburos mediante el recurso de que el isobuteno se convierte químicamente en un derivado, que se puede separar fácilmente con respecto de la mezcla de hidrocarburos que ha quedado remanente, y de que el derivado aislado se desdobla de retorno para dar el isobuteno y un agente de derivatización.

Usualmente, el isobuteno se separa como sigue a partir de unas fracciones de corte de hidrocarburos de C4, por ejemplo, la fracción de C4 de un craqueador con vapor de agua. Después de una eliminación de la mayor parte de los hidrocarburos insaturados múltiples veces, predominantemente del butadieno, mediante (una destilación con) extracción o una hidrogenación selectiva para dar butenos lineales, la mezcla remanente (el material refinado I o una fracción craqueada de C4 hidrogenada) se hace reaccionar con un alcohol o agua. En el caso de la utilización de metanol como alcohol, resulta el metil-terc. butil-éter (MTBE) y en el caso del empleo de agua resulta el terc. butanol (TBA) . Después de su separación, los dos productos se pueden desdoblar para dar isobuteno en inversión de su formación.

El desdoblamiento de TBA se puede llevar a cabo más fácilmente que el desdoblamiento de MTBE, y proporciona menos productos secundarios, y es, por consiguiente, el procedimiento preferido para la recuperación de isobuteno. De manera preferida, la disociación de TBA se lleva a cabo en presencia de un ácido en la fase gaseosa o líquida mediando una conversión química parcial del TBA.

Si para la preparación de TBA a partir de isobuteno se emplean unas corrientes de hidrocarburos que contienen isobuteno, las cuales contienen también unos butenos lineales, entonces resulta también 2-butanol (SBA) en pequeñas cantidades.

Esto no sigue siendo crítico siempre y cuando que la mezcla de reacción resultante sea tratada para dar TBA puro o un azeótropo de TBA y agua. En este caso, a causa del contenido solamente pequeño de 2-butanol en la mezcla de reacción, no se sobrepasa la concentración máximamente admisible de 2-butanol de, por ejemplo, 0, 2 % en masa en el TBA o en el azeótropo de TBA y agua.

No obstante, si el TBA técnico o el azeótropo de TBA y agua es desdoblado en isobuteno y agua mediando una conversión química parcial, entonces, después de una separación del isobuteno resultante, resulta una mezcla de TBA y agua, en la que se ha enriquecido el 2-butanol (SBA) . Esta mezcla, sin una separación del 2-butanol, no es adecuada para la preparación de un TBA o un azeótropo de TBA y agua de calidad comercial. Asimismo, no es conveniente preparar isobuteno a partir de esta mezcla, puesto que con un contenido creciente de 2-butanol también aumenta la concentración de butenos lineales en el isobuteno, con lo que no se puede mantener la especificación del mismo. Por lo tanto, es necesario retirar una parte del 2-butanol mediando evitación de pérdidas de TBA.

Una misión del presente invento fue, por lo tanto, poner a disposición un procedimiento, con el que sea posible separar SBA a partir de unas mezclas, que contienen 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, puesto que en este sistema de tres sustancias transcurre una línea de límite de destilación (que es designada algunas veces en la bibliografía también como línea de destilación límite) , que une al azeótropo binario de agua y TBA con aproximadamente 11 % en masa de agua (en la bibliografía se pueden encontrar unos valores a la presión normal de 10 a 12, 5 % en masa) (punto H en la Fig. 1) con el azeótropo binario de agua y SBA que contiene aproximadamente 28 % en masa de agua (en la bibliografía se encuentran unos valores a la presión normal de 26, 7 a 32 % en masa) (punto J en la Fig. 1) . Por medio de esta línea de límite de destilación son separados dos campos de destilación. Son característicos para el anterior sistema de tres sustancias, representado en la Figura 1, dos campos de destilación: el campo de destilación 1 en la región A-H-J-A, y el campo de destilación 2 en la región H-E-D-J-H. En el campo de destilación 1, como componente que hierve a altas temperaturas se encuentra agua, siendo el componente que hierve a bajas temperaturas en esta región el azeótropo de TBA y agua, y siendo el componente que hierve a temperaturas intermedias el azeótropo de SBA y agua, que no puede ser separado en una forma pura.

Con el fin de retirar el SBA a partir del conjunto de instalaciones de preparación de TBA e isobuteno, lo más rentable es utilizar para ello la corriente más rica en SBA. Las corrientes obtenidas en el caso del desdoblamiento de TBA tienen, no obstante, un contenido relativamente pequeño de SBA. Usualmente, ellas tienen unas composiciones que se sitúan en el campo de destilación 1. En la mayoría de los casos, estas corrientes contienen también todavía unas pequeñas cantidades de otras sustancias, cuya presencia, sin embargo, no necesita ser tomada en consideración en este contexto. Si se intenta tratar por destilación a una tal mezcla con una composición situada en la región del campo de destilación 1, o bien se puede recuperar un agua pura como el componente que hierve a altas temperaturas, y una mezcla a base de SBA, TBA y agua como fracción de la cabeza, o sino en el material destilado de una columna se obtiene el azeótropo de TBA y agua como la mezcla que hierve a más bajas temperaturas, y en el sumidero se obtiene una mezcla que hierve a temperaturas más altas, a base de SBA, TBA y agua, con una alta proporción de agua. Por lo tanto, por motivos del balance de masas, y a causa de la desfavorable evolución de las líneas de destilación no se puede aumentar de ningún modo el contenido de SBA de tal manera que una retirada de esta corriente sea conveniente desde un punto de vista económico. Tampoco la laguna de mezcla existente en el sistema, (véase la Figura 1: C-F-G-C) , se puede utilizar de una manera rentable para la separación de los componentes o para su enriquecimiento.

Sorprendentemente, se encontró, no obstante que, a partir de una corriente de producción, que contiene agua, SBA y TBA, y cuya composición se sitúa en la región del campo de destilación 1, en particular a partir de una corriente de producción, en la que se ha enriquecido SBA, el SBA puede ser separado prácticamente sin pérdidas de TBA, cuando la composición de la mezcla empleada se ha empobrecido en agua con ayuda de un procedimiento... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la separación de 2-butanol (SBA) a partir de una mezcla técnica, que contiene 2-butanol, terc. butanol (TBA) y agua, realizándose que la proporción másica de agua en la mezcla es mayor que las concentraciones límites de la línea de límite de destilación, que une a los dos azeótropos, de TBA y agua y de SBA y agua, caracterizado por que en una primera etapa, a partir de la mezcla, con ayuda de un procedimiento de destilación, se separa tanta cantidad de agua, que el material destilado obtenido, en lo que respecta a su composición de SBA, TBA y agua, tenga, a una presión preestablecida, una proporción másica de agua, que sea precisamente incluso todavía mayor que la concentración límite de la línea de límite de destilación, que une a los dos azeótropos, de TBA y agua y de SBA y agua, y en una segunda etapa a continuación la presión se modifica de tal manera que la mezcla, en lo que respecta a su composición de SBA, TBA y agua, tenga, a una presión preestablecida, una proporción másica de agua, que sea menor que la concentración límite de la línea de límite de destilación, que a esta presión une a los dos azeótropos, de TBA y agua y de SBA y agua, y a esta presión la mezcla se separa por destilación en una corriente, que contiene SBA, y en una corriente que contiene predominantemente TBA y agua.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la separación del agua se efectúa en una primera etapa mediante una columna de destilación.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el procedimiento de destilación se lleva a cabo en la primera etapa a una presión de 70.000 hasta 500.000 Pa (= 0, 7 hasta 5 bara) .

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que la presión en la segunda etapa se ajusta a 5.000 hasta menos de 70.000 Pa (= 0, 05 hasta menos de 0, 7 bara) y la separación por destilación del SBA se efectúa a esta presión.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que la presión en la segunda etapa se ajusta a más de 500.000 hasta 1.500.000 Pa (= 5 hasta 15 bara) y la separación por destilación del SBA se efectúa a esta presión.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado por que el material destilado obtenido en la primera etapa se separa por destilación en la segunda etapa en una fracción que contiene 2-butanol, la cual contiene menos de 2 % en masa de terc. butanol.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado por que una parte del material destilado obtenido en la segunda etapa se emplea junto con el material destilado obtenido en la primera etapa como material de entrada en la separación por destilación de la segunda etapa.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizado por que el 2-butanol procedente de la fase de vapor del evaporador de una columna empleada en la segunda etapa se retira en forma de vapor o en estado líquido como una corriente lateral en la parte de separación por arrastre de esta columna.