Procedimiento para la preparación de n-butano de bajo olor.

Procedimiento para la preparación de n-butano de bajo olor mediante hidrogenación catalítica de una mezcla departida,

a) conteniendo la mezcla de partida, junto a n-butano, n-buteno y monóxido de carbono, al menos uno de lossiguientes componentes:

- hasta 1% en masa de ácido fórmico,

- hasta 1% en masa de pentanales,

- hasta 0,5% en masa de pentanoles,

b) tratando la mezcla de partida, en el intervalo de temperaturas de 15 a 120ºC, con una disolución acuosade un hidróxido de metal alcalino o de metal alcalinotérreo en el intervalo de concentraciones de 0,5 a30% en masa,

c) y sometiendo la mezcla de partida a continuación a una hidrogenación catalítica.

Procedimiento para la preparación de n-butano de bajo olor

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de n-butano de bajo olor mediante hidrogenación catalítica de una mezcla de partida.

n-butano de bajo olor encuentra aplicación como agente propulsor para aerosoles. Para esta aplicación, el nbutano no debe presentar sustancias acompañantes que perturben el olor. Aparte del escaso olor propio del nbutano no debe poder ser percibido ningún otro olor.

n-butano de bajo olor puede ser preparado mediante hidrogenación de mezclas de n-butano/n-buteno que pueden contener trazas de hidrocarburos varias veces insaturados tales como butadieno, y/o pueden presentar pequeñas cantidades de hidrocarburos C5. En calidad de catalizadores para la hidrogenación se emplean preferiblemente catalizadores de soporte de metales nobles tales como, p. ej., paladio sobre un soporte de óxido de aluminio.

Corrientes de partida de este tipo podrían ser, por ejemplo, refinado II o refinado III. Por motivos económicos se utilizan, sin embargo, preferiblemente mezclas de corrientes de hidrocarburos C4 lineales que se componen principalmente de n-butano.

Una mezcla de partida utilizada para la preparación de n-butano de bajo olor es la corriente residual que queda en el caso de la oligomerización de los butenos lineales de refinado II o refinado III después de la separación del oligómero. Esta corriente residual se compone únicamente de hidrocarburos.

Por el contrario, si se hidroformila una mezcla de hidrocarburos C4 lineales, por ejemplo refinado II o refinado III, después de la separación del gas de síntesis y de los productos de la hidroformilación se obtiene una mezcla rica en n-butano de hidrocarburos C4 lineales que presenta pequeñas cantidades de ácido fórmico, aldehídos C5 y, eventualmente, alcoholes C5, eventualmente gas de síntesis y agua.

Por los siguientes motivos, a partir de mezclas de este tipo, sólo con un gasto elevado se puede obtener n-butano de bajo olor mediante hidrogenación y eventualmente destilación: a partir del ácido fórmico se forma en el catalizador de hidrogenación monóxido de carbono el cual perjudica a su rendimiento de hidrogenación, de modo que una hidrogenación de olefinas en el intervalo de trazas sólo puede alcanzarse mediante escasas solicitaciones de catalizador. Los pentanales se hidrogenan en su mayor parte para formar pentanoles. Tanto los pentanoles como los pentanales, ya en un intervalo de trazas, no son admisibles para el n-butano para aplicaciones de aerosol.

Además de ello, el ácido fórmico es muy corrosivo ya en el intervalo de trazas, de modo que no es posible para los aparatos un uso de materiales no aleados económicos. En virtud del efecto corrosivo del ácido fórmico, aumentan los costes de inversión, dado que deben utilizarse aceros de elevada aleación.

A partir del documento WO 99/26937 se conoce separar por lavado, con ayuda de lejía de sosa, ácido fórmico a partir de una mezcla de hidrocarburos.

A la vista de este estado conocido de la técnica, la presente invención tiene por misión indicar un procedimiento para la preparación de n-butano de bajo olor mediante hidrogenación catalítica de un material de partida, conteniendo el material de partida, junto a n-butano, n-buteno así como hasta 1% en masa de ácido fórmico y/o hasta 1% en masa de pentanales y/o hasta 0, 5% en masa de pentanoles, también adicionalmente monóxido de carbono.

Este problema se resuelve mediante un procedimiento según la reivindicación 1. Perfeccionamientos preferidos de la invención están recogidos en las reivindicaciones subordinadas.

La invención se basa, con ello, en el reconocimiento de que a partir de una mezcla n-butano/n-buteno con contenido en monóxido de carbono, que presenta pequeñas cantidades de ácido fórmico y/o pentanales y/o pentanoles, se puede preparar, mediante hidrogenación catalítica con hidrógeno, un n-butano de bajo olor si la mezcla de partida es tratada, antes de la hidrogenación y manteniendo los parámetros de la reacción conforme a lo reivindicado, con una disolución acuosa de un hidróxido de metal alcalino o de metal alcalinotérreo. En el

tratamiento de la corriente C4 con lejía, el ácido fórmico es ligado en forma de sal. Los pentanales forman productos de adición con aldol o bien de condensación con aldol. Los pentanoles permanecen disueltos en la lejía. El tratamiento de acuerdo con la invención con lejía elimina, además, también monóxido de carbono a partir de la mezcla de partida, de modo que se evita un deterioro del catalizador en la subsiguiente hidrogenación.

El procedimiento de acuerdo con la invención presenta también las siguientes ventajas: es baja la inversión de capital para un sistema de aparatos para la separación de los componentes perturbadores a partir de la mezcla de n-butano/n-buteno. Los costes de funcionamiento para esta separación son pequeños. Mediante la separación del ácido fórmico se reducen los costes para el catalizador de hidrogenación. Además de ello, se reduce el riesgo de la corrosión por parte del ácido fórmico, de modo que para la construcción de las instalaciones dispuestas a continuación del lavado con lejía tales como, p. ej., columnas de destilación, intercambiadores de calor e instalación de hidrogenación, se pueden utilizar aceros económicos.

Todo el procedimiento para la preparación del n-butano de bajo olor consiste en la secuencia de cuatro etapas del procedimiento, a saber, extracción con bases, deshidratación mediante destilación, hidrogenación de las olefinas y opcional separación por destilación de hidrocarburos C5. El objeto de la presente invención se refiere a la extracción con bases. La secuencia de las otras tres etapas puede variarse de manera opcional.

En lo que sigue se describe con detalle la presente invención.

Materiales de partida para el procedimiento de acuerdo con la invención son mezclas con contenido en monóxido de carbono a base de n-butano y butenos lineales que, en calidad de componente o componentes secundarios, presentan ácido fórmico y/o pentanal o pentanales y/o pentanoles. El contenido en butenos lineales en estas mezclas se encuentra preferiblemente por debajo de 30% en masa, en particular por debajo de 15% en masa, muy particularmente por debajo de 10% en masa. Además de ello, estas mezclas pueden presentar hidrocarburos varias veces insaturados tales como, por ejemplo, 1, 3-butadieno, y hasta 1, 5% en masa de hidrocarburos C5. El contenido en ácido fórmico se encuentra en el intervalo de 0, 001 a 1% en masa, en particular en el intervalo de 0, 001 a 0, 1% en masa, muy particularmente en el intervalo de 0, 005 a 0, 010% en masa. El contenido en pentanales asciende a 0, 001 hasta 1% en masa, en particular a 0, 001 hasta 0, 5% en masa, de manera muy particular en 0, 005 hasta 0, 010% en masa. El intervalo de pentanoles se encuentra en el intervalo de 0, 001 a 0, 5% en masa, en particular en el intervalo de 0, 001 a 0, 2% en masa, muy particularmente en el intervalo de 0, 01 a 0, 1% en masa. El contenido en monóxido de carbono en la mezcla de partida se encuentra en el intervalo de 1 a 10% en masa. Además de ello, la mezcla de partida puede contener hidrógeno molecular. La mezcla de partida puede ser monofásica o bifásica, por ejemplo con una fase líquida y una fase gaseosa. El monóxido de carbono puede ser en este caso gaseoso y/o estar disuelto, al menos en parte, en la fase líquida. De la cantidad total del monóxido de carbono, más del 90% se presenta en forma gaseosa.

Materiales de partida típicos para el procedimiento de acuerdo con la invención son mezclas de n-butano/n-buteno que resultan en el tratamiento de las descargas de producto de una hidroformilación de butenos lineales. Un procedimiento de este tipo se describe, por ejemplo, en el documento DE 10 2008 002187.3. En este procedimiento se hidroformila una mezcla de n-buteno/n-butano. Los productos y el educto que no ha reaccionado se retiran del reactor con gas de síntesis en exceso. Esta corriente gaseosa se separa en gas de síntesis, productos (pentanales y productos consecutivos de reacción) y en una mezcla n-butano/n-buteno. En este caso, en función del tipo del tratamiento por destilación, se puede separar una mezcla de productos gaseosa, líquida o tanto gaseosa como líquida.

En el caso de la separación por destilación en el intervalo de presiones de 0, 5 MPa a 3, 0 MPa resulta preferiblemente tanto una corriente de productos líquida, en la que está disuelto el gas de síntesis, como también una corriente de gas de síntesis con una elevada proporción de compuestos C4.

Tanto la corriente líquida como la... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de n-butano de bajo olor mediante hidrogenación catalítica de una mezcla de partida,

a) conteniendo la mezcla de partida, junto a n-butano, n-buteno y monóxido de carbono, al menos uno de los siguientes componentes: -hasta 1% en masa de ácido fórmico, -hasta 1% en masa de pentanales, -hasta 0, 5% en masa de pentanoles,

b) tratando la mezcla de partida, en el intervalo de temperaturas de 15 a 120ºC, con una disolución acuosa de un hidróxido de metal alcalino o de metal alcalinotérreo en el intervalo de concentraciones de 0, 5 a 30% en masa,

c) y sometiendo la mezcla de partida a continuación a una hidrogenación catalítica.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que en el caso de la disolución acuosa se trata de lejía de sosa en el intervalo de concentraciones de 0, 5 a 2, 5% en masa.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el tratamiento con la disolución acuosa se lleva a cabo en un intervalo de presiones de 0, 5 a 5 MPa.

2.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado por que la proporción del mónoxido de carbono en la mezcla de partida asciende a 1 hasta 10, preferiblemente a 2 hasta 7 por ciento en masa.

5. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la mezcla de 25 partida contiene hidrógeno.

6. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la extracción se lleva a cabo en una unidad de mezclador-decantador.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que como mezclador se emplea un mezclador estático.

8. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque como mezclador se emplea una bomba, en particular una bomba centrífuga.

3.

9. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la extracción se lleva a cabo en una columna de extracción.

10. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la mezcla de n40 butano/n-buteno extraída se retira del sistema de aparatos de extracción, en su totalidad o en parte, en forma de un líquido.

11. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la hidrogenación en fase líquida se lleva a cabo en un catalizador de paladio en el intervalo de temperaturas de 20 a 45 140ºC y en el intervalo de presiones de 0, 6 a 3 MPa.

12. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la mezcla de nbutano/n-buteno extraída se deshidrata por destilación.

13. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el producto de salida de la hidrogenación se deshidrata por destilación.

14. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que hidratos de carbono C5 se separan por destilación.

5.

15. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que como mezcla de partida se emplea una corriente procedente de una instalación de hidroformilación de C4.

FIG. 1

FIG. 2

FIG. 3

FIG. 4