Procedimiento de producción de nitrilos.

Un procedimiento de producción de adiponitrilo, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

(a) hacer reaccionar en una primera zona de reacción una mezcla que comprende 1,3-butadieno (BD) y cianurode hidrógeno (HCN) en presencia de un primer catalizador que comprende Ni de valencia cero y un primerligando que contiene fósforo para producir un producto de reacción que comprende 3-pentenonitrilo (3PN) y 2-metil-3-butenonitrilo (2M3BN);

(b) isomerizar al menos una parte del 2M3BN de la etapa (a) en una segunda zona de reacción en presencia deun segundo catalizador que comprende Ni de valencia cero y un segundo ligando que contiene fósforo paraproducir un producto de reacción que comprende 3PN; y

(c) hacer reaccionar en una tercera zona de reacción una mezcla que comprende 3PN de la etapa (b) y cianurode hidrógeno (HCN) en presencia de un tercer catalizador que comprende Ni de valencia cero y un tercer ligandoque contiene fósforo y en presencia de un promotor de ácido de Lewis para producir un producto de reacción quecomprende adiponitrilo,

en el que el catalizador fluye a través de la primera, la segunda y la tercera zonas de reacción junto con reactivos yproductos,

en el que, por cada millón de partes de 1,3-butadieno alimentadas en la primera zona de reacción, también sealimentan al menos 10 ppm de terc-butilcatecol en la primera zona de reacción,

en el que el primer catalizador que fluye desde la primera zona de reacción se concentra en una o más etapas dedestilación y se recicla a al menos una corriente de reciclado de catalizador en la primera zona de reacción,en el que una parte de la corriente de reciclado de catalizador en la primera zona de reacción se pone en contactocon un disolvente de extracción en una etapa de extracción líquido/líquido para producir una fase de disolvente y unafase de refinado,

en el que dicha fase de disolvente comprende catalizador, en el que dicha fase de refinado comprende productos dedegradación del catalizador, y

en el que el catalizador de dicha fase de disolvente obtenida en dicha etapa de extracción líquido/líquido se recicla ala primera zona de reacción;

en el que dichos primer y tercer ligandos que contienen fósforo reaccionan con terc-butilcatecol y en el que dichoprimer ligando que contiene fósforo es un ligando que contiene fosfito monodentado, y

en el que dicho tercer ligando que contiene fósforo es un ligando que contiene fosfito bidentado.

Procedimiento de producción de nitrilos Campo de la invención La presente divulgación se refiere un procedimiento de producción de nitrilos. Más particularmente, la presente divulgación se refiere a un procedimiento mejorado de multi-zona de reacción para proporcionar rendimientos químicos mejorados de 3-pentenonitrilo y adiponitrilo. En una primera zona de reacción, se produce la hidrocianación de 1, 3-butadieno. El 1, 3-butadieno incluye una pequeña cantidad de terc-butilcatecol (TBC) .

Antecedentes de la invención El adiponitrilo (ADN) es un producto intermedio de importancia comercial y versátil en la producción industrial de poliamidas de nailon útiles para la formación de películas, fibras, y artículos moldeados. El ADN se puede producir por hidrocianación de 1, 3-butadieno (BD) en presencia de complejos de metales de transición que comprenden diversos ligandos que contienen fósforo. Por ejemplo, los catalizadores que comprenden níquel de valencia cero y ligandos que contienen fósforo monodentados están bien documentados en la técnica anterior; véanse, por ejemplo, los documentos de Patente de Estados Unidos con números 3.496.215; 3.631.191; 3.655.723 y 3.766.237; y Tolman, C. A., McKinney, R. J., Seidel, W. C., Druliner, J. D., y Stevens, W. R., Advances in Catalysis, 1985, Vol. 33, páginas 1-46. También se desvelan mejoras en la hidrocianación de compuestos etilénicamente insaturados con catalizadores que comprenden níquel de valencia cero y ciertos ligandos multidentados de fosfito; véanse, por ejemplo, los documentos de Patente de Estados Unidos con números 5.512.696; 5.821.378; 5.959.135; 5.981.772; 6.020.516; 6.127.567; y 6.812.352.

El 3-pentenonitrilo (3PN) se puede formar a través de una serie de reacciones como se ilustra a continuación.

De acuerdo con las abreviaturas que se usan en el presente documento, BD es 1, 3-butadieno, HC≡N es cianuro de hidrógeno, y 2M3BN es 2-metil-3-butenonitrilo. Un procedimiento para aumentar el rendimiento químico de 3PN a partir de la hidrocianación de BD incluye la isomerización catalítica de 2M3BN en 3PN (Esquema de Reacción 2 anterior) en presencia de complejos de NiL4 como se desvela en el documento de Patente de Estados Unidos Nº

3.536.748. Los coproductos de la hidrocianación de BD y de la isomerización de 2M3BN pueden incluir 4pentenonitrilo (4PN) , 2-pentenonitrilo (2PN) , 2-metil-2-butenonitrilo (2M2BN) , y 2-metilglutaronitrilo (MGN) .

Se pueden formar dinitrilos en presencia de complejos de metales de transición que comprenden diversos ligandos que contienen fósforo, tales como ADN, MGN, y etilsuccinonitrilo (ESN) mediante la hidrocianación de 3PN y 2M3BN, como se ilustra a continuación en los Esquemas de Reacción 3 y 4. El Esquema de Reacción 4 también muestra que se puede formar 2M2BN cuando el 2M3BN se isomeriza de forma no deseada en presencia de un promotor de ácido de Lewis que se puede transmitir desde una zona de reacción de hidrocianación de pentenonitrilo.

La hidrocianación de olefinas activadas tales como olefinas conjugadas (por ejemplo, 1, 3-butadieno) puede transcurrir a velocidades útiles sin el uso de un promotor de ácido de Lewis. Sin embargo, la hidrocianación de olefinas no activadas, tales como 3PN, requiere al menos un promotor de ácido de Lewis para obtener velocidades y rendimientos industrialmente útiles para la producción de nitrilos lineales, tales como ADN. Por ejemplo, los documentos de Patente de Estados Unidos con números 3.496.217, 4.874.884, y 5.688.986 desvelan el uso de promotores de ácido de Lewis para la hidrocianación de compuestos etilénicamente insaturados no conjugados con catalizadores de níquel que comprenden ligandos que contienen fósforo.

Un procedimiento integrado de producción de ADN a partir de BD y HC≡N puede comprender la hidrocianación de BD, la isomerización de 2M3BN para producir 3PN, y la hidrocianación de pentenonitrilos, incluyendo 3PN, para producir ADN y otros dinitrilos. Se desvelan procedimientos integrados, por ejemplo, en el documento de Solicitud de Patente de Estados Unidos 2009/0099386 A1.

En el documento de Solicitud de Patente de Estados Unidos Nº 2007/0260086 se desvela un procedimiento de preparación de dinitrilos con el objetivo de proporcionar la recuperación de un catalizador formado a partir de una mezcla de ligandos mono y bidentados y poder reutilizar el catalizador recuperado de ese modo en las etapas de hidrocianación y/o isomerización.

El documento de Solicitud de Patente de Estados Unidos Nº 2008/0221351 desvela un procedimiento integrado de preparación de ADN. Una primera etapa de procedimiento incluye la hidrocianación de BD para producir 3PN con al menos un catalizador de níquel de valencia cero. Una segunda etapa de procedimiento del procedimiento integrado implica la hidrocianación de 3PN para producir ADN con al menos un catalizador de níquel de valencia cero y al menos un ácido de Lewis. En este procedimiento integrado, al menos uno de los catalizadores de níquel de valencia cero que se usa en una de las etapas de procedimiento se transfiere a las otras etapas de procedimiento. El documento de Patente US 2008/281120 describe un procedimiento de producción de 3-pentenonitrilo.

El terc-butilcatecol (TBC) es un inhibidor de polimerización, que inhibe la polimerización del 1, 3-butadieno, particularmente cuando el 1, 3-butadieno se encuentra almacenado. Las fuentes comerciales de 1, 3-butadieno a menudo incluyen pequeñas cantidades de TBC para inhibir la polimerización del 1, 3-butadieno.

El TBC puede reaccionar con ciertos ligandos que contienen fósforo, tales como ligandos de fosfito monodentados y ligandos de fosfito bidentados. Los catalizadores de hidrocianación pueden comprender ligandos que contienen fósforo que son reactivos con TBC.

El documento de Publicación de Patente Europea Nº 1 344 770 describe problemas derivados de la reactividad del TBC con catalizadores de hidrocianación que comprenden ligandos de fosfito, fosfonito y fosfinito. El problema se acentúa con ligandos bidentados, debido a que se tiende a usar estos ligandos en pequeñas cantidades y son caros. El documento de Patente EP 1 344 770 describe la retirada de TBC mediante una diversidad de técnicas, incluyendo vaporización o el paso de 1, 3-butadieno líquido sobre un lecho absorbente, tal como alúmina.

Sumario de la invención Se hace reaccionar 1, 3-butadieno con HCN en presencia de terc-butilcatecol, mientras se minimizan los problemas asociados con la degradación del catalizador causados por la reacción del catalizador con terc-butilcatecol. El catalizador para la reacción de 1, 3-butadieno con HCN se segrega del catalizador para la reacción de 3pentenonitrilo con HCN. Esta segregación implica una forma particular de purificación y reciclado del catalizador para

la reacción de 1, 3-butadieno con HCN. Esta segregación minimiza la degradación del catalizador para la reacción de 3-pentenonitrilo con HCN por reacción del catalizador con terc-butilcatecol.

Se produce pentenonitrilo en un procedimiento que comprende dos etapas. En la primera etapa [es decir, la etapa (a) ], se hace reaccionar 1, 3-butadieno con cianuro de hidrógeno en una primera zona de reacción (Z1) en presencia de un primer catalizador que comprende níquel de valencia cero (Ni°) y un primer ligando que contiene fósforo para producir un efluente del reactor que comprende 3-pentenonitrilo (3PN) y 2-metil-3-butenonitrilo (2M3BN) . En la segunda etapa [es decir, la etapa (b) ], se isomeriza al menos una parte del 2M3BN producido en la primera etapa en una segunda zona la creación (Z2) en presencia de un segundo catalizador que comprende níquel de valencia cero (Ni°) y un segundo ligando que contiene fósforo para producir un producto de reacción que comprende 3PN.

Se puede recuperar una corriente de efluente que comprende 3PN de la segunda zona de reacción (Z2) . También se puede recuperar 3PN por destilación del producto de reacción de la primera zona de reacción (Z1) . El 3PN recuperado se puede poner en contacto con HCN en una tercera etapa de reacción [es decir, la etapa (c) ] en una tercera zona de reacción (Z3) en presencia de un tercer catalizador, que comprende níquel de valencia cero (Ni°) y un tercer ligando que contiene fósforo. La reacción en la tercera zona de reacción (Z3) tiene lugar en presencia de un promotor de ácido de Lewis.

El catalizador introducido en una zona de reacción fluye al interior, a través de y hacia el exterior de la zona de reacción junto con reactivos y productos. Cualquier promotor de ácido de Lewis introducido en una zona de reacción también fluye a través de la zona de reacción junto con el flujo de reactivos,... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de producción de adiponitrilo, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

(a) hacer reaccionar en una primera zona de reacción una mezcla que comprende 1, 3-butadieno (BD) y cianuro de hidrógeno (HCN) en presencia de un primer catalizador que comprende Ni de valencia cero y un primer ligando que contiene fósforo para producir un producto de reacción que comprende 3-pentenonitrilo (3PN) y 2metil-3-butenonitrilo (2M3BN) ;

(b) isomerizar al menos una parte del 2M3BN de la etapa (a) en una segunda zona de reacción en presencia de un segundo catalizador que comprende Ni de valencia cero y un segundo ligando que contiene fósforo para producir un producto de reacción que comprende 3PN; y

(c) hacer reaccionar en una tercera zona de reacción una mezcla que comprende 3PN de la etapa (b) y cianuro de hidrógeno (HCN) en presencia de un tercer catalizador que comprende Ni de valencia cero y un tercer ligando que contiene fósforo y en presencia de un promotor de ácido de Lewis para producir un producto de reacción que comprende adiponitrilo,

en el que el catalizador fluye a través de la primera, la segunda y la tercera zonas de reacción junto con reactivos y productos, en el que, por cada millón de partes de 1, 3-butadieno alimentadas en la primera zona de reacción, también se alimentan al menos 10 ppm de terc-butilcatecol en la primera zona de reacción, en el que el primer catalizador que fluye desde la primera zona de reacción se concentra en una o más etapas de destilación y se recicla a al menos una corriente de reciclado de catalizador en la primera zona de reacción, en el que una parte de la corriente de reciclado de catalizador en la primera zona de reacción se pone en contacto con un disolvente de extracción en una etapa de extracción líquido/líquido para producir una fase de disolvente y una fase de refinado, en el que dicha fase de disolvente comprende catalizador, en el que dicha fase de refinado comprende productos de degradación del catalizador, y en el que el catalizador de dicha fase de disolvente obtenida en dicha etapa de extracción líquido/líquido se recicla a la primera zona de reacción; en el que dichos primer y tercer ligandos que contienen fósforo reaccionan con terc-butilcatecol y en el que dicho primer ligando que contiene fósforo es un ligando que contiene fosfito monodentado, y en el que dicho tercer ligando que contiene fósforo es un ligando que contiene fosfito bidentado

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que no se añade níquel de valencia cero a la corriente de reciclado de catalizador antes de la introducción de esta corriente en una etapa de extracción líquido/líquido.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, en el que la etapa de extracción líquido/líquido comprende introducir una parte de la corriente de reciclado de catalizador, un disolvente de extracción y dinitrilos en una zona de extracción líquido/líquido, y separar los líquidos en la zona de extracción líquido/líquido en una fase de disolvente que comprende catalizador y una fase de refinado que comprende dinitrilos y productos de degradación del catalizador.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la fase de disolvente de la zona de extracción líquido/líquido se destila para retirar el disolvente de extracción y para obtener una corriente de catalizador extraído que se recicla a la primera zona de reacción.

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se añade níquel de valencia cero a la corriente de catalizador extraído y la corriente de catalizador extraído se recicla a la primera zona de reacción.

6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la fase de refinado comprende disolvente de extracción, pentenonitrilos, dinitrilos y productos de degradación del catalizador, en el que se separan los dinitrilos del disolvente de extracción, pentenonitrilos y productos de degradación del catalizador, y en el que los dinitrilos separados se reciclan a la etapa de extracción líquido/líquido.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que dicho primer ligando que contiene fósforo es TTP o MTTP, en el que dicho tercer ligando que contiene fósforo es un ligando que contiene fosfito bidentado en el que el terc-butilcatecol reacciona con TTP o MTTP para producir productos de degradación del catalizador que comprenden cresoles, en el que dicha fase de refinado comprende cresoles, y en el que dicha fase de refinado se destila para retirar los cresoles.

8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que, por cada millón de partes de 1, 3-butadieno alimentadas en la primera zona de reacción, también se alimentan de 20 a 100 ppm de terc-butilcatecol en la primera zona de reacción.

9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que cada uno del primer ligando que contiene fósforo, el segundo ligando que contiene fósforo y el tercer ligando que contiene fósforo es un ligando de fosfito o un

ligando de fosfonito o un ligando de fosfinito.

10. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el primer ligando que contiene fósforo y el segundo ligando que contiene fósforo es un ligando de fosfito monodentado y el tercer ligando que contiene fósforo es un ligando de fosfito bidentado.