Proceso para purificar N2O.

Proceso para la purificación de una mezcla de gases G-0 que contiene monóxido de dinitrógeno,

el cualcomprende al menos los pasos de

(A) tratar la mezcla gaseosa G-0 que contiene monóxido de dinitrógeno para obtener una mezcla de gases G-A quecomprende al menos los pasos de

(i) absorción de la mezcla gaseosa G-0 en una mezcla de solventes S-I para obtener una corriente de gas de escapey una composición C-A

(ii) desorción de una mezcla de gases G-1 de la composición C-A para obtener una mezcla de solventes S-I'

(B) condensación de la mezcla gaseosa G-A para obtener una composición líquida C-1 que contiene monóxido dedinitrógeno y una mezcla gaseosa G-K, en cuyo caso se recicla la mezcla gaseosa G-K al tratamiento según el paso(A).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/052991.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: BAUMANN, DIETER, TELES, JOAQUIM, HENRIQUE, RÖSSLER-FEIGEL,BEATRICE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D53/14 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 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › por absorción.
  • C01B21/22 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C01 QUIMICA INORGANICA.C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 21/00 Nitrógeno; Sus compuestos. › Oxido nitroso (N 2 O).

PDF original: ES-2423311_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Proceso para purificar N2O

La presente invención se refiere un proceso para purificar una mezcla de gases que comprende monóxido de dinitrógeno, que comprende al menos el tratamiento de una mezcla de gas G-0 que comprende monóxido de dinitrógeno para obtener una mezcla de gases G-A , que comprende al menos la absorción de la mezcla de gases G-0 en una mezcla de solventes S-I para obtener una corriente de gas de escape y una composición C-A, y la desorción de una mezcla de gases G-1 de la composición C-A para obtener una mezcla de solventes S-I’, una condensación subsiguiente de la mezcla de gases G-A para obtener una composición líquida C-1 que comprende monóxido de dinitrógeno de una mezcla gaseosa G-K, y la mezcla gaseosa G-K se recicla al proceso.

En el contexto de la presente invención también es posible que la composición de la mezcla gaseosa G-A corresponda a aquella de la mezcla gaseosa G-1.

Del estado de la técnica se conocen diferentes procesos de producción y proceso de purificación de monóxido de dinitrógeno. También se conoce que el monóxido de dinitrógeno puede emplearse, por ejemplo, como agente de oxidación para olefinas.

De esta manera, la WO 98/25698 divulga un proceso para producir monóxido de dinitrógeno mediante oxidación parcial catalítica de NH3 con oxígeno. En tal caso, según la WO 98/25698 se emplea un catalizador de óxido de manganeso, óxido de bismuto y óxido de aluminio el cual conduce con alta selectividad al monóxido de dinitrógeno. Un sistema catalizador similar también se describe más detalladamente en un trabajo científico (Noskov et al., Chem. Eng. J. 91 (2003) 235-242) . De acuerdo con la US 5, 849, 257 también se divulga un proceso para producir monóxido de dinitrógeno mediante oxidación de amoníaco. En tal caso, la oxidación tiene lugar en presencia de un catalizador de cobre-óxido de manganeso.

De acuerdo con el proceso divulgado en la WO 00/01654 se produce un monóxido de dinitrógeno reduciendo una corriente de gas que contiene NOx y amoniaco.

La oxidación de un compuesto olefínico en un aldehído o en una cetona por medio de monóxido de dinitrógeno se describe, por ejemplo, en la GB 649, 680 o en su equivalente US 2, 636, 898. En ambos documentos se divulga de manera muy general que la oxidación puede efectuarse de manera teórica en presencia de un catalizador adecuado para oxidación.

En los nuevos artículos científicos de G. I. Panov et al., "Non-Catalytic Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Nitrous Oxide. 1. Oxidation of Cyclohexene to Cyclohexanone" (Oxidación en fase líquida no catalítica de alquenos con óxido nitroso. 1. Oxidación de ciclohexeno en ciclohexanona) , React. Kinet. Catal. Lett. Vol. 76, No. 2 (2002) páginas 401-405, y K. A. Dubkov et al., "Non-Catalytic Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Nitrous Oxide. 2. Oxidation of Cyclopentene to Cyclopentanone" (oxidación en fase líquida no catalítica de alquenos con óxido nitroso.

2. Oxidación de ciclopenteno en ciclopentanona) , React. Kinet. Catal. Lett. Vol. 77, No. 1 (2002) páginas 197-205 también se describen oxidación este compuestos olefínicos con monóxido de dinitrógeno. Incluso un artículo científico "Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Nitrous Oxide to Carbonyl Compounds" (oxidación en fase líquida de alquenos con óxido nitroso en compuestos carbonilo) de E. V. Starokon et al. in Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 268

- 274 contiene un estudio mecánico de la oxidación de alquenos con monóxido de dinitrógeno en fase líquida.

La síntesis de compuestos carbonilo a partir de alquenos con monóxido de dinitrógeno también se describe en diferentes solicitudes internacionales de patentes. De esta manera, la WO 03/078370 divulga un proceso para producir compuestos carbonilo a partir de alquenos alifáticos con monóxido de dinitrógeno. La reacción se realiza a temperaturas en el rango de 20 a 350 °C y presiones de 0, 01 a 100 atm. La WO 03/078374 divulga un proceso correspondiente para producir ciclohexanona. De acuerdo con la WO 03/078372 se producen cetonas con 4 a 5 átomos de carbono. De acuerdo con la WO 03/078375 en estas condiciones de proceso se producen cetonas cíclicas a partir de alquenos cíclicos con 7 a 20 átomos de carbono. WO 03/078371 divulga un proceso para la preparación de cetonas sustituidas a partir de alquenos sustituidos. WO 04/000777 divulga un proceso para la conversión de di-y polialquenos con monóxido de dinitrógeno en los correspondientes compuestos carbonilo. La purificación de monóxido de dinitrógeno no se menciona en estos documentos.

Asimismo se conoce que las corrientes de gas de escape que contienen monóxido de dinitrógeno pueden emplearse para otras reacciones. El monóxido de dinitrógeno se produce como un subproducto indeseado en diferentes procesos químicos, principalmente en oxidaciones con ácido nítrico y allí, de manera muy particular, en el caso de la oxidación de ciclohexanona y/o ciclohexanol en ácido adípico. Otros ejemplos de procesos en los cuales se produce monóxido de dinitrógeno como un subproducto indeseado son la oxidación de ciclododecanol con ácido nítrico en ácido dodecandicarboxílico y la oxidación parcial de NH3 en NO.

De esta manera, la WO 2005/030690, la WO 2005/030689 y la WO 2004/096745 divulgan procesos para la oxidación de olefina con monóxido de dinitrógeno, a saber la oxidación de ciclododecatrieno, de ciclododeceno y de ciclopenteno. Todas las tres solicitudes divulgan que además de las otras fuentes de monóxido de dinitrógeno también pueden emplearse corrientes de gas de escape que pueden purificarse, por ejemplo, mediante métodos de destilación, antes de emplearse como agentes de oxidación.

Tanto en la producción de monóxido de dinitrógeno, como también en el uso de corrientes de gas de escape, N2O se produce primero como una mezcla gaseosa diluida con otros componentes. Estos componentes pueden dividirse en aquellos que actúan como un obstáculo para aplicaciones especiales, y aquellos que se comportan de manera inerte. Para el empleo como agente de oxidación pueden mencionarse como aquellos gases que actúan como un obstáculo, entre otros, NOx o, por ejemplo, oxígeno (O2) . El término "NOx", tal como se entiende en el contexto de la presente invención, se refiere a todos los compuestos NaOb, donde a es1 o 2 y b es un número de 1 a 6, excepto N2O. En lugar del término "NOx" en el contexto de la presente invención también se usa el término "óxidos de nitrógeno". Como componentes secundarios obstaculizan tres también pueden mencionarse NH3 y ácidos orgánicos.

Para aplicaciones especiales es necesario purificar el monóxido de dinitrógeno empleado antes de la reacción. A manera de ejemplo, para el uso de monóxido de dinitrógeno como agentes de oxidación es necesario separar los componentes secundarios obstaculizantes, tales como oxígeno u óxidos de nitrógeno.

Del estado de la técnica son conocidos fundamentalmente los procesos para separar NOx. A manera de ejemplo, en M. Thiemann et. al in Ullmann’s Encyclopedia, 6th Edition, 2000, Electronic Edition, capítulo "Nitric Acid, Nitrous Acid, and Nitrogen Oxides", sección 1.4.2.3, se encuentra una reseña.

La solicitud WO 00/73202 describe un método como se puede retirar NOx y O2 de una corriente gaseosa que contiene N2O. El NOx se retira por medio de reducción catalítica con NH3 y el oxígeno por medio de reducción catalítica con hidrógeno u otros agentes de reducción. Este método tiene, sin embargo, la desventaja de que el producto se contamina con NH3. Sólo es posible una fuerte merma de oxígeno si se acepta una pérdida en N2O, de por ejemplo 3 a 5% de la cantidad originalmente contenida.

Para aplicaciones especiales puede ser necesario separar también los compuestos inertes ya que pueden ralentizar por dilución la reacción deseada con N2O. El término "gas inerte", tal como se usa en el contexto de la presente invención, designa un gas que se comporta de manera inerte con respecto a la reacción de N2O con una olefina, es decir en las condiciones de la reacción de olefinas con N2O no reacciona con las olefinas ni con N2O. Como gases inertes pueden mencionarse, por ejemplo, nitrógeno, dióxido de carbono, argón, metano, heptano y propano. Sin embargo, los gases inertes pueden disminuir el rendimiento espacio-tiempo de tal manera que una merma también puede ser ventajosa. Pero asimismo puede ser ventajoso obtener una mezcla gaseosa que contiene todavía gases inertes tales como, por ejemplo, dióxido de carbono y que pueden usarse directamente en otra reacción.

En DE 27 32 267 A1 se divulga, por ejemplo, un proceso para purificar monóxido de dinitrógeno, en cuyo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Proceso para la purificación de una mezcla de gases G-0 que contiene monóxido de dinitrógeno, el cual comprende al menos los pasos de

(A) tratar la mezcla gaseosa G-0 que contiene monóxido de dinitrógeno para obtener una mezcla de gases G-A que comprende al menos los pasos de

(i) absorción de la mezcla gaseosa G-0 en una mezcla de solventes S-I para obtener una corriente de gas de escape y una composición C-A

(ii) desorción de una mezcla de gases G-1 de la composición C-A para obtener una mezcla de solventes S-I’

(B) condensación de la mezcla gaseosa G-A para obtener una composición líquida C-1 que contiene monóxido de dinitrógeno y una mezcla gaseosa G-K, en cuyo caso se recicla la mezcla gaseosa G-K al tratamiento según el paso (A) .

2. Proceso para la purificación de una mezcla de gases que contiene monóxido de dinitrógeno según la reivindicación 1, en cuyo caso el paso (A) comprende adicionalmente los pasos (iii) y (iv) :

(iii) absorción de la mezcla gaseosa G-1 en una mezcla de solventes S-II para obtener una corriente de gas de escape y una composición C-B

(iv) desorción de una mezcla de gases G-2 de la composición C-B para obtener una mezcla de solventes S-II’.

3. Proceso para la purificación de una mezcla de gases que contiene monóxido de dinitrógeno según una de las reivindicaciones 1 o 2, en cuyo caso el paso (A) comprende otros pasos.

4. Proceso para la purificación de una mezcla de gases que contiene monóxido de dinitrógeno según una de las reivindicaciones 1 a 3, en cuyo caso se recicla la mezcla gaseosa G-K al paso (i) o al paso (iii) del paso (A) .

5. Proceso para la purificación de una mezcla de gases que contiene monóxido de dinitrógeno según una de las reivindicaciones 1 a 4, en cuyo caso la mezcla de solventes S-I o la mezcla de solventes S-II o la mezcla de solventes S-I y la mezcla de solventes S-II se selecciona del grupo constituido por solventes orgánicos y mezcla de solventes acuosa.

6. Proceso para la purificación de una mezcla de gases que contiene monóxido de dinitrógeno según una de las reivindicaciones 1 a 5, en cuyo caso en el paso (B) se condensan 20 a 90 % en peso de la mezcla de gases G-A.

7. Proceso para la purificación de una mezcla de gases que contiene monóxido de dinitrógeno según una de las reivindicaciones 1 a 6, en cuyo caso el proceso comprende el paso (C) :

(C) poner en contacto la composición C-1 que contiene monóxido de dinitrógeno con una mezcla de gases S-1 para obtener una composición C-2 y una mezcla de gases S-2.

8. Proceso para la purificación de una mezcla de gases que contiene monóxido de dinitrógeno según la reivindicación 7, en cuyo caso la mezcla gaseosa S-1 se selecciona del grupo constituido por nitrógeno, helio, neón, argón, criptón, xenón, hidrógeno, monóxido de carbono, metano y tetrafluorometano.

9. Proceso para la purificación de una mezcla de gases que contiene monóxido de dinitrógeno según una de las reivindicaciones 7 o 8, en cuyo caso se recicla la mezcla gaseosa S-2 al paso (A) .

10. Proceso para la purificación de una mezcla de gases que contiene monóxido de dinitrógeno según una de las reivindicaciones 7 a 9, en cuyo caso se recicla la mezcla gaseosa S-2 al paso (i) o al paso (iii) del paso (A) .


 

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