Procedimiento para la preparación de acroleína o ácido acrílico o su mezcla a partir de propano.

Procedimiento para la preparación de acroleína y/o ácido acrílico a partir de propano y/o propeno,

comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:

(a) separación de propano y/o propeno de una mezcla de gases A que contiene propano y/o propeno mediante absorción en un absorbente,

(b) separación del propano y/o propeno del absorbente con obtención de un gas B que contiene propano y/o propeno y (c) uso del gas B obtenido en la etapa (b) para una oxidación de propano y/o propeno para dar acroleína y/o ácido acrílico,

en el que entre la etapa (b) y (c) no se lleva a cabo ninguna deshidrogenación con catálisis heterogénea de propano sin aporte de oxígeno y

en en el que la separación del propano y/o propeno del absorbente según la etapa (b) se realiza mediante arrastre con un cambio de presión y/o temperatura y con vapor de agua, mezclas de oxígeno/nitrógeno o aire, y

en en el que en la etapa (a) la mezcla de gases se pone en contacto a una presión de 100 a 5000 kPa (de 1 a 50 bar) y a una temperatura de 0 a 100º C con el absorbente y en la etapa (b) se lleva a cabo el arrastre a una presión de 10 a 1000 kPa (de 0,1 a 10 bar) y a una temperatura de 0 a 200º C.

Procedimiento para la preparación de acroleína o ácido acrílico o su mezcla a partir de propano

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de acroleína y/o ácido acrílico a partir de propano y/o propeno.

La acroleína y el ácido acrílico son productos químicos de base de importancia. De este modo el ácido acrílico es de uso, entre otros, como monómero para la producción de polimerizados, que se usan por ejemplo en la distribución dispersa en medio acuoso como aglutinante. En función de la finalidad de aplicación del polimerizado puede tener lugar antes de la polimerización aún una esterificación del ácido acrílico. La acroleína es un producto intermedio de importancia, por ejemplo, para la producción de glutardialdehído, metionina, ácido fólico y ácido acrílico.

Procedimientos conocidos para la preparación de acroleína y/o ácido acrílico parten de propano y/o propeno. De los documentos DE-A 33 13 573 y EP-A-0 117 146 se conoce un procedimiento para la transformación de propano en acroleína y/o ácido acrílico. A este respecto se describe un procedimiento de dos o bien de tres etapas, en el que en una primera etapa el propano se deshidrata dando propeno y en una segunda etapa el propeno se oxida dando acroleína. Es característica esencial que entre las dos etapas no se lleve a cabo separación alguna del propano de los componentes secundarios formados en la deshidrogenación, como por ejemplo hidrógeno molecular. La oxidación se lleva a cabo en condiciones en las que no tiene lugar oxidación reseñable alguna del hidrógeno. En una tercera etapa se puede oxidar la acroleína dando ácido acrílico. Se prevé también la posibilidad de separar propano y propeno de la segunda o tercera etapa que no hayan reaccionado mediante absorción y devolverlos tras la liberación del agente de absorción de nuevo a la primera etapa (etapa de deshidrogenación).

La solicitud de patente japonesa JP-A 10-36311 da a conocer un procedimiento para la preparación de ácidos carboxílicos a,(3-insaturados, como ácido acrílico, mediante oxidación catalítica en fase gas del propano en presencia de un catalizador de óxido de metal compuesto, en el que para la consecución de altos rendimientos en la mezcla de partida la relación de propano a oxígeno y dado el caso gas de dilución se mantiene en un intervalo definido, al igual que la conversión se mantiene en un valor determinado. El propano que no haya reaccionado se puede separar tras la oxidación mediante un separador selectivo, que comprende unidades de adsorción por cambio de presión (Pressure- Swing-Adsorption), y a continuación se devuelve a la oxidación catalítica en fase gas.

El documento GB-1378-178 da a conocer un procedimiento en el que un hidrocarburo que no haya reaccionado en un proceso de oxidación se absorbe en un absorbente y el absorbe se extrae con un medio de arrastre. A este respecto se añade al medio de arrastre el hidrocarburo que se va a obtener en una cantidad tal que la mezcla se encuentre fuera de los límites de inflamación.

El documento EP-A 0 731 077 da a conocer un procedimiento para la preparación de acroleína, ácido acrílico o su mezcla a partir de propano, en el que se deshidrogena en una primera etapa propano parcialmente dando propileno, la mezcla de gases producto obtenida a este respecto se usa tras separación de hidrógeno y vapor de agua para abastecer un reactor de oxidación, de igual forma el propileno formado en la deshidrogenación se oxida parcialmente con oxígeno molecular en presencia de propano no deshidrogenado como gas de dilución inerte dando acroleína, ácido acrílico o su mezcla y el propano obtenido en la mezcla de gas de producto de la oxidación parcial se devuelve a continuación a la etapa de deshidrogenación A.

El documento GB 2 118 939 da a conocer la preparación de aldehidos no saturados, ácidos y sus ásteres del alcano correspondiente. A este respecto se deshidrogena el alcano dado el caso en presencia de vapor de agua por un catalizador de deshidrogenación dando la olefina correspondiente, formándose una corriente de producto de olefina, hidrógeno, óxidos de carbono y alcano que no haya reaccionado. En una segunda etapa se mezcla la corriente de producto de la primera etapa con oxígeno y dado el caso vapor de agua y la mezcla se conduce a la formación del aldehido insaturado en condiciones adecuadas mediante un catalizador de oxidación. A este respecto se forma de nuevo una corriente de producto de aldehido insaturado, alcano que no haya reaccionado, olefina que no haya reaccionado, oxígeno y óxidos de carbono a partir de la cual se obtiene el aldehido.

El objetivo de la presente invención consistió en proporcionar un procedimiento para la preparación catalítica en fase gas de acroleína y/o ácido acrílico a partir de propano y/o propeno, que fuera económico y se pudiera usar con el catalizador usado de la forma más prolongada posible sin purificación.

Este objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante absorción de propano y/o propeno a partir de una mezcla de gases que contiene propano y/o propeno en un absorbente, separación del propano y/o propeno del absorbente y a continuación uso del propano y/o propeno para una oxidación dando acroleína y/o ácido acrílico.

Por tanto la invención se refiere a un procedimiento para la preparación de acroleína y/o ácido acrílico a partir de

propano y/o propeno, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:

(a) separación de propano y/o propeno de una mezcla de gases A que contiene propano y/o propeno mediante absorción en un absorbente,

(b) separación del propano y/o propeno del absorbente con obtención de un gas B que contiene propano y/o propeno y

(c) uso del gas B obtenido en la etapa (b) para una oxidación de propano y/o propeno para dar acroleína y/o ácido acrílico,

en el que entre la etapa (b) y (c) no se lleva a cabo ninguna deshidrogenación con catálisis heterogénea de propano sin aporte de oxígeno y

en en el que la separación del propano y/o propeno del absorbente según la etapa (b) se realiza mediante arrastre con un cambio de presión y/o temperatura y con vapor de agua, mezclas de oxígeno/nitrógeno o aire, y

en en el que en la etapa (a) la mezcla de gas se pone en contacto a una presión de 100 a 5000 kPa (de 1 a 50 bar) y a una temperatura de 0 a 100a C con el absorbente y en la etapa (b) se lleva a cabo el arrastre a una presión de 10 a 1000 kPa (de 0,1 a 10 bar) y a una temperatura de 0 a 2002 C.

Resultan formas de realización preferidas de la invención de la siguiente descripción así como de las figuras.

Debido a que el propano y/o propeno se somete antes de la oxidación a una absorción, presentan por lo general restos de absorbente en el gas B. De forma sorprendente se ha encontrado ahora que sin embargo en la oxidación no se da problema alguno. De esto modo no se observó en el catalizador de oxidación reducción esencial alguna de la actividad y el catalizador de oxidación se pudo usar sin purificación en toda la duración de operación. Tampoco se observaron problemas por una oxidación conjunta dado el caso esperable de restos de absorbente en la etapa de oxidación. En casos en los que los restos del absorbente molestan, que no es el caso en general con uso de hidrocarburos con alto punto de ebullición, de forma particular parafinas, como absorbente, este se puede separar, por ejemplo mediante una desactivación con agua o absorción.

En el procedimiento según el documento DE-A 33 13 573 se retorna propano y propeno recuperado o bien separado a la deshidrogenación con catálisis heterogénea del propano. En la deshidrogenación de propano con catálisis heterogénea se puede desactivar el catalizador, por ejemplo, mediante calcinación. Por tanto se regeneran frecuentemente tales catalizadores de deshidrogenación. Por tanto en la deshidrogenación de propano con la corriente de gas no se da problema alguno con el absorbente acompañante, ya que se puede quemar en la calcinación. Por el contrario no se regeneran frecuentemente los catalizadores usados en la oxidación para dar acroleína y/o ácido acrílico, debido al gasto en regeneración adicional que conduce a situaciones en las que el gas de uso contiene absorbente, más que en el caso de la deshidrogenación. El procedimiento de acuerdo con la invención ofrece la ventaja de que el catalizador de oxidación se puede usar durante tiempo prolongado sin regeneración.

Del procedimiento según el documento DE-A-33 13 573 se diferencia el procedimiento de acuerdo con la invención en que el propano y/o propeno separados con la absorción se conduce a una etapa de oxidación. Por... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de acroleína y/o ácido acrílico a partir de propano y/o propeno, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:

(a) separación de propano y/o propeno de una mezcla de gases A que contiene propano y/o propeno mediante absorción en un absorbente,

(b) separación del propano y/o propeno del absorbente con obtención de un gas B que contiene propano y/o propeno y

(c) uso del gas B obtenido en la etapa (b) para una oxidación de propano y/o propeno para dar acroleína y/o ácido acrílico,

en el que entre la etapa (b) y (c) no se lleva a cabo ninguna deshidrogenación con catálisis heterogénea de propano sin aporte de oxígeno y

en en el que la separación del propano y/o propeno del absorbente según la etapa (b) se realiza mediante arrastre con un cambio de presión y/o temperatura y con vapor de agua, mezclas de oxígeno/nitrógeno o aire, y

en en el que en la etapa (a) la mezcla de gases se pone en contacto a una presión de 100 a 5000 kPa (de 1 a 50 bar) y a una temperatura de 0 a 1002 C con el absorbente y en la etapa (b) se lleva a cabo el arrastre a una presión de 10 a 1000 kPa (de 0,1 a 10 bar) y a una temperatura de 0 a 2002 C.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el arrastre se realiza con vapor de agua o aire.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque en la etapa (a) se usa una mezcla de gases A que además del propano y/o propeno contiene al menos un componente adicional seleccionado de hidrógeno, nitrógeno u óxidos de carbono.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la etapa (a) se usa como absorbente al menos un alcano o alqueno C8-C2o.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la etapa (c) se oxida propeno dando acroleína y/o ácido acrílico.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en la etapa (c) se oxida propano dando acroleína y/o ácido acrílico.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque como catalizador para la oxidación de propano se usa en la etapa (c) una sustancia de óxido multimetálico de fórmula (I)

MoVbM1cM2dOn

con

M1 = Te y/o Sb,

M2 = al menos uno de los elementos del grupo que comprende Nb, Ta, W, Ti, Al, Zr, Cr, Mn, Ga, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, La, Bi, B, Ce, Sn, Zn, Si e In,

b = 0,01 a 1,

c = > 0 a 1 y

d = > 0 a 1, y

n = un número que se determina con la valencia y frecuencia de los elementos en I distintos de oxígeno.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque tras la realización de la etapa (c) se separa propano y/o propeno según la etapa (a) y (b) que no hayan reaccionado y de nuevo se devuelven a la etapa (c).

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la mezcla de gases A usada en la etapa (a) presenta la composición de una mezcla de gases que se puede obtener mediante deshidrogenación con catálisis homogénea y/o heterogénea de propano dando propeno.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque la deshidrogenación de propano se lleva a cabo con

aporte de oxígeno.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque tras la realización de la etapa (c) se somete propano y dado el caso propeno que no hayan reaccionado a una deshidrogenación de propano y la mezcla de productos obtenida se somete de nuevo a la etapa (a).

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la etapa (c) se lleva a cabo

directamente tras la etapa (b).

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque tras la etapa (b) y antes de la etapa (c) se lleva a cabo una desactivación con agua para la separación del absorbente.