Instalación química para la producción de diaminodifenilmetano.

Instalación química que comprende

- una primera unidad para proporcionar una primera corriente de residuos acuosa que comprende nitrobenceno,

en la que dicha primera unidad es una unidad de producción de nitrobenceno;

- al menos una segunda unidad para proporcionar una segunda corriente de residuos acuosa que comprende anilina, en la que dicha segunda unidad es una unidad de producción de anilina;

comprendiendo dicha instalación química un aparato de limpieza de anilina para retirar nitrobenceno de la anilina, comprendiendo además dicha instalación química una columna de separación para separar la anilina de una corriente acuosa, caracterizada porque dichas corrientes de residuos acuosas primera y segunda se proporcionan a dicha columna de separación, separando dicha columna de separación anilina y nitrobenceno de dichas corrientes de residuos acuosas primera y segunda, proporcionándose la anilina y el nitrobenceno separados a dicho aparato de limpieza de anilina.

La presente invención se refiere a una instalación química para proporcionar DADPM, más en particular a una instalación química integrada que comprende una unidad de producción de nitrobenceno para convertir benceno en nitrobenceno, una unidad de producción de anilina para convertir nitrobenceno en anilina y una unidad de producción de DADPM (que es diaminodifenilmetano) para convertir la anilina en DADPM, completada opcionalmente con una unidad de MDI para convertir el DADPM en MDI (diisocianato de difenilmetano).

La presente invención se refiere además a un procedimiento de producción para producir DADPM y opcionalmente para producir MDI.

Se conocen en la técnica instalaciones químicas para proporcionar DADPM (también denominado MDA). El diaminodifenilmetano, y más en general las polifenil-poliaminas con puente de metileno, se preparan normalmente a partir de anilina, o a partir de derivados de anilina, haciéndolos reaccionar con formaldehído en presencia de una disolución de un ácido fuerte tal como, por ejemplo, ácido clorhídrico, sulfúrico o fosfórico. Las fuentes bibliográficas que describen este tipo de síntesis son: J. Am. Chem. Soc. 57, 888, 1975; Chem. Tech., noviembre de 1984, 67; Kirk Othmer, Vol. II, 3a edición, 338-348. Se sugirió que se usaran algunos otros catalizadores, tales como tierra de diatomeas, arcilla o zeolitas, en la conversión de anilina y formaldehído en DADPM.

Tras la conversión de anilina y formaldehído (normalmente suministrado y usado como formalina), el DADPM está presente en una corriente efluente de reactor que comprende dichos DADPM, anilina, ácido (usado como catalizador), agua y algunos otros compuestos presentes como impurezas en las corrientes de suministro u obtenidos mediante reacciones secundarias. Puesto que normalmente se usa ácido clorhídrico como catalizador, y puesto que este ácido se neutraliza tras la reacción usando una base, normalmente sosa caústica, la corriente de efluente es una corriente salada.

El DADPM se separa de la corriente de efluente por medio de un separador de fases. El efluente acuoso de este primer separador de fases, denominado a menudo salmuera, se lava con anilina para retirar las trazas de DADPM todavía presentes en este efluente acuoso. Las corrientes resultantes están en una fase acuosa, que comprende agua y anilina, separada de una fase orgánica, que es anilina y las trazas de DADPM.

En la corriente acuosa o salmuera está presente anilina. Para retirar la mayor cantidad posible de anilina de esta corriente acuosa, y para proporcionar una corriente acuosa, opcionalmente salada, adecuada para tratarse en instalaciones de tratamiento de corrientes de residuos biológicos, la anilina se separa de la corriente acuosa usando una columna de separación, denominada a menudo separador de anilina, separador de amina-salmuera o separador de amina-agua.

La anilina usada en la unidad de producción de DADPM se proporciona normalmente como un producto químico a granel. La propia anilina se proporciona en una unidad de producción de anilina, ubicada a menudo alejada de la unidad de producción de DADPM. La conversión de nitrobenceno en anilina también genera una corriente de residuos acuosa que comprende agua y anilina, que ha de limpiarse de anilina y después tratarse en una unidad de tratamiento bioquímico.

Puesto que la anilina usada en la producción de DADPM ha de estar libre de nitrobenceno, la unidad de producción de anilina a menudo comprende un aparato de limpieza de anilina para retirar nitrobenceno de la anilina producida.

En el documento US27/23364A1 se da a conocer un ejemplo de un procedimiento para limpiar anilina bruta.

El nitrobenceno usado en la unidad de producción de anilina normalmente también se proporciona como un producto químico a granel. Esta unidad de producción de nitrobenceno genera, junto con nitrobenceno, una corriente de residuos acuosa en la que está presente nitrobenceno. Además, ha de limpiarse esta corriente de residuos del nitrobenceno y después tratarse en una unidad de tratamiento bioquímico. En el documento EP1484312A1 se da a conocer un ejemplo de un procedimiento para proporcionar hidrocarburos aromáticos nitrados.

El documento US25/224424A1 da a conocer un método para limpiar nitrobenceno bruto.

Cuando las tres unidades están presentes unas cerca de las otras, es decir la unidad de producción de nitrobenceno, la unidad de producción de anilina y la unidad de producción de DADPM, y completadas opcionalmente con una unidad de producción de MDI para convertir el DADPM en MDI, está claro que pueden obtenerse algunos beneficios económicos y técnicos alimentando todas las corrientes de residuos que van a tratarse en una única unidad de tratamiento de aguas residuales biológicas. Se obtienen beneficios a gran escala para esta unidad de tratamiento de aguas residuales biológicas, y sólo ha de financiarse, monitorizarse, controlarse y mantenerse una unidad.

Sin embargo, todavía está la desventaja de que el compuesto orgánico, o bien anilina o bien nitrobenceno, ha de retirarse de cada corriente de residuos individual antes de alimentar una corriente acuosa a la unidad de tratamiento de aguas residuales biológicas.

Sorprendentemente se encontró que existe una forma de combinar las corrientes de residuos acuosas antes de retirar los componentes orgánicos (ya sea anilina o nitrobenceno), limpiar los compuestos orgánicos de forma suficiente para proporcionar una corriente acuosa de aguas residuales tratables biológicas, y entretanto, permitir la recirculación de la anilina, y opcionalmente del nitrobenceno, al ciclo de producción de la producción de DADPM.

El objetivo anterior se logra mediante una instalación química según la presente invención.

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una instalación química. La instalación química comprende

- una primera unidad para proporcionar una primera corriente de residuos acuosa que comprende nitrobenceno, en la que dicha primera unidad es una unidad de producción de nitrobenceno;

- al menos una segunda unidad para proporcionar una segunda corriente de residuos acuosa que comprende anilina, en la que dicha segunda unidad es una unidad de producción de anilina.

La instalación química comprende un aparato de limpieza de anilina para retirar nitrobenceno de la anilina, y comprende además una columna de separación para separar la anilina de una corriente acuosa. Las corrientes de residuos acuosas primera y segunda se proporcionan a la columna de separación, que separa la anilina y el nitrobenceno de las corrientes de residuos acuosas primera y segunda, y la anilina y el nitrobenceno separados se proporcionan al aparato de limpieza de anilina.

Según algunas realizaciones, en la instalación química,

- la primera unidad es una unidad de producción de nitrobenceno para convertir benceno en nitrobenceno proporcionando de ese modo una corriente de nitrobenceno y la primera corriente de residuos acuosa que comprende nitrobenceno; y

- la segunda unidad es una unidad de producción de anilina para convertir el nitrobenceno de la corriente de nitrobenceno en anilina, proporcionando de ese modo una corriente de anilina y la segunda corriente de residuos acuosa o una primera parte de la segunda corriente de residuos acuosa que comprende anilina.

La instalación puede comprender además una unidad de producción de DADPM para convertir la anilina de la corriente de anilina en DADPM proporcionando de ese modo una segunda parte de la segunda corriente de residuos acuosa que comprende anilina.

La primera corriente de residuos acuosa que comprende nitrobenceno puede ser el efluente acuoso de un separador de fases, que separa el nitrobenceno producido del agua normalmente ácida. Esta agua introducida en la unidad de producción de nitrobenceno junto con los ácidos usados en el procedimiento (ácido sulfúrico, ácido nítrico) u obtenida como agua de reacción producida durante la conversión la primera corriente de residuos acuosa puede ser la fase acuosa del separador de fases, que comprende los ácidos usados en la producción de nitrobenceno, agua, algo de nitrobenceno (normalmente menos del ,5% en peso, tal como menos del o igual al ,3% en peso) y algo de nitrofenoles, nitratos y nitritos (todos ellos normalmente a nivel de ppm). Esta fase acuosa puede neutralizarse usando una base, preferiblemente sosa caústica. Como tal, la corriente acuosa puede comprender sales, opcionalmente sales de sodio, de ácido sulfúrico y ácido nítrico.

La segunda corriente de residuos acuosa puede proporcionarse por unidades diferentes, proporcionando cada unidad parte de la segunda corriente de residuos acuosa.

1. Instalación química que comprende

- una primera unidad para proporcionar una primera corriente de residuos acuosa que comprende

nitrobenceno, en la que dicha primera unidad es una unidad de producción de nitrobenceno;

- al menos una segunda unidad para proporcionar una segunda corriente de residuos acuosa que comprende anilina, en la que dicha segunda unidad es una unidad de producción de anilina;

comprendiendo dicha instalación química un aparato de limpieza de anilina para retirar nitrobenceno de la anilina, comprendiendo además dicha instalación química una columna de separación para separar la anilina de una corriente acuosa, caracterizada porque dichas corrientes de residuos acuosas primera y segunda se proporcionan a dicha columna de separación, separando dicha columna de separación anilina y 15 nitrobenceno de dichas corrientes de residuos acuosas primera y segunda, proporcionándose la anilina y el

nitrobenceno separados a dicho aparato de limpieza de anilina.

2. Instalación química según la reivindicación 1, en la que

- la primera unidad es una unidad de producción de nitrobenceno para convertir benceno en nitrobenceno

proporcionando de ese modo una corriente de nitrobenceno y dicha primera corriente de residuos acuosa que comprende nitrobenceno;

- la segunda unidad es una unidad de producción de anilina para convertir dicho nitrobenceno de dicha

corriente de nitrobenceno en anilina, proporcionando de ese modo una corriente de anilina y una primera

parte de dicha segunda corriente de residuos acuosa que comprende anilina;

- la instalación comprende además una unidad de producción de DADPM para convertir dicha anilina de dicha corriente de anilina en DADPM proporcionando de ese modo una segunda parte de dicha segunda

corriente de residuos acuosa que comprende anilina.

3. Instalación química según la reivindicación 2, en la que dicha unidad de producción de anilina comprende

un reactor para convertir dicho nitrobenceno en anilina, estando el aparato de limpieza de anilina para

retirar nitrobenceno de la anilina proporcionada acoplado al efluente de dicho reactor, proporcionándose

dicha anilina y nitrobenceno separados a dicho reactor para convertir dicho nitrobenceno en anilina.

4. Instalación química según la reivindicación 2, en la que dicha unidad de producción de anilina comprende

un reactor para convertir dicho nitrobenceno en anilina, estando el aparato de limpieza de anilina para

retirar nitrobenceno de la anilina proporcionada acoplado al efluente de dicho reactor, proporcionándose

dicha anilina y nitrobenceno separados al efluente de este reactor antes de dicho aparato de limpieza de

anilina.

5. Instalación química según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que dicha instalación química comprende además un condensador para condensar la anilina y el nitrobenceno separados, acompañados

con agua, y un separador para separar dicha anilina, nitrobenceno y agua condensados en una fase

acuosa, que comprende agua y algo del nitrobenceno y la anilina separados, y una fase orgánica que comprende la anilina, el nitrobenceno separados y algo de agua.

6. Instalación química según la reivindicación 5, en la que dicha instalación química comprende medios para

recircular dicha fase acuosa a la columna de separación.

7. Instalación química según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que dicha columna de

separación tiene n platos teóricos A1 a An, siendo A1 el plato superior, siendo An el plato inferior, introduciéndose dicha segunda corriente de residuos en la columna de separación en el plato teórico Ax,

siendo x mayor o igual a 1, introduciéndose dicha primera corriente de residuos en la columna de

separación en un plato teórico A[y], en la que [y] es el número entero de y e y cumple la ecuación ,5*(n+1) + ,5*x < y < ,85*(n+1) + ,15*x.

8. Uso de una instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el procedimiento de

producción para producir DADPM.

9. Método para producir DADPM, comprendiendo el método

- convertir benceno en nitrobenceno proporcionando de ese modo una corriente de nitrobenceno y una

primera corriente de residuos acuosa que comprende nitrobenceno;

- convertir dicho nitrobenceno de dicha corriente de nitrobenceno en anilina, proporcionando de ese modo una comente de anilina y una primera parte de una segunda corriente de residuos acuosa que comprende anilina;

- retirar nitrobenceno de dicha anilina antes de convertir dicha anilina de dicha corriente de anilina en DADPM;

- convertir dicha anilina de dicha corriente de anilina en DADPM proporcionando de ese modo una segunda parte de dicha segunda corriente de residuos acuosa que comprende anilina;

- separar la anilina y el nitrobenceno de dichas corrientes de residuos acuosas primera y segunda por medio de una columna de separación;

- proporcionar la anilina y el nitrobenceno separados a dicho aparato de limpieza de anilina o a dicha corriente de nitrobenceno.

Método para producir DADPM según la reivindicación 9, en el que dicha unidad de producción de anilina comprende un reactor para convertir dicho nitrobenceno en anilina, comprendiendo la conversión de dicho nitrobenceno de dicha corriente de nitrobenceno en anilina

- proporcionar dicha anilina y nitrobenceno separados a dicho reactor para convertir dicho nitrobenceno en anilina;

- convertir el nitrobenceno en anilina en un reactor; y

- retirar nitrobenceno de la anilina proporcionada usando un aparato de limpieza de anilina.

Método para producir DADPM según la reivindicación 9, en el que dicha unidad de producción de anilina comprende un reactor para convertir dicho nitrobenceno en anilina, comprendiendo la conversión de dicho nitrobenceno de dicha corriente de nitrobenceno en anilina

- convertir el nitrobenceno en anilina en dicho reactor;

- proporcionar dicha anilina y nitrobenceno separados a dicha anilina obtenida como efluente de reactor; y

- retirar nitrobenceno de la anilina usando un aparato de limpieza de anilina.

Método para producir DADPM según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que dicha columna de separación tiene n platos teóricos A1 a An, siendo A1 el plato superior, siendo An el plato inferior, introduciéndose dicha segunda corriente de residuos en la columna de separación en el plato teórico Ax, siendo x mayor o igual a 1, introduciéndose dicha primera corriente de residuos en la columna de separación en un plato teórico A[y], en la que [y] es el número entero de y e y cumple la ecuación ,5*(n+1) + ,5*x < y < ,85*(n+1) + ,15*x.

Método para producir DADPM según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que dicha columna de separación proporciona la anilina y el nitrobenceno separados, acompañados con agua como vapor, comprendiendo además el método condensar dicha anilina y nitrobenceno separados, acompañados con agua y separar dicha anilina, nitrobenceno y agua condensados en una fase acuosa, que comprende agua y algo del nitrobenceno y la anilina separados, y una fase orgánica que comprende la anilina, el nitrobenceno separados y algo de agua.

Método según la reivindicación 13, en la que dicha fase acuosa se recircula a la columna de separación como alimentación adicional, junto a las corrientes de residuos primera y segunda.