Purificación del acetato de alilo.

Un procedimiento para purificar acetato de alilo, el cual comprende:

(a) la destilación de una mezcla de acetoxilación, la cual comprende acetato de alilo, ácido acético y propileno, a una presión elevada, con objeto de eliminar el propileno y generar una primera mezcla del fondo, la cual comprende acetato de alilo, ácido acético, acroleína, diacetato de alilo, y 3-acetoxipropionaldedehído;

(b) la vaporización, mediante evaporación instantánea “flash”, del la primera mezcla del fondo, y la puesta en contacto del vapor resultante, con un catalizador ácido, sólido, bajo unas condiciones que sean efectivas para descomponer el diacetato de alilo y el 3-acetoxipropionaldehído, y proporcionar un producto vaporizado mediante evaporación instantánea “flash”, el cual comprenda acetato de alilo, ácido acético, y acroleína; y

(c) la destilación del producto vaporizado mediante evaporación instantánea “flash”, para eliminar la acroleína y generar una segunda mezcla de fondo, la cual comprenda acetato de alilo y ácido acético.

Purificación del acetato de alilo

SECTOR DE LA INVENCIÓN

La presente invención, se refiere a un procedimiento para purificar el acetato de alilo, el cual se produce mediante la acetoxilación del propileno ANTECEDENTES Y TRASFONDO DE LA INVENCIÓN

El alcohol alílico, es un valioso intermediario para la producción de derivados de ésteres de alilo, monómeros de alilo, 1, 4-butanodiol, y polímeros tales como los copolímeros de alcoholes de estireno – alilo. El alcohol alílico, puede producirse mediante la isomerización del óxido de propileno, pero éste puede también producirse mediante la acetoxilación del propileno, seguido de la hidrólisis de acetato de alilo resultante.

La acetoxilación para producir el acetato de alilo, se lleva a cabo mediante propileno reactivo, ácido acético, y oxígeno, en la fase de vapor, en presencia de un catalizador de metal noble, tratándose éste, de una forma típica, del paladio. De una forma típica, se procede a poner en contacto una mezcla caliente de los reactivos, con un lecho de catalizador soportado sobre metal y, los productos, se separan mediante destilación.

La acetoxilación del propileno, se conoce bien y, en muchas referencias, se enseñan vías para la utilización de varios promotores, con objeto de mejorar el tiempo de vida del catalizador, mejorar la productividad, o mejorar otros importantes parámetros o resultados. Véase a dicho efecto, por ejemplo, la patente estadounidense U. S. nº 4. 647.

690 y la patente estadounidense U. S. nº 4. 571. 431, las cuales enseñan la forma de preparar el acetato de alilo, procediendo a hacer reaccionar el propileno, el ácido acético y el oxígeno, en presencia de paladio, de potasio, y de bismuto, en presencia de un promotor adicional de rubidio o de magnesio. Con objeto de facilitar unos pocos ejemplos adicionales, véanse las patentes estadounidenses U. S. nº 3. 925. 452, U. S. nº 3. 917. 676, U. S. nº 5.

011. 980, y U. S. nº 7. 265. 243.

Se han ideado una gran variedad de esquemas, con objeto de proceder a la purificación del acetato de alilo, producido por vía de la acetoxilación. De una forma usual, el acetato de alilo, se aísla como una corriente de la parte superior de cabeza, en una complicada serie de etapas, las cuales involucran una multiplicidad de destilaciones. Así, por ejemplo, Matsuoka et al. (Daicel, Publicación de Patente Japonesa, Nº H2 - 96 548) , describe un procedimiento,

en el cual, se procede a recuperar el acetato de alilo, a partir de una mezcla de reacción de acetoxilación, mediante la utilización de una serie de cinco columnas de destilación, (véase, a dicho efecto, la figura 1) , aportando, cada una de ellas, unos considerables costes adicionales al proceso. En concordancia con la referencia indicada arriba, las dos últimas columnas (marcadas con los números 10 – 10 y 11 – 11, en la figura) , no son necesarias, en el caso, en el cual, el producto de acetato de alilo, se convierte directamente en alcohol alílico. No obstante, quedan, todavía, tres columnas de destilación. En dos de las tres columnas (marcada con los números 5 – 5 y 8 – 8, en la figura) , la totalidad del acetato de alilo, se recupera en la parte superior de cabeza, la cual es intensiva en cuanto a la energía. Así, de este modo, existe una necesidad en cuanto al hecho de poder recuperar el acetato de alilo, mientras que, al mismo tiempo, se eviten unos altos costes de capital y de energía de los esquemas de destilación de torres múltiples, que recuperen la totalidad del acetato de alilo, en la parte superior de cabeza.

De una forma ideal, el acetato de alilo, podría utilizarse para producir el alcohol alílico, sin la necesidad de recuperar el acetato de alilo, como un producto de destilación de la parte superior de cabeza (superior) . Unas materias complicadas, no obstante, vienen representadas por las impurezas de alto punto de ebullición, las cuales se forman durante la ecetoxilación. Una de tales tipos de impurezas, es la consistente en el diacetato de alilo, al cual se leconoce, también, con la denominación de diacetato de alilideno ó 1, 1- diacetoxi- 2- propeno. Éste es, de una forma esencial, un acetal derivado de la reacción de la acroleína, y dos equivalentes de ácido acético. La mayor parte de la referencias las cuales discuten la fabricación del acetato de alilo, mediante ecetoxilación, permanecen mudas (es decir, éstas no se mencionan) , en cuanto a lo referente a la formación o a la eliminación del diacetato de alilo. No obstante, se han discutido vías para eliminar el diacetato de alilo, (véanse, a dicho efecto, por ejemplo, las 55 Publicaciones Japonesas de Patente nos 01- 250 338 (Daicel) , H2- 96 548 (Daicel, discutida anteriormente, arriba) , 61- 238 745 (Kuraray) , y 53- 071 009 (Kuraray) . De una forma usual, se procede a aislar una mezcla la cual contiene diacetato de alilo, como un vaciado o arrastre lateral, procedente de una torre de destilación, y que se ha calentado de una forma sencilla, para su conversión en una mezcla de acroleína, ácido acético, y diacetato de alilo no convertido.

Hemos discutido cuestiones a propósito de estos procedimientos anterior, en nuestra propia reciente solicitud de patente (véase, a dicho efecto, la solicitud de patente estadounidense copendiente U S 2010 / 0 197 977, registrada en fecha 5 de Febrero del 2009) , la cual describe un procedimiento para la purificación de mezclas de acetoxilación, las cuales contienen diacetato de alilo. Procediendo a poner en contacto la mezcla de en la fase de vapor, con un 65 catalizador ácido, sólido, procedimos a descomponer, de una forma efectiva, el diacetato de alilo, convirtiéndolo en acroleína, y procedimos a su eliminación, retirándolo de la corriente intermediaria. Esto, permitió la eliminación del diacetato de alilo, normalmente considerado como una impureza “grave”, como el producto más volátil de la reacción, la acroleína. Una vía para practicar este proceso, es el que involucra a la ecetoxilación, la descomposición de diacetato de alilo, con objeto de retirar y reciclar el propileno no reaccionado, y la destilación, con objeto de eliminar la acroleína, como una impureza ligera.

Otras impurezas, complican adicionalmente los esquemas que contemplan la recuperación del acetato de alilo purificado, al mismo tiempo que evitan su recuperación en la parte superior de cabeza. Tal y como se discutirá posteriormente, más abajo, descubrimos el hecho de que, la acroleína - generada a partir de la descomposición del diacetato de alilo ó, de otro modo, que se encuentra presente – reacciona con el ácido acético, bajo unas condiciones normalmente presentes en el calderín de la columna de recuperación del propileno, para proporcionar el 3-acetoxipropionaldehído, una grave impureza que no se ha reconocido previamente, si bien, ésta es difícil de separar del acetato de alilo.

De una forma desafortunada, las impurezas graves (el diacetato de alilo, y el 3-acetoxipropionaldehído) , no pueden ignorarse de una forma sencilla. Si se hace que éstas pasen a través de la etapa de la hidrólisis del acetal de alilo, éstas pueden entonces reaccionar con la resina intercambiadora de iones, la cual se ha utilizado para catalizar la hidrólisis, regenerándose, con ello, la acroleína. Esta acroleína, puede envenenar la resina forzando con ello, finalmente, a la parada del reactor, para la retirada y la regeneración del lecho.

En resumen, existe una necesidad, en cuanto al hecho de poder disponer de un vía mejor para proceder a la purificación del acetato de alilo, el cual se produce mediante la acetoxilación del propileno. Un procedimiento preferido, podría facilitar la recuperación del acetato de alilo purificado, como producto del fondo, al mismo tiempo que, simultáneamente, se eliminan las impurezas de un alto punto de ebullición. Un procedimiento ideal, podría practicarse comercialmente, conjuntamente con la fabricación de dos etapas del alcohol alílico, a partir del propileno, vía la acetoxilación y la hidrólisis del acetato de alilo.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención, se refiere a un procedimiento para la purificación del acetato de alilo. Se procede, según la invención, a destilar una mezcla de acetoxilación, a una elevada temperatura, con objeto de eliminar el propileno, y generar una primera mezcla del fondo, la comprende acetato de alilo, ácido acético, acroleína, diacetato de alilo, y 3acetoxipropionaldehído. La primera mezcla del fondo, se vaporiza, mediante evaporación instantánea y, el vapor resultante, se pone en contacto con un catalizador ácido, sólido, bajo unas condiciones que sean efectivas para descomponer... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para purificar acetato de alilo, el cual comprende:

(a) la destilación de una mezcla de acetoxilación, la cual comprende acetato de alilo, ácido acético y propileno, a una presión elevada, con objeto de eliminar el propileno y generar una primera mezcla del fondo, la cual comprende acetato de alilo, ácido acético, acroleína, diacetato de alilo, y 3-acetoxipropionaldedehído;

(b) la vaporización, mediante evaporación instantánea “flash”, del la primera mezcla del fondo, y la puesta en contacto del vapor resultante, con un catalizador ácido, sólido, bajo unas condiciones que sean efectivas para descomponer el diacetato de alilo y el 3-acetoxipropionaldehído, y proporcionar un producto vaporizado mediante evaporación instantánea “flash”, el cual comprenda acetato de alilo, ácido acético, y acroleína; y

(c) la destilación del producto vaporizado mediante evaporación instantánea “flash”, para eliminar la acroleína y generar una segunda mezcla de fondo, la cual comprenda acetato de alilo y ácido acético.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, el propileno, se elimina a una presión mayor de 0, 345 MPa-a (50 psia) y a una temperatura de la parte superior de cabeza mayor de 10 °C.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, el propileno, se elimina a una presión comprendida dentro de unos márgenes que van desde los 0, 689 MPa-a hasta los 3, 45 MPa-a (de 100 a 500 psia) , a una temperatura del 20 calderín comprendida dentro de unos márgenes que van desde los 180 °C hasta los 230 °C, y a una temperatura de la parte superior de cabeza comprendida dentro unos márgenes que van desde los 20 °C hasta los 50 °C.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, el catalizador, se selecciona de entre el grupo consistente en: las arcillas, las mezclas de óxidos, los tamices moleculares y las zeolitas; las resinas intercambiadoras de iones; los 25 heteropoliácidos; los óxidos inorgánicos; los sulfatos, los nitratos, los fosfatos y los haluros; los carbones activos; y las mezclas de entre éstos.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, las etapas (b) y (c) , se llevan a cabo a aproximadamente la presión atmosférica.

3.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, el vapor y el catalizador ácido, sólido, se ponen en contacto, en la etapa (b) , a una temperatura comprendida dentro de unos márgenes que van desde los 60 °C hasta los 200 °C.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, la acroleína, se elimina en la etapa (c) , a una temperatura 35 máxima de la parte superior de cabeza, comprendida dentro de unos márgenes que van desde los 50 °C hasta los 70 °C.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, las segunda mezcla del fondo, se hidroliza, para producir el alcohol alílico.

4.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en donde, la hidrólisis, se realiza procediendo a poner en contacto la segunda mezcla del fondo, con una resina intercambiadora de iones, ácida.