Procedimiento de preparación de compuestos hidroperóxido de alquilo.

Procedimiento de preparación de hidroperóxido de alquilo que comprende la puesta en contacto de un hidrocarburo líquido en un reactor a una temperatura elevada con el oxígeno,

caracterizado porque las superficies del reactor en contacto con el medio que contiene el hidroperóxido comprenden una capa protectora realizada en un polímero perfluoroalcoxi (PFA).

Procedimiento de preparación de compuestos hidroperóxido de alquilo

La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de compuestos hidroperóxido de alquilo, más particularmente a la preparación de hidroperóxido de ciclohexilo.

Se refiere más particularmente a la preparación de hidroperóxido de ciclohexilo por oxidación por el oxígeno de ciclohexano en un reactor multietapas o unos reactores montados en serie.

El hidroperóxido de ciclohexilo es un producto intermedio obtenido en la síntesis de ácido adípico por oxidación del ciclohexano por el oxígeno.

Así, en un procedimiento explotado industrialmente, el ciclohexano líquido se oxida por reacción con el oxígeno gas en un reactor multietapas, a elevada temperatura, en hidroperóxido de ciclohexano. El hidroperóxido, no habiendo reaccionado después de su separación del ciclohexano, se descompone en ciclohexanol y ciclohexanona, en presencia de un catalizador. La mezcla ciclohexanol/ciclohexanona llamada generalmente "olona" se oxida a continuación en ácido adípico y otros diácidos por el ácido nítrico. El ácido adípico se extrae y purifica, de manera ventajosa por cristalización.

En este procedimiento, es importante obtener un rendimiento los más elevado posible en hidroperóxido de ciclohexilo. Este rendimiento depende de las condiciones de aplicación de la reacción, tales como la temperatura, la concentración en oxígeno, por ejemplo.

No obstante, para evitar que se degrade este rendimiento, es necesario evitar la descomposición del hidroperóxido de ciclohexilo. En efecto, este compuesto se puede descomponer rápidamente si el medio contiene unas especies metálicas que tienen una actividad catalítica elevada. Tales especies metálicas pueden proceder con frecuencia de la corrosión de las superficies metálicas del reactor, de los elementos internos contenidos en el reactor así como de los aparatos o dispositivos anexos a los reactores, en los cuales circula el medio de reacción.

Para evitar y limitar este fenómeno, se ha propuesto desde hace muchos años un procedimiento de pirofosfatación de las superficies metálicas tal y como se describe en la patente US351526. Para obtener esta pirofosfatación, el reactor y sus elementos internos se someten a un tratamiento con un pirofosfato antes del inicio de la reacción de oxidación. Es necesario repetir periódicamente este tratamiento lo que conlleva un descenso del índice de funcionamiento de la instalación y afecta, por tanto, a la economía del procedimiento.

Por otro lado, como las condiciones de funcionamiento del reactor son muy severas, temperaturas y presión elevadas, presencia de compuestos con un marcado poder oxidante (oxígeno, peróxidos), la protección de las superficies metálicas por unos materiales protectores usuales utilizados en los reactores químicos no se puede aplicar de manera eficaz, siendo la pirofosfatación prácticamente la única solución utilizada actualmente. US432684 describe un procedimiento de preparación de una mezcla de ciclohexanol y de ciclohexanona a partir de ciclohexano. A título de ejemplo, las paredes internas del reactor y la paleta de agitación están recubiertas de resina de fluorocarbono Teflon®.

Uno de los objetivos de la presente invención es proponer una solución que permita realizar una protección de las superficies metálicas eficaces en las condiciones de funcionamiento del reactor y que no requiera un reemplazo frecuente ni paradas periódicas de la instalación.

A tal efecto, la invención propone un procedimiento de preparación de compuestos hidroperóxido de alquilo, más particularmente de hidroperóxido de ciclohexilo, que comprende la puesta en contacto de un hidrocarburo líquido, más particularmente el ciclohexano, en un reactor a una temperatura y presión elevadas con el oxígeno. Según la invención, las superficies del reactor en contacto con el medio que contiene el hidroperóxido comprenden una capa protectora realizada en un polímero perfluoroalcoxi, generalmente designado mediante la denominación "polímero PFA".

Según otra característica de la invención, el reactor puede comprender unos elementos internos tales como platos, agitadores, sondas, etc. Las superficies de estos elementos en contacto con el medio que contiene el hidroperóxido de alquilo están protegidas ventajosamente por una capa protectora realizada en "polímero PFA". Del mismo modo, los dispositivos e instalaciones anexos al reactor, tales como las bombas, los conductos de circulación, el aparato de exposición (flashage) del ciclohexano pueden estar ventajosamente protegidos por un revestimiento conforme a la invención, es decir un revestimiento de polímero PFA. Del mismo modo, para evitar la descomposición del hidroperóxido de alquilo durante una fase de almacenamiento, el dispositivo de almacenamiento está protegido ventajosamente por una capa protectora realizada en polímero PFA.

Existe un gran número de polímeros fluorados. Los polímeros PFA son una familia particular de polímeros fluorados. Unos de los más conocidos entre los polímeros fluorados es el PTFE (politerafluoroetileno) comercializado bajo la

marca TEFLON®.

Los polímeros PFA o perfluoroalcoxi son diferentes de los polímeros PTFE especialmente por su carácter fusible, es decir que se pueden fundir y, por consiguiente, conformar por los procedimientos clásicos utilizados con los polímeros termoplásticos tales como el moldeo por inyección, la extrusión. El PTFE no se puede conformar por consiguiente fácilmente en unas instalaciones, por ejemplo para recubrir unas paredes internas de los reactores. Además, el PTFE presenta una porosidad elevada lo que genera unos fenómenos de absorción y de desorción de ciertos productos químicos durante la reacción como los alcoholes, las cetonas y los ácidos producidos por la oxidación del hidrocarburo. Así, la utilización del PTFE presenta un gran número de inconvenientes particularmente molestos en el marco del procedimiento de la invención.

Estos polímeros han sido inventados por la sociedad DUPONT de Nemours y son comercializados especialmente bajo el nombre comercial TEFLON-PFA. Otras sociedades comercializan unos polímeros equivalentes, tales como, por ejemplo, la sociedad DAIKIN bajo el nombre comercial NCOFLON-PFA o SOLVAY bajo el nombre HYFLON-PFA o incluso la sociedad GORE y, más generalmente, los polímeros PFA que resisten térmicamente y químicamente.

Los polímeros PFA pueden comprender igualmente unas cargas minerales u orgánicas para mejorar sus propiedades mecánicas. No obstante, en el marco de la invención, estas cargas no deben comprender elementos metálicos.

A título de ejemplo de polímero PFA conveniente para la invención, se pueden citar diferentes grados comercializados por la sociedad DU PONT DE NEMOURS bajo la denominación comercial PFA Ruby Red® o por la sociedad GORE bajo la denominación comercial FLUOROSHIELD®.

La capa protectora de polímeros PFA puede realizarse según los métodos habituales de depósito de polímero sobre una superficie o por la aplicación de placas u hojas de PFA sobre la superficie que se va a proteger.

De manera ventajosa, la capa protectora de PFA tiene un grosor comprendido entre 5 pm y 1 mm.

Así, a título de ilustración, se pueden citar como procedimientos de depósito de polímero, la tecnología de espolvoreo electrostático que consiste en aplicar varias capas de polímeros y pasar el aparato protegido en un horno para ablandar o fundir los granos de plásticos para obtener una película continua. Este procedimiento de aplicación comprende una etapa de preparación de las superficies que se van a revestir para desgrasarlas, limpiarlas y suprimir los defectos de superficie especialmente al nivel de las soldaduras. A título de ejemplo, se puede citar el procedimiento de arenado que permite obtener un estado de superficie conveniente cuya calidad está indicada con el grado SA definido en la norma SIS 5 59. Después de la limpieza, una capa de imprimación de adhesión se aplica de manera ventajosa sobre la superficie. Esta capa de imprimación puede comprender de manera ventajosa un polímero PFA. El revestimiento protector está realizado a continuación por el depósito de una o varias capas sucesivas de polímeros PFA, de manera ventajosa por proyección electrostática de un polvo PFA en suspensión o no en un líquido.

Se pueden utilizar otras técnicas de realización del revestimiento tales como la propuesta por la sociedad GORE. Así, en el sistema comercializado por esta sociedad bajo el nombre comercial FLUOROSHIELD®, el procedimiento consiste en fijar por ejemplo por soldadura, una rejilla de material de tipo INCONEL®... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de hidroperóxido de alquilo que comprende la puesta en contacto de un hidrocarburo líquido en un reactor a una temperatura elevada con el oxígeno, caracterizado porque las superficies

del reactor en contacto con el medio que contiene el hidroperóxido comprenden una capa protectora realizada en un polímero perfluoroalcoxi (PFA).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque unos elementos internos están dispuestos en el reactor, la superficie de dichos elementos en contacto con el medio que contiene el hidroperóxido de alquilo

comprende una capa protectora realizada en un polímero perfluoroalcoxi (PFA).

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la capa protectora tiene un grosor comprendido entre 5 pm y 1 mm.

4. Procedimiento según la reivindicación de 1 a 3, caracterizado porque la capa protectora se obtiene por depósito

del polímero PFA.

5. Procedimiento según la reivindicación de 1 a 3, caracterizado porque la capa protectora está formada por una película de PFA dispuesta sobre las superficies que se van a proteger.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado porque la capa protectora se realiza por disposición y yuxtaposición de placas de PFA sobre las superficies que se van a proteger.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el hidroperóxido de alquilo es 25 hidroperóxido de ciclohexilo, siendo el hidrocarburo ciclohexano.