Procedimiento para la preparación de óxido de propileno.

Un procedimiento para producir óxido de propileno, el cual comprende

(a) hacer reaccionar propileno,

oxígeno, e hidrógeno, en presencia de un catalizador y metanol, para producir una mezcla de reacción que comprende óxido de propileno;

(b) separar el propileno, el oxígeno, el hidrógeno, y el óxido de propileno, de la mezcla de reacción, para generar una mezcla residual que comprende metanol;

caracterizado por el hecho de:

(c) se recicla una porción de la mezcla residual, a la etapa (a);

(d) se separa una porción de la mezcla residual, para generar una corriente de metanol; y

(e) se recicla la corriente de metanol, a la etapa (a);

en donde, la mezcla de reacción, comprende metanol y agua, en un valor de relación mayor de 7:3, y

en donde, un porcentaje que va del 10 al 30%, en peso, de la mezcla residual, se recicla a la etapa (a).

Procedimiento para la preparación de óxido de propileno.

Sector de la invención La presente invención, se refiere a un procedimiento para la producción de óxido de propileno, mediante la reacción de propileno, oxígeno, e hidrógeno, en presencia de un catalizador y de un disolvente.

ANTECEDENTES Y TRASFONDO DE LA INVENCIÓN

El óxido de propileno, es un importante intermediario químico industrial. El óxido de propileno, puede producirse mediante una epoxidación directa de propileno con oxígeno, e hidrógeno, en un disolvente, en presencia de un catalizador (documentos de patente estadounidense US nº 7.138.535 y US nº 5.973.171) . El documento de patente estadounidense US nº 5.973.171, enseña, adicionalmente, la recuperación de disolvente metanol, de una mezcla de reacción, y la recirculación del disolvente recuperado, a la reacción de epoxidación.

El documento de patente internacional WO 2007/ 078 488, da a conocer un procedimiento para la preparación de óxido de propileno, en donde, la mezcla residual, obtenida después de la separación del producto y material iniciado, no reaccionado, experimenta una purificación de metanol, previamente a ser reciclada al reactor de opoxidación. Este documento, no da a conocer la reutilización de metanol no purificado.

El documento de patente estadounidense US 5.849.938, trata de la separación de metanol y agua, del óxido de propileno, y del reciclado de estos disolventes, hacia el reactor de epoxidación. No obstante, este documento, no especifica las cantidades de disolventes crudos que pueden reciclarse.

El documento de patente internacional WO 2007 / 050 678, da a conocer un procedimiento para la producción de óxido de propileno, mediante la oxidación de propileno con peróxido de hidrógeno. Este documento, no da a conocer la etapa de reciclado.

En Applied Catalysis A: General, Elsevier Science Amsterdam, NL volumen 213, 1 de Enero del 2001, páginas 163171, se da a conocer el mecanismo de la oxidación directa de propileno con metal que contiene un catalizador de Ti, y oxígeno e hidrógeno, como oxidantes. Este documento, no da a conocer la etapa de reciclado.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención, da a conocer un procedimiento para la fabricación de óxido de propileno, a partir de propileno, oxígeno e hidrógeno. El procedimiento, comprende el hacer reaccionar propileno, oxígeno e hidrógeno, en presencia de un catalizador y de un disolvente, con objeto de producir una mezcla de reacción que comprenda óxido de propileno. La separación de propileno, oxígeno, hidrógeno y óxido de propileno, de la mezcla de reacción, tiene como resultado una mezcla residual, que comprende metanol. Una porción de la mezcla residual, se recicla hacia la reacción de epoxidación. El resto de la mezcla residual, se destila, con objeto de generar una corriente destilada de metanol, la cual se recicla hacia la epoxidación. El valor de relación, en peso, del metanol con respecto al agua, en la reacción, es mayor de un valor de 7:3.

DESCRIPCIÓN RESUMIDA DE LOS DIBUJOS

La figura 1, es una representación esquemática de una forma de presentación de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El procedimiento de la presente invención, comprende el hacer reaccionar propileno, oxígeno e hidrógeno, en presencia de un catalizador ("la etapa de reacción") . Un catalizador apropiado, comprende una zeolita de un metal de transición, y un metal noble. Las zeolitas, de una forma general, contienen uno o más de los elementos consistentes en Si, Ge, Al, B, P y por el estilo, adicionalmente a oxígeno. Una zeolita de metal de transición (como, por ejemplo, zeolita de titanio, zeolita de vanadio) , es un material cristalino, que tiene una estructura de tamiz molecular, porosa, y que contiene un metal de transición. Un metal de transición, es un elemento del grupo 3 - 12, (de la Tabla Periódica de los Elementos) . La primera línea de éstos, incluye a elementos que van desde el Sc hasta el Zn. Los metales de transición preferidos, son los consistentes en Ti, V, Mn, Fe, Co, Cr, Zr, Nb, Mo, y W. Son particularmente preferidos, el Ti, el V, el Mo y el W. El mayormente preferido, es el Ti. La silicalita 1 de titanio (TS-1, es un silicato de titanio, el cual tiene una topología MFI, análoga a la del aluminosilicato ZSM-5) , es la que se prefiere, de una forma particular.

Las zeolitas de titanio preferidas, incluyen a los silicatos de titanio (titanosilicatos) . De una forma preferidas, éstas no contienen ningún elemento más que titanio, silicio, y oxígeno, en la estructura o esqueleto reticular (véase, a dicho efecto, "Non-aluminosilicate Molecular Sieves, " in Molecular Sieves: Principles of Synthesis and Identification (1989) , -"Tamices moleculares de no aluminosilicatos", en Tamices moleculares: Princios de síntesis e indentificación (1989) -, Van Nostrand Reinhold, páginas 205-282) . En la estructura reticular, pueden encontrarse presentes pequeñas cantidades de impurezas, como por ejemplo, de boro, hierro, aluminio, fósforo, cobre y mezcla de éstos. La cantidad de impurezas, de una forma preferible, es la correspondiente a un porcentaje menor del 0, 5 por ciento, en peso (% en peso) , siendo ésta, de una forma más preferible, la correspondiente a un porcentaje menor del 0, 1%, en peso. Los silicatos de titanio preferidos, tendrán, de una forma general, una composición correspondiente a la siguiente fórmula empírica: xTi·O2 (1-x) SiO2, en donde, x, es un valor comprendido dentro de unos márgenes situados entre 0, 0001 y 0, 5. De una forma más preferible, el valor de x, es el correspondiente a un valor que se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde 0, 01 hasta 0, 125. El factor de relación molar, de silicio con respecto a titanio, en la estructura o esqueleto reticular de la zeolita, de una forma ventajosa, es el correspondiente a un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde 9, 5:1 hasta 99:1 (de una forma más preferible, desde 9, 5:1 hasta 60:1) . El uso de las zeolitas relativamente ricas en titanio, puede ser también deseable. Las zeolitas de titanio particularmente preferidas, incluyen a la clase de tamices moleculares conocidos como silicalitas de titanio (véase, a dicho efecto, Catal. Rev. Sci. Eng. 39 (3) (1997) 209) . Los ejemplos de éstas, incluyen a las TS-1, TS-2 (que tienen una topología MEL análoga a del aluminosilicato ZSM-11) , y TS-3 (tal y como se describe en la patente belga nº 1.001.038) . Las zeolitas que tienen unas estructuras isomorías del esqueleto, a la zeolita beta, mordenita, ZSM-12, MCM-22, MCM-41, y MCM-48, son también apropiadas, en cuanto a lo referente a su utilización. Los ejemplos de las zeolitas de MCM-22, MCM-41, y MCM-48, se encuentran descritas en los documentos de patente estadounidense US nº 4.954.325, US nº 6.077.498, y US nº 6.114.551; y en Maschmeyer, T., et al, Nature 378 (9) (1995) 159; Tanev, P. T., et al., Nature 368 (1994) 321; Corma, A., J. Chem. Soc., Chem. Commun. (1998) 579; Wei D., et al., Catal. Today 51 (1999) 501) . La mayormente preferida, es la TS-1.

Los metales nobles apropiados, incluyen, por ejemplo, a los metales consistentes en oro, plata, platino, paladio, iridio, rutenio, renio, rodio, osmio, y mezclas de éstos. Los metales nobles preferidos, son los consistentes en Pd, Pt, Au, Re, Ag, y mezcla de entre éstos. Se prefiere, de una forma particular, un catalizador que comprende paladio. De una forma típica, la cantidad de metal noble que se encuentra presente en el catalizador, es la correspondiente a un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde un 0, 01 hasta un 20%, en peso, siendo ésta, de una forma preferible, la correspondiente a un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde un 0, 1 hasta un 5%, en peso.

El metal noble y la zeolita de metal de transición, pueden encontrarse en un partícula individual, o éstos pueden encontrarse en partículas separadas. Así, por ejemplo, el metal noble, puede encontrase soportado sobre la zeolita de metal de transición. De una forma alternativa, el catalizador, puede comprender una mezcla de un metal de transición, y un metano noble, soportado sobre un soporte. Los soportes apropiados, para el metal noble soportado, incluye a los carbonos, titanias, zirconias, niobias, sílices, alúminas, sílicealúminas, titania-sílices, resinas intercambiadoras de iones y por el estilo, y mezclas de entre éstos.

La forma en la cual, el metal noble, se incorpora en el catalizador, no... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para producir óxido de propileno, el cual comprende

(a) hacer reaccionar propileno, oxígeno, e hidrógeno, en presencia de un catalizador y metanol, para producir una mezcla de reacción que comprende óxido de propileno;

(b) separar el propileno, el oxígeno, el hidrógeno, y el óxido de propileno, de la mezcla de reacción, para generar una mezcla residual que comprende metanol;

caracterizado por el hecho de:

(c) se recicla una porción de la mezcla residual, a la etapa (a) ;

(d) se separa una porción de la mezcla residual, para generar una corriente de metanol; y

(e) se recicla la corriente de metanol, a la etapa (a) ; en donde, la mezcla de reacción, comprende metanol y agua, en un valor de relación mayor de 7:3, y en donde, un porcentaje que va del 10 al 30%, en peso, de la mezcla residual, se recicla a la etapa (a) .

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, la corriente de metanol, comprende por lo menos un porcentaje

del 95%, en peso, de metanol.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, la corriente de metanol, comprende por lo menos un porcentaje del 98%, en peso, de metanol.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, la mezcla de reacción, comprende metanol y agua, en un valor de relación mayor de 8:2.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, la etapa (a) , se realiza en presencia de un tampón.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en donde, el tampón, comprende un ión de amonio, y un ión de fosfato, en un valor de relación molar que va de 1:1 a 3:1.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, el catalizador, comprende una zeolita de metal de transición, y un metal noble.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en donde, la zeolita de metal de transición, es silicalita 1 de titanio.

9. El procedimiento de la reivindicación 7, en donde, el metal noble, se selecciona de entre el grupo consistente en paladio, platino, oro, renio, plata, y mezcla de entre éstos .