PROCESO PARA PRODUCCIÓN DE ÓXIDO DE PROPILENO.

Un proceso para producción de óxido de propileno, comprende (I) hacer reaccionar propeno con peróxido de hidrógeno en la presencia de un catalizador para dar una mezcla (GI) que comprende óxido de propileno,

propeno sin reaccionar y oxígeno; (II) separación de óxido de propileno a partir de la mezcla (GI) para dar una mezcla (GII) que comprende propeno y oxígeno; (III) reducción de oxígeno comprendido en la mezcla (GII) al menos parcialmente por reacción con hidrógeno en la presencia de un catalizador que comprende Sn y al menos un metal noble

Campo de la invención

La presente invención se relaciona con un proceso para producción de óxido de propileno por epoxidación de propeno con peróxido de hidrógeno en la presencia de un catalizador, en donde una mezcla (GII) obtenida en el 5 proceso el cual comprende propeno y oxígeno se somete a una reacción de reducción en la cual al menos una porción de dicho oxígeno comprendido en (GII) reacciona con hidrógeno en la presencia de un catalizador específico, comprendiendo dicho catalizador estaño y al menos un metal noble.

Antecedentes de la invención

La DE 101 55 470 A1 describe un método para la síntesis de óxido de propileno por epoxidación de propeno con 10 recuperación del propeno sin reaccionar, en el cual el propeno se recupera de al menos una porción de una corriente externa de la síntesis de óxido de propileno por (i) adición de nitrógeno a la corriente de gas externa, (ii) compresión y (iii) condensación de la corriente resultante, sometiendo (iv) la corriente a permeación de gas y (v) separación. Durante la condensación, una corriente de gas que comprende propeno, nitrógeno y oxígeno se separa de una corriente líquida y se alimenta el gas de permeación. La adición de nitrógeno se conduce de tal forma que se 15 obtiene una corriente resultante del retentato del gas de permeación el cual tiene un bajo contenido de oxígeno. Evitando así, la formación de una mezcla susceptible de ignición.

La EP 0 719 768 A1 describe un proceso para recuperación de una olefina y oxígeno los cuales están comprendidos en una corriente de gas externa obtenida a partir de la reacción catalítica de la olefina con peróxido de hidrógeno. En este proceso de separación, la corriente de gas externa se contacta con un agente de absorción el cual es 20 isopropanol. Para evitar la mezcla de gas susceptible de ignición, un gas inerte como metano tiene que ser agregado.

La EP 1 270 062 A1 describe un proceso para la recuperación de compuestos combustibles de una corriente de gas que comprende los compuestos combustibles y oxígeno por absorción selectiva en un solvente. Durante la absorción, la fase de gas se dispersa en una fase líquida continua del solvente. Como se establece explícitamente, 25 un gas inerte debe ser alimentado en la zona de cabeza de la unidad de absorción por encima del nivel líquido debido a los aspectos de ahorro. Esta adición del gas inerte es necesaria para evitar la formación de una mezcla susceptible de ignición.

La WO 2004/037802 A1 describe un método para de manera continua resituir una olefina la cual no ha reaccionado con hidroperóxido en una reacción de epoxidación de una olefina. La olefina está contenida en una corriente de gas 30 externa la cual se produce durante la epoxidación. El método comprende (i) compresión y enfriamiento de la corriente de gas externa, (ii) separación de la olefina de la corriente de gas externa obtenida en (i) por destilación y (iii) epoxidación de la olefina separada en (ii) con hidroperóxido. En este método no es necesario añadir separadamente un gas inerte puesto que para separar los oxiranos por destilación, se ha adicionado ya un gas inerte para controlar la columna de destilación. 35

La US 3,312,719 describe un proceso por oxidación de un hidrocarburo alifático insaturado con un gas que contiene oxígeno molecular, utilizando en esta oxidación un exceso de hidrocarburos alifáticos superiores y reciclar los hidrocarburos alifáticos inferiores que no hayan reaccionado después de la separación de los productos de oxidación principal de los mismos. Al menos una porción de dichos hidrocarburos alifáticos inferiores se extraen de la corriente de gas principal con un hidrocarburo de punto de ebullición más alto. Subsecuentemente, el hidrocarburo inferior 40 disuelto en el líquido de lavado es soplado hacia afuera del líquido de lavado usando el oxígeno molecular que contiene el gas.

La US 6, 712,942 B2 describe un proceso para manipular una mezcla que comprende un alqueno y oxígeno, en donde el oxígeno es eliminado a partir de la mezcla por un método sin destilación. A partir de la mezcla resultante que comprende el alqueno, el alqueno es separado por destilación. La US 6, 712,942 B2 describe varias 45 posibilidades de como separar el oxígeno por un método sin destilación. De acuerdo a una alternativa, el oxígeno es quemado usando un catalizador. De acuerdo a otra alternativa, el oxígeno es quemado sin un catalizador. Como catalizadores posibles para quemar oxígeno, se divulgan catalizadores Pd los cuales están soportados sobre alumina. También se mencionan catalizadores de cromita de cobre. De acuerdo a aún otra alternativa de un método de no destilación, la reacción del oxígeno con un compuesto químico apropiado se divulga en donde la 50 oxidehidrogenación se menciona explícitamente. Como catalizador útil para la reacción de oxidehidrogenación, solo un catalizador LiCl / TiO2 se describe específicamente, preparado de acuerdo a un artículo por Xu y Lunsford (React. Kinet. Catal. Lett. 57 (1996) página 3 a 11). Se establece explícitamente en US 6, 712,942 B2 que, después de una primera separación de oxígeno, la mezcla de gas debe ser puesta en contacto con un sólido apropiado tal como cobre finamente dividido sobre silicato de Mg para una separación adicional de oxígeno. 55

La US 4, 870,201 divulga un proceso para la producción de nitritos a partir de hidrocarburos por reacción con oxígeno, aire o un gas enriquecido en oxígeno relativo al aire, y amonio en la presencia de un catalizador de amoxidación. Después de la deshidrogenación catalítica del alcano a el alqueno y subsecuente amoxidación, la mezcla de reacción obtenida es detenida y la corriente de gas obtenida se separa en una unidad de adsorción de oscilación de presión que tiene dos lechos de adsorción. A partir del primer lecho, una corriente de gas se obtiene 5 comprimiendo el alcano sin reaccionar, el alqueno y típicamente 1 a 2 por ciento por volumen de oxígeno. Adicionalmente, una corriente se obtiene a partir del primer lecho la cual comprende oxígeno y opcionalmente nitrógeno e hidrógeno. Así la corriente se alimenta a un segundo lecho de adsorción desde el cual se obtiene una corriente que comprende oxígeno y una corriente enriquecida en hidrógeno. Al menos una porción de la corriente enriquecida en hidrógeno y la corriente que comprende alqueno y alcano desde el primer lecho se someten a una 10 oxidación selectiva para remover el oxígeno remanente. Como catalizador apropiado para la oxidación selectiva, se divulgan metales nobles y específicamente platino o paladio sobre alúmina. Aparte de esa divulgación, la US 4 870,201 no contiene ninguna información adicional relativa a estos catalizadores. La corriente que se obtiene del primer lecho de absorción y el cual se somete a la oxidación típicamente selectiva comprende de 1.2 a 1.7 % por volumen de propeno, de 61,4 a 79,2 % por volumen de propano, y de 2,9 a 3,2 % por volumen de oxígeno. 15

La US 4, 943,650 divulga un proceso similar. La corriente a la cual es sometida a la oxidación selectiva típicamente comprende aproximadamente 1.5% por volumen de propeno, desde 88.8 a 90.7 % de volumen de propano y menos de 1% de volumen de oxígeno, el cual es, por ejemplo, 0.6 o 0.7% de volumen de oxígeno.

La US 4, 990,632 divulga un proceso para la producción de óxidos en donde un alcano gaseoso es deshidrogenado al correspondiente alqueno y el alqueno obtenido se hace reaccionar con una corriente de gas que comprende aire 20 en una reacción de fase gaseosa a un óxido de alquileno. Subsecuentemente, la corriente de reacción es detenida en un liquido en donde la fase líquida comprende el óxido de alquileno y se obtiene una fase gaseosa. La fase gaseosa es alimentada al aparato de oscilación de presión para remover entre otros, el oxígeno, la corriente de gas así obtenida es sometida a una oxidación selectiva en donde se elimina el oxígeno remanente. Por lo tanto, en el proceso de la US 4, 990,632, hay dos etapas de procesos mandatorios en las cuales se elimina el oxígeno. La 25 corriente comprende propeno, propano y oxígeno, sometidos a una oxidación selectiva, que típicamente comprende menos de 2% en volumen de oxígeno. Como catalizadores apropiados para la oxidación selectiva, son divulgados metales nobles, especialmente platino o paladio sobre alúmina. Aparte de la divulgación, de la US 4, 990,632 no contiene ninguna información adicional relativa a estos catalizadores. La corriente obtenida de la presión de los aparatos de oscilación que comprenden propeno, propano... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para producción de óxido de propileno, comprende

(I) hacer reaccionar propeno con peróxido de hidrógeno en la presencia de un catalizador para dar una mezcla (GI) que comprende óxido de propileno, propeno sin reaccionar y oxígeno;

(II) separación de óxido de propileno a partir de la mezcla (GI) para dar una mezcla (GII) que comprende 5 propeno y oxígeno;

(III) reducción de oxígeno comprendido en la mezcla (GII) al menos parcialmente por reacción con hidrógeno en la presencia de un catalizador que comprende Sn y al menos un metal noble.

2. El proceso como se describe en la reivindicación 1, en donde el catalizador empleado en (III) comprende Sn y al menos un metal noble seleccionado del grupo que consiste de Pd, Rh y Pt, soportado en al menos un óxido de 10 metal.

3. El proceso como se describe en la reivindicación 1 o 2, en donde el catalizador empleado en (III) comprende de 0.001 a 1 % en peso de Sn y de 0.001 a 1% en peso de al menos un metal noble soportado en al menos un óxido de metal, en cada caso basado en el peso total del óxido de metal presente en el catalizador.

4. El proceso como se describe en la reivindicación 2 o 3, en donde el catalizador empleado en (III), el óxido de 15 metal es alfa alúmina.

5. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el catalizador empleado en (III), el metal noble es Pt.

6. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en donde el catalizador empleado en (III) comprende de 0.01 a 0.25% en peso de Sn y de 0.01 a 0.25 porcentaje en peso de Pt soportado en alfa-20 alúmina, en cada caso basado en el peso total de la alúmina presente en el catalizador.

7. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde en el catalizador empleado en (III), la relación en peso de al menos un metal noble de Sn está en el rango de 1:4 a 1:0.2.

8. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el catalizador empleado en (III) comprende adicionalmente un soporte que tiene una superficie BET determinada de acuerdo a DIN 66131 en el 25 rango de 0.5 a 15 m2/g.

9. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el catalizador empleado en (III) comprende de 0.01 a 0.25% en peso de Sn y de 0.01 a 0.25% en peso de Pt soportado en alfa-alúmina, en cada caso basado en el peso total de la alúmina presente en el catalizador, teniendo la alfa alúmina una superficie BET determinada de acuerdo a DIN 66131 en el rango de 7 a 11 m2/g estando la relación de peso de Pt a Sn en el rango 30 de 1:2 a 1:0.5.

10. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el catalizador empleado en (III) tiene un contenido de metal alcalino de no más de 0.001% en peso y un contenido de metal alcalinotérreo de no más de 0.001% en peso, en cada caso basado en el peso total de Sn y al menos un metal noble presente en el catalizador. 35

11. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde en (I), el propeno se hace reaccionar con peróxido de hidrógeno en la presencia de titanio que contiene catalizador de zeolita y en la presencia de metanol como solvente.

12. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la mezcla (GII) adicionalmente comprende propano. 40

13. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde la mezcla (GIII) resultante de (III) comprende como máximo 500 ppm de oxígeno, de 70 a 95% en peso de propeno, y de 1 a 20% en peso de propano, en cada caso basado en el peso total de la mezcla (GIII).

14. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde en (III), el hidrógeno se agrega en una cantidad tal que la relación molar de hidrógeno a oxígeno está en el rango de 0.1:1 a 4.5:1. 45

15. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en donde en (III), la reducción se lleva a cabo a una temperatura en el rango de 100 a 650ºC y una presión en el rango de 0.1 a 100 bar.

16. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en donde la mezcla (GIII) resultante de (III) es al menos parcialmente usada para al menos calentar parcialmente la mezcla (GII) a una temperatura en el rango de 150 a 300ºC. 50

17. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en donde la mezcla (GIII) resultante de (III) tiene un contenido de oxígeno de no más 200 ppm.

18. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, comprende adicionalmente (IV) separar el propeno de la mezcla (GIII) que resulta de (III) y reintroducir el propeno separado en (I).

19. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en donde, entre las etapas (II) y (III), la 5 mezcla (GII) es comprimida de una presión de 1 a 5 bar a una presión de 15 a 20 bar.

20. El proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, comprende

(I) hacer reaccionar propeno con peróxido de hidrógeno en la presencia de un catalizador para dar una mezcla (GI) que comprende de 8 a 13% en peso de óxido de propileno, de 2 a 7% en peso de propeno sin reaccionar, y de 0.01 a 1 % en peso de propano y de 0.02 a 0.5% de oxígeno; 10

(II) separar el óxido de propileno de la mezcla (GI) para dar una mezcla (GII), opcionalmente después de una etapa intermedia, que comprende de 85 a 90% en peso de propeno, de 5 a 10% en peso de propano, y de 3 a 5% en peso de oxígeno, en cada caso basada en el peso total de la mezcla (GII);

(III) reducción del oxígeno comprendido en la mezcla (GII) y al menos parcialmente por reacción con hidrógeno en la presencia de un catalizador que comprende de 0.01 a 0.25% en peso de Sn y de 0.01 a 0.25% 15 en peso de Pt soportado sobre alfa-alúmina, teniendo el catalizador adicionalmente un contenido de metal alcalino y no más de 0.001% en peso y un contenido en metal alcalinotérreo de no más de 0.001% en peso, en cada caso basado sobre el peso total de la alfa-alúmina presente en el catalizador, teniendo la alfa-alúmina una superficie BET determinada de acuerdo a DIN 66131 en el rango de 7 a 11 m2/g estando la relación en peso de Pt a Sn en el rango de 1:2 a 1:0.5, teniendo la mezcla (GIII) un contenido de oxígeno preferido de 20 150 ppm como máximo;

(IV) separación del propeno de la mezcla (GIII) que resulta de (III) y reintroduciendo el propeno separado, que tiene un contenido preferido en oxígeno de 10 ppm como máximo en (I),

en donde en (III), la reacción de reducción se lleva a cabo a una temperatura en el rango de 260 a 350ºC y a una presión en el rango de 10 a 20 bar y en donde en (III) el hidrógeno se adiciona en una cantidad tal que la relación 25 molar de hidrógeno a oxígeno está en el rango de 0.3:1 a 3.5:1.