MXPA97000631A - Proceso mejorado de recuperacion de acrilonitrilo - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un proceso para la recuperación de acrilonitrilo o metacrilonitrilo obtenido del efluente de reactor de una reacción de amoxidación de propileno o isobutileno que comprende el paso del efluente de reactor a través de una columna absorbedora, un primer decantador, una columna de recuperación, un segundo decantador y una columna separadora en donde la mejora comprende el mantenimiento de la temperatura interior del primero y segundo decantador entre aproximadamente 32øF hasta 75øF.

Description

PROCESO MEJORADO DE RECUPERACIÓN DE ACRILONITRILO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La presente invención esta dirigida a un proceso mejorado para la elaboración de acrilonitrilo o metacrilonitrilo. En particular, la presente invención esta dirigida al perfeccionamiento en los procedimientos de recuperación utilizados durante la elaboración de acrilonitrilo o metacrilonitrilo. Además, el proceso mejorado de la presente invención mejora la calidad del producto resultante al minimizar las impurezas de peróxido. La recuperación de acrilonitrilo/metacrilonitrilo producida por la amoxidación de propileno o isobutileno en una escala comercial se ha llevado a cabo al enfriar rápidamente el efluente del reactor con agua seguido por el paso de la corriente gaseosa que contiene acrilonitrilo o metacrilonitrilo que resulta del templado hacia un absorbedor donde el agua y los gases se ponen en contacto en un flujo a contracorriente para retirar substancialmente todo el acrilonitrilo o metacrilonitrilo, la corriente acuosa que contiene substancialmente todo el acrilonitrilo o metacrilonitrilo se pasa entonces a través de una serie de columnas de destilación y decantadores asociados para la separación y purificación del acrilonitrilo o metacrilonitrilo producido.

Los sistemas típicos de recuperación y purificación que se utilizan durante la elaboración de acrilonitrilo o metacrilonitrilo se exponen en las Patentes Estadounidenses Nos. 4,234,510 y 3,885,928, cedida al cesionario de la presente invención e incorporada en la presente para referencia. SUMARIO DE LA INVENCIÓN El objeto primario de la presente invención es proporcionar un proceso mejorado para la manufactura de acrilonitrilo o metacrilonitrilo. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento mejorado de recuperación y purificación durante la manufactura de acrilonitrilo o metacrilonitrilo . Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un proceso mejorado para la manufactura de acrilonitrilo o metacrilonitrilo, el cual reduce la cantidad de impurezas en el producto final resultante. Objetos, ventajas y características novedosas adicionales de la invención se establecerán en parte en la descripción que sigue y, en parte, se volverán aparentes a aquellos expertos en la materia después de la examinación de lo siguiente o pueden aprenderse mediante la práctica de la invención. Los objetos y ventajas de la invención pueden llevarse a cabo y obtenerse por medio de los instrumentos y combinaciones particularmente señalados en las reivindicaciones anexas. Para lograr lo anterior y otros objetos y de acuerdo con el propósito de la presente invención según se incorpora y describe ampliamente aquí, el proceso de la presente invención comprende la transportación del efluente de reactor obtenido durante la amoxidación de propileno o isobutileno hacia una columna de templado en donde los gases de efluente calientes se enfrían al contacto con un rocío acuoso, pasando el efluente de reactor enfriado a la parte superior hacia una columna absorbedora en donde el acrilonitrilo o metacrilonitrilo crudo se absorbe en agua, pasando la solución acuosa que contiene el acrilonitrilo o metacrilonitrilo hacia un primer decantador donde se forman una primer capa acuosa y una primer capa orgánica que contienen acrilonitrilo y metacrilonitrilo, transfiriendo la primer capa orgánica hacia un segundo decantador donde se forman una segunda capa de agua y una segunda capa orgánica, y recuperando el acrilonitrilo o metacrilonitrilo de la segunda capa orgánica en donde la mejora comprende el mantenimiento del primero y segundo decantador a una temperatura de aproximadamente 32 °F hasta aproximadamente 75 °F y el mantenimiento del segundo decantador a una temperatura de aproximadamente 32 °F hasta aproximadamente 75 °F. Preferentemente, la temperatura del primer decantador se mantiene a aproximadamente 32 °F hasta 70°F, prefiriéndose especialmente 32°F a 65°F. Preferentemente, la temperatura del segundo decantador se mantiene entre aproximadamente 35 hasta 68 °F, prefiriéndose especialmente 40 a 65°F. En una modalidad preferida de la presente invención, el proceso se lleva a cabo con el efluente de reactor obtenido de la amoxidación de propileno, amoniaco y oxígeno para producir acrilonitrilo. En una modalidad todavía preferida de la presente invención, el efluente de reactor se obtiene mediante la reacción de propileno, amoniaco y aire en un reactor de lecho fluido mientras se encuentra en contacto con un catalizador de lecho fluido. El catalizador de amoxidación de lecho fluido convencional puede utilizarse en la práctica de la invención. Por ejemplo, el catalizador de lecho fluido según se describe en las Patentes Estadounidenses Nos. 3,642,930 y 5,093,299, incorporadas en la presente para referencia, pueden utilizarse en la práctica de la presente invención. La presente invención permite la operación más eficiente durante la recuperación y purificación del acrilonitrilo o metacrilonitrilo producido. La operación de los decantadores dentro del rango de temperatura establece los resultados anteriores en la separación mejorada de fase del agua incrementando mediante ésto el volumen de fase de agua en los decantadores . Esta separación mejorada significa que pueden tratarse mayores volúmenes de producto durante las etapas de recuperación y purificación subsecuentes (es decir, destilación y secado) sin ningún incremento en el tamaño de ningún equipo. Otra ventaja de la práctica de la invención es que la operación del decantador en el rango de temperatura arriba establecido conduce a la minimización de las impurezas solubles en agua tales como peróxido, las cuales son nocivas para los usuarios del producto final. BREVE DESCRIPCIÓN DEL DIBUJO La figura 1 es una representación esquemática del proceso que se aplica a la elaboración de acrilonitrilo. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se describirá ahora en detalle con referencia a la figura. El efluente de reactor obtenido mediante la amoxidación de propileno o isobutileno, amoniaco y oxígeno que contiene gas en un reactor de lecho fluido (no mostrado) mientras se mantiene en contacto con un catalizador de amoxidación de lecho fluido se transporta a una columna de templado (no mostrada) en donde los gases de efluente calientes se enfrían al contacto con rocío de agua. Típicamente, cualquier exceso de amoniaco contenido en el efluente se neutraliza al contacto con ácido sulfúrico en el templado para retirar el amoniaco como sulfato de amoniaco. El gas de efluente enfriado que contiene el producto deseado (acrilonitrilo o metacrilonitrilo, acetonitrilo y HCN) se pasa entonces hacia la parte inferior de una columna absorbedora 5 a través de la tubería 1 en donde los productos son absorbidos en agua que entra a la columna absorbedora 5 desde la parte superior a través de la tubería 3. Los gases no absorbidos pasan desde el absorbedor a través del tubo 7 localizado en la parte superior del absorbedor 5. La corriente acuosa que contiene el producto deseado pasa entonces a través de la tubería 9 desde la parte inferior del absorbedor 5 hacia la porción superior de una primer columna de destilación 13 (columna de recuperación) para la posterior purificación del producto. El producto es recuperado desde la porción superior de la columna de recuperación 13 y enviado al decantador 19 a través de la tubería 15. La solución acuosa que contiene acrilonitrilo crudo se deja separar en una primer capa que contiene agua y una segunda capa que comprende producto orgánico (por ejemplo, acrilonitrilo crudo y HCN) en el decantador 19. La capa de producto se transfiere entonces a través de la tubería 23 hacia una segunda columna de destilación 27 para la posterior purificación y recuperación de acrilonitrilo o metacrilonitrilo producido. La corriente inferior obtenida de la columna 13 puede enviarse directamente a un incinerador o a una columna de destilación separadora 21 a través de la tubería 17 para recuperar el acetonitrilo crudo como un vapor que sale por la parte superior a través de la tubería 25. La corriente inferior obtenida de la columna 21 puede enviarse a un incinerador a través de las tuberías 41 y 43. La corriente de producto que entra a la columna de destilación 27 es destilada y el acrilonitrilo producido es recuperado como una corriente lateral a partir de la columna 27 a través de la tubería 31. Este producto de acrilonitrilo se almacena en un segundo decantador 33 que se mantiene a una temperatura de entre aproximadamente 32 °F a 70 °F hasta que toma lugar una segunda fase de separación del acrilonitrilo producido y el agua. El acrilonitrilo producido se retira entonces del decantador 33 a través de la tubería 35 y se introduce en la parte inferior de la columna 27 para salir a través de la tubería 39 para una purificación y recuperación finales. El HCN de coproducto se recupera de la columna 27 como una corriente de la parte superior a través de la línea 29 y ya sea se incinera o purifica y recupera mediante medios convencionales conocidos en la materia.

Preferentemente, la reacción de amoxidación se lleva a cabo en un reactor de lecho fluido aunque se prevén otros tipos de reactores tales como reactores de línea de transporte. Los reactores de lecho fluido, para la elaboración de acrilonitrilo son bien conocidos en la técnica anterior. Por ejemplo, el diseño de reactor establecido en al Patente Estadounidense No. 3,230,246, incorporada en la presente para referencia, es adecuada. Las condiciones para que ocurra la reacción de amoxidación son bien conocidas en la técnica anterior según es evidente por las Patentes Estadounidenses Nos . 5,093,299; 4,863,891; 4,767,878 y 4,503,001; incorporadas en la presente para referencia. Típicamente, el proceso de amoxidación se lleva a cabo al contactar propileno o isobutileno en la presencia de amoniaco y oxígeno con un catalizador de lecho fluido a una temperatura elevada para producir el acrilonitrilo o metacrilonitrilo. Puede emplearse cualquier fuente de oxígeno. Sin embargo, por razones económicas, se prefiere utilizar aire. La proporción molar típica de oxígeno y olefina en la alimentación debe variar de 0.5:1 a 4:1, preferentemente desde 1:1 a 3:1. La proporción molar de amoniaco y olefina en la alimentación en la reacción puede variar de entre 0.5:1 a 5:1. No existe realmente un límite superior para la proporción de amoniaco-olefina, pero generalmente no existe razón para exceder una proporción de 5:1 por razones económicas . La reacción se lleva a cabo a una temperatura de entre los rangos de aproximadamente 260° a 600°C, siendo los rangos preferidos de 310° a 500 °C, prefiriéndose especialmente de 350° a 480°C. El tiempo de contacto, aunque no es crítico, se encuentra generalmente en el rango de 0.1 a 50 segundos, siendo con preferencia un tiempo de contacto de 1 a 15 segundos . Además del catalizador de la Patente Estadounidense No. 3,642,930, se establecen otros catalizadores adecuados para la práctica de la presente invención en la Patente Estadounidense No. 5,093,299, incorporada en la presente para referencia. Las condiciones bajo las cuales se mantienen la columna absorbedora, la columna de recuperación y la columna separadora varían entre 5 a 7 psig. (80°F a 110°F) , 1 a 4.5 psig. (155°F a 170°F), y 7 a 13 psig. (170°F a 210°F) , respectivamente. La presente invención no sólo da como resultado una mejora inesperada en las proporciones de producción sino que obtiene esta mejora sin incrementar el tamaño de las columnas utilizadas en la sección de recuperación y purificación. Además, el incremento concurrente en las proporciones de producción no viene con ningún deterioro observado en la calidad del producto. De hecho, la calidad del producto mejora con la práctica de la presente invención debido a la disminución de los niveles de impureza de peróxido encontrados en el producto final. Como será evidente a aquellos expertos en la materia, pueden hacerse o seguirse diversas modificaciones de esta invención a la luz de la exposición y discusión anteriores sin apartarse del espíritu y alcance de la exposición o del alcance de las reivindicaciones.

Claims (7)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones . l . Un proceso para la elaboración del acrilonitrilo o metacrilonitrilo que comprende la transportación del efluente de reactor obtenido durante la amoxidación de propileno o isobutileno hacia una columna de templado en donde los gases de efluente calientes se enfrían al contacto con un rocío acuoso, pasando el efluente de reactor enfriado a la parte superior hacia una columna absorbedora en donde el acrilonitrilo o metacrilonitrilo crudo se absorbe en agua, pasando la solución acuosa que contiene el acrilonitrilo o metacrilonitrilo crudo hacia un primer decantador donde se forman una primer capa acuosa y una primer capa orgánica que contienen acrilonitrilo y metacrilonitrilo, transfiriendo la primer capa orgánica a un segundo decantador donde se forman una segunda capa de agua y una segunda capa orgánica, y recuperando el acrilonitrilo o metacrilonitrilo de la segunda capa orgánica en donde la mejora comprende el mantenimiento del primer y segundo decantador a una temperatura interior de aproximadamente 32 °F hasta aproximadamente 75 °F.
2. 2. El proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura interior del primer decantador se mantiene a aproximadamente 32 °F hasta 70 °F.
3. 3. El proceso según la reivindicación 2, caracterizado porque la temperatura interior del primer decantador se mantiene entre 32 °F hasta 65 °F.
4. 4. El proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura interior del segundo decantador se mantiene entre aproximadamente 35 hasta 68 °F.
5. 5. El proceso según la reivindicación 4, caracterizado porque la temperatura interior del segundo decantador es de entre aproximadamente 40 hasta 65 °F.
6. 6. El proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el efluente de reactor se obtiene de la amoxidación de propileno, amoniaco y oxígeno para producir acrilonitrilo.
7. 7. El proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el efluente de reactor se obtiene mediante la reacción de propileno, amoniaco y aire en un reactor de lecho fluido mientras se encuentra en contacto en un catalizador de lecho fluido.