PROCESO DE DESPROPORCION DE TOLUENO

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Conversión catalítica de ácido benzoico a fenol

La conversión de ácido benzoico a fenol en presencia de benzoato cúprico tiene varias teorías. Sin embargo la reacción global de oxidación exotérmica que toma lugar es la siguiente:

[pic 6]

El cobre actúa como agente reductor, son combinados varios iniciadores para catalizar la hidrolisis, que incluyen el benzoato de magnesio, o sales de diferentes metales (li, Na, K, Ba, etc). La principal reacción secundaria es la decarboxilacion del ácido benzoico a benceno o su completa degradación y la producción de difenil éter y alquitrán, este alquitrán aparece especialmente en la fase liquida.

Por otro lado el agua mejora el rendimiento del proceso por lo que se trabajan con relaciones de agua/acido benzoico de 1.2 a1.5 en peso.

Existen dos procesos desarrollados de operación para la producción de fenol; en fase liquida y en fase vapor.

En la figura mostrada anteriormente muestra el proceso en fase liquida, el ácido benzoico es convertido a temperaturas de entre 230 a 250 °C bajo presiones cercanas a la atmosférica, pero suficientes como para mantener la alimentación y el catalizador en fase acuosa. La reacción toma lugar en presencia de iones de cobre (1 a 5% peso en relación con el ácido benzoico) y magnesio 85000 a 15000 ppm) introducidos en forma de sales solubles (benzoatos) juntamente con exceso de oxigeno o aire y vapor con la finalidad:

- Para permitir la reacción oxidación e hidrolisis.

- Para asegurar una efectiva agitación del medio, el cual puede realizarse también mecánicamente.

- Para ayudar la separación por vaporización del fenol.

La corriente gaseosa que sale del reactor es enfriada y parcialmente condensada. El líquido obtenido consiste principalmente de fenol, agua, acido benzoico no convertido y benzoatos, el cual es fraccionado por destilación. El azeótropo agua/fenol que es recuperado por el tope, es enviado a una columna de deshidratación y el fondo es recirculado al reactor. Los gases residuales (N2, O2, CO2, vapor, fenol, benceno, etc.) son otra vez enfriados, causando virtualmente la condensación completa del agua, fenol y benceno. Este condensado es extraído con tolueno; el extracto aromático es enviado a una columna de deshidratación, y la fase acuosa es removida. Los componentes organicos todavía presentes en los gases incondensables son absorbidos por el paso a través de un lecho de carbón activado.

El deshidratador es una columna de cerca de 30 platos, diseñado para separar el agua del fenol por destilación azeotropica en presencia de benceno. El azeótropo benceno/agua (bp1.013 = 69 °C, contenido de agua 8.8 % p/p) y el azeótropo tolueno/agua (bp1.013 = 84 °C con 13 % p/p) salen por el tope son enfriados y condensados, las dos fases:

a) Una fase organica, el cual sirve parcialmente como reflujo y la otra parte es destilada para purgar benceno luego se realiza un tratamiento a estos gases.

b) La fase acuosa es removida.

Una corriente lateral el cual consiste principalmente en fenol, pero también contiene tolueno, acido benzoico, difenil éter, etc. Es tratada en dos columnas, una columna de separación de livianos, el cual el tolueno separado por el tope es recirculado al deshidratador y la segunda para la separación de componentes pesados, diseñado para obtener un destilado de fenol con las especificaciones requeridas, mientras que el producto de fondo rico en acido benzoico, por el tope se elimina el difenil éter por destilación extractiva en una columna auxiliar.

El producto de fondo consiste principalmente de ácido benzoico, es recirculado al reactor, en este tipo de proceso se alcanza una conversión por paso de 60 %.