IT201900007830A1

IT201900007830A1 - PROCESS FOR THE RECOVERY OF CYCLOPENTANONE FROM AQUEOUS SOLUTIONS

Info

Publication number: IT201900007830A1
Application number: IT102019000007830A
Authority: IT
Inventors: Angelo Forestan; Catya Alba; Renzo Forestan
Original assignee: Fortom Chimica S R L
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2020-12-03

Description

PROCESSO PER IL RECUPERO DI CICLOPENTANONE DA SOLUZIONI ACQUOSE. PROCESS FOR THE RECOVERY OF CYCLOPENTANONE FROM AQUEOUS SOLUTIONS.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

L’invenzione riguarda un processo per il recupero di ciclopentanone da soluzioni acquose comprendenti ciclopentanone, quali in particolare le acque esauste derivanti dai processi di produzione di polimeri biodegradabili. The invention relates to a process for the recovery of cyclopentanone from aqueous solutions including cyclopentanone, such as in particular the waste water deriving from the production processes of biodegradable polymers.

I polimeri biodegradabili costituiscono un’ampia classe di materiali in grado di sostituire i tradizionali materiali plastici in alcune applicazioni specifiche, quali ad esempio l’uso come materiali per imballaggi. Biodegradable polymers constitute a wide class of materials capable of replacing traditional plastic materials in some specific applications, such as use as packaging materials.

È evidente che tale sostituzione presenta numerosi vantaggi dal punto di vista ambientale e pertanto, ad oggi, la produzione di tali biopolimeri rappresenta un settore in rapida espansione. It is evident that this substitution has numerous advantages from an environmental point of view and therefore, to date, the production of these biopolymers represents a rapidly expanding sector.

Tra le materie prime utilizzate per la produzione di tali biopolimeri, è noto l’uso dell’amido che, dopo destrutturazione, è in grado di essere sottoposto a complessazione ad opera di polimeri sintetici, acquisendo la capacità di essere resistente all’acqua, come descritto nel documento IT1232910. Among the raw materials used for the production of these biopolymers, the use of starch is known which, after destructuring, is able to be subjected to complexation by synthetic polymers, acquiring the ability to be water resistant, such as described in document IT1232910.

I biopolimeri più recenti rappresentano delle evoluzioni dei primi biopolimeri a base amidacea e sono costituiti da poliesteri di tipo alifatico e alifatico-aromatico. The most recent biopolymers represent evolutions of the first starch-based biopolymers and consist of aliphatic and aliphatic-aromatic polyesters.

Un esempio di tali poliesteri è costituito da poliesteri comprendenti unità ripetitive di 1,4-butilen-dicarbossilato. An example of such polyesters is constituted by polyesters comprising repeating units of 1,4-butylene-dicarboxylate.

Uno dei processi noti per la sintesi di tali biopolimeri comprende la reazione di policondensazione di uno o più acidi organici polifunzionali con uno o più dioli polifunzionali, quale ad esempio 1,4-butandiolo (BD). One of the known processes for the synthesis of such biopolymers comprises the polycondensation reaction of one or more polyfunctional organic acids with one or more polyfunctional diols, such as for example 1,4-butanediol (BD).

Tale reazione è una reazione all’equilibrio, quindi per poter ottenere un prodotto finale dal peso molecolare elevato è necessario spostare l’equilibrio di reazione verso i prodotti. This reaction is an equilibrium reaction, so in order to obtain a final product with a high molecular weight it is necessary to shift the reaction equilibrium towards the products.

Per promuovere tale spostamento, è vantaggioso rimuovere continuamente i sottoprodotti di reazione come acqua, miscele di solventi vari, oligomeri e soluzioni acquose di prodotti che si formano da reazioni secondarie indesiderate, man mano che la reazione di condensazione procede. To promote such a shift, it is advantageous to continuously remove the reaction by-products such as water, mixtures of various solvents, oligomers and aqueous solutions of products which are formed from unwanted side reactions, as the condensation reaction proceeds.

Tra i prodotti che si possono formare durante tale reazione di condensazione sono noti in particolare tetraidrofurano (THF) e ciclopentanone (CPO), derivanti principalmente dalla reazione di disidratazione del BD. Among the products that can be formed during this condensation reaction are known in particular tetrahydrofuran (THF) and cyclopentanone (CPO), deriving mainly from the BD dehydration reaction.

Tali acque esauste ricche di tali composti e solventi, insieme agli altri sottoprodotti del processo di produzione dei biopolimeri, devono quindi essere trattate in modo tale da poter essere allontanate e smaltite nel rispetto delle normative vigenti sulla tutela dell’ambiente. Solitamente, la maggior parte del THF formatosi viene allontanato insieme ad altre componenti volatili mediante distillazione azeotropica. These waste waters rich in these compounds and solvents, together with the other by-products of the biopolymer production process, must therefore be treated in such a way that they can be removed and disposed of in compliance with current environmental protection regulations. Usually, most of the THF formed is removed together with other volatile components by azeotropic distillation.

Tale distillazione non è comunque sufficiente ad eliminare completamente THF che rimane ancora in modeste percentuali nell’acqua esausta derivante da tale distillazione assieme ad ulteriori composti, tra i quali è presente il ciclopentanone. However, this distillation is not sufficient to completely eliminate THF which still remains in modest percentages in the exhausted water resulting from this distillation together with other compounds, including cyclopentanone.

Il ciclopentanone è quindi uno dei sottoprodotti della reazione di polimerizzazione che, ad oggi, per essere smaltito dev’essere sottoposto obbligatoriamente a termodistruzione. Cyclopentanone is therefore one of the by-products of the polymerization reaction which, to date, must be subjected to thermal destruction in order to be disposed of.

È evidente che, come detto precedentemente, se per promuovere lo sviluppo dei biopolimeri, è necessario rimuovere continuamente le acque esauste contenenti i sottoprodotti della reazione di condensazione, le quantità di acque esauste che devono essere smaltite risultano essere elevate, con conseguenti complicazioni nella gestione di tali rifiuti. It is evident that, as previously mentioned, if in order to promote the development of biopolymers, it is necessary to continuously remove the waste water containing the by-products of the condensation reaction, the quantities of waste water that must be disposed of are high, with consequent complications in the management of such waste.

Ulteriormente, tali acque esauste risultano comunque essere in quantità elevata anche quando esse vengono sottoposte a distillazione per la rimozione di THF, perché da tale distillazione si generano comunque nuove acque esauste che devono essere smaltite in accordo con le norme sulla tutela ambientale. Furthermore, these exhausted waters are still in high quantities even when they are subjected to distillation for the removal of THF, because from this distillation new exhausted waters are generated which must be disposed of in accordance with the regulations on environmental protection.

In aggiunta a ciò, poiché tali acque esauste contengono ciclopentanone e le soluzioni contenenti ciclopentanone devono necessariamente essere sottoposte a termodistruzione, l’impatto ambientale dovuto alla presenza di tali acque esauste è ancor più maggiore. In addition to this, since these waste waters contain cyclopentanone and solutions containing cyclopentanone must necessarily be subjected to thermal destruction, the environmental impact due to the presence of such waste water is even greater.

Lo scopo principale della presente invenzione è quindi quello di realizzare un processo che permetta di allontanare da tali acque esauste il ciclopentanone in modo che esse possano essere riutilizzate o smaltite secondo modalità maggiormente eco-compatibili rispetto alla termodistruzione. The main purpose of the present invention is therefore that of realizing a process that allows cyclopentanone to be removed from such waste waters so that they can be reused or disposed of in a more eco-compatible manner than thermal destruction.

In particolare, è uno scopo dell’invenzione che tale processo consenta di recuperare il composto ciclopentanone da tali acque esauste per poterlo riutilizzare, favorendone così il riciclo invece che la sua sintesi chimica ex-novo per tutti quei processi industriali in cui tale composto viene utilizzato. In particular, it is an aim of the invention that this process allows the cyclopentanone compound to be recovered from such exhausted waters in order to be able to reuse it, thus favoring its recycling instead of its chemical synthesis from scratch for all those industrial processes in which this compound is used. .

Ulteriormente, è uno scopo dell’invenzione realizzare un processo che permetta di recuperare dalle suddette acque esauste ciclopentanone con una purezza tale da poter essere utilizzato nell’industria, particolarmente nell’industria dei profumi. Furthermore, it is an aim of the invention to create a process that allows the recovery of cyclopentanone from the aforementioned waste water with such purity that it can be used in industry, particularly in the perfume industry.

Gli scopi prima ricordati e altri che verranno meglio evidenziati in seguito sono raggiunti da un processo per il recupero di ciclopentanone da una soluzione acquosa, come descritto nella rivendicazione principale. The objects mentioned above and others which will be better highlighted hereinafter are achieved by a process for the recovery of cyclopentanone from an aqueous solution, as described in the main claim.

Ulteriori caratteristiche del processo dell’invenzione vengono descritte nelle rivendicazioni dipendenti. Further features of the process of the invention are described in the dependent claims.

In particolare, il richiedente ha scoperto che è possibile recuperare efficacemente il composto ciclopentanone da una soluzione acquosa che lo comprende, mediante un processo comprendente le seguenti fasi: In particular, the Applicant has found that it is possible to effectively recover the cyclopentanone compound from an aqueous solution comprising it, by a process comprising the following steps:

a) miscelare la soluzione acquosa con un solvente organico; a) mixing the aqueous solution with an organic solvent;

b) separare la fase organica dalla fase acquosa della miscela ottenuta dalla fase a); b) separating the organic phase from the aqueous phase of the mixture obtained from phase a);

c) distillare la fase organica ottenuta dalla fase b) in una colonna di distillazione separando una frazione pesante comprendente ciclopentanone ed una frazione leggera comprendente meno del 20% in peso di ciclopentanone, preferibilmente meno del 10% in peso di ciclopentanone. c) distilling the organic phase obtained from step b) in a distillation column by separating a heavy fraction comprising cyclopentanone and a light fraction comprising less than 20% by weight of cyclopentanone, preferably less than 10% by weight of cyclopentanone.

Il processo secondo la forma esecutiva preferita della presente invenzione è particolarmente adatto a recuperare e separare in maniera efficace ed economica, ciclopentanone dalle acque esauste derivanti dai processi di produzione di polimeri biodegradabili, quali ad esempio le acque esauste provenienti dai processi di polimerizzazione descritti nei documenti EP3444032 e EP3430070. Ulteriormente, tale processo è idoneo a recuperare ciclopentanone da acque esauste derivanti dai processi di distillazione realizzati per rimuovere THF dalle suddette acque esauste provenienti dai processi di polimerizzazione citati. The process according to the preferred embodiment of the present invention is particularly suitable for effectively and economically recovering and separating cyclopentanone from the waste water deriving from the production processes of biodegradable polymers, such as for example the waste water deriving from the polymerization processes described in the documents. EP3444032 and EP3430070. Furthermore, this process is suitable for recovering cyclopentanone from exhausted water deriving from the distillation processes carried out to remove THF from the aforementioned exhausted water deriving from the aforementioned polymerization processes.

Tali acque esauste in particolare comprendono tetraidrofurano, ciclopentanone e acqua. Such waste waters in particular include tetrahydrofuran, cyclopentanone and water.

Secondo la forma esecutiva preferita dell’invenzione, tali acque esauste comprendono da 5% a 25% in peso di tetraidrofurano, dal 5% al 65% in peso di ciclopentanone e dal 30% al 70% in peso di acqua. Preferibilmente, le acque esauste comprendono da 5% a 18% in peso di tetraidrofurano, dal 10% al 45% in peso di ciclopentanone e dal 35% al 60% in peso di acqua. According to the preferred embodiment of the invention, these waste waters comprise from 5% to 25% by weight of tetrahydrofuran, from 5% to 65% by weight of cyclopentanone and from 30% to 70% by weight of water. Preferably, the waste waters comprise from 5% to 18% by weight of tetrahydrofuran, from 10% to 45% by weight of cyclopentanone and from 35% to 60% by weight of water.

Tipicamente, tali acque esauste comprendono inoltre uno o più alcoli. Esempi di alcoli che possono essere presenti nella composizione delle acque esauste utilizzate nella presente invenzione sono isopropanolo, 1-buten-4-olo, butanolo, 1,4-butandiolo, n-ottanolo e altri alcoli alifatici saturi o insaturi C1-C13, particolarmente isopropanolo, 1-buten-4-olo, butanolo e 1,4-butandiolo. Typically, such waste waters further comprise one or more alcohols. Examples of alcohols that may be present in the composition of the waste water used in the present invention are isopropanol, 1-buten-4-ol, butanol, 1,4-butanediol, n-octanol and other C1-C13 saturated or unsaturated aliphatic alcohols, particularly isopropanol, 1-buten-4-ol, butanol and 1,4-butanediol.

Quando presenti, tali uno o più alcoli sono in concentrazione da 3% a 15% in peso, preferibilmente da 6% a 15% in peso. When present, such one or more alcohols are in a concentration from 3% to 15% by weight, preferably from 6% to 15% by weight.

Solitamente, le acque esauste comprendono inoltre uno o più composti di altro tipo, come ad esempio sottoprodotti indesiderati della reazione di polimerizzazione. Un esempio di tali composti è l’etilacetato. Usually, waste waters also comprise one or more compounds of another type, such as unwanted by-products of the polymerization reaction. An example of such compounds is ethyl acetate.

Tali altri composti sono presenti in tracce con una concentrazione totale che può variare da 0,1% a 2,5% in peso rispetto al peso totale della soluzione acquosa. These other compounds are present in traces with a total concentration that can vary from 0.1% to 2.5% by weight with respect to the total weight of the aqueous solution.

Non si esclude che il processo secondo l’invenzione sia utilizzabile per il recupero di ciclopentanone da soluzioni acquose di differente derivazione. It is not excluded that the process according to the invention can be used for the recovery of cyclopentanone from aqueous solutions of different derivation.

Si precisa quindi che nel presente documento ove si farà riferimento alle acque esauste, si intende con tale espressione anche compresa qualsiasi altra soluzione acquosa, avente caratteristiche composizionali analoghe a quanto indicato poc’anzi, senza alcuna distinzione di provenienza. It is therefore specified that in this document, where reference will be made to exhausted water, this expression also includes any other aqueous solution, having compositional characteristics similar to those indicated above, without any distinction of origin.

Ritornando alla forma esecutiva preferita del processo dell’invenzione, nella fase a) le acque esauste dalle quali si intende recuperare il ciclopentanone vengono miscelate con un solvente organico in grado di separare l’acqua dai componenti organici presenti nella soluzione. Returning to the preferred embodiment of the process of the invention, in step a) the waste water from which the cyclopentanone is to be recovered is mixed with an organic solvent capable of separating the water from the organic components present in the solution.

Tale miscelazione avviene preferibilmente sotto agitazione, secondo tecniche ben note all’esperto del ramo e, inoltre, può essere eseguita in una qualsiasi apparecchiatura idonea allo scopo come ad esempio reattori, serbatoi agitati, recipienti, miscelatori, colonne. This mixing preferably takes place under stirring, according to techniques well known to the skilled in the art and, moreover, can be performed in any equipment suitable for the purpose such as reactors, stirred tanks, containers, mixers, columns.

In particolare, alle acque esauste da processare viene aggiunto un solvente organico selezionato nel gruppo che consiste di esano, eptano, ottano e loro isomeri, metilacetato, etilacetato, butanone, metilisobutilchetone e miscele di questi. In particular, an organic solvent selected from the group consisting of hexane, heptane, octane and their isomers, methyl acetate, ethyl acetate, butanone, methyl isobutyl ketone and mixtures of these is added to the waste water to be processed.

Preferibilmente, tale solvente organico viene aggiunto in quantità di 20-60% in volume, preferibilmente 30-40% in volume rispetto al volume totale della soluzione acquosa da trattare. Preferably, this organic solvent is added in a quantity of 20-60% by volume, preferably 30-40% by volume with respect to the total volume of the aqueous solution to be treated.

Il richiedente ha vantaggiosamente identificato che quando il solvente organico utilizzato è il solvente preferito esano, durante la successiva fase b), si ottiene una maggior separazione di CPO che si concentra nella fase organica più leggera. The Applicant has advantageously identified that when the organic solvent used is the preferred solvent hexane, during the subsequent step b), a greater separation of CPO is obtained which is concentrated in the lighter organic phase.

In dipendenza delle caratteristiche di partenza delle acque esauste, prima della fase a) possono essere eseguite una o più fasi di pretrattamento atte ad eliminare parte dell’acqua presente nelle acque esauste e ottenere la concentrazione di quest’ultime. Depending on the starting characteristics of the exhausted water, before phase a) one or more pre-treatment phases can be performed to eliminate part of the water present in the exhausted water and obtain the concentration of the latter.

Tale o tali fasi di pretrattamento sono realizzabili secondo una qualsiasi delle tecniche di per sé note ad un esperto del ramo per realizzare la deidratazione di soluzioni acquose. This or these pretreatment steps can be carried out according to any of the techniques known per se to a person skilled in the art for carrying out the dehydration of aqueous solutions.

Preferibilmente, tali pretrattamenti comprendono una fase di pervaporazione e/o una fase di osmosi delle suddette acque esauste per ridurre il contenuto di acqua a valori compresi tra 0,1 e 30% in peso. Preferably, these pretreatments comprise a pervaporation step and / or an osmosis step of the aforesaid waste water to reduce the water content to values between 0.1 and 30% by weight.

Tali valori sono risultati particolarmente vantaggiosi per consentire la velocizzazione delle successive fasi di recupero di ciclopentanone. Come è ben noto ad un esperto del ramo, quando il pretrattamento scelto è la pervaporazione, essa viene realizzata senza l’utilizzo di solventi e, quando il pretrattamento scelto è l’osmosi, essa viene realizzata mediante membrane semipermeabili che sfruttano il principio della differente dimensione molecolare e del diverso grado di polarità tra le sostanze per ottenere la riduzione del contenuto di acqua, come indicato poc’anzi. These values were found to be particularly advantageous for allowing the speeding up of the subsequent recovery steps of cyclopentanone. As is well known to an expert in the art, when the pre-treatment chosen is pervaporation, it is carried out without the use of solvents and, when the pre-treatment chosen is osmosis, it is carried out by means of semipermeable membranes which exploit the principle of different molecular size and the different degree of polarity between the substances to obtain the reduction of the water content, as indicated above.

Non si esclude tuttavia, che secondo forme esecutive alternative dell’invenzione, tali pretrattamenti non siano presenti e che le acque esauste dalle quali si intende recuperare il ciclopentanone vengano sottoposte direttamente alla fase a) del processo dell’invenzione. However, it is not excluded that according to alternative embodiments of the invention, such pretreatments are not present and that the waste water from which the cyclopentanone is to be recovered is directly subjected to step a) of the process of the invention.

Ritornando alla forma esecutiva preferita dell’invenzione, al termine della fase a) la fase organica della miscela ottenuta dalla suddetta fase a) viene separata dalla fase acquosa mediante la fase b) di separazione. Returning to the preferred embodiment of the invention, at the end of step a) the organic phase of the mixture obtained from the aforementioned step a) is separated from the aqueous phase by the separation step b).

Tale fase b) di separazione viene condotta mediante tecniche note all’esperto del ramo quali ad esempio decantazione, estrazione liquido/liquido in continuo. This separation step b) is carried out using techniques known to those skilled in the art such as decanting, continuous liquid / liquid extraction.

Secondo la forma esecutiva preferita dell’invenzione, la separazione della fase organica è condotta per decantazione. According to the preferred embodiment of the invention, the separation of the organic phase is carried out by decantation.

Quando la fase b) del processo dell’invenzione è realizzata per decantazione, la miscela ottenuta dalla fase a) viene lasciata decantare, senza agitazione, per 2-24 ore, preferibilmente circa 12 ore. When step b) of the process of the invention is carried out by decanting, the mixture obtained from step a) is left to decant, without stirring, for 2-24 hours, preferably about 12 hours.

In tal modo si ottiene una fase inferiore acquosa più pesante ed una fase superiore organica più leggera nella quale è presente la concentrazione maggiore di CPO. In this way a heavier lower aqueous phase and a lighter organic upper phase are obtained in which the highest concentration of CPO is present.

Non si esclude che, secondo forme esecutive alternative dell’invenzione, la fase b) venga realizzata mediante estrazione liquido/liquido in continuo. It is not excluded that, according to alternative embodiments of the invention, step b) is carried out by continuous liquid / liquid extraction.

Si specifica che nella forma esecutiva in cui la fase b) è realizzata mediante estrazione liquido/liquido in continuo, la miscelazione della fase a) viene preferibilmente realizzata all’interno di colonne dove vengono iniettati il solvente organico e la soluzione acquosa dalle quali, dopo miscelazione, verrà separata la fase superiore organica ricca di CPO. It is specified that in the embodiment in which step b) is carried out by continuous liquid / liquid extraction, the mixing of step a) is preferably carried out inside columns where the organic solvent and aqueous solution are injected from which, after mixing, the upper organic phase rich in CPO will be separated.

Preferibilmente ma non necessariamente, tali colonne presentano un rapporto diametro/altezza compreso tra 1:1 e 1:30. Preferably but not necessarily, these columns have a diameter / height ratio between 1: 1 and 1:30.

Vantaggiosamente, al termine della fase b), il CPO originariamente presente nelle acque esauste risulta compreso quasi completamente nella fase superiore organica. Advantageously, at the end of phase b), the CPO originally present in the exhausted water is almost completely included in the upper organic phase.

Tale fase superiore vantaggiosamente comprende meno del 12% in peso di acqua, preferibilmente meno del 8% in peso. This upper phase advantageously comprises less than 12% by weight of water, preferably less than 8% by weight.

Solitamente, tale fase superiore organica comprende più del 15% in peso di CPO, preferibilmente più del 20% in peso di CPO, e da 5% a 25% in peso di THF, oltre al solvente organico selezionato per realizzare la separazione. Usually, this organic upper phase comprises more than 15% by weight of CPO, preferably more than 20% by weight of CPO, and from 5% to 25% by weight of THF, in addition to the organic solvent selected to carry out the separation.

Secondo la forma esecutiva preferita dell’invenzione, nella fase c) tale fase superiore organica separata durante la fase b), viene inviata ad almeno una colonna di distillazione, separando così una frazione pesante comprendente ciclopentanone ed una frazione leggera comprendente meno del 20% in peso di ciclopentanone, preferibilmente meno del 10% in peso. According to the preferred embodiment of the invention, in step c) this organic upper phase separated during step b), is sent to at least one distillation column, thus separating a heavy fraction comprising cyclopentanone and a light fraction comprising less than 20% in weight of cyclopentanone, preferably less than 10% by weight.

Tale fase c) viene preferibilmente condotta in un’unica colonna di distillazione, ma non si esclude che essa possa essere condotta anche secondo forme alternative dell’invenzione che prevedono l’utilizzo di due o più colonne di distillazione. This step c) is preferably carried out in a single distillation column, but it is not excluded that it can also be carried out according to alternative forms of the invention which provide for the use of two or more distillation columns.

E’ evidente che, a seconda della concentrazione di CPO nelle acque esauste iniziali, l’esperto del settore è in grado di scegliere la configurazione operativa più opportuna alla quale operare per realizzare la suddetta fase c). It is clear that, depending on the concentration of CPO in the initial waste water, the sector expert is able to choose the most appropriate operating configuration to operate in order to carry out the aforementioned phase c).

Preferibilmente, la colonna di distillazione opera a pressioni comprese tra 600 mbar e 1200 mbar con temperature di testa comprese tra 45°C e 60°C, preferibilmente tra 50°C e 55°C. Preferably, the distillation column operates at pressures ranging from 600 mbar to 1200 mbar with head temperatures ranging from 45 ° C to 60 ° C, preferably between 50 ° C and 55 ° C.

Operando in tali condizioni, si ottiene una frazione leggera comprendente meno di 10% in peso di CPO. By operating under these conditions, a light fraction is obtained comprising less than 10% by weight of CPO.

Vantaggiosamente, durante la fase c) anche la maggior parte di THF e del solvente organico utilizzato per realizzare la separazione si concentrano in tale frazione leggera. Advantageously, during step c) most of THF and of the organic solvent used to carry out the separation are also concentrated in this light fraction.

Vantaggiosamente, la suddetta frazione leggera ricca in solventi organici può essere allontanata dalla colonna di distillazione e utilizzata come miscela di solventi per uso industriale, favorendone così il recupero e il riutilizzo. Advantageously, the aforementioned light fraction rich in organic solvents can be removed from the distillation column and used as a mixture of solvents for industrial use, thus favoring its recovery and reuse.

Per quanto riguarda invece la frazione pesante separata dal fondo della colonna di distillazione al termine della fase c), essa contiene essenzialmente CPO. On the other hand, as regards the heavy fraction separated from the bottom of the distillation column at the end of step c), it essentially contains CPO.

Tipicamente, la frazione pesante ottenuta al termine della fase c) comprende più del 50% in peso di CPO, preferibilmente più del 65% in peso di CPO. Typically, the heavy fraction obtained at the end of step c) comprises more than 50% by weight of CPO, preferably more than 65% by weight of CPO.

Vantaggiosamente, la frazione pesante ottenuta al termine della fase c) comprende più del 75% in peso di CPO. Advantageously, the heavy fraction obtained at the end of step c) comprises more than 75% by weight of CPO.

Tale frazione pesante ottenuta dalla fase c) del presente processo, può essere utilizzata come tale o può essere concentrata o diluita ed eventualmente ulteriormente purificata per eliminare le componenti oligomeriche bassobollenti presentanti un tipico colore giallo-ocra. Secondo la forma esecutiva preferita della presente invenzione, la frazione pesante ottenuta dalla fase c) viene trattata mediante una fase d) di purificazione per separare la frazione di sostanze organiche bassobollenti. This heavy fraction obtained from step c) of the present process can be used as such or can be concentrated or diluted and possibly further purified to eliminate the low-boiling oligomeric components having a typical yellow-ocher color. According to the preferred embodiment of the present invention, the heavy fraction obtained from step c) is treated by means of a purification step d) to separate the fraction of low-boiling organic substances.

Una tale fase di purificazione viene vantaggiosamente condotta mediante uno o più trattamenti di separazione, concentrazione, recupero o decolorazione quali ad esempio distillazione, evaporazione. Such a purification step is advantageously carried out by means of one or more separation, concentration, recovery or decolorization treatments such as for example distillation, evaporation.

Secondo la forma esecutiva preferita dell’invenzione, durante la fase d), la frazione pesante ricca in CPO ottenuta dalla fase c), viene inviata ad una colonna di distillazione comprendente almeno 20 piatti, preferibilmente almeno 25 piatti. According to the preferred embodiment of the invention, during step d), the heavy fraction rich in CPO obtained from step c), is sent to a distillation column comprising at least 20 dishes, preferably at least 25 dishes.

La colonna di distillazione opera inizialmente a pressione ambientale e a temperature inferiori a 130°C, in modo da ottenere una frazione leggera contenente le sostanze bassobollenti organiche. The distillation column initially operates at ambient pressure and at temperatures below 130 ° C, in order to obtain a light fraction containing the low-boiling organic substances.

Tale frazione bassobollente viene allontanata e può essere vantaggiosamente riciclata come miscela di solventi ad uso industriale. This low-boiling fraction is removed and can be advantageously recycled as a mixture of solvents for industrial use.

La frazione rimasta in colonna contenente il CPO viene poi separata a livello del settimo piatto, in condizioni di pressione ambientale e temperatura di 131°C. The fraction left in the column containing the CPO is then separated at the level of the seventh plate, under ambient pressure and temperature conditions of 131 ° C.

In tali condizioni operative, il condensato che viene raccolto contiene CPO ad una concentrazione superiore a 85% in peso, preferibilmente superiore a 90% in peso, più preferibilmente superiore a 95% in peso, ancor più preferibilmente superiore a 99% in peso. Under such operating conditions, the condensate which is collected contains CPO at a concentration higher than 85% by weight, preferably higher than 90% by weight, more preferably higher than 95% by weight, even more preferably higher than 99% by weight.

Secondo una forma esecutiva alternativa della presente invenzione, durante la fase d) la frazione pesante ricca in CPO ottenuta dalla fase c), viene trattata mediante evaporatore a film sottile combinato ad una colonna di distillazione in modo da ottenere la decolorazione della soluzione mediante allontanamento delle sostanze bassobollenti e la successiva concentrazione di CPO per ottenere un condensato presentante CPO in concentrazione maggiore a 85% in peso, preferibilmente superiore a 90% in peso, più preferibilmente superiore a 95% in peso, ancor più preferibilmente superiore a 99% in peso. E’ evidente che il processo secondo la forma esecutiva preferita dell’invenzione, comprese le varianti, può essere realizzato in modalità in continuo o in discontinuo. According to an alternative embodiment of the present invention, during step d) the heavy fraction rich in CPO obtained from step c), is treated by means of a thin film evaporator combined with a distillation column so as to obtain the decolorization of the solution by removing the low boiling substances and the subsequent concentration of CPO to obtain a condensate having CPO in a concentration higher than 85% by weight, preferably higher than 90% by weight, more preferably higher than 95% by weight, even more preferably higher than 99% by weight. It is clear that the process according to the preferred embodiment of the invention, including the variants, can be carried out in continuous or discontinuous mode.

Vantaggiosamente, il CPO concentrato ottenuto dalla fase d) secondo il processo dell’invenzione, è particolarmente adatto ad essere impiegato, da solo o in miscela con altri composti, in numerose applicazioni pratiche ove è richiesto l’utilizzo di CPO ad elevata purezza. Advantageously, the concentrated CPO obtained from step d) according to the process of the invention, is particularly suitable for use, alone or mixed with other compounds, in numerous practical applications where the use of high purity CPO is required.

In particolare, esso è particolarmente idoneo ad essere utilizzato nel settore dei profumi per la realizzazione di alcune tipologie di fragranze. In particular, it is particularly suitable for use in the perfume sector for the creation of some types of fragrances.

Vantaggiosamente inoltre, l’utilizzo del CPO ottenuto dal processo secondo l’invenzione consente di realizzare il riciclo di tale composto in modo da diminuire la necessità di una sua sintesi chimica ex-novo e, ulteriormente, limitando il ricorso allo smaltimento per termodistruzione delle acque esauste che lo contengono, con evidenti benefici a livello ambientale. Advantageously, moreover, the use of the CPO obtained from the process according to the invention allows to carry out the recycling of this compound so as to reduce the need for its chemical synthesis from scratch and, further, limiting the use of waste disposal by thermal destruction of the water. exhausted products that contain it, with obvious environmental benefits.

L’invenzione verrà ora descritta con alcuni esempi che devono essere considerati come illustrativi e non limitativi. The invention will now be described with some examples that must be considered as illustrative and not limitative.

Esempio 1 Example 1

100 litri di acque esauste provenienti dai processi di produzione di polimeri biodegradabili, presentanti composizione chimica come riportato in tabella 1, sono stati miscelati in serbatoio agitato con 50 litri di solvente organico esani isomeri e lasciati decantare per 12 ore fino alla separazione di una fase organica presentante composizione chimica come riportata in tabella 2. 100 liters of waste water from the production processes of biodegradable polymers, having a chemical composition as shown in table 1, were mixed in a stirred tank with 50 liters of hexane-isomeric organic solvent and left to decant for 12 hours until the separation of an organic phase having a chemical composition as shown in table 2.

Tabella 1 Table 1

Tabella 2 Table 2

Successivamente, la fase organica ottenuta dopo la decantazione delle acque esauste è stata inviata in una colonna di distillazione a 35 piatti operante a 850 mbar, temperatura di testa 50°C, da cui vengono separati in testa 60 litri di una frazione leggera presentante la composizione chimica riportata in tabella 3 e dal fondo 40 litri di una frazione pesante presentante la composizione chimica riportata in tabella 4. Subsequently, the organic phase obtained after decanting the waste water was sent to a 35-plate distillation column operating at 850 mbar, head temperature 50 ° C, from which 60 liters of a light fraction presenting the composition are separated at the head. chemistry shown in table 3 and from the bottom 40 liters of a heavy fraction having the chemical composition shown in table 4.

Tabella 3 Table 3

Tabella 4 Table 4

40 litri della frazione pesante separata dalla colonna di distillazione sono stati successivamente inviati ad una colonna di distillazione a 25 piatti operante a pressione atmosferica, da cui viene separato alla temperatura di 131°C, all’altezza del settimo piatto, ciclopentanone 99,9% in peso. 40 liters of the heavy fraction separated from the distillation column were subsequently sent to a 25-plate distillation column operating at atmospheric pressure, from which 99.9% cyclopentanone was separated at a temperature of 131 ° C, at the height of the seventh plate. by weight.

Il fondo colonna risultante contiene i composti rimanenti, tra cui una miscela di oligomeri. La resa in termini di ciclopentanone recuperato è del 60% del contenuto nel grezzo. The resulting column bottom contains the remaining compounds, including a mixture of oligomers. The yield in terms of recovered cyclopentanone is 60% of the crude content.

Esempio 2 Example 2

100 litri di acque esauste provenienti dai processi di produzione di polimeri biodegradabili, presentanti composizione chimica come riportato in tabella 5, sono stati miscelati in serbatoio agitato con 50 litri di metilisobutilchetone e lasciati decantare per 12 ore fino alla separazione di una fase organica presentante composizione chimica come riportata in tabella 6. 100 liters of waste water from the production processes of biodegradable polymers, having a chemical composition as shown in table 5, were mixed in a stirred tank with 50 liters of methylisobutylketone and left to decant for 12 hours until the separation of an organic phase with a chemical composition as shown in table 6.

Tabella 5 Table 5

Tabella 6 Table 6

Successivamente, la fase organica ottenuta dopo la decantazione delle acque esauste è stata inviata in una colonna di distillazione a 35 piatti operante a 850 mbar, temperatura di testa 50°C, da cui vengono separati in testa 70 litri di una frazione leggera presentante la composizione chimica riportata in tabella 7 e dal fondo 30 litri di una frazione pesante presentante la composizione chimica riportata in tabella 8. Subsequently, the organic phase obtained after decanting the waste water was sent to a 35-plate distillation column operating at 850 mbar, head temperature 50 ° C, from which 70 liters of a light fraction presenting the composition are separated at the head. chemistry shown in table 7 and from the bottom 30 liters of a heavy fraction having the chemical composition shown in table 8.

Tabella 7 Table 7

Tabella 8 Table 8

30 litri della frazione pesante separata dalla colonna di distillazione sono stati successivamente inviati ad una colonna di distillazione a 25 piatti operante a pressione atmosferica, da cui viene separato alla temperatura di 131°C, all’altezza del settimo piatto, ciclopentanone 99,8% in peso. 30 liters of the heavy fraction separated from the distillation column were subsequently sent to a 25-plate distillation column operating at atmospheric pressure, from which it is separated at a temperature of 131 ° C, at the height of the seventh plate, 99.8% cyclopentanone by weight.

Il fondo colonna risultante contiene i composti rimanenti, compresa una miscela di oligomeri. La resa in termini di ciclopentanone recuperato è del 50% del contenuto nel grezzo. The resulting column bottom contains the remaining compounds, including a mixture of oligomers. The yield in terms of recovered cyclopentanone is 50% of the crude content.

Esempio 3 Example 3

100 litri di acque esauste provenienti dai processi di produzione di polimeri biodegradabili, presentanti composizione chimica come riportato in tabella 9, sono stati miscelati in serbatoio agitato con 50 litri di acetato di etile e lasciati decantare per 12 ore fino alla separazione di una fase organica presentante composizione chimica come riportata in tabella 10. 100 liters of waste water from the production processes of biodegradable polymers, having a chemical composition as shown in table 9, were mixed in a stirred tank with 50 liters of ethyl acetate and left to decant for 12 hours until the separation of an organic phase presenting chemical composition as shown in table 10.

Tabella 9 Table 9

Tabella 10 Table 10

Successivamente, la fase organica ottenuta dopo la decantazione delle acque esauste è stata inviata in una colonna di distillazione a 35 piatti operante a 850 mbar, temperatura di testa 50°C, da cui viene separata in testa 80 litri di una frazione leggera presentante la composizione chimica riportata in tabella 11 e dal fondo 20 litri di una frazione pesante presentante la composizione chimica riportata in tabella 12. Subsequently, the organic phase obtained after the decantation of the exhausted water was sent to a 35-plate distillation column operating at 850 mbar, head temperature 50 ° C, from which 80 liters of a light fraction presenting the composition is separated at the head. chemistry shown in table 11 and from the bottom 20 liters of a heavy fraction having the chemical composition shown in table 12.

Tabella 11 Table 11

Tabella 12 Table 12

Si è quindi ottenuta una soluzione di 67,7% CPO in peso rispetto al peso totale della soluzione. A solution of 67.7% CPO by weight with respect to the total weight of the solution was then obtained.

Per quanto detto finora il processo della presente invenzione raggiunge tutti gli scopi prefissati. In view of what has been said so far, the process of the present invention achieves all the intended purposes.

In particolare, il processo secondo l’invenzione permette di allontanare dalle acque esauste derivanti dai processi di produzione di biopolimeri il composto ciclopentanone, in modo che tali acque possano essere riutilizzate o smaltite secondo modalità maggiormente eco-compatibili rispetto alla termodistruzione. In particular, the process according to the invention allows the cyclopentanone compound to be removed from the waste water deriving from the production processes of biopolymers, so that such water can be reused or disposed of in a more eco-friendly manner than thermal destruction.

Inoltre, tale processo consente di recuperare il ciclopentanone da tali acque esauste favorendone il riciclo invece che la sua sintesi chimica ex-novo. Furthermore, this process allows the recovery of cyclopentanone from these exhausted waters, favoring its recycling instead of its chemical synthesis from scratch.

Ulteriormente, il suddetto processo secondo l’invenzione permette di recuperare ciclopentanone ad una purezza superiore a 90% in peso e tale da poter essere utilizzato nell’industria, particolarmente nell’industria dei profumi ove tale composto è utilizzato ad una purezza superiore al 95% in peso. Furthermore, the aforementioned process according to the invention allows to recover cyclopentanone at a purity higher than 90% by weight and such that it can be used in industry, particularly in the perfume industry where this compound is used at a purity higher than 95%. by weight.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Processo per il recupero di ciclopentanone da una soluzione acquosa, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: a) miscelare detta soluzione acquosa con un solvente organico; b) separare la fase organica dalla miscela ottenuta dalla fase a); c) distillare la fase organica ottenuta dalla fase b) in una colonna di distillazione separando una frazione pesante comprendente ciclopentanone ed una frazione leggera comprendente meno del 20% in peso di ciclopentanone, preferibilmente meno del 10% in peso di ciclopentanone. CLAIMS 1) Process for the recovery of cyclopentanone from an aqueous solution, characterized in that it comprises the following steps: a) mixing said aqueous solution with an organic solvent; b) separating the organic phase from the mixture obtained from phase a); c) distilling the organic phase obtained from step b) in a distillation column by separating a heavy fraction comprising cyclopentanone and a light fraction comprising less than 20% by weight of cyclopentanone, preferably less than 10% by weight of cyclopentanone.

2) Processo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta soluzione acquosa è derivata dalle acque esauste derivanti dai processi di produzione di polimeri biodegradabili. 2) Process according to the preceding claim, characterized in that said aqueous solution is derived from the waste water deriving from the production processes of biodegradable polymers.

3) Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta soluzione acquosa comprende tetraidrofurano, ciclopentanone e acqua. 3) Process according to any one of the preceding claims, characterized in that said aqueous solution comprises tetrahydrofuran, cyclopentanone and water.

4) Processo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta soluzione acquosa comprende da 5% a 25% in peso di tetraidrofurano, dal 5% al 65% in peso di ciclopentanone e dal 30% al 70% in peso di acqua. 4) Process according to the preceding claim, characterized in that said aqueous solution comprises from 5% to 25% by weight of tetrahydrofuran, from 5% to 65% by weight of cyclopentanone and from 30% to 70% by weight of water.

5) Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 o 4, caratterizzato dal fatto che detta soluzione acquosa comprende inoltre uno o più alcoli. 5) Process according to any one of claims 3 or 4, characterized in that said aqueous solution further comprises one or more alcohols.

6) Processo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta soluzione acquosa comprende da 3% a 15% in peso di uno o più alcoli. 6) Process according to the preceding claim, characterized in that said aqueous solution comprises from 3% to 15% by weight of one or more alcohols.

7) Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta separazione della fase organica avviene per decantazione o estrazione liquido/liquido in continuo. 7) Process according to any one of the preceding claims, characterized in that said separation of the organic phase takes place by continuous decantation or liquid / liquid extraction.

8) Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto solvente organico è selezionato nel gruppo che consiste di esano, eptano, ottano e loro isomeri, metilacetato, etilacetato, butanone, metilisobutilchetone e miscele di questi. 8) Process according to any one of the preceding claims, characterized in that said organic solvent is selected from the group consisting of hexane, heptane, octane and their isomers, methyl acetate, ethyl acetate, butanone, methyl isobutyl ketone and their mixtures.

9) Processo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto solvente organico è esano e/o suoi isomeri. 9) Process according to the preceding claim, characterized in that said organic solvent is hexane and / or its isomers.

10) Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la frazione pesante ottenuta dalla fase c) comprende più del 50% in peso di ciclopentanone, preferibilmente più del 65% in peso di ciclopentanone. 10. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the heavy fraction obtained from step c) comprises more than 50% by weight of cyclopentanone, preferably more than 65% by weight of cyclopentanone.

11) Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere precedentemente a detta fase a) una fase di pretrattamento di detta soluzione acquosa mediante pervaporazione e/o osmosi di detta soluzione acquosa per ridurre il contenuto di acqua di detta soluzione acquosa fino ad un valore compreso tra 0,1 % e 30% in peso. 11) Process according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises prior to said step a) a pretreatment step of said aqueous solution by means of pervaporation and / or osmosis of said aqueous solution to reduce the water content of said aqueous solution up to at a value between 0.1% and 30% by weight.

12) Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere successivamente alla fase c) una fase d) di purificazione della frazione pesante ottenuta dalla fase c) per separare una frazione di sostanze bassobollenti. 12) Process according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises, after step c), a step d) of purification of the heavy fraction obtained from step c) to separate a fraction of low boiling substances.

13) Processo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta fase d) viene condotta in colonna di distillazione comprendente almeno 20 piatti. 13) Process according to the preceding claim, characterized in that said step d) is carried out in a distillation column comprising at least 20 plates.

14) Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 12 o 13, caratterizzato dal fatto che da detta fase d) si ottiene una soluzione comprendente più di 85% in peso di ciclopentanone, preferibilmente più di 90% in peso di ciclopentanone. 14. Process according to any one of claims 12 or 13, characterized in that from said step d) a solution is obtained comprising more than 85% by weight of cyclopentanone, preferably more than 90% by weight of cyclopentanone.