BR102014032427B1

BR102014032427B1 - RENEWABLE CHEMICAL PRODUCTION PROCESS FROM AN ALCOHOL

Info

Publication number: BR102014032427B1
Application number: BR102014032427-5A
Authority: BR
Inventors: Antonio Luiz Ribeiro De Castro Morschbacker; Liliana Zanelli De Oliveira Martins Ikari; Roberto Werneck Carmo; Marcio Henrique Dos Santos Andrade; Gabriel Sabença Gusmão; Romildo Pereira Brito
Original assignee: Braskem S.A.
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2021-06-22
Also published as: BR102014032427A2

Abstract

processo de produção de produto químico renovável a partir de um álcool. a presente invenção refere-se a um processo de produção de produtos químicos renováveis a partir de um álcool contendo impurezas ou contaminantes orgânicos compreendendo as etapas de (i) vaporização parcial de uma corrente compreendendo álcool, água e contaminantes orgânicos em um sistema vaporizador; (ii) retirada de uma fração de líquido compreendendo álcool, água e contaminantes orgânicos pesados ou pouco voláteis, de um ponto baixo do sistema vaporizador, seguida da passagem da dita fração por um sistema com uma ou mais operações unitárias complementares de modo a separar os contaminantes orgânicos pesados ou pouco voláteis e, opcionalmente recuperar pelo menos parte do álcool contido na fração retirada do sistema vaporizador; (iii) alimentação da corrente compreendendo álcool, água e, opcionalmente uma fração volátil dos contaminantes orgânicos, vaporizados em uma zona de reação para a geração de uma corrente de produtos compreendendo o produto químico renovável de interesse, subprodutos de reação, compostos não reagidos; (iv) separação e purificação do produto químico renovável de interesse dos subprodutos de reação e dos compostos não reagidos e, opcionalmente, retorno dos compostos não reagidos para o processo.process for the production of a renewable chemical product from an alcohol. the present invention relates to a process for the production of renewable chemicals from an alcohol containing impurities or organic contaminants comprising the steps of (i) partial vaporization of a stream comprising alcohol, water and organic contaminants in a vaporizer system; (ii) removal of a liquid fraction comprising alcohol, water and heavy or low volatile organic contaminants from a low point of the vaporizer system, followed by passing said fraction through a system with one or more complementary unit operations in order to separate the heavy or low volatile organic contaminants and, optionally, recovering at least part of the alcohol contained in the fraction removed from the vaporizer system; (iii) feeding the stream comprising alcohol, water and optionally a volatile fraction of the organic contaminants, vaporized in a reaction zone for generating a product stream comprising the renewable chemical of interest, reaction by-products, unreacted compounds; (iv) separation and purification of the renewable chemical of interest from the reaction by-products and unreacted compounds and, optionally, returning the unreacted compounds to the process.

Description

FIELD OF THE INVENTION

[001] A presente invenção refere-se a um processo de produção de produto químico renovável a partir de um álcool contaminado com impurezas orgânicas, apresentando sistemas de vaporização adaptados que contêm operações unitárias complementares destinadas à remoção das impurezas ou dos contaminantes orgânicos e, em certos casos, de seus produtos de reação e/ou degradação, permitindo a operação da unidade evitando tanto o acúmulo de materiais pesados indesejáveis quanto as perdas de álcool por drenagem e o reuso dos contaminantes orgânicos como combustível pelo menos parcialmente renovável.[001] The present invention refers to a process for the production of a renewable chemical product from an alcohol contaminated with organic impurities, presenting adapted vaporization systems that contain complementary unitary operations aimed at the removal of impurities or organic contaminants and, in in certain cases, of its reaction and/or degradation products, allowing the operation of the unit, avoiding both the accumulation of unwanted heavy materials and the loss of alcohol through drainage and the reuse of organic contaminants as at least partially renewable fuel.

BACKGROUND OF THE INVENTION

[002] Existe hoje em dia uma crescente demanda pela substituição de produtos obtidos a partir de matérias-primas fósseis como carvão e petróleo por produtos equivalentes obtidos a partir de fontes renováveis, preferencialmente obtidos a partir de processos que priorizem a sustentabilidade.[002] There is nowadays a growing demand for the replacement of products obtained from fossil raw materials such as coal and oil by equivalent products obtained from renewable sources, preferably obtained from processes that prioritize sustainability.

[003] Os álcoois constituem-se em uma família relevante de matérias-primas renováveis. Eles podem ser produzidos por fermentação a partir de açúcares, como por exemplo, mas não limitado a, sacarose proveniente da cana-de-açúcar ou da beterraba ou a partir da glicose proveniente da hidrólise de amido de milho ou de outros vegetais. Os processos de fermentação que produzem álcoois são bem conhecidos da técnica: a produção de etanol, voltada principalmente para uso como combustível ou como matéria-prima para a indústria química sustentável, é um processo bem estabelecido - somente no Brasil existem mais de 400 usinas de álcool; a produção conjunta de etanol e butanol, junto com a acetona, já vem sendo feita no Brasil há décadas na cha-madafermentação ABE (Acetona-Butanol-Etanol); novos processos fermentativos que produzem outros álcoois vêm se tornando comuns - como exemplos podem ser citados os processos descritos em US2007092957 e US20120040080 para a produção de isobutanol a partir de fermentação. Outros processos que produzem álcoois a partir de fontes renováveis são conhecidos: a produção de 1,4-butanodiol a partir de açúcares por fermentação pela Genomatica e a produção de 1,2-propanodiol a partir de glicerol pelo PNNL e pela ADM foram finalistas do prêmio Kirkpatrick da publicação Chemical Engineering em 2013, que reconhece processos inovadores em engenharia química.[003] Alcohols constitute a relevant family of renewable raw materials. They can be produced by fermentation from sugars such as, but not limited to, sucrose from sugar cane or sugar beet or from glucose from the hydrolysis of corn starch or other vegetables. Fermentation processes that produce alcohols are well known in the art: the production of ethanol, mainly intended for use as a fuel or as a raw material for the sustainable chemical industry, is a well-established process - in Brazil alone there are more than 400 power plants. alcohol; the joint production of ethanol and butanol, together with acetone, has been carried out in Brazil for decades in the so-called ABE fermentation (Acetone-Butanol-Ethanol); new fermentation processes that produce other alcohols are becoming common - as examples can be cited the processes described in US2007092957 and US20120040080 for the production of isobutanol from fermentation. Other processes that produce alcohols from renewable sources are known: the production of 1,4-butanediol from sugars by fermentation by Genomatica and the production of 1,2-propanediol from glycerol by PNNL and ADM were finalists in the the 2013 Kirkpatrick Award from the Chemical Engineering publication, which recognizes innovative processes in chemical engineering.

[004] O álcool de fonte renovável mais comum, o bioetanol, é utilizado como matéria-prima em diversos processos para a produção de compostos químicos renováveis. Um exemplo é a produção de eteno descrita no pedido de patente brasileiro PI0601803-3 e na patente Norte-americana US4396789. O eteno renovável, por sua vez, pode ser utilizado para a produção de diversos outros materiais tais como polie- tileno, óxido de etileno, monoetileno glicol e borrachas etileno- propileno-monômero diênico (EPDM). Outros produtos, tais como o éter etil-terc-butílico (ETBE), também são produzidos a partir do eta- nol. Outros álcoois tais como o butanodiol e o propanodiol são utilizados na fabricação de diversos tipos de poliésteres. Álcoois tais como biobutanol e o bioisobutanol também podem ser usados como ponto de partida para geração de produtos químicos renováveis.[004] The most common renewable source alcohol, bioethanol, is used as a raw material in several processes for the production of renewable chemical compounds. An example is the production of ethylene described in Brazilian patent application PI0601803-3 and in US patent US4396789. Renewable ethylene, in turn, can be used to produce several other materials such as polyethylene, ethylene oxide, monoethylene glycol and ethylene-propylene-diene monomer rubbers (EPDM). Other products, such as ethyl tert-butyl ether (ETBE), are also produced from ethanol. Other alcohols such as butanediol and propanediol are used in the manufacture of different types of polyesters. Alcohols such as biobutanol and bioisobutanol can also be used as a starting point for generating renewable chemicals.

[005] A qualidade dos álcoois é, evidentemente, uma característica fundamental para seu uso na indústria química. Em alguns casos, a produção do álcool é dedicada para um determinado uso, o que simplifica a negociação da especificação entre fornecedor e usuário. Uma situação mais difícil se apresenta para os álcoois que podem ser usados como combustível: estes produtos possuem um mercado que justi- fica a produção em grandes volumes, atendendo a diversos clientes e destinando-se a aplicações distintas. Com isso, a especificação da qualidade torna-se mais desafiadora. Em muitos casos, a produção do álcool e seu consumo se dão em locais geograficamente distantes.[005] The quality of alcohols is, of course, a fundamental characteristic for their use in the chemical industry. In some cases, alcohol production is dedicated to a specific use, which simplifies specification negotiation between supplier and user. A more difficult situation presents itself for alcohols that can be used as fuel: these products have a market that justifies production in large volumes, serving different customers and for different applications. With this, the specification of quality becomes more challenging. In many cases, alcohol production and consumption take place in geographically distant locations.

[006] O etanol exemplifica bem esta situação. A indústria sucro- alcooleira madura existente no país fornece elevada produção de eta- nol combustível (anidro e hidratado) de alta qualidade, dentro das especificações regulamentadas pela ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis), o qual pode ser vantajosamente empregado como matéria-prima pela indústria química.[006] Ethanol is a good example of this situation. The mature sugar-alcohol industry in the country provides a high production of high quality fuel ethanol (anhydrous and hydrated), within the specifications regulated by the ANP (National Agency for Petroleum, Natural Gas and Biofuels), which can be advantageously used as raw material by the chemical industry.

[007] No Brasil, a especificação dos álcoois combustíveis, anidro e hidratado, foi lançada em 1977, dois anos após o lançamento do Programa Nacional do Álcool (Proálcool), com o qual o governo federal criou condições necessárias para o desenvolvimento da indústria su- croalcooleira na produção de biocombustíveis. Em 1989, a especificação foi reformulada de modo a reduzir os teores de sódio, ferro, cobre, cloreto e sulfato, segundo descrito por A. R. Iturra, F. C. Silva e C. G. H. Diaz-Ambrona em Análisis de evolución de la producción de cana de azúcar y de etanol en Brasil (Bioenergia em Revista: Diálogos, 2011), com o objetivo de reduzir os problemas de corrosão nos motores dos automóveis. Apesar da desaceleração do programa nos anos 90, a produção de etanol se manteve devido à mistura do etanol anidro na gasolina, cujo crescimento compensou a queda no consumo de álcool hidratado. Posteriormente, em 2003, o lançamento dos veículos com motores flexíveis movidos a álcool ou gasolina impulsionou novamente o consumo de etanol hidratado. Ao longo da trajetória da indústria do álcool no Brasil, o país desenvolveu tecnologias únicas no mundo e liderou a produção em larga escala de um combustível renovável, competitivo, de alta qualidade e independente do mercado internacional do petróleo. A Tabela 1 apresenta a especificação do eta- nol anidro combustível (EAC) e do etanol hidratado combustível (EHC) segundo a resolução número 7 da ANP de 09/02/2011. Tabela 1: Especificações da ANP para o etanol anidro combustível (EAC) e para o etanol hidratado combustível (EHC).

[007] In Brazil, the specification of fuel alcohols, anhydrous and hydrated, was launched in 1977, two years after the launch of the National Alcohol Program (Proálcool), with which the federal government created the necessary conditions for the development of the su industry. - Croalcoholic plant in the production of biofuels. In 1989, the specification was reformulated in order to reduce the levels of sodium, iron, copper, chloride and sulfate, as described by AR Iturra, FC Silva and CGH Diaz-Ambrona in Analysis of the evolution of sugarcane and sugarcane production ethanol in Brazil (Bioenergia em Revista: Diálogos, 2011), with the objective of reducing corrosion problems in car engines. Despite the program's slowdown in the 1990s, ethanol production continued due to the mixing of anhydrous ethanol in gasoline, whose growth offset the drop in hydrated alcohol consumption. Later, in 2003, the launch of vehicles with flexible engines powered by alcohol or gasoline again boosted the consumption of hydrated ethanol. Throughout the trajectory of the alcohol industry in Brazil, the country has developed technologies that are unique in the world and has led the large-scale production of a renewable, competitive, high-quality fuel that is independent of the international oil market. Table 1 shows the specification of anhydrous ethanol fuel (EAC) and hydrated ethanol fuel (EHC) according to ANP resolution number 7 of 02/09/2011. Table 1: ANP specifications for anhydrous ethanol fuel (EAC) and hydrated ethanol fuel (EHC).

[008] Existem, no Brasil, outras especificações de etanol, como por exemplo, o etanol neutro usado em indústrias alimentícia e farmacêutica. No entanto, tais produtos de maior custo, têm produção limitada.[008] There are, in Brazil, other ethanol specifications, such as neutral ethanol used in food and pharmaceutical industries. However, such higher cost products have limited production.

[009] A disponibilidade de grandes quantidades de etanol combustível tornou atraente a sua utilização como matéria-prima para a indústria química, evitando a necessidade de alterações nos processos produtivos das usinas de álcool.[009] The availability of large quantities of fuel ethanol made its use as a raw material for the chemical industry attractive, avoiding the need for changes in the production processes of alcohol plants.

[0010] Apesar da especificação rigorosa do álcool brasileiro e da perfeita adequação deste combustível para queima em motores, a especificação da ANP não atende a certos aspectos críticos de processosquímicos. Esta situação, descrita com referência ao etanol, se aplica a qualquer outro álcool que seja produzido em grande volume e que se destine a diferentes aplicações.[0010] Despite the strict specification of Brazilian alcohol and the perfect suitability of this fuel for burning in engines, the ANP specification does not meet certain critical aspects of chemical processes. This situation, described with reference to ethanol, applies to any other alcohol that is produced in large volume and intended for different applications.

[0011] O principal problema decorre de impurezas orgânicas que são queimadas junto com o álcool. Um exemplo são os álcoois superiores encontrados no etanol combustível em concentrações que podem chegar a 500 mg/L ou os hidrocarbonetos, que podem chegar até a 3% em volume. Não existe incentivo econômico para que estas impurezas sejam eliminadas no processo de produção do álcool já que elas participam da queima sem prejuízo ao desempenho do combustível. No entanto, estas impurezas podem causar diversos tipos de problemas em uma indústria química que utilize o álcool como matéria-prima.[0011] The main problem stems from organic impurities that are burned along with alcohol. An example are the higher alcohols found in fuel ethanol in concentrations that can reach 500 mg/L or hydrocarbons, which can reach 3% by volume. There is no economic incentive for these impurities to be eliminated in the alcohol production process, as they participate in the burning without harming the fuel's performance. However, these impurities can cause different types of problems in a chemical industry that uses alcohol as a raw material.

[0012] A remoção de impurezas indesejáveis pode ser feita por meio de processos de pré-tratamento da matéria-prima conhecidos da técnica, aumentando os custos de capital e de operação.[0012] The removal of unwanted impurities can be done by means of raw material pre-treatment processes known in the art, increasing capital and operating costs.

[0013] Verificou-se que, de forma surpreendente, alterações feitas no processo químico que utiliza álcoois como matéria-prima podem permitir a implantação de soluções integradas que reduzem dramaticamente os custos da remoção destas impurezas.[0013] It was found that, surprisingly, changes made in the chemical process that uses alcohols as raw material can allow the implementation of integrated solutions that dramatically reduce the costs of removing these impurities.

OBJECTIVES OF THE INVENTION

[0014] A presente invenção tem por objetivo prover processos químicos que utilizam álcoois como matéria-prima, nos quais a remoção de determinadas impurezas e contaminantes é feita de forma inte- grada ao processo, sem a necessidade de um pré-tratamento, resultando em redução do custo operacional e do investimento na unidade.[0014] The present invention aims to provide chemical processes that use alcohols as a raw material, in which the removal of certain impurities and contaminants is done in an integrated way to the process, without the need for a pre-treatment, resulting in reduction of operating cost and investment in the unit.

[0015] É ainda um objetivo da presente invenção a geração de produtos químicos com reduzido teor de contaminantes prejudiciais aos processos químicos subsequentes tais como polimerização.[0015] It is also an objective of the present invention to generate chemical products with reduced content of contaminants harmful to subsequent chemical processes such as polymerization.

[0016] Também é um objetivo da presente invenção prover processos otimizados que permitam utilizar fontes de álcoois com maior teor de impurezas ou contaminantes, reduzindo os custos de matéria- prima.[0016] It is also an objective of the present invention to provide optimized processes that allow the use of alcohol sources with higher content of impurities or contaminants, reducing raw material costs.

[0017] A presente invenção também possibilita a recuperação de uma corrente rica em impurezas e contaminantes que pode ser usada como combustível pelo menos parcialmente renovável impactando positivamente no ciclo de vida do processo em questão.[0017] The present invention also enables the recovery of a stream rich in impurities and contaminants that can be used as fuel at least partially renewable, positively impacting the life cycle of the process in question.

SUMMARY OF THE INVENTION

[0018] A presente invenção refere-se a um processo de produção de produtos químicos renováveis a partir de um álcool contendo impurezas ou contaminantes orgânicos compreendendo as etapas de:[0018] The present invention relates to a process for the production of renewable chemicals from an alcohol containing impurities or organic contaminants comprising the steps of:

[0019] - vaporização parcial de uma corrente compreendendo ál cool, água e contaminantes orgânicos em um sistema vaporizador;[0019] - partial vaporization of a stream comprising alcohol, water and organic contaminants in a vaporizer system;

[0020] - retirada de uma fração de líquido compreendendo álcool, água e contaminantes orgânicos pesados ou pouco voláteis, correspondendo a 0,1 a 15% em massa da corrente de entrada, de um ponto baixo do sistema vaporizador, seguida da passagem da dita fração por um sistema com uma ou mais operações unitárias complementares de modo a separar os contaminantes orgânicos pesados ou pouco voláteis e, opcionalmente, recuperar pelo menos parte do álcool contido na fração retirada do sistema vaporizador;[0020] - removal of a liquid fraction comprising alcohol, water and heavy or low volatile organic contaminants, corresponding to 0.1 to 15% by mass of the inlet stream, from a low point of the vaporizer system, followed by the passage of said fraction by a system with one or more complementary unit operations in order to separate heavy or low volatile organic contaminants and, optionally, recover at least part of the alcohol contained in the fraction withdrawn from the vaporizer system;

[0021] - alimentação da corrente compreendendo álcool, água e, opcionalmente, uma fração volátil dos contaminantes orgânicos, vaporizados em uma zona de reação para a geração de uma corrente de produtos compreendendo o produto químico renovável de interesse, subprodutos de reação, e compostos não reagidos;[0021] - stream feed comprising alcohol, water and optionally a volatile fraction of organic contaminants, vaporized in a reaction zone for the generation of a product stream comprising the renewable chemical of interest, reaction by-products, and compounds unreacted;

[0022] - separação e purificação do produto químico renovável de interesse dos subprodutos de reação e dos compostos não reagidos e, opcionalmente, retorno dos compostos não reagidos para o processo.[0022] - separation and purification of the renewable chemical of interest from the reaction by-products and unreacted compounds and, optionally, return of the unreacted compounds to the process.

BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0023] Figura 1: Esquema de sistema de vaporização de etanol composto por um vaso A e trocador de calor B e sistema de purga 3.[0023] Figure 1: Schematic of ethanol vaporization system composed of a vessel A and heat exchanger B and purge system 3.

[0024] Figura 2: Esquema de concretização do processo da presente invenção composto por sistema de vaporização representado de forma simplificada por um vaso A e um trocador de calor B, sistema de aumento de pressão C, sistema de aquecimento D, e vaso de flash E, acoplados ao sistema de vaporização.[0024] Figure 2: Scheme of embodiment of the process of the present invention composed of vaporization system represented in a simplified way by a vessel A and a heat exchanger B, pressure increase system C, heating system D, and flash vessel And, coupled to the vaporization system.

[0025] Figura 3: Esquema de concretização do processo da presente invenção composto por sistema de vaporização representado de forma simplificada por um vaso A e um trocador de calor B, sistema de aumento de pressão C, sistema de aquecimento D, e vaso de flash E, acoplados ao sistema de vaporização e, ainda, sistema de separação com um arranjo compreendendo uma etapa de resfriamento em um trocador de calor F, seguida de uma etapa de separação de fases líquido-líquido em um coalescedor H.[0025] Figure 3: Scheme of embodiment of the process of the present invention composed of vaporization system represented in a simplified way by a vessel A and a heat exchanger B, pressure increase system C, heating system D, and flash vessel And, coupled to the vaporization system and, further, separation system with an arrangement comprising a cooling step in an F heat exchanger, followed by a liquid-liquid phase separation step in an H coalescer.

[0026] Figura 4: Esquema de concretização do processo da presente invenção composto por sistema de vaporização representado de forma simplificada por um vaso A e um trocador de calor B, sistema de aumento de pressão C, trocador de calor D e coluna de retificação I, acoplados ao sistema de vaporização e, ainda, um condensador parcial J, acoplado à coluna de retificação I.[0026] Figure 4: Scheme of embodiment of the process of the present invention composed of vaporization system represented in a simplified way by a vessel A and a heat exchanger B, pressure increase system C, heat exchanger D and rectification column I , coupled to the vaporization system and also a partial condenser J, coupled to the rectification column I.

[0027] Figura 5: Gráfico de concentração de pesados (103 ppm massa) versus tempo (h).[0027] Figure 5: Graph of heavy concentration (103 ppm mass) versus time (h).

[0028] Figura 6: Gráfico de fração mássica purgada do etanol ali- mentado e concentração de pesados (103 ppm massa) versusfração mássica purgada alimentação.[0028] Figure 6: Chart of purged mass fraction of fed ethanol and heavy concentration (103 ppm mass) versus purged feed mass fraction.

[0029] Figura 7: Gráfico de fração mássica purgada do etanol alimentado e concentração de pesados (103 ppm massa) versusfração mássica alimentação para sistema flash.[0029] Figure 7: Graph of the purged mass fraction of the ethanol fed and the concentration of heavy (103 ppm mass) versus the mass fraction fed to the flash system.

[0030] Figura 8: Gráfico de fração mássica purgada do etanol alimentado e concentração de pesados (103 ppm massa) versusfração mássica alimentação para sistema flash-coalescedor.[0030] Figure 8: Graph of the purged mass fraction of the fed ethanol and heavy concentration (103 ppm mass) versus the feed mass fraction for the flash-coalescing system.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0031] A inovação da presente invenção encontra-se na identificação de problemas específicos de processos de produção de produtos químicos renováveis a partir de um álcool decorrentes da presença de impurezas ou contaminantes orgânicos na matéria-prima e fornecimento de soluções técnicas para tais problemas sem a necessidade de uma etapa de pré-tratamento da matéria-prima. As soluções técnicas fornecidas pela presente invenção consistem em adaptações no processo que permitem a eliminação seletiva das impurezas com menor investimento e menor custo operacional do que o de uma instalação de pré-tratamento da matéria-prima. A eliminação de impurezas tem como propósitos principais o aumento do tempo de vida do catalisador, melhorias da operabilidade e da disponibilidade da unidade in-dustrial e, por consequência, o aumento da competitividade do processo de produção.[0031] The innovation of the present invention lies in the identification of specific problems of renewable chemical production processes from an alcohol arising from the presence of impurities or organic contaminants in the raw material and providing technical solutions to such problems without the need for a raw material pre-treatment step. The technical solutions provided by the present invention consist of adaptations in the process that allow the selective elimination of impurities with less investment and lower operating cost than that of a raw material pre-treatment plant. The main purpose of eliminating impurities is to increase the catalyst's lifetime, improve the operability and availability of the industrial unit and, consequently, increase the competitiveness of the production process.

[0032] Impurezas ou contaminantes orgânicos podem ser encontrados na matéria-prima por diversos motivos. O principal mecanismo que explica a presença de impurezas é o próprio processo de produção. Os processos fermentativos normalmente produzem o álcool desejado com alta seletividade, mas é inevitável a presença de alguns subprodutos, cuja natureza depende da biomassa e dos microorganismos utilizados na fermentação. O etanol produzido pelas usi- nas de álcool no Brasil a partir de cana-de-açúcar, por exemplo, apresenta teores de acetaldeído e de óleo fúsel, uma mistura de álcoois superiores, impurezas que são geradas na própria fermentação. O ácidoacético, principal responsável pela acidez tolerada no etanol combustível, por sua vez, é um produto intermediário da fermentação. As mesmas classes de impurezas podem ser encontradas em outros álcoois derivados de processos fermentativos. Os processos não fer- mentativos, como por exemplo, processos catalíticos, podem ter menor seletividade, gerando outras impurezas cuja natureza depende do processo, do catalisador e das condições de operação.[0032] Impurities or organic contaminants can be found in the raw material for several reasons. The main mechanism that explains the presence of impurities is the production process itself. Fermentation processes normally produce the desired alcohol with high selectivity, but the presence of some by-products is inevitable, the nature of which depends on the biomass and microorganisms used in fermentation. Ethanol produced by alcohol plants in Brazil from sugarcane, for example, has acetaldehyde and fusel oil contents, a mixture of higher alcohols, impurities that are generated in the fermentation itself. Acetic acid, the main responsible for the acidity tolerated in fuel ethanol, in turn, is an intermediate product of fermentation. The same classes of impurities can be found in other alcohols derived from fermentation processes. Non-fermentative processes, such as catalytic processes, may have lower selectivity, generating other impurities whose nature depends on the process, catalyst and operating conditions.

[0033] Outro mecanismo pelo qual aparecem impurezas nos álcooisé a contaminação durante a logística entre o produtor e a unidade industrial onde o álcool será utilizado. O custo de vagões, caminhões ou navios dedicados ao transporte de álcool costuma ser proibitivo, já que é possível utilizar o mesmo meio de transporte para transportar álcool da região de produção (uma usina de álcool, por exemplo) até a região de consumo (uma unidade química) e para transportar outros materiais na viagem de retorno. No Brasil, uma solução logística praticada frequentemente é o transporte de etanol combustível em uma direção e o transporte de diesel e/ou biodiesel na viagem de retorno. A logística selecionada para os álcoois pode, portanto, levar a contaminações cruzadas fazendo com que o álcool tenha pequenas concen-trações de hidrocarbonetos (no caso do diesel e outros derivados de petróleo), ésteres metílicos e/ou etílicos de ácidos graxos (no caso do biodiesel), além de outros contaminantes.[0033] Another mechanism by which impurities appear in alcohols is contamination during the logistics between the producer and the industrial unit where the alcohol will be used. The cost of wagons, trucks or ships dedicated to the transport of alcohol is usually prohibitive, as it is possible to use the same means of transport to transport alcohol from the production region (an alcohol plant, for example) to the consumption region (a chemical unit) and to transport other materials on the return journey. In Brazil, a frequently practiced logistical solution is the transport of fuel ethanol in one direction and the transport of diesel and/or biodiesel on the return journey. The selected logistics for alcohols can, therefore, lead to cross-contamination causing the alcohol to have small concentrations of hydrocarbons (in the case of diesel and other petroleum derivatives), methyl and/or ethyl esters of fatty acids (in this case of biodiesel), in addition to other contaminants.

[0034] Outros mecanismos existem. Por exemplo, quando um equipamento que contém alto teor de álcool é drenado para uma manutenção, pode ser interessante enviar o material drenado para o tanque de matéria-prima, recuperando com isso um material valioso, mas incluindo o risco de contaminação com algumas impurezas contidas no equipamento.[0034] Other mechanisms exist. For example, when equipment that contains a high alcohol content is drained for maintenance, it may be interesting to send the drained material to the raw material tank, thereby recovering valuable material, but including the risk of contamination with some impurities contained on the equipment.

[0035] Além disso, as impurezas podem ter reatividade química, gerando novas espécies químicas por meio de reações entre si ou com o álcool. Ésteres metílicos de ácidos graxos que podem compor o biodiesel, por exemplo, podem reagir com o álcool formando o éster correspondente e liberando metanol. Aldeídos e cetonas reagem de forma reversível com o álcool formando hemiacetais e acetais. Além disso, sob condições de pH ácido ou básico, aldeídos e cetonas podem gerar produtos de crescimento de cadeia via reações de condensação aldólica. Ésteres de ácidos graxos de cadeia insaturada, quando submetidos a temperaturas suficientemente altas, podem sofrer reações de polimerização resultando em produtos de mais alta viscosidade.[0035] In addition, impurities can have chemical reactivity, generating new chemical species through reactions with each other or with alcohol. Methyl esters of fatty acids that can be used in biodiesel, for example, can react with alcohol to form the corresponding ester and release methanol. Aldehydes and ketones react reversibly with alcohol to form hemiacetals and acetals. Furthermore, under acidic or basic pH conditions, aldehydes and ketones can generate chain growth products via aldol condensation reactions. Esters of unsaturated chain fatty acids, when subjected to sufficiently high temperatures, can undergo polymerization reactions resulting in products with higher viscosity.

[0036] Em função destes diversos mecanismos, o álcool empregado pode conter impurezas ou contaminantes que, mesmo em baixos teores, podem afetar o processo de produção de produtos químicos renováveis de diversas formas. A remoção de alguns destes compostos pode ser extremamente difícil quando é feita diretamente na matéria-prima.[0036] Due to these various mechanisms, the alcohol used may contain impurities or contaminants that, even at low levels, can affect the production process of renewable chemicals in different ways. Removal of some of these compounds can be extremely difficult when done directly into the raw material.

[0037] Em muitos dos processos industriais onde os álcoois são utilizados, a reação ocorre em fase gasosa e em temperaturas elevadas, exigindo que o álcool seja vaporizado antes de ser enviado aos reatores. Os equipamentos utilizados na etapa de vaporização - trocadores de calor, vasos ou colunas - provocam alterações na composição, concentrando alguns componentes pesados à medida que o álcool é vaporizado. Por exemplo, em um vaso de vaporização, impurezas de elevado peso molecular tendem a se acumular na fase líquida. Este acúmulo, se não for tratado, pode levar à separação de fases, ou a reações de degradação e/ou ao crescimento de cadeia que causam entupimentos ou incrustações, reduzindo o desempenho do processo e eventualmente exigindo paradas para limpeza.[0037] In many of the industrial processes where alcohols are used, the reaction occurs in the gas phase and at elevated temperatures, requiring the alcohol to be vaporized before being sent to the reactors. The equipment used in the vaporization stage - heat exchangers, vessels or columns - cause changes in the composition, concentrating some heavy components as the alcohol is vaporized. For example, in a vaporization vessel, high molecular weight impurities tend to accumulate in the liquid phase. This build-up, if left untreated, can lead to phase separation, or degradation reactions and/or chain growth that cause clogging or fouling, reducing process performance and eventually requiring cleaning stops.

[0038] As impurezas que seguem junto com o álcool para a zona de reação, por sua vez, podem ser quimicamente ativas no sistema de reação. Algumas reações são extremamente indesejáveis por levarem à desativação do catalisador, enquanto outras reações geram subprodutos que precisam ser posteriormente separados do produto desejado. Um exemplo são os álcoois superiores contidos no etanol: por terem a mesma funcionalidade que o etanol, estes álcoois reagem formando produtos semelhantes. Em uma reação de desidratação de e- tanol onde se deseja produzir eteno, os álcoois superiores podem reagir dando origem às olefinas correspondentes.[0038] The impurities that follow along with the alcohol to the reaction zone, in turn, can be chemically active in the reaction system. Some reactions are extremely undesirable as they lead to catalyst deactivation, while other reactions generate by-products that need to be further separated from the desired product. One example is the higher alcohols contained in ethanol: as they have the same functionality as ethanol, these alcohols react to form similar products. In an ethanol dehydration reaction where it is desired to produce ethylene, the higher alcohols can react giving rise to the corresponding olefins.

[0039] Os profissionais familiarizados com a técnica sabem que estas situações são indesejáveis e dispõem de um ferramental amplo para fazer a remoção das impurezas e contaminantes que causam os problemas mais graves.[0039] Professionals familiar with the technique know that these situations are undesirable and have ample tools to remove impurities and contaminants that cause the most serious problems.

[0040] Durante a operação de processos que utilizam álcoois como matéria-prima, constatou-se, de forma inesperada, que em vez de evitar a presença de determinados compostos químicos, este comportamento pode ser, em certos casos, utilizado para fazer uma separação mais eficiente, com menor investimento e menores custos operacionais.[0040] During the operation of processes that use alcohols as a raw material, it was unexpectedly found that instead of avoiding the presence of certain chemical compounds, this behavior can be, in certain cases, used to make a separation more efficient, with less investment and lower operating costs.

[0041] A seção da unidade industrial onde é feita a vaporização do álcool pode consistir em um conjunto de equipamentos onde é feita a troca de calor com pelo menos um fluido quente e onde se provê o ambiente para a vaporização na vazão desejada. Além disso, a seção de vaporização pode possuir equipamentos ou componentes auxiliares, tais como coalescedores ou demisters, usados para evitar arraste de gotículas. Em algumas unidades industriais, a vaporização é feita em um trocador de calor tipo kettle, onde o fluido quente passa pelo lado dos tubos e o álcool a ser vaporizado é introduzido no casco. Em outras unidades, para permitir o máximo de integração energética, utiliza-se um vaso de vaporização conectado a um ou mais trocadores de calor. Outras unidades, por sua vez, utilizam colunas de destilação nas quais, além da vaporização do álcool, é feita a remoção de algumas impurezas ou contaminantes, por exemplo, retirando impurezas de baixa volatilidade pelo fundo da coluna. Outros arranjos podem ser considerados, mas a característica essencial da seção de vaporização é a de conjugar a troca de calor com um fluido quente e a vaporização do álcool.[0041] The section of the industrial unit where the alcohol vaporization is carried out may consist of a set of equipment where heat exchange is made with at least one hot fluid and where the environment for vaporization at the desired flow rate is provided. In addition, the vaporization section may have auxiliary equipment or components, such as coalescers or demisters, used to prevent droplet entrainment. In some industrial units, vaporization is done in a kettle-type heat exchanger, where the hot fluid passes through the side of the tubes and the alcohol to be vaporized is introduced into the hull. In other units, to allow maximum energy integration, a vaporization vessel connected to one or more heat exchangers is used. Other units, in turn, use distillation columns in which, in addition to the alcohol vaporization, some impurities or contaminants are removed, for example, removing impurities of low volatility through the bottom of the column. Other arrangements can be considered, but the essential feature of the vaporization section is that it combines heat exchange with a hot fluid and the vaporization of alcohol.

[0042] Por clareza, a partir daqui, a seção de vaporização será representada sem limitação, em sua forma mais simples: um equipamento de troca térmica e um vaso.[0042] For clarity, from here on, the vaporization section will be represented without limitation, in its simplest form: a heat exchange equipment and a vessel.

[0043] Os componentes menos voláteis são os mais prejudiciais ao processo e tendem a se acumular na fase líquida da seção de vaporização.Se este acúmulo ocorrer de forma não controlada, pode haver separação de fases. Além disso, o alto tempo de residência destes componentes na fase líquida faz com que as reações indesejáveis, mesmo que lentas, tendam a formar novas espécies químicas. Reações que levam ao aumento do peso molecular são especialmente preocupantes porque podem conduzir a incrustações e entupimentos que podem, em certos casos, exigir uma parada para limpeza de algum equipamento. As superfícies relativamente mais quentes dos tubos dos trocadores de calor favorecem este tipo de reação.[0043] The less volatile components are the most harmful to the process and tend to accumulate in the liquid phase of the vaporization section. If this accumulation occurs in an uncontrolled manner, there may be phase separation. Furthermore, the long residence time of these components in the liquid phase makes undesirable reactions, even if slow, tend to form new chemical species. Reactions that lead to increased molecular weight are of particular concern because they can lead to scale and clogging that may, in certain cases, require a stop to clean up some equipment. The relatively hotter surfaces of the heat exchanger tubes favor this type of reaction.

[0044] Os especialistas na técnica sabem que este acúmulo pode ser evitado por meio de drenagens, conforme esquematizado, de forma exemplificativa e não limitante, na Figura 1, para um sistema de vaporização de etanol. Como a concentração de contaminantes menos voláteis é maior na seção de vaporização A que na matéria-prima, a drenagem força uma diluição já que um volume de matéria-prima igual ao volume drenado deve ser adicionado ao sistema. Como o principal componente do material drenado é o álcool de interesse no processo, a drenagem apresenta três grandes inconvenientes: a perda de álcool, a geração de um efluente que precisa ser tratado ou degradado para uma aplicação de menor valor e a perda de energia térmica.[0044] Experts in the art know that this accumulation can be avoided through drainage, as outlined, in an exemplary and non-limiting manner, in Figure 1, for an ethanol vaporization system. As the concentration of less volatile contaminants is higher in vaporization section A than in the raw material, drainage forces a dilution as a raw material volume equal to the drained volume must be added to the system. As the main component of the drained material is the alcohol of interest in the process, drainage has three major drawbacks: the loss of alcohol, the generation of an effluent that needs to be treated or degraded for a lower value application and the loss of thermal energy .

[0045] De forma inesperada, durante a operação de equipamentos para a vaporização de álcoois, foi verificado que este comportamento das impurezas e contaminantes pode ser usado para fazer a sua remoção de forma mais eficiente, removendo alguns dos componentes indesejáveis na seção de vaporização ao invés de removê-los pelos processos clássicos de pré-tratamento da matéria-prima. Assim, de acordo com a presente invenção, são apresentados sistemas de vaporizaçãoadaptados que contêm operações unitárias complementares destinadas à remoção de impurezas ou contaminantes orgânicos e, em certos casos, de seus produtos de reação e/ou degradação. Este processo novo da presente invenção permite operar a unidade evitando tanto o acúmulo de materiais pesados indesejáveis quanto as perdas de álcool por drenagem.[0045] Unexpectedly, during the operation of equipment for the vaporization of alcohols, it was found that this behavior of impurities and contaminants can be used to make their removal more efficiently, removing some of the undesirable components in the vaporization section when instead of removing them by the classic raw material pre-treatment processes. Thus, in accordance with the present invention, adapted vaporization systems are presented that contain complementary unit operations aimed at removing impurities or organic contaminants and, in certain cases, their reaction and/or degradation products. This new process of the present invention allows to operate the unit avoiding both the accumulation of unwanted heavy materials and the loss of alcohol through drainage.

[0046] De maneira geral, a presente invenção consiste em um processo de produção de produtos químicos renováveis a partir de um álcool contendo impurezas ou contaminantes orgânicos compreendendo as etapas de:[0046] In general, the present invention consists of a process for the production of renewable chemicals from an alcohol containing impurities or organic contaminants comprising the steps of:

[0047] - vaporização parcial de uma corrente compreendendo ál cool,água e contaminantes orgânicos em um sistema vaporizador;[0047] - partial vaporization of a stream comprising alcohol, water and organic contaminants in a vaporizer system;

[0048] - retirada de uma fração de líquido compreendendo álcool, água e contaminantes orgânicos pesados ou pouco voláteis, correspondente a 0,1 a 15% em massa da corrente de entrada, de um ponto baixo do sistema vaporizador, seguida da passagem da dita fração por um sistema com uma ou mais operações unitárias complementares de modo a separar os contaminantes orgânicos pesados ou pouco voláteis e, opcionalmente, recuperar pelo menos parte do álcool contido na fração retirada do sistema vaporizador;[0048] - removal of a liquid fraction comprising alcohol, water and heavy or low volatile organic contaminants, corresponding to 0.1 to 15% by mass of the inlet stream, from a low point of the vaporizer system, followed by the passage of said fraction by a system with one or more complementary unit operations in order to separate heavy or low volatile organic contaminants and, optionally, recover at least part of the alcohol contained in the fraction withdrawn from the vaporizer system;

[0049] - alimentação da corrente compreendendo álcool, água e, opcionalmente, uma fração volátil dos contaminantes orgânicos, vaporizados em uma zona de reação para a geração de uma corrente de produtos compreendendo o produto químico renovável de interesse, subprodutos de reação, e compostos não reagidos;[0049] - stream feed comprising alcohol, water and optionally a volatile fraction of organic contaminants, vaporized in a reaction zone for the generation of a product stream comprising the renewable chemical of interest, reaction by-products, and compounds unreacted;

[0050] - separação e purificação do produto químico renovável de interesse dos subprodutos de reação e dos compostos não reagidos e, opcionalmente, retorno dos compostos não reagidos para o processo.[0050] - separation and purification of the renewable chemical of interest from the reaction by-products and unreacted compounds and, optionally, return of the unreacted compounds to the process.

[0051] O álcool empregado como matéria-prima pode ser qualquer álcool de origem renovável, obtido a partir de processos fermentativos ou químicos, que pode ser empregado na produção de compostos químicos como, por exemplo, mas sem limitar-se a, metanol, etanol, 1- propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutanol, propanodiol e butanodiol. Preferencialmente, o álcool empregado é um álcool de 2 a 4 carbonos e o composto químico de interesse é a olefina correspondente. Mais preferencialmente, o álcool empregado é o etanol e o composto químico de interesse é o eteno.[0051] The alcohol used as a raw material can be any alcohol of renewable origin, obtained from fermentative or chemical processes, which can be used in the production of chemical compounds such as, but not limited to, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutanol, propanediol and butanediol. Preferably, the alcohol employed is an alcohol of 2 to 4 carbons and the chemical compound of interest is the corresponding olefin. Most preferably, the alcohol employed is ethanol and the chemical compound of interest is ethylene.

[0052] A corrente contendo o álcool empregado como matéria- prima para a produção do composto químico renovável compreende pelo menos álcool, água e contaminantes orgânicos. Em alguns casos, em especial, quando o álcool é obtido a partir de fermentação, a corrente contendo o álcool empregado como matéria-prima pode conter contaminantes inorgânicos derivados do processo fermentativo de maneira que pode ser necessária uma etapa de purificação da matéria-prima para a remoção de tais contaminantes inorgânicos empregando-se, por exemplo, mas não limitado a, resinas de troca iônica, membranas de separação ou leitos de adsorção.[0052] The stream containing the alcohol used as raw material for the production of the renewable chemical compound comprises at least alcohol, water and organic contaminants. In some cases, especially when the alcohol is obtained from fermentation, the stream containing the alcohol used as raw material may contain inorganic contaminants derived from the fermentation process so that a raw material purification step may be necessary to the removal of such inorganic contaminants employing, for example, but not limited to, ion exchange resins, separation membranes or adsorption beds.

[0053] As impurezas ou os contaminantes orgânicos presentes na corrente contendo o álcool empregado como matéria-prima que podem ser removidos de acordo com a presente invenção compreendem quaisquer componentes menos voláteis que o álcool de interesse e que sofram acúmulo na seção de vaporização incluindo, mas não se limitando a, subprodutos derivados do processo de produção dos álcoois como aldeídos, outros álcoois, ácidos carboxílicos, bem como produtos de reação e/ou degradação destes; contaminantes derivados da logística de transporte da matéria-prima do processo, incluindo, mas não se limitando a, hidrocarbonetos componentes de diesel, outrosóleos combustíveis ou produtos de origem petroquímica, ésteres de ácidos graxos componentes do biodiesel, bem como produtos de reação e/ou degradação destes; subprodutos e/ou contaminantes derivados do próprio processo de produção do produto químico renovável que possam ter retornado à etapa de vaporização, bem como produtos de reação e/ou degradação destes. Particularmente, as impurezas ou os contaminantes orgânicos compreendem pelo menos um entre hi- drocarbonetos, ésteres, álcoois, aldeídos, cetonas, e ácidos carboxíli- cos. Mais particularmente, as impurezas ou os contaminantes orgânicos compreendem moléculas constituintes de combustíveis e ainda mais particularmente as impurezas ou os contaminantes orgânicos compreendem moléculas constituintes de biodiesel.[0053] The impurities or organic contaminants present in the stream containing the alcohol used as a raw material that can be removed in accordance with the present invention comprise any components less volatile than the alcohol of interest and that suffer accumulation in the vaporization section including, but not limited to, by-products derived from the alcohol production process, such as aldehydes, other alcohols, carboxylic acids, as well as their reaction and/or degradation products; contaminants derived from the logistics of transporting the raw material of the process, including, but not limited to, hydrocarbon components of diesel, other fuel oils or products of petrochemical origin, fatty acid esters of biodiesel components, as well as reaction products and/or degradation of these; by-products and/or contaminants derived from the renewable chemical production process itself that may have returned to the vaporization stage, as well as reaction and/or degradation products. Particularly, organic impurities or contaminants comprise at least one of hydrocarbons, esters, alcohols, aldehydes, ketones, and carboxylic acids. More particularly, the organic impurities or contaminants comprise constituting fuel molecules and even more particularly the organic impurities or contaminants comprise constituting molecules of biodiesel.

[0054] As operações unitárias complementares que podem ser empregadas compreendem qualquer operação ou conjunto de operações unitárias conhecidas no estado da técnica que permitam a remoção de impurezas ou contaminantes, bem como produtos de reação e/ou degradação destes, como por exemplo, mas não limitado a, aquecimento seguido de vaso flash, coluna de retificação, leitos de ad- sorção, decantadores, lavagem com solução salina seguida de decantação, coalescedores, e sistemas de membranas. A escolha dentre as operações unitárias conhecidas está relacionada à natureza das impurezas ou contaminantes e do grau de recuperação desejado para o álcool.[0054] Complementary unit operations that may be employed comprise any operation or set of unit operations known in the state of the art that allow the removal of impurities or contaminants, as well as reaction and/or degradation products thereof, for example, but not limited to, heating followed by flash vessel, rectification column, adsorption beds, decanters, saline wash followed by decantation, coalescers, and membrane systems. The choice among known unit operations is related to the nature of the impurities or contaminants and the degree of recovery desired for the alcohol.

[0055] Também de forma inesperada, foram identificadas situações onde a presença de impurezas e contaminantes na carga da reação não causa danos ao sistema e gera subprodutos cuja separação e aproveitamento são vantajosos em relação à separação das impurezas e dos contaminantes no álcool fornecido à unidade industrial.[0055] Also unexpectedly, situations were identified where the presence of impurities and contaminants in the reaction charge does not cause damage to the system and generates by-products whose separation and use are advantageous in relation to the separation of impurities and contaminants in the alcohol supplied to the unit industrial.

[0056] Em processos de desidratação de álcool para a obtenção de olefinas, os contaminantes que têm a mesma funcionalidade (radical hidroxila ligado ao carbono) podem também ser convertidos em olefina correspondente. Desta forma, pela escolha de um catalisador que faça a conversão de todos os álcoois às suas olefinas correspondentes, a olefina desejada ficará contaminada com pequenos teores de outras olefinas. A separação das olefinas é muito mais fácil do que a separação dos álcoois, que possuem forte interação, que chega, em alguns casos, a levar à formação de azeótropos ou à inversão de volatilidade relativa em função da concentração. Desta forma, pela escolha do catalisador e operação correta da reação, o processo de produção de olefinas renováveis pode evitar o elevado custo de uma separação no pré-tratamento.[0056] In alcohol dehydration processes to obtain olefins, contaminants that have the same functionality (hydroxyl radical bonded to carbon) can also be converted into corresponding olefin. In this way, by choosing a catalyst that converts all alcohols to their corresponding olefins, the desired olefin will be contaminated with small amounts of other olefins. The separation of olefins is much easier than the separation of alcohols, which have a strong interaction, which in some cases leads to the formation of azeotropes or the inversion of relative volatility as a function of concentration. In this way, by choosing the catalyst and correct operation of the reaction, the renewable olefin production process can avoid the high cost of a separation in the pre-treatment.

[0057] As descrições a seguir são baseadas em concretizações exemplificativas, sendo entendido que modificações poderão ser introduzidas por técnicos no assunto, permanecendo dentro dos limites do conceito inventivo da presente invenção.[0057] The descriptions below are based on exemplary embodiments, it being understood that modifications may be introduced by persons skilled in the art, remaining within the limits of the inventive concept of the present invention.

[0058] Em uma forma de realização da presente invenção, conforme apresentado na Figura 2, o sistema de vaporização é representado de forma simplificada por um vaso A e um trocador de calor B. A corrente compreendendo o álcool de interesse, água e contaminantes orgânicos é alimentada no sistema de vaporização pela corrente (1) a uma pressão entre 0,2 e 2 MPa (2 e 20 bar) e temperatura entre 80 e 185°C. No topo do vaso, na corrente (2), o álcool e a água vaporizados e, opcionalmente, contaminantes leves ou voláteis, são enviados para as etapas subsequentes do processo. Um sistema de aumento de pressão C, seguido de um sistema de aquecimento D e de um vaso de flash E são acoplados ao sistema de vaporização. Uma corrente, de 0,1 a 15% em massa com relação à corrente de entrada, é retirada do sistema de vaporização, passa pelo sistema de aumento de pressão C e em seguida é aquecida no sistema de aquecimento D e entra no vaso de flash E, a uma pressão entre 0,2 e 2 MPa (2 e 20 bar) e temperatura de 80 a 185°C como a corrente (4) na Figura 2. No vaso de flash E a corrente da base (3), rica em componentes pesados ou pouco voláteis, e a corrente gasosa do topo (5), rica em álcool, são retiradas. A corrente (5) pode retornar para o sistema de vaporização A, conforme indicado na Figura 2, ou pode ser enviada diretamente para a etapa subsequente do processo junto com a corrente (2). A corrente (3) pode ser reaproveitada como combustível pelo menos parcialmente renovável para o processo.[0058] In an embodiment of the present invention, as shown in Figure 2, the vaporization system is represented in a simplified way by a vessel A and a heat exchanger B. The stream comprising the alcohol of interest, water and organic contaminants it is fed into the vaporization system by the stream (1) at a pressure between 0.2 and 2 MPa (2 and 20 bar) and a temperature between 80 and 185°C. At the top of the vessel, in stream (2), the vaporized alcohol and water and, optionally, light or volatile contaminants, are sent to the subsequent steps of the process. A pressure booster system C, followed by a heating system D and a flash vessel E are coupled to the vaporization system. A current, from 0.1 to 15% by mass with respect to the input current, is withdrawn from the vaporization system, passes through the pressure increase system C and is then heated in the heating system D and enters the flash vessel And, at a pressure between 0.2 and 2 MPa (2 and 20 bar) and a temperature of 80 to 185°C as the current (4) in Figure 2. In the flash vessel E the base current (3), rich in heavy or low volatile components, and the upper gas stream (5), rich in alcohol, is removed. The stream (5) can return to the vaporization system A, as indicated in Figure 2, or it can be sent directly to the subsequent step of the process together with the stream (2). Stream (3) can be reused as at least partially renewable fuel for the process.

[0059] Em outra forma de realização da presente invenção, conforme a Figura 3, o sistema de vaporização é representado de forma simplificada por um vaso A e um trocador de calor B. O álcool é alimentado no sistema pela corrente (1) a uma pressão entre 0,2 e 2 MPa (2 e 20 bar) e uma temperatura entre 80 e 185°C . No topo do vaso, na corrente (2), o álcool e a água vaporizados e, opcionalmente, outros compostos leves ou voláteis, são enviados para as etapas subsequentes do processo. Um sistema de aumento de pressão C, seguido de um sistema de aquecimento D e de um vaso de flash E são a-coplados ao sistema de vaporização. Uma corrente, de 0,1 a 15% em massa com relação à corrente de entrada, é retirada de um ponto baixo do vaso de vaporização A e passa pelo sistema de aumento de pressão C e em seguida é aquecida no sistema de aquecimento D e entra no vaso de flash E, a uma pressão de 0,2 e 2 MPa (2 a 20 bar) e temperatura entre 80 e 185°C, como a corrente (4) n a Figura 3. A corrente gasosa (5) do topo do vaso de flash E, rica em álcool e, opcionalmente compreendendo outros compostos leves ou voláteis, é retirada podendo retornar para o sistema de vaporização A, conforme a Figura 3, ou ser enviada para a etapa subsequente do processo junto com a corrente (2). A fim de maximizar a recuperação do álcool, a correntelíquida da base do vaso de flash E, rica em componentes pesados ou pouco voláteis, é submetida a mais um processo de separação que pode ser executado, por exemplo, de acordo com a Figura 3, com um arranjo compreendendo uma etapa de resfriamento em um trocador de calor F, seguida de uma etapa de separação de fases líquido- líquido em um coalescedor H, a uma pressão entre 0,2 e 2 MPa (2 e 20 bar) e temperatura entre 30 e 50°C, gerando uma fase (6), rica em álcool e, opcionalmente, outros compostos leves ou voláteis, que é retornada ao processo e, uma fase (3), rica em compostos pesados ou pouco voláteis, que pode ser reaproveitada como combustível pelo menos parcialmente renovável para o processo. Alternativamente, a separação líquido-líquido da corrente líquida da base do vaso de flash, rica em componentes pesados ou pouco voláteis, pode ser potencializada pela adição de sais de ácidos e bases fortes, como por exemplo, mas sem se limitar a ânions cloretos, nitratos, sulfatos e cátions sódio, potássio e alumínio e, consequente, aumento da força iônica da fase rica em álcool, com possível uso, em sequência ou concomitante, de coalescedores eletrostáticos, os quais atuam em conjunto com a separação por gravidade ao forçar a coalescência das fases pela imposição de campos elétricos.[0059] In another embodiment of the present invention, as shown in Figure 3, the vaporization system is represented in a simplified way by a vessel A and a heat exchanger B. The alcohol is fed into the system by the current (1) to a pressure between 0.2 and 2 MPa (2 and 20 bar) and a temperature between 80 and 185°C. At the top of the vessel, in stream (2), the vaporized alcohol and water and, optionally, other light or volatile compounds, are sent to the subsequent steps of the process. A pressure booster system C, followed by a heating system D and a flash vessel E are a-coupled to the vaporization system. A stream, from 0.1 to 15% by mass with respect to the input stream, is withdrawn from a low point of vaporization vessel A and passes through pressure increase system C and is then heated in heating system D and enters flash vessel E, at a pressure of 0.2 and 2 MPa (2 to 20 bar) and temperature between 80 and 185°C, as stream (4) in Figure 3. The top gas stream (5) of flash vessel E, rich in alcohol and optionally comprising other light or volatile compounds, is removed and can be returned to the vaporization system A, as shown in Figure 3, or sent to the subsequent stage of the process along with the stream (2 ). In order to maximize the recovery of the alcohol, the liquid stream from the base of the flash vessel E, rich in heavy or low volatile components, is subjected to a further separation process that can be carried out, for example, according to Figure 3, with an arrangement comprising a cooling step in an F heat exchanger, followed by a liquid-liquid phase separation step in an H coalescer, at a pressure between 0.2 and 2 MPa (2 and 20 bar) and a temperature between 30 and 50°C, generating a phase (6), rich in alcohol and, optionally, other light or volatile compounds, which is returned to the process, and a phase (3), rich in heavy or low volatile compounds, which can be reused as at least partially renewable fuel for the process. Alternatively, the liquid-liquid separation of the flash vessel base liquid stream, rich in heavy or low volatile components, can be enhanced by the addition of salts of strong acids and bases, for example, but not limited to chloride anions, nitrates, sulfates and sodium, potassium and aluminum cations and, consequently, increased ionic strength of the alcohol-rich phase, with possible use, sequentially or concomitantly, of electrostatic coalescers, which act in conjunction with gravity separation by forcing the phase coalescence by the imposition of electric fields.

[0060] Em uma outra forma de realização da presente invenção, segundo a Figura 4, o sistema de vaporização é representado de forma simplificada por um vaso vaporizador A e um trocador de calor B. A corrente compreendendo o álcool de interesse, água e contaminantes orgânicos é alimentada no sistema pela corrente (1), a uma pressão entre 0,2 e 2 MPa (2 e 20 bar) e temperatura entre 80 e 185°C. No topo do vaso, na corrente (2), o álcool e a água vaporizados, e opcionalmente, contaminantes orgânicos leves ou voláteis, são enviados para as etapas subsequentes do processo. Um sistema de aumento de pressão C, seguido do trocador de calor D e de uma coluna de retificação I são acoplados ao sistema de vaporização. Uma corrente, de 0,1 a 15% em massa com relação à corrente de entrada, é retirada de um ponto baixo do sistema de vaporização e passa pelo sistema de aumento de pressão C e em seguida é aquecida pelo trocador de calor D. A corrente (4) parcialmente vaporizada é alimentada na base da coluna de retificação I a uma pressão entre 0,2 e 2 MPa (2 e 20 bar) e temperatura entre 80 e 185°C. Na parte inferior da coluna de retificação I retira-se a corrente (3), rica em componentes pesados, e no condensador parcial J, acoplado à coluna de retificação I, retira-se uma corrente gasosa (5), rica em álcool. A corrente (5) pode retornar para o sistema de vaporização, conforme a Figura 4, ou pode ser enviada para a etapa subsequente do processo, juntamente com a corrente (2).[0060] In another embodiment of the present invention, according to Figure 4, the vaporization system is represented in a simplified way by a vaporizer vessel A and a heat exchanger B. The stream comprising the alcohol of interest, water and contaminants organics is fed into the system by stream (1), at a pressure between 0.2 and 2 MPa (2 and 20 bar) and a temperature between 80 and 185°C. At the top of the vessel, in stream (2), the vaporized alcohol and water, and optionally light or volatile organic contaminants, are sent to the subsequent steps of the process. A pressure booster system C, followed by heat exchanger D and a rectification column I are coupled to the vaporization system. A current, from 0.1 to 15% by mass in relation to the input current, is taken from a low point of the vaporization system and passes through the pressure increase system C and is then heated by heat exchanger D. A Partially vaporized stream (4) is fed into the base of the rectification column I at a pressure between 0.2 and 2 MPa (2 and 20 bar) and a temperature between 80 and 185°C. In the lower part of the rectification column I, the stream (3), rich in heavy components, is withdrawn, and in the partial condenser J, coupled to the rectification column I, a gaseous stream (5), rich in alcohol, is withdrawn. The stream (5) can return to the vaporization system, as shown in Figure 4, or it can be sent to the subsequent stage of the process, together with the stream (2).

[0061] Em uma forma de concretização preferida da presente invenção, a zona de reação compreende uma seção de desidratação de um álcool à olefina correspondente. Em uma forma de concretização mais preferida da presente invenção, a zona de reação compreende uma seção de desidratação de etanol a eteno. Em uma forma de concretização ainda mais preferida da presente invenção, a zona de reação compreende uma seção de desidratação de etanol combustível hidratado a eteno. Nessas formas de concretizações da presente invenção, as impurezas ou os contaminantes orgânicos incluem moléculas componentes do óleo fúsel, as quais são desidratadas às suas ole- finas correspondentes na zona de reação. As olefinas formadas são separadas do eteno e são reutilizadas como combustível renovável para o processo.[0061] In a preferred embodiment of the present invention, the reaction zone comprises a section of dehydration of an alcohol to the corresponding olefin. In a more preferred embodiment of the present invention, the reaction zone comprises an ethanol to ethene dehydration section. In an even more preferred embodiment of the present invention, the reaction zone comprises an ethanol fuel dehydration section hydrated to ethylene. In these embodiments of the present invention, the impurities or organic contaminants include component molecules of the fusel oil, which are dehydrated to their corresponding olefins in the reaction zone. The olefins formed are separated from the ethylene and are reused as a renewable fuel for the process.

COMPARATIVE EXAMPLE 1:

[0062] A Figura 1 apresenta um sistema de vaporização de etanol composto por um vaso A e trocador de calor B. A corrente de entrada (1) compreendendo etanol hidratado combustível (92,6% m/m) com 300 ppm de contaminação de biodiesel, aqui denominados de "pesados", é alimentada no vaso vaporizador A a 157,5°C e 1,15 MPa (11,5 bar). No topo do vaso A, na corrente (2), o etanol vaporizado é enviado para as etapas subsequentes do processo. A fim de evitar o acúmulo das impurezas nesse sistema, é realizada uma purga (3), que pode ser contínua ou intermitente. Um balanço de massa para o caso da purga contínua é apresentado na Tabela 2. A vazão da purga contínua para que o teor de contaminantes no vaso A se mantenha constante abaixo de 1500 ppm m/m corresponde a 2,2% em massa com relação à alimentação na vaporização, resultando em uma perda de 2,2% em massa do etanol alimentado. Tabela 2: Composição das correntes do Exemplo Comparativo 1, de acordo com a Figura 1.

[0062] Figure 1 shows an ethanol vaporization system composed of a vessel A and heat exchanger B. The inlet stream (1) comprising fuel hydrated ethanol (92.6% m/m) with 300 ppm contamination of Biodiesel, here called "heavy", is fed into vaporizer vessel A at 157.5°C and 1.15 MPa (11.5 bar). At the top of vessel A, in stream (2), the vaporized ethanol is sent to the subsequent steps of the process. In order to avoid the accumulation of impurities in this system, a purge (3) is performed, which can be continuous or intermittent. A mass balance for the case of continuous purging is presented in Table 2. The flow of continuous purging so that the content of contaminants in vessel A remains constant below 1500 ppm m/m corresponds to 2.2% by mass with respect to the feed in the vaporization, resulting in a loss of 2.2% by mass of the fed ethanol. Table 2: Composition of currents from Comparative Example 1, according to Figure 1.

Example 1:

[0063] A Figura 2 apresenta o mesmo sistema de vaporização do Exemplo Comparativo 1, composto de um vaso vaporizador A e um trocador de calor B, com um sistema de aumento de pressão C, seguido de um trocador de calor D e de um vaso de flash E, acoplados ao sistema de vaporização. A corrente de entrada (1) com 300 ppm em massa de biodiesel, aqui denominada de "pesados", é alimentada no vaso vaporizador A a 157,5°C e 1,15 MPa (11,5 bar). Uma corrente retirada, de maneira contínua de um ponto baixo do sistema de vaporização,passa pelo sistema de aumento de pressão C e em seguida é aquecida pelo trocador de calor D e entra no vaso de flash E a 160°C e 1,2 MPa (12 bar). No vaso de flash E, a corrente da base (3), rica em pesados, e a corrente gasosa do topo (5), rica em álcool, são retiradas. A corrente (5) retorna para o sistema de vaporização A. A Tabela 3 apresenta o balanço de massa para uma retirada contínua de uma vazão de 2,2% em massa com relação à corrente (1). A perda de eta- nol se reduz drasticamente em comparação ao obtido no Exemplo comparativo 1. Nesta configuração, a perda de etanol corresponde a 0,04% do etanol alimentado. Tabela 3: Composição das correntes do Exemplo 1, de acordo com a Figura 2.

[0063] Figure 2 shows the same vaporization system of Comparative Example 1, composed of a vaporizer vessel A and a heat exchanger B, with a pressure increase system C, followed by a heat exchanger D and a vessel of flash E, coupled to the vaporization system. The input stream (1) with 300 ppm by mass of biodiesel, here called "heavy", is fed into vaporizer vessel A at 157.5°C and 1.15 MPa (11.5 bar). A current withdrawn continuously from a low point in the vaporization system passes through pressure booster system C and is then heated by heat exchanger D and enters flash vessel E at 160°C and 1.2 MPa (12 bar). In flash vessel E, the bottom stream (3), rich in heavy, and the top gas stream (5), rich in alcohol, are withdrawn. The current (5) returns to the vaporization system A. Table 3 presents the mass balance for a continuous withdrawal of a flow rate of 2.2% in mass with respect to the current (1). The ethanol loss is drastically reduced compared to that obtained in Comparative Example 1. In this configuration, the ethanol loss corresponds to 0.04% of the ethanol fed. Table 3: Composition of streams from Example 1, according to Figure 2.

Example 2:

[0064] A Figura 3 apresenta o mesmo sistema de vaporização e separação de componentes pesados ou pouco voláteis do Exemplo 2, adicionado de um trocador de calor F, para a redução da temperatura da corrente de fundo do vaso de flash E, seguido de um coalescedor simples H operando de forma adiabática. A corrente de entrada (1) com 300 ppm em massa de biodiesel, aqui denominada de "pesados", é alimentada no vaso vaporizador A a 157,5°C e 1,15 MPa (11,5 bar). Uma corrente com uma vazão de 2,2% m/m da vazão da corrente de entrada é retirada de um ponto baixo do sistema de vaporização e passa pelo sistema de aumento de pressão C e em seguida é aquecida no trocador de calor D e alimentada no vaso de flash E a 160°C e 1,2 MPa (12 bar) como a corrente (4) na Figura 3. A corrente gasosa (5) do topo do vaso de flash E, rica em etanol, é retirada retornando para o sistema de vaporização A. A corrente do fundo do vaso flash E, cuja concentração de pesados se situa em torno de 80 % m/m, passa por um trocador de calor F, para a redução da temperatura e promoção da separação de fases no coalescedor simples H a 40°C e 1,2 MPa (12 bar). A fase 6, rica em etanol, proveniente do coalescedor é misturada à sucção do sistema de aumento de pressão C. No estado estacionário, a concentração de pesados no vaso de vaporização A, do fundo do coalescedor (corrente 6), e alimentada ao vaso flash E é de aproximadamente 0,6%, 11,2% e 8,6% em massa respectivamente. A concentração de pesados que recircula no circuito flash-coalescedor é, portanto, superior à concentração do vaso de vaporização A, o que facilita a separação de fases no coalescedor, conforme a Tabela 4. Com a inclusão do coalescedor e recirculação de pesados, a perda global de etanol nesta etapa do processo é inferior a 0,01% do etanol alimentado. A recuperação de pesados na corrente (3), não obstante, é superior a 90% do presente na alimentação. Tabela 4: Composição das correntes do Exemplo 2, de acordo com a Figura 3.

[0064] Figure 3 shows the same vaporization and separation system of heavy or low volatile components as in Example 2, with the addition of a heat exchanger F, to reduce the temperature of the underflow of flash vessel E, followed by a simple H coalescer operating adiabatically. The input stream (1) with 300 ppm by mass of biodiesel, here called "heavy", is fed into vaporizer vessel A at 157.5°C and 1.15 MPa (11.5 bar). A stream with a flow rate of 2.2% m/m of the input stream flow is withdrawn from a low point in the vaporization system and passes through pressure rise system C and is then heated in heat exchanger D and fed in flash vessel E at 160°C and 1.2 MPa (12 bar) as stream (4) in Figure 3. The gaseous stream (5) from the top of flash vessel E, rich in ethanol, is withdrawn returning to the vaporization system A. The bottom current of the flash vessel E, whose heavy concentration is around 80% m/m, passes through a heat exchanger F, to reduce the temperature and promote phase separation in the single H coalescer at 40°C and 1.2 MPa (12 bar). Phase 6, rich in ethanol, from the coalescer is mixed with the suction of the pressure increase system C. In the steady state, the concentration of heavy in vaporization vessel A, from the bottom of the coalescer (stream 6), is fed to the vessel flash E is approximately 0.6%, 11.2% and 8.6% by mass respectively. The concentration of heavy that recirculates in the flash-coalescer circuit is, therefore, higher than the concentration of vaporization vessel A, which facilitates phase separation in the coalescer, as shown in Table 4. With the inclusion of the coalescer and heavy recirculation, the Overall loss of ethanol at this stage of the process is less than 0.01% of the ethanol fed. The recovery of heavy in the stream (3), however, is greater than 90% of that present in the feed. Table 4: Composition of streams from Example 2, according to Figure 3.

Example 3:

[0065] A Figura 4 apresenta o mesmo sistema de vaporização dos exemplos 1 e 2. O etanol é alimentado no sistema pela corrente (1). No topo do vaso A, na corrente (2), o etanol vaporizado é enviado para as etapas subsequentes do processo. Um sistema de aumento de pressão C, seguido de um trocador de calor D e de uma coluna de retificação I, com 7 estágios teóricos (topo a 158°C e 1,15 MPa (11,5 bar) e fundo a 159,2°C e 1,17 MPa (11,7 bar)), é acoplado ao sistema de vaporização. Uma corrente com vazão de 2,2% m/m da corrente 1 é retirada de um ponto baixo do sistema de vaporização A e passa pelo sistema de aumento de pressão C e em seguida é aquecida pelo trocador de calor D. A corrente 4 parcialmente vaporizada é alimentada na base da coluna de retificação I. Na parte inferior da coluna de retificação I, retira-se a corrente de purga 3, rica em componentes pesados ou pouco voláteis, e no condensador parcial J, acoplado à coluna de retificação I, retira-se uma corrente gasosa 5, rica em etanol. A corrente 5 na Figura 4 retorna para o sistema de vaporização A.[0065] Figure 4 shows the same vaporization system of examples 1 and 2. Ethanol is fed into the system by current (1). At the top of vessel A, in stream (2), the vaporized ethanol is sent to the subsequent steps of the process. A pressure booster system C, followed by a heat exchanger D and a rectification column I, with 7 theoretical stages (top at 158°C and 1.15 MPa (11.5 bar) and bottom at 159.2 °C and 1.17 MPa (11.7 bar)), is coupled to the vaporization system. A stream with a flow rate of 2.2% m/m of stream 1 is withdrawn from a low point in vaporization system A and passes through pressure booster system C and is then heated by heat exchanger D. Stream 4 partially The vaporized product is fed into the base of rectification column I. At the bottom of rectification column I, purge stream 3, rich in heavy or low volatile components, is withdrawn, and in the partial condenser J, coupled to rectification column I, a gaseous stream 5, rich in ethanol, is withdrawn. Stream 5 in Figure 4 returns to vaporization system A.

[0066] A Tabela 5 mostra o balanço de massa para a configuração apresentada na Figura 4. A perda de etanol é reduzida drasticamente em comparação ao Exemplo Comparativo 1 com purga contínua de etanol (Tabela 2). Nesta configuração, a perda é de 0,04% do etanol alimentado. Tabela 5: Composição das correntes do Exemplo 3, de acordo com a Figura 4.

EXEMPLO COMPARATIVO 2: Arranjo do sistema de acordo com a Figura 1, porém, com saída para a corrente 3 fechada. Para as mesmas condições de alimentação do Exemplo Comparativo 1, componentes pouco voláteis, pesados, a-cumulam-se ao longo da operação, com concentração total aumentando a aproximadamente 20 ppm/h, conforme a Figura 5. O resultado de tal confi-guração evidencia a inevitabilidade de acúmulo de compostos pesados ao longo do tempo, o que invariavelmente acarretará em incrustação e precipi-tação no sistema de vaporização. Exemplo 4: Configuração do processo de acordo com a Figura 1, no en-tanto, com purga variada (corrente 3) e vazão mássica da corrente 1 contro-lada de maneira a manter a vazão mássica da corrente 2 constante, em 13500 kg/h. A perda de etanol na purga varia linearmente com a massa purgada do sistema (Figura 6) e, como os componentes pesados estão diluídos, para manter suas concentrações em patamares baixos (< 1500 ppm massa), a perda de etanol é substancial. Exemplo 5: Configuração do processo de acordo com a Figura 2, com variação das vazões mássicas da corrente 4 e da corrente 1 controlada de maneira a manter a vazão mássica da corrente 2 constante, em 13500 kg/h. A perda de etanol na purga varia linearmente com a massa enviada para o vaso flash E, conforme a Figura 7. Com a inclusão do vaso flash E, não obstante, a concentração de pesados no efluente aumenta e, consequentemente, maior é a recuperação do etanol que seria purgado, reduzindo em duas ordens de magnitude a perda proporcional de etanol em comparação com o Exemplo 4. Exemplo 6: Configuração do processo de acordo com a Figura 3, com variação da massa desviada do vaso de vaporização e vazão mássica da corrente 1 controlada de maneira a manter a vazão mássica da corrente 2 constante, em 13500 kg/h. A perda de etanol na purga deixa de variar line- armente com a massa desviada para o vaso flash E após a inclusão do sis-tema de coalescimento H e reciclo a montante. A perda de etanol se torna desprezível, conforme a Figura 8, uma vez que compreende a fase polar do sistema de decantação, a qual é reciclada (corrente 6). A composição do efluente nessas condições consiste basicamente nos compostos pesados (acima de 80% m/m), da fase apolar, os quais podem ser reaproveitados como combustível.[0066] Table 5 shows the mass balance for the configuration shown in Figure 4. The loss of ethanol is dramatically reduced compared to Comparative Example 1 with continuous purging of ethanol (Table 2). In this configuration, the loss is 0.04% of the ethanol fed. Table 5: Composition of streams from Example 3, according to Figure 4.

COMPARATIVE EXAMPLE 2: Arrangement of the system according to Figure 1, however, with the output for current 3 closed. For the same feeding conditions as in Comparative Example 1, low volatile, heavy components accumulate throughout the operation, with total concentration increasing to approximately 20 ppm/h, as shown in Figure 5. The result of such configuration highlights the inevitability of accumulation of heavy compounds over time, which will invariably lead to incrustation and precipitation in the vaporization system. Example 4: Process configuration according to Figure 1, however, with varied purge (stream 3) and mass flow of current 1 controlled in order to keep the mass flow of current 2 constant, at 13500 kg/ H. The loss of ethanol in the purge varies linearly with the mass purged from the system (Figure 6) and, as the heavy components are diluted to keep their concentrations low (< 1500 ppm mass), the loss of ethanol is substantial. Example 5: Process configuration according to Figure 2, with variation of the mass flow rates of current 4 and current 1 controlled in order to keep the mass flow of current 2 constant, at 13500 kg/h. The loss of ethanol in the purge varies linearly with the mass sent to the flash vessel E, as shown in Figure 7. With the inclusion of the flash vessel E, however, the concentration of heavy in the effluent increases and, consequently, the recovery of the ethanol that would be purged, reducing the proportional loss of ethanol by two orders of magnitude compared to Example 4. Example 6: Process configuration according to Figure 3, with variation of mass bypassed vaporization vessel and current mass flow 1 controlled in order to maintain the mass flow of current 2 constant, at 13500 kg/h. The loss of ethanol in the purge ceases to vary linearly with the mass diverted to flash vessel E after the inclusion of the coalescing system H and upstream recycling. The loss of ethanol becomes negligible, as shown in Figure 8, since it comprises the polar phase of the settling system, which is recycled (stream 6). The composition of the effluent under these conditions basically consists of heavy compounds (above 80% m/m), from the non-polar phase, which can be reused as fuel.

Claims

1. Process for the production of renewable chemical products from an alcohol containing impurities or organic contaminants, characterized in that it comprises the steps of: - partial vaporization of a stream comprising alcohol, water and organic contaminants in a vaporizer system; - removal of a liquid fraction comprising alcohol, water and heavy or low volatile organic contaminants, from a low point of the vaporizer system, followed by the passage of said fraction through a system with one or more complementary unit operations, said system with one or more complementary unit operations comprise a pressure increase system followed by a heating system and one or more separation unit operations comprising a flash vessel, rectification column, adsorption beds, decanters, saline washing followed by decantation, coalescers, and membrane systems, where the current is fed into the system at a pressure between 0.2 and 2 MPa (2 and 20 bar) and a temperature between 80 and 185°C generating a current rich in alcohol and a current rich in heavy organic contaminants or low volatile in order to separate heavy or low volatile organic contaminants and optionally recover at least part of the alcohol contained in the withdraw fraction ada of the vaporizer system; - feeding the stream comprising alcohol, water and optionally a volatile fraction of the organic contaminants, vaporized in a reaction zone for generating a product stream comprising the renewable chemical of interest, reaction by-products, unreacted compounds; - separation and purification of the renewable chemical of interest from reaction by-products and unreacted compounds and, optionally, return of unreacted compounds to the process.

2. Process according to claim 1, characterized in that the impurities or organic contaminants comprise at least one of hydrocarbons, esters, alcohols, aldehydes, ketones and carboxylic acids.

3. Process according to claim 2, characterized in that the impurities or organic contaminants comprise constituent molecules of fuel.

4. Process according to claim 3, characterized in that the impurities or organic contaminants comprise constituent molecules of biodiesel.

5. Process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the alcohol is selected from the group comprising methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutanol, propanediol and butanediol.

6. Process according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that 0.1 to 15% in mass is withdrawn in relation to the input current of a low point of the vaporizer system.

7. Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the system with one or more complementary unit operations comprises a pressure increase system followed by a heating system and a flash vessel, generating a current from the top of the alcohol-rich flash vessel and a flash vessel bottom stream rich in heavy or low-volatile organic contaminants.

8. Process according to claim 7, characterized in that the current from the top of the flash vessel is returned to the vaporization system.

9. Process according to claim 7, characterized in that the current from the top of the flash vessel is sent directly to the reaction zone of the process.

10. Process according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the flash vessel base stream, rich in heavy or low volatile organic contaminants, is reused as at least partially renewable fuel for the process.

11. Process according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the flash vessel base stream, rich in heavy organic contaminants, is subjected to an additional separation process comprising a cooling step, followed by a liquid-liquid separation step in a coalescer generating a phase rich in alcohol and a phase rich in heavy or low volatile organic contaminants.

12. Process according to claim 11, characterized in that the alcohol-rich stream from the coalescer is returned to the vaporization system.

13. Process according to claim 11, characterized in that the alcohol-rich current from the coalescer is sent directly to the reaction zone of the process.

14. Process according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the stream rich in heavy or low volatile organic contaminants coming from the coalescer is reused as at least partially renewable fuel for the process.

15. Process according to any one of claims 11 to 14, characterized in that the liquid-liquid separation is enhanced by the addition of acid salts and strong bases.

16. Process according to claim 15, characterized in that electrostatic coalescers are used sequentially or concomitantly.

17. Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the system with one or more complementary unit operations comprises a pressure increase system followed by a heating system, a rectification column and a partial condenser, generating in the lower part of the rectification column a stream rich in heavy components and in the partial condenser a gaseous stream rich in alcohol.

18. Process according to claim 17, characterized in that the gaseous stream from the partial condenser is returned to the vaporization system.

19. Process according to claim 17, characterized in that the gaseous stream coming from the partial condenser is sent directly to the reaction zone of the process.

20. Process according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the reaction zone comprises a section for dehydration of an alcohol to the corresponding olefin.

21. Process according to claim 20, characterized in that the alcohol is ethanol and the corresponding olefin is ethylene.

22. Process according to claim 21, characterized in that ethanol is hydrated fuel ethanol.

23. Process according to claim 22, characterized in that the impurities or organic contaminants include component molecules of the fusel oil.

24. Process according to claim 23, characterized in that the component molecules of the fusel oil are dehydrated to their corresponding olefins in the reaction zone.

25. Process according to claim 24, characterized in that the olefins formed are separated from the ethylene.

26. Process according to claim 25, characterized in that the olefins formed from the molecules of the fusel oil are reused as a renewable fuel for the process.