BR102017005626A2 - Process of metacrylic acid production - Google Patents

Process of metacrylic acid production Download PDF

Info

Publication number
BR102017005626A2
BR102017005626A2 BR102017005626-0A BR102017005626A BR102017005626A2 BR 102017005626 A2 BR102017005626 A2 BR 102017005626A2 BR 102017005626 A BR102017005626 A BR 102017005626A BR 102017005626 A2 BR102017005626 A2 BR 102017005626A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
acrylic acid
meth
column
water
process according
Prior art date
Application number
BR102017005626-0A
Other languages
English (en)
Other versions
BR102017005626B1 (pt
Inventor
Jain Sandeep
Lacroix Christian
Original Assignee
Arkema France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arkema France filed Critical Arkema France
Publication of BR102017005626A2 publication Critical patent/BR102017005626A2/pt
Publication of BR102017005626B1 publication Critical patent/BR102017005626B1/pt

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/23—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of oxygen-containing groups to carboxyl groups
    • C07C51/235—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of oxygen-containing groups to carboxyl groups of —CHO groups or primary alcohol groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
    • C07C4/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by depolymerisation to the original monomer, e.g. dicyclopentadiene to cyclopentadiene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/28—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of CHx-moieties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/43—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/43—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C51/44—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation by distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/50—Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C57/00—Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C57/02—Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms with only carbon-to-carbon double bonds as unsaturation
    • C07C57/03—Monocarboxylic acids
    • C07C57/04—Acrylic acid; Methacrylic acid
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F21/00—Mobile visual advertising
    • G09F21/04—Mobile visual advertising by land vehicles
    • G09F21/048—Advertisement panels on sides, front or back of vehicles
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F7/00—Signs, name or number plates, letters, numerals, or symbols; Panels or boards
    • G09F7/18—Means for attaching signs, plates, panels, or boards to a supporting structure
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F7/00—Signs, name or number plates, letters, numerals, or symbols; Panels or boards
    • G09F7/18—Means for attaching signs, plates, panels, or boards to a supporting structure
    • G09F2007/1856—Means for attaching signs, plates, panels, or boards to a supporting structure characterised by the supporting structure
    • G09F2007/1865—Means for attaching signs, plates, panels, or boards to a supporting structure characterised by the supporting structure on vehicles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

processo de produção de ácido metacrílico. a presente invenção se refere à produção de ácido (met)acrílico. ela tem mais particularmente por objeto a aplicação de uma etapa de condensação da água contida em um efluente gasoso reciclado e/ou na alimentação com ar, em um processo de produção de ácido (met)acrílico que inclui um processo de purificação de uma mistura reacional, que compreende o ácido (met)acrílico, sem utilizar solvente azeotrópico e baseado na utilização de duas colunas de destilação. o processo, de acordo com a invenção, permite reduzir as perdas em ácido (met)acrílico no decorrer da purificação, e globalmente melhorar a eficácia do processo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDO METACRÍLICO".
DOMÍNIO TÉCNICO
[001] A presente invenção refere-se à produção de ácido (met)acrílico.
[002] Ela tem mais particularmente por objeto a aplicação de condensação da água contida em um efluente gasoso reciclado e/ou na alimentação com ar, em um processo de produção de ácido (met)acrílico que inclui um processo de purificação de uma mistura reacional, compreendendo o ácido (met)acrílico, sem utilizar solvente azeotrópico e baseado na utilização de duas colunas de destilação.
[003] O processo, de acordo com a invenção, permite reduzir as perdas em ácido (met)acrílico, no decorrer da purificação, e globalmente melhorar a eficácia do processo.
PLANEJAMENTO TÉCNICO E PROBLEMA TÉCNICO
[004] O processo de síntese de ácido acrílico, explorado em grande escala industrial, aplica uma reação de oxidação catalítica do propileno em presença de oxigênio.
[005] Essa reação é conduzida geralmente em fase gasosa, e, mais frequentemente, em duas etapas: a primeira etapa realiza a oxidação sensivelmente quantitativa do propileno em uma mistura rica em acroleína, depois, quando da segunda etapa realiza a oxidação seletiva da acroleína em ácido acrílico.
[006] A mistura gasosa, oriunda da segunda etapa de reação, é constituída, fora o ácido acrílico: - das impurezas oriundas da primeira etapa de reação que não reagiram (propileno, propano); - de compostos leves, incondensáveis, nas condições de temperatura e de pressão habitualmente aplicadas, não transformados na primeira etapa ou formados na segunda etapa: nitrogênio, oxigênio não convertido, monóxido e dióxido de carbono formados em pequena quantidade por oxidação última ou girando, por reciclagem, no processo; - de compostos leves condensáveis não transformados na primeira etapa, ou formados na segunda etapa: a água, a acroleína não convertido, aldeídos leves como o formaldeído e o acetaldeído, o ácido fórmico, o ácido acético, ou o ácido propiônico; - de compostos pesados: furfuraldeído, benzaldeído, ácido e anidrido maleico, ácido benzoico, ácido 2-butenoico, fenol, protoanemonina.
[007] A complexidade da mistura gasosa nesse processo necessita de proceder a um conjunto de operações para recuperar o ácido acrílico contido nesse efluente e transformá-lo em um grau de ácido acrílico compatível com sua utilização final, por exemplo, a síntese de ésteres acrílicos ou a produção de polímeros de ácido acrílico e/ou de ésteres acrílicos.
[008] Uma nova tecnologia de recuperação / purificação de ácido acrílico surgiu recentemente, implicando um número reduzido de etapas de purificação e não necessitando de solvente orgânico externo.
[009] A patente EP 2 066 613, baseada nessa tecnologia “sem solvente”, descreve um processo de recuperação de ácido acrílico, sem utilizar água externa, nem solvente azeotrópico e utilizando apenas duas colunas de purificação da mistura reacional gasosa resfriada: a) uma coluna de desidratação; b) e uma coluna de acabamento (ou coluna de purificação) alimentada por uma parte do fluxo de base da coluna de desidratação.
[0010] De acordo com esse processo, o fluxo reacional gasoso resfriado é submetido a uma desidratação em uma primeira coluna. O fluxo gasoso destilado no topo da coluna é enviado em um condensador, no qual os compostos leves são, em parte, condensados e reenviados à coluna de desidratação sob a forma de refluxo para absorver o ácido acrílico, o efluente gasoso sendo reenviado pelo menos em parte em direção à reação e o resto sendo incinerado.
[0011] O fluxo de base da coluna de desidratação alimenta uma segunda coluna que permite separar, por estiramento lateral, sob a forma de líquido ou de vapor, um fluxo de ácido acrílico purificado correspondente a um grau técnico. O ácido acrílico técnico obtido é geralmente de pureza superior a 98,5 % mássico e contém menos de 0,5 % mássico de água.
[0012] Nessa coluna de acabamento, o destilado de topo, que compreende a água e subprodutos leves, é condensado, depois reciclado na base da primeira coluna, e um fluxo que compreende o ácido acrílico enriquecido em subprodutos pesados é eliminado na base para ser utilizado eventualmente para a produção de ésteres acrílicos.
[0013] Nesse processo, uma parte dos fluxos da base da coluna de desidratação ou de topo da coluna de acabamento é reenviada vantajosamente aos dispositivos de aquecimento / remisturador da coluna de desidratação e/ou utilizada para resfriar a mistura reacional gasosa, o que permite otimizar as necessidades energéticas do processo.
[0014] Apesar das vantagens que oferece o processo de purificação descrito no documento EP 2 066 613, subsistem ainda inconvenientes ligados à sua aplicação, notadamente ao nível da perda possível de ácido acrílico durante as diferentes etapas.
[0015] Em particular, o ácido acrílico pode ser arrastado no topo da coluna de desidratação. De acordo com o equilíbrio líquido / vapor à temperatura de funcionamento do condensador colocado no topo, o efluente gasosos à saída pode conter o ácido acrílico em quantidade não desprezível. O ácido acrílico é diretamente perdido na parte do efluente gasoso que é incinerada.
[0016] Subsiste, portanto, uma necessidade de reduzir as perdas em ácido acrílico em um processo de recuperação / purificação sem solvente baseado na utilização de uma coluna de desidratação e de uma coluna de acabamento, e, em particular, reduzir as perdas em ácido acrílico no topo da coluna desidratação.
[0017] Os inventores descobriram então que a perda em ácido acrílico pode ser reduzida, controlando-se o teor em água introduzido nesse processo.
[0018] O princípio fonte de água provém da mistura reacional bruta a tratar, já que contém a água formada no decorrer da reação de oxidação catalítica do propileno em ácido acrílico. A água é a principal impureza “leve” que é destilada na cabeça da coluna de desidratação e sua eliminação no decorrer do processo de purificação condiciona a qualidade buscada do ácido acrílico purificado(teor em água < 0,5 % mássico).
[0019] É necessário eliminar a água de forma ótima na cabeça da coluna de desidratação, minimizando a perda em ácido acrílico. É possível, por exemplo, baixar a temperatura do condensador colocado no topo, para modificar o equilíbrio líquido / vapor e evitar o arrastamento de ácido acrílico no efluente gasoso. Não é, todavia, possível que em um certo limite dependente do teor em água introduzida na coluna de desidratação.
[0020] Além da água inerente ao processo de síntese do ácido acrílico, a água é introduzida por outras vias, tais como, por exemplo, a umidade presente no fluxo de ar introduzido na reação para realizar a oxidação do propileno. Por outro lado, soluções aquosas de inibidores de polimerização são introduzidas no nível das colunas e/ou condensadores para limitar as reações de polimerização, e a água assim introduzida pode girar no processo por reciclagem e/ou refluxo.
[0021] Foi descoberto que, reduzindo-se essas fontes anexas de água, a eliminação da água na cabeça da coluna de desidratação pode ser otimizada, minimizando as perdas em ácido acrílico.
[0022] De acordo com a invenção, é proposto condensar a água presente no fluxo de ar, alimentando a reação, e/ou a água presente no efluente gasoso, oriundo da coluna de desidratação que é reciclado na reação.
[0023] Por outro lado, os inventores entenderam que essa invenção podia ser aplicada ao ácido acrílico, produzido a partir de outras fontes, além do propileno, ao ácido metacrílico, assim como a ácidos derivados de matérias-primas renováveis, que são capazes de apresentar os mesmos problemas de purificação, ligados à presença de água.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0024] A presente invenção se refere, em primeiro lugar, a um processo de produção de ácido (met)acrílico, compreendendo pelo menos as seguintes etapas: I) submete-se a uma oxidação, em fase gasosa, em presença de ar, pelo menos um precursor de ácido (met)acrílico, para formar uma mistura reacional gasosa, compreendendo o ácido (met)acrílico; II) resfria-se a mistura reacional gasosa; III) submete-se a mistura reacional gasosa a uma desidratação, sem utilizar solvente azeotrópico em uma primeira coluna dita coluna de desidratação, levando a um fluxo gasoso de topo e a um fluxo de base; IV) submete-se o fluxo gasoso destilado no topo da coluna de desidratação, pelo menos em parte, a uma condensação em um condensador de topo, o condensado sendo reenviado à coluna de desidratação sob a forma de refluxo para absorver o ácido acrílico, e o efluente gasoso sendo reenviado pelo menos em parte em direção à reação de oxidação e o resto sendo submetido a uma oxidação térmica e/ou catalítica; V) submete-se, pelo menos em parte, a base da coluna de desidratação a uma destilação em uma segunda coluna dita coluna de acabamento, levando a um fluxo de topo, e a um fluxo de base, contendo compostos pesados; VI) recupera-se um fluxo de ácido (met)acrílico por estiramento lateral da coluna de acabamento; esse processo sendo caracterizado pelo fato de se aplicar uma etapa de condensação da água aplicada a pelo menos um dos dois seguintes fluxos: a alimentação com ar para a reação de oxidação da etapa I), ou o efluente gasoso à saída do condensador de topo da etapa IV) que é reciclado na reação de oxidação.
[0025] Na presente invenção, o termo “(met)acrílico” significa “acrílico” ou “metacrílico”.
[0026] O termo “solvente azeotrópico” designa qualquer solvente orgânico, que apresenta a propriedade de formar uma mistura azeotrópica com a água.
[0027] O termo “leve” que qualifica os compostos subprodutos designa os compostos, cujo ponto de ebulição é inferior àquele do ácido (met)acrílico, e, por analogia, o termo “pesado” designa os compostos, cujo ponto de ebulição é superior àquele do ácido (met)acrílico.
[0028] O processo, de acordo com a invenção, pode compreender, além disso, outras etapas, visando prosseguir a purificação do fluxo de ácido (met)acrílico recuperado na etapa VI).
[0029] De acordo com um modo de realização da invenção, o precursor do ácido (met)acrílico é a acroleína.
[0030] De acordo com um modo de realização da invenção, a acroleína é obtida por oxidação de propileno ou por oxidesidrogenação de propano.
[0031] De acordo com um modo de realização da invenção, o precursor do ácido (met)acrílico é a metacroleína.
[0032] De acordo com um modo de realização da invenção, a metacroleína é obtida por oxidação de isobutileno e/ou de terc-butanol.
[0033] De acordo com um modo de realização da invenção, a metacroleína é obtida por oxidação desidrogenação de butano e/ou isobutano.
[0034] De acordo com um modo de realização da invenção, o precursor do ácido (met)acrílico é derivado de glicerol, do ácido 3-hidróxi propiônico ou do ácido 2-hidróxi propanoico (ácido láctico).
[0035] De acordo com um modo de realização da invenção, o ácido (met)acrílico é o ácido acrílico e o precursor do ácido acrílico é a acroleína obtida por oxidação catalítica de propileno. A mistura reacional gasosa compreende o ácido acrílico derivado de propileno obtido segundo um processo de oxidação em duas etapas.
[0036] De acordo com determinados modos de realização particulares, a invenção apresenta também uma, ou, de preferência, várias das características vantajosas enumeradas abaixo: - a etapa de condensação da água é realizada com o auxílio de um condensador único para os dois fluxos, ou com o auxílio de um condensador para cada um dos dois fluxos; - a etapa de condensação da água é realizada a uma temperatura que vai de 15 °C à temperatura do condensador de cabeça da coluna de desidratação; - a etapa de condensação da água para o efluente gasoso reciclado é realizada, de preferência, a uma temperatura compreendida entre 40 °C e 60 °C , mais preferencialmente entre 45 °C e 55 °C ; - a etapa de condensação da água para a alimentação com ar é realizada, de preferência, a uma temperatura compreendida entre 15 °C e 25 °C; - a água condensada é utilizada em parte para preparar soluções aquosas de inibidor de polimerização que são introduzidas na coluna de desidratação e/ou na coluna de acabamento ou seus condensadores associados: - a água condensada é em parte purificada e enviada ao tratamento das águas servidas, ou submetida a um tratamento de oxidação térmica.
[0037] O processo, de acordo com a invenção, permite a formação de um circuito de água entre a reação e a coluna de desidratação, a água condensada sendo vantajosamente utilizada para preparar as soluções aquosas de inibidor de polimerização necessárias para o bom funcionamento do processo. A introdução de água externa para preparar as soluções de inibidores está, portanto, limitada e o ácido acrílico eventualmente presente na água condensada é reciclado diretamente no trem de purificação, ao invés de ser enviado no reator onde pode ser oxidado, de forma última em monóxido ou dióxido de carbono.
[0038] A ausência de água externa permite adaptar as condições de funcionamento do condensador de cabeça da coluna de desidratação, reduzindo sua temperatura, e, em consequência, as perdas em ácido acrílico são limitadas.
[0039] Além disso, os desempenhos do catalisador de oxidação do precursor de ácido (met)acrílico e sua duração de vida podem ser melhoradas, devido a um teor em água e em impurezas orgânicas menor no reator de oxidação.
[0040] O processo, de acordo com a invenção, pode conter, além disso, outras etapas ou outras características, contanto que elas não afetem negativamente o efeito oferecido pela presente invenção.
[0041] Outras características e vantagens da invenção sobressairão melhor com a leitura da descrição detalhada que se segue, com referência às figuras 1 a 5 anexadas que representam: - figura 1: instalação adaptada para aplicar o processo, de acordo com a invenção; - figura 2: esquema da técnica anterior; - figura 3: esquema que ilustra um primeiro modo de realização da invenção; - figura 4: esquema que ilustra um segundo modo de realização da invenção; - figura 5: esquema que ilustra um terceiro modo de realização da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0042] A invenção é baseada na integração de pelo menos um condensador em um processo de produção de ácido (met)acrílico, incluindo um processo de recuperação / purificação, sem solvente da técnica anterior.
[0043] Na figura 1 está representado um reator R que produz uma mistura reacional gasosa 4, compreendendo ácido (met)acrílico obtido por oxidação em fase gasosa com o ar 1 de um precursor do ácido (met)acrílico 2.
[0044] De acordo com um modo de realização, o reator R é um conjunto de 2 reatores em série ou compreende pelo menos 2 zonas reacionais em série, o primeiro reator ou a primeira zona de reação sendo utilizada para a síntese do precursor do ácido (met)acrílico.
[0045] A mistura reacional gasosa que comporta uma relação mássica água / ácido (met)acrílico geralmente compreendida entre 0,3 e 2 pode ser previamente resfriada antes de ser enviada em uma primeira coluna dita coluna de desidratação D.
[0046] A coluna de desidratação comporta no topo um condensador de cabeça C no qual os compostos leves e a água são, em parte, condensados e enviados à coluna de desidratação sob a forma de refluxo para absorver o ácido acrílico. O efluente gasoso, compreendendo os compostos leves incondensáveis e a água, é enviado pelo menos em parte para a reação (fluxo 3) e o resto (fluxo 6) é enviado a um dispositivo de purificação, a um oxidador térmico e/ou um oxidador catalítico, ou é incinerado.
[0047] De acordo com um modo de realização, a totalidade do fluxo de cabeça da coluna de desidratação é enviada no condensador de topo.
[0048] A coluna de desidratação D funciona, pelo menos parcialmente, como uma coluna de destilação, geralmente à pressão atmosférica ou ligeiramente superior, até 1,5 105 Pa. Vantajosamente, a temperatura na parte superior da coluna de desidratação é de pelo menos 40 °C , de preferência está compreendida entre 40 °C e 80 °C . A temperatura do fluxo de base da coluna de desidratação não ultrapassa, de preferência 120 °C.
[0049] Nenhum solvente azeotrópico é acrescentado na coluna de desidratação.
[0050] A coluna de desidratação gera um fluxo de base que compreende o essencial do ácido (met)acrílico com subprodutos pesados e um teor mássico em água geralmente inferior a 10 %, de preferência inferior a 7 %.
[0051] O fluxo de base da coluna de desidratação é enviado pelo menos em parte na cabeça de uma segunda coluna de destilação, dita coluna de acabamento F, ou coluna de purificação.
[0052] A coluna de desidratação e a coluna de acabamento podem ser de configurações diversas, por exemplo, de tipo coluna com guarnição a granel ou estruturada ou colunas com pratos.
[0053] A temperatura e a pressão na coluna de purificação não são críticas e podem ser determinadas conforme métodos de destilação conhecidos da técnica. Todavia, de preferência, a coluna de purificação funciona a uma pressão inferior à pressão atmosférica, permitindo funcionar a temperaturas relativamente baixas, evitando assim a polimerização dos produtos insaturados presentes, e minimizando a formação de subprodutos pesados.
[0054] Vantajosamente, a coluna de purificação funciona sob uma pressão que vai de 5 kPa a aproximadamente 60 kPa, a temperatura do fluxo de cabeça estando vantajosamente compreendida entre 40 °C e aproximadamente 90 °C , e a temperatura do fluxo de base estando compreendida entre 60 °C e 120 °C .
[0055] A coluna de acabamento gera um destilado de topo que compreende a água e subprodutos leves, que é condensado, depois reciclado na base da primeira coluna, e um fluxo de base que compreende o ácido acrílico enriquecido em subprodutos pesados que é eliminado na base para ser utilizado eventualmente para a produção de ésteres acrílicos.
[0056] O fluxo estirado lateralmente da coluna de acabamento F corresponde a um grau de ácido (met)acrílico técnico. Ele é, em geral, constituído de ácido (met)acrílico de pureza superior a 98 %, de preferência superior a 99 %. De preferência, contém menos de 1,5 %, de preferência menos de 0,5 %, mais particularmente menos de 0,2 % em peso de ácido acético e menos de 1 %, de preferência menos de 0,5 %, mais particularmente, menos de 0,3 % em peso de água. Esse fluxo ainda pode ser submetido a uma purificação por destilação, eventualmente acoplada com um tratamento de cristalização.
[0057] De acordo com o processo da invenção, pelo menos um condensador é colocado sobre o efluente gasoso 3 que é reciclado no reator R e/ou sobre a alimentação com ar 1, a fim de condensar pelo menos a água presente nesses fluxos.
[0058] Pode-se utilizar um único condensador ou dois condensadores conforme representado na figura 1.
[0059] Água refrigerada ou água fria é utilizada para condensar o gás. A temperatura da água pode ir de aproximadamente 8 °C a aproximadamente 45 °C , segundo a temperatura de condensação. O condensador colocado sobre a alimentação do ar é preferencialmente resfriado com água refrigerada a aproximadamente 8 °C . O condensador colocado sobre o efluente gasoso reciclado é, de preferência, resfriado com a água à temperatura ambiente (da ordem de 25 °C).
[0060] O condensador pode ser de configurações diversas, tal como um trocador de feixe tubular, um trocador com espirais, um trocador com tubos com alhetas, ou um condensador de contato líquido, etc.
[0061] A temperatura de condensação da água pode ir de 15 °C à temperatura do condensador de topo da coluna de desidratação que é geral mente inferior a 65 °C.
[0062] De acordo com um modo de realização, a temperatura do condensador colocado no nível do efluente gasoso 3 está compreendida entre 40 °C e 60 °C, de preferência entre 45 °C e 55 °C.
[0063] De acordo com um modo de realização, a temperatura do condensador colocado no nível da alimentação com ar 1, está compreendida entre 15 °C e 25 °C.
[0064] De acordo com um modo de realização, a água condensada oriunda da alimentação com ar, que é isento de impurezas orgânicas, é vantajosamente reciclada pelo menos em parte nas torres de resfriamento de água.
[0065] De acordo com um modo de realização, a água condensada é utilizada, em parte, para preparar soluções aquosas de inibidor de polimerização que podem ser introduzidas na instalação em diferentes locais.
[0066] Os inibidores de polimerização são escolhidos dentre os compostos que inibem a reação de polimerização do ácido (met)acrílico. Como exemplos e compostos utilizáveis, podem-se citar a fenotiazina, a hidroquinona, o 2,2,6,6-tetra metil -1- piperídinilóxi (TEMPO), ou um de seus derivados, tal como o 4-hidróxi Tempo, os sais de cobre solúveis, os sais de manganês solúveis, sozinhos ou em mistura.
[0067] As soluções aquosas de inibidor de polimerização são acrescentadas em quantidade suficiente conhecida do técnico para evitar ou reduzir a polimerização do ácido (met)acrílico na instalação, notadamente no fluxo de cabeça da coluna de desidratação no nível do condensador de cabeça, ou no fluxo de cabeça da coluna de acabamento, no nível do condensador associado a essa coluna, ou no fluxo de produto purificado estirado lateralmente da coluna de acabamento , eventualmente após condensação no caso em que o fluxo estirado está sob a forma gasosa.
[0068] O processo, de acordo com a invenção, leva à produção de ácido (met)acrílico com um rendimento melhorado em relação aos processos da técnica anterior. Com efeito, a utilização de um condensador sobre o efluente gasoso reciclado na reação e/ou na alimentação do ar permitiu reduzir a perda em ácido acrílico de mais de 50 % em relação a um processo que não comporta etapa de condensação, a fim de limitar a entrada de água no reator. Por outro lado, entre a redução das perdas em ácido acrílico, foi possível reduzir a temperatura do condensador de topo da ordem de 2 a 4 °C , o que apresenta uma vantagem suplementar no nível energético.
[0069] A invenção será então ilustrada pelos exemplos seguintes, que não têm por finalidade limitar o alcance da invenção, definida pelas reivindicações anexadas. PARTE EXPERIMENTAL Exemplo 1 (referência) [0070] Com referência à figura 2, que representa um processo da técnica anterior para produzir o ácido acrílico (AA), um reator é alimentado por um fluxo 2 de propileno e um fluxo 1 de ar.
[0071] À saída do reator, uma mistura reacional gasosa que comporta o ácido acrílico produzido, é enviada após resfriamento em um trocador, em uma coluna de desidratação D superposta por um condensador de topo C. Um fluxo 5 de uma solução de inibidor aquosa de inibidor de polimerização é introduzida no nível do condensador de topo C. Uma parte do efluente gasoso 3 é reciclada no reator, e uma parte do efluente gasoso 6 é enviada para um incinerador.
[0072] Uma simulação com o auxílio do programa Aspen foi utilizada para caracterizar a perda em ácido acrílico nesse tipo de instalação.
[0073] Os resultados são apresentados na tabela a seguir: Tabela 1 Exemplo 2 (de acordo com a invenção) [0074] A figura 3 representa um primeiro modo de realização da invenção. Em relação à figura 2, um condensador / resfriador foi colocado sobre o fluxo de alimentação de ar 1. O fluxo de água 7 condensado a 15 °C pode ser reciclado nas torres de resfriamento.
[0075] Eliminando-se a umidade presente no ar que alimenta o reator, constata-se que as perdas de ácido acrílico no topo do condensador são reduzidas em aproximadamente 50 % em relação ao caso do exemplo 1.
Tabela 2 EXEMPLO 3 (de acordo com a invenção) [0076] A figura 4 representa um segundo modo de realização da invenção. Em relação à figura 2, um condensador / resfriador foi colocado sobre o fluxo de alimentação de ar 1, e um condensador foi colocado sobre o efluente 3 reciclado no reator. O fluxo de água 7 condensado proveniente da umidade do ar pode ser reciclado nas torres de resfriamento. O condensado 8 é eliminado do processo.
[0077] De acordo com essa configuração, duas simulações Aspen foram efetuadas, segundo a tabela 3.
Tabela 3 [0078] Nessa tabela, a percentagem de perda de AA na cabeça do condensador C considera a perda de AA presente no condensado 8.
[0079] Nessas condições, mesmo se o fluxo de água condensado, a partir do efluente gasoso reciclado é eliminado, a perda global em AA permanece inferior àquela do exemplo 1 de referência. Além disso, o condensador C pode funcionar à temperatura mais baixa. EXEMPLO 4 (de acordo com a invenção) [0080] A figura 5 representa um terceiro modo de realização da invenção. Em relação à figura 4, o condensado 8 é introduzido em um reservatório agitado, no qual é introduzido pelo menos um inibidor de polimerização, e a solução aquosa de inibidor 5, assim preparada in situ pode ser diretamente introduzida no nível do condensador C.
[0081] Os resultados de simulação Aspen estão reunidos na tabela 4 a seguir: Tabela 4 [0082] Esse modo de realização permite reduzir não somente a perda de AA, mas também não necessita de água limpa externa para preparar a solução aquosa de inibidores.
REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1. Processo de produção de ácido (met)acrílico, compreendendo pelo menos as seguintes etapas: I) submete-se a uma oxidação, em fase gasosa, em presença de ar, pelo menos um precursor de ácido ((met)acrílico, para formar uma mistura reacional gasosa, compreendendo o ácido (met)acrílico; II) resfria-se a mistura reacional gasosa; III) submete-se a mistura reacional gasosa a uma desidratação, sem utilizar solvente azeotrópico em uma primeira coluna, denominada coluna de desidratação, levando a um fluxo gasoso de topo e a um fluxo de base; IV) submete-se o fluxo gasoso destilado no topo da coluna de desidratação, pelo menos em parte, a uma condensação em um condensador de topo, o condensado sendo reenviado à coluna de desidratação sob a forma de refluxo para absorver o ácido acrílico, e o efluente gasoso sendo reenviado pelo menos em parte em direção à reação de oxidação e o resto sendo submetido a uma oxidação térmica e/ou catalítica; V) submete-se, pelo menos em parte, a base da coluna de desidratação a uma destilação em uma segunda coluna, denominada coluna de acabamento, levando a um fluxo de topo, e a um fluxo de base, contendo compostos pesados; VI) recupera-se um fluxo de ácido (met)acrílico por estiramento lateral da coluna de acabamento; o dito processo sendo caracterizado pelo fato de que uma etapa de condensação da água aplicada a pelo menos um dos dois seguintes fluxos: a alimentação com ar paraa reação de oxidação da etapa I), ou o efluente gasoso à saída do condensador de topo da etapa IV) que é reciclado na reação de oxidação.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de condensação da água é realizada com o auxílio de um condensador único para os dois fluxos ou com o auxílio de um condensador para cada um dos dois fluxos.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de condensação da água é realizada a uma temperatura que vai de 15 °C à temperatura do condensador de topo da coluna de desidratação.
4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de condensação da água para o efluente gasoso reciclado é realizada a uma temperatura compreendida entre 40 °C e 60 °C, de preferência entre 45 °C e 55 °C.
5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de condensação da água para a alimentação com ar é realizada a uma temperatura compreendida entre 15 °C e 25 °C.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a água condensada oriunda da alimentação com ar é reciclada pelo menos em parte nas torres de resfriamento de água.
7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a água condensada é utilizada em parte para preparar soluções aquosas de inibidor de polimerização.
8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a água condensada é em parte purificada e enviada ao tratamento das águas servidas, ou submetida a um tratamento de oxidação térmica.
9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o precursor do ácido (met)acrílico é acroleína, obtida por oxidação de propileno ou por oxidesidrogenação de propano.
10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o precursor do ácido (met)acrílico é metacroleína obtida por oxidação de isobutileno e/ou de terc-butanol ou a partir de oxidesidrogenação de butano e/ou isobutano.
11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o precursor do ácido (met)acrílico é derivado do glicerol, do ácido 3- hidróxi propiônico ou do ácido 2-hidróxi propanoico.
12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o ácido (met)acrílico é ácido acrílico e o precursor do ácido acrílico é acroleína obtida por oxidação catalítica de propileno.
BR102017005626-0A 2016-03-29 2017-03-20 Processo de produção de ácido metacrílico BR102017005626B1 (pt)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1652683 2016-03-29
FR1652683A FR3049601B1 (fr) 2016-03-29 2016-03-29 Procede ameliore de production d'acide (meth)acrylique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR102017005626A2 true BR102017005626A2 (pt) 2017-10-31
BR102017005626B1 BR102017005626B1 (pt) 2022-02-22

Family

ID=56069123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR102017005626-0A BR102017005626B1 (pt) 2016-03-29 2017-03-20 Processo de produção de ácido metacrílico

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9783479B1 (pt)
EP (1) EP3225613B1 (pt)
JP (1) JP6894255B2 (pt)
KR (1) KR102263549B1 (pt)
CN (1) CN107235836B (pt)
BR (1) BR102017005626B1 (pt)
FR (1) FR3049601B1 (pt)
MX (1) MX2017002844A (pt)
SG (1) SG10201701964SA (pt)
TW (1) TW201802063A (pt)
ZA (1) ZA201701654B (pt)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102178384B1 (ko) * 2019-01-29 2020-11-12 호서대학교 산학협력단 2단 증류탑을 이용한 사염화 티타늄(TiCl4) 정제증류장치
WO2022119127A1 (ko) * 2020-12-03 2022-06-09 주식회사 엘지화학 아크릴산 제조방법
KR102690125B1 (ko) * 2020-12-03 2024-07-30 주식회사 엘지화학 아크릴산의 제조 공정
KR20230054201A (ko) * 2021-10-15 2023-04-24 주식회사 엘지화학 아크릴산 제조방법
KR20230054198A (ko) * 2021-10-15 2023-04-24 주식회사 엘지화학 아크릴산 제조방법
EP4249465A4 (en) * 2021-10-15 2024-07-17 Lg Chemical Ltd PROCESS FOR PRODUCING ACRYLIC ACID
KR20240037093A (ko) * 2022-09-14 2024-03-21 주식회사 엘지화학 아크릴산 제조방법
KR20240037081A (ko) * 2022-09-14 2024-03-21 주식회사 엘지화학 아크릴산 제조방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19740253A1 (de) * 1997-09-12 1999-03-18 Basf Ag Verfahren zur fraktionierten Kondensation eines heißen Gasgemisches mit einem hohen Anteil nicht kondensierbarer Komponenten
FR2798382B1 (fr) * 1999-09-14 2001-10-26 Atofina Procede de purification de l'acide acrylique obtenu par oxydation du propylene et/ou de l'acroleine
JP3957298B2 (ja) * 2003-06-05 2007-08-15 株式会社日本触媒 アクリル酸の製造方法
JP4056429B2 (ja) * 2003-06-05 2008-03-05 株式会社日本触媒 （メタ）アクリル酸の製造方法
FR2861725B1 (fr) * 2003-11-04 2005-12-30 Arkema Procede de purification de l'acide (meth)acrylique obtenu par oxydation d'un substrat gazeux
FR2861724B1 (fr) * 2003-11-04 2005-12-30 Arkema Procede de purification de l'acide (meth)acrylique obtenu par oxydation d'un substrat gazeux
JP5199260B2 (ja) * 2006-09-15 2013-05-15 アルケマ インコーポレイティド アクリル酸の生成方法
MY155247A (en) * 2008-10-01 2015-09-30 Arkema Inc Control of a process for the purification of (meth) acrylic and using on-line, near ir analysis
EP3110786B1 (en) * 2014-02-20 2021-08-25 Arkema, Inc. Process and system for producing acrylic acid
FR3033558B1 (fr) * 2015-03-12 2017-02-24 Arkema France Procede ameliore de production d'acide (meth)acrylique

Also Published As

Publication number Publication date
US20170283358A1 (en) 2017-10-05
MX2017002844A (es) 2018-08-15
KR102263549B1 (ko) 2021-06-09
SG10201701964SA (en) 2017-10-30
TW201802063A (zh) 2018-01-16
CN107235836B (zh) 2020-07-10
EP3225613B1 (fr) 2018-09-19
ZA201701654B (en) 2018-05-30
BR102017005626B1 (pt) 2022-02-22
FR3049601B1 (fr) 2018-03-09
JP6894255B2 (ja) 2021-06-30
US9783479B1 (en) 2017-10-10
CN107235836A (zh) 2017-10-10
FR3049601A1 (fr) 2017-10-06
JP2017178924A (ja) 2017-10-05
EP3225613A1 (fr) 2017-10-04
KR20170113177A (ko) 2017-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR102017005626A2 (pt) Process of metacrylic acid production
US7511172B2 (en) Method for production of (meth)acrylic acid
JP4795333B2 (ja) 他のプロセスプラントにおける酢酸反応熱の利用
JP2012232996A (ja) （メタ）アクリル酸の製造方法
JP5368673B2 (ja) （メタ）アクリル酸の製造方法
WO2004020076A1 (ja) 分離装置、反応装置、及び芳香族カルボン酸の製造方法
JP6716597B2 (ja) （メタ）アクリル酸の改良された製造方法
JP5021116B2 (ja) アクリル酸およびアクリル酸エステルの製造方法
WO2018216699A1 (ja) （メタ）アクリル酸の製造方法
TW200540150A (en) Method for producing (meth)acrylic acid
TWI499579B (zh) 芳族羧酸之製造
JPH1180077A (ja) メタクリル酸メチルの製造方法
RU2013127674A (ru) Получение уксусной кислоты с увеличенной скоростью получения
EP3331847A1 (en) Process for production of acrylic acid
TW200948775A (en) Method for production of aqueous (meth) acrylic acid
JP4300224B2 (ja) アクリル酸の製造方法
TWI833768B (zh) 醋酸之製造方法
JP4823194B2 (ja) （メタ）アクリル酸の製造方法
EP2937330A1 (en) Production of aromatic carboxylic acids
BR112019018426B1 (pt) Processo de purificação de ácido (met)acrílico incluindo uma coluna de destilação com parede divisória

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]
B06W Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 20/03/2017, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.