BR112015001292B1

BR112015001292B1 - método para remover um éster de uma mistura de vapor, aparelho para sua execução, e seu uso

Info

Publication number: BR112015001292B1
Application number: BR112015001292-2A
Authority: BR
Inventors: Daniel Dünnenberger; François Loviat
Original assignee: Sulzer Management Ag
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2021-07-06
Also published as: MX357161B; RU2015105784A; CN104619398A; KR102052488B1; US9700840B2; AU2013295366A1; EP2854991B1; RU2610759C2; BR112015001292A2; NZ703552A; CA2879358A1; US20150151247A1; JP2015530916A; IN2015DN00377A; MY168977A; ES2799501T3; MX2015000960A; EP2854991A1; JP6117356B2; TW201425378A

Abstract

MÉTODO PARA REMOVER UM ÉSTER DE UMA MISTURA DE VAPOR. A presente invenção refere-se a um método para a remoção de um éster (3') de uma mistura de vapor (5') que contém o éster (3'). O método compreende as etapas de colocação da mistura de vapor (5') em contato com uma solução aquosa (6') que contém o ácido (4') que corresponde ao éster (3'), em que uma parte do éster (3') é dissolvida em ou então transferida à solução aquosa (6'), e a solução aquosa (6'), depois do contato, é conduzida em uma circulação (73), a solução aquosa (6') é processada na circulação (73) em um processo que compreende: uma etapa de aquecimento (240), uma etapa de reação (250) que tem um tempo de residência e uma temperatura, uma etapa de resfriamento (260), em que a etapa de aquecimento (240) precede a etapa de reação (250), a etapa de reação (250) precede a etapa de resfriamento (260), e o tempo de residência e a temperatura na etapa de reação (250) são suficientes para reduzir substancialmente o teor do éster (3') na solução aquosa (6'). A invenção também se refere ao uso do aparelho (1) para executar o dito processo. A presente invenção também se refere ao uso do aparelho (1) no método da invenção, de preferência na produção de um lactídeo (13') ou um polímero (...).

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a um método para a remo ção de um éster de uma mistura de vapor. A presente invenção também se refere a um aparelho para executar esse método, e ao uso do dito aparelho no dito método, bem como ao uso do método ou do aparelho na produção de um lactídeo ou de um polímero de ácido polilác- tico.

[0002] A remoção de um éster de uma mistura de vapor é de utili dade no tratamento dos vapores resultantes dos sistemas 'aéreos' de vácuo usados para remover espécies de baixo peso molecular voláteis ('baixos') em processos de policondensação ou de polimerização com abertura de anel, tal como na produção de pré-polímeros e de resinas dos poliésteres. Por exemplo, a remoção de diésteres cíclicos de um ácido alfa-hidróxi carboxílico, tal como um lactídeo, encontra a utilidade na produção de lactídeo e seus polímeros.

[0003] Um método de produção de lactídeos é por meio da pré- polimerização do ácido láctico e da despolimerização catalítica térmica subsequente a baixas pressões. Na produção de lactídeo, as correntes do subproduto que contêm misturas de vapor de lactídeo são produzidas frequentemente, e é desejável depurar as correntes de subproduto para reduzir o seu teor de compostos orgânicos voláteis e/ou para recuperar o lactídeo como ácido láctico para ser reciclado de volta no processo. Por exemplo, a mistura de vapor que contém lactídeo pode ser originária do sistema aéreo a vácuo do sistema do reator ou de destilados na purificação por meio da destilação da corrente de produto de lactídeo bruto obtida no processo. Essa corrente de produto de lactídeo bruto é tipicamente uma mistura de múltiplos componentes complexa que contém lactídeo, água, ácido láctico e oligômeros.

[0004] As misturas de vapor que contêm lactídeo também consis tem em uma corrente de subproduto comum na produção de polímeros de ácidos poliláctico (PLA), tal como na polimerização com abertura de anel de lactídeo. Por exemplo, é desejável remover o monômero de lactídeo residual e outros 'baixos' do PLA a fim de melhorar as propriedades do polímero do produto tais como a sua fusão, peso molecular e estabilidade de cores e/ou propriedades mecânicas.

[0005] O lactídeo residual e outros 'baixos' podem ser removidos do PLA por métodos de desvolatilização convencionais tais como aqueles baseados na aplicação de baixa pressão e/ou fluxo de gás inerte junto com temperaturas suficientemente altas para causar a remoção do lactídeo e outros 'baixos' do PLA por meio da destilação. O equipamento apropriado para a desvolatilização do PLA inclui evapo- radores rápidos, desvolatizadores de de cordão cadente, evaporado- res de película fina, amassadores de fusão de volume elevado, e ex- trusores de uma só rosca e roscas duplas ventilados. As misturas de vapor que contêm lactídeo podem ser originárias de alguns destes tipos de equipamento e de seus processos de desvolatização. O pro-cesso de desvolatilização pode ser integrado na produção de PLA quando se tem um sistema de desvolatização depois do reator final na polimerização e/ou a desvolatização pode ser executada em um processo pós-polimerização. Tal como no caso da produção de lactídeo, é frequentemente desejável reduzir o teor de compostos orgânicos voláteis antes de descarregar as correntes de subproduto e/ou recuperar o lactídeo e os oligômeros voláteis para reciclagem como materiais brutos no processo para produzir monômero de lactídeo e/ou para produzir PLA.

[0006] Os processos para a remoção de lactídeo das correntes de vapor são conhecidos. Por exemplo, o EP2030667, que é incorporado título de referência na presente invenção, divulga um método e um dispositivo para a condensação e a lavagem dos vapores do processo que ocorrem durante a produção de polilactídeo. É divulgado que os vapores do processo que contêm lactídeo podem ser condensados e/ou lavado ao serem colocados em contato com uma corrente de um líquido de condensação e lavagem que contém uma solução aquosa de ácido láctico de maneira tal que o lactídeo se dissolve no líquido. É divulgado que é preferível conduzir o líquido de condensação e de lavagem em uma circulação, em particular no caso de uma usina contínua para a produção de polilactídeo.

[0007] No entanto, no método do EP2030667, os vapores conten do lactídeo que são condensados conduzem a um aumento na concentração de lactídeo no líquido de condensação e de lavagem. Em consequência disto, o limite de solubilidade do lactídeo é excedido, e os sólidos precipitam no líquido de circulação, causando bloqueios na circulação, em particular no leito compactado ou no elemento de transferência de massa da coluna de condensação e/ou de lavagem. Além disso, o lactídeo reage com água contida no líquido pela abertura de anel para formar ácido lactoiláctico. Em consequência da formação de ácida lactoiláctico, a viscosidade do líquido aumenta e a distribuição sobre o leito ou compactação é prejudicada, e o efeito da condensação e da lavagem é reduzido. O EP2030667 divulga desse modo que é necessário alimentar uma mistura de água e ácido láctico continua-mente ou em porções ao líquido de condensação e de lavagem circulado de modo que o limite de solubilidade do lactídeo na circulação não seja alcançado e a viscosidade da mistura líquida não se eleve. A fim de evitar o transbordamento do sistema, é então necessário extrair um fluxo parcial do líquido do circuito, que corresponde à soma da vazão da mistura de água e ácido láctico e da vazão do condensado no circuito. Portanto, este método requer métodos complexos e incômo- dos a fim de evitar bloqueios e para manter o equilíbrio apropriado dos fluxos.

[0008] Uma desvantagem adicional do método do EP2030667 é que o lactídeo tem uma solubilidade muito pobre na água, no ácido láctico e nas suas misturas, e o lactídeo também tem uma taxa relativamente lenta de dissolução e hidrólise nesses líquidos. Portanto, grandes quantidades de água e de ácido láctico devem ser adicionadas para evitar a precipitação. A adição de grandes quantidades desses líquidos é contraproducente, uma vez que a função do método e do aparelho de condensação e de lavagem deve ser a de remover os componentes que provêm do processo, tais como aqueles que são originários da mistura de vapor, e não de adicionar mais componentes ao processo.

[0009] As taxas lentas de dissolução e hidrólise podem ser supe radas ao aumentar a temperatura do líquido de condensação e lavagem no EP2030667. No entanto, o aumento a temperatura aumenta então simultaneamente a pressão de vapor do líquido na coluna. A coluna, no entanto, está em comunicação fluida com o vaso de desvola- tização, que é a fonte da mistura de vapor que contém o lactídeo. Portanto, o aumento da temperatura e desse modo da pressão na coluna também irá aumentar a pressão no vaso do desvolatização e desse modo causar um impacto negativo na remoção do lactídeo e dos outros baixos por meio da destilação nesse vaso.

[00010] Alternativamente, a saponificação dos ésteres por bases é conhecida, e uma solução cáustica tal como uma solução de NaOH pode ser adicionada à coluna a fim de catalisar a hidrólise do éster e converter o mesmo em seu sal de sódio. No entanto, esse método requer a adição controlada de substâncias adicionais ao processo em suas quantidades necessárias, e o uso de soluções cáusticas é de modo geral indesejável devido à corrosão e aos problemas de EHS associados com o seu uso. Além disso, um calor considerável é gerado quando o componente cáustico é misturado com a água, e isto pode conduzir a uma ebulição descontrolada e violenta e/ou respinga- mento no processo se a solução cáustica ficar concentrada em uma área, ou se for adicionada de maneira demasiadamente rápida ou se a solução aquosa estiver demasiadamente fria ou demasiadamente quente.

[00011] Em conclusão, seria desejável um método e um aparelho para remover os ésteres tais como lactídeos das misturas de vapor que seriam mais fáceis de controlar do que no caso do EP2030667, e que possam impedir a precipitação dos sólidos e o aumento da viscosidade no sistema sem a necessidade de adicionar grandes quantidades de componentes adicionais ou de soluções cáusticas à circulação e enquanto permitam que uma baixa temperatura e desse modo uma pressão do líquido sejam mantidas na coluna.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00012] A partir desse estado da técnica, um objetivo da invenção consiste na provisão de um método para a remoção de um éster de uma mistura de vapor que não sofra as deficiências mencionadas precedentes, em particular a necessidade de alimentar solventes líquidos ou soluções cáusticas ou o uso de temperaturas elevadas e desse modo pressões em uma coluna a fim de impedir a precipitação e bloqueios. Outros objetivos da invenção incluem a provisão de um aparelho apropriado para o uso no dito processo, o uso do dito aparelho no dito processo, e o uso do dito processo no dito aparelho na produção de um lactídeo ou um polímero de ácido poliláctico.

[00013] De acordo com a invenção, esses objetivos são atingidos por um método para a remoção de um éster de uma mistura de vapor que contem o éster, em que o dito método compreende as etapas de colocação da mistura de vapor em contato com uma solução aquosa que contém o ácido que corresponde ao éster, em que uma parte do éster é dissolvida em ou então transferida à solução aquosa, a solução aquosa, depois do contato, é conduzida em uma circulação, e a solução aquosa é processados na circulação em um processo que compreende: uma etapa de aquecimento, uma etapa de reação que tem um tempo de residência e uma temperatura, e uma etapa de resfriamento, em que a etapa de aquecimento precede a etapa da reação, a etapa de reação precede a etapa de resfriamento, e o tempo de residência e a temperatura na etapa de reação são suficientes para reduzir substancialmente o teor de éster na solução aquosa.

[00014] Devido ao fato que os ésteres tais como o lactídeo são muito hidroliticamente instáveis, uma parte do éster a ser dissolvida na solução aquosa significa que pelo menos uma parte do éster e/ou seus produtos da hidrólise se dissolvem na solução aquosa. Com a dissolução, o éster pode hidrolisar para formar seus produtos de hidrólise como a espécie dissolvida. No caso do lactídeo como éster, os produtos da hidrólise incluem o ácido lactoiláctico e o ácido láctico. Uma parte do éster a ser então transferida à solução aquosa significa que uma parte do éster pode ser transferida à solução aquosa por outros meios que não a dissolução, por exemplo, o éster pode solidificar da fase de vapor e/ou líquida e ser transferido à solução aquosa como um precipitado ou um sólido suspenso. O precipitado ou o sólido suspenso podem então subsequentemente hidrolisar e/ou dissolver analogamente na solução aquosa em qualquer ordem, ou podem permanecer como um precipitado ou um sólido suspenso.

[00015] Reduzir substancialmente o teor do éster significa reduzir o teor suficientemente de maneira tal que a precipitação do éster e o bloqueio da circulação resultante sejam evitados. O processo pode ser monitorado de imediato quanto ao bloqueio na circulação pelo monitoramento da vazão e/ou da pressão circulação. Por exemplo, se for ob- servado que a vazão diminui, a temperatura na etapa da reação pode ser aumentada para reduzir o teor de éster na solução aquosa na circulação.

[00016] De acordo com a invenção, esses objetivos adicionais são atingidos primeiramente por um aparelho que compreende: uma coluna em contracorrente para colocar uma mistura de vapor em contato com uma solução aquosa e um circuito em comunicação fluida com a coluna e para circular a solução aquosa, em que a coluna em contra- corrente tem uma primeira entrada para a mistura de vapor e uma segunda entrada para a solução aquosa e uma saída para a solução aquosa, em que o circuito tem uma entrada e uma saída para a solução aquosa, e em que a entrada do circuito está em comunicação fluida com a saída da coluna, e em que a saída do circuito está em comunicação fluida com a segunda entrada da coluna, em que o circuito compreende um primeiro trocador de calor para executar uma etapa de aquecimento que tem uma entrada e uma saída, um reator para uma etapa de reação que tem uma entrada e uma saída, e um segundo trocador de calor para executar uma etapa de resfriamento que tem uma entrada e uma saída, em que a entrada do primeiro trocador de calor está em comunicação fluida com a entrada do circuito, a saída do primeiro trocador de calor está em comunicação fluida com a entrada do reator, a saída do reator está em comunicação fluida com a entrada do segundo trocador de calor, e a saída do segundo trocador de calor está em comunicação fluida com a saída do circuito. O dito aparelho é usado de acordo com a invenção no método de remoção de um éster de uma mistura de vapor, de preferência na produção de um lactídeo ou um polímero de ácido poliláctico.

[00017] A presente invenção atinge esses objetivos e fornece uma solução para este problema por meio do processamento da solução aquosa na circulação em um processo que compreende uma etapa de aquecimento, uma etapa de reação que tem um tempo de residência e uma temperatura, e uma etapa de resfriamento, em que a etapa de aquecimento precede a etapa de reação, a etapa de reação precede a etapa de resfriamento, e o tempo de residência e a temperatura na etapa de reação são suficientes para reduzir substancialmente o teor de éster na solução aquosa. Em consequência disto, uma dissolução mais rápida e uma hidrólise mais completa do éster irão ocorrer. Por exemplo, um lactídeo pode ser hidrolisado o tempo todo em ácido láctico sem um resto de intermediário de ácido lactoiláctico apreciável. Portanto, os problemas de precipitação e/ou de aumentos da viscosidade na circulação serão evitados. A realização dessa dissolução e hidrólise desejadas do éster pelo método da presente invenção é então é obtida imediatamente e de forma robusta.

[00018] Esses resultados são então obtidos surpreendentemente sem a necessidade de adicionar líquidos adicionais tais como a água e/ou o ácido láctico à circulação. Isto é bastante surpreendente, uma vez que o EP2030667 divulga que a adição desses líquidos constitui aspectos essenciais de evitar a precipitação e aumentos da viscosidade em sua invenção reivindicada.

[00019] Além disso, esses resultados também são obtidos surpre-endentemente sem a necessidade de aumentar a temperatura e desse modo a pressão do vapor na coluna em contracorrente ou de adicionar componentes líquidos ou catalisador adicionais ao processo. No aparelho da invenção, o uso do primeiro trocador de calor para aquecer a solução aquosa no circuito antes de sua entrada no reator e o uso do segundo trocador de calor para resfriar a solução aquosa depois da etapa de reação permitem que a reação prossiga rapidamente à temperatura elevada sem requerer uma temperatura elevada na coluna.

[00020] Em uma modalidade preferida, o éster no método é um dié- ster cíclico de um ácido alfa-hidróxi carboxílico da Fórmula I,

Fórmula I

[00021] na qual R é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio ou radicais alifáticos lineares ou ramificados que têm de 1 a 6 átomos de carbono, e em que o ácido é um ácido alfa-hidróxi carboxí- lico da Fórmula II que corresponde ao diéster da Fórmula I,

Fórmula II.

[00022] Os ésteres cíclicos da Fórmula I sofrem tipicamente de uma solubilidade muito baixo na água e em suas soluções, bem como baixas taxas de dissolução na água e em soluções aquosas. Portanto, o método e o aparelho da invenção são particularmente úteis na remoção de tais ésteres de suas misturas de vapor.

[00023] De acordo com uma outra modalidade preferida, a mistura de vapor no método é obtida a partir da desvolatização de um polímero de ácido poliláctico preparado por uma polimerização com abertura de anel de um lactídeo. As misturas de vapor que contêm um lactídeo tal como estes são bastante beneficiadas pelo método e aparelho da invenção devido à baixa solubilidade e às baixas taxas de dissolução do lactídeo em soluções aquosas de ácido láctico a temperaturas ambientes.

[00024] De acordo com uma outra modalidade preferida, a mistura de vapor no método é passada através de um ejetor de vapor antes de entrar em contato com a solução aquosa. Do mesmo modo, em uma modalidade preferida do aparelho, o aparelho compreende adicionalmente um ejetor de vapor para passar a mistura de vapor através do mesmo antes de entrar em contato com a solução aquosa, em que o ejetor tem uma entrada e uma saída, e a saída do ejetor de vapor está em comunicação fluida com a primeira entrada da coluna em contra- corrente. Um ejetor de vapor tem a vantagem de ser um meio barato e simples para bombear grandes volumes de gás, tais como aqueles que são originários de sistemas 'aéreos' de vácuo de reatores e/ou vasos de desvolatilização.

[00025] De acordo com uma outra modalidade preferida do método, uma parte da etapa de aquecimento e uma parte da etapa de resfriamento ocorrem em um recuperador. Do mesmo modo, em uma outra modalidade preferida do aparelho, o aparelho compreende adicionalmente um recuperador para executar uma etapa adicional de aquecimento e uma etapa de resfriamento adicional no circuito. O uso de um recuperador é vantajoso na provisão de um meio eficaz para reduzir o consumo de energia total com a reciclagem do calor liberado na etapa de resfriamento para a etapa de aquecimento no método.

[00026] Em ainda uma outra modalidade preferida do método, o teor de éster na solução aquosa é reduzido na etapa da reação até menos de 10% em peso, de preferência até menos de 5% em peso, com mais preferência até menos de 3% em peso. O teor de éster significa o teor de éster presente na sua forma não hidrolisada dissolvida e/ou na forma de um sólido tal como um precipitado ou sólido suspenso. A redução do teor de éster a tais níveis é vantajosa, uma vez que assegura que os problemas com precipitação, bloqueio e a viscosidade aumentada na circulação não ocorram.

[00027] Em ainda uma outra modalidade preferida do método, o tempo de residência na etapa de reação é de pelo menos 0,10 minuto, de preferência 1, com mais preferência 5, ainda com maior preferência pelo menos 10, e a temperatura na etapa da reação é de pelo menos 10°C, de preferência 20, com mais preferência 40, e com maior prefe- rência pelo menos 60. Em ainda uma outra modalidade preferida do método, o tempo de residência na etapa de reação é de 0,10 a 30 minutos e a temperatura na etapa de reação é de 10 a 95°C, de preferência o tempo de 0,5 a 25 e a temperatura de 20 a 90, com mais preferência o tempo de 0,75 a 20 e a temperatura de 40 a 80, e com maior preferência o tempo de 1 a 15 e a temperatura de 50 a 75. O uso de tais temperaturas e tempos de residência na etapa de reação é vantajoso, uma vez que assegura que o teor de éster na solução aquosa seja reduzido suficientemente de modo que os problemas de precipitação, o bloqueio e a viscosidade aumentada não ocorram na circulação.

[00028] Em uma outra modalidade preferida do método, a etapa de reação ocorre na presença de um catalisador adicionado. O uso de um catalisador aumenta a velocidade das reações de hidrólise e/ou das reações de derivatização, e desse modo também a taxa de redução do teor de éster na solução aquosa. Este aumento nas taxas permite que a etapa de reação ocorra mais rapidamente e a uma temperatura mais baixa, desse modo aumentando a produtividade e a suavidade do método enquanto reduz o consumo de energia e o tamanho de reator requerido do aparelho.

[00029] Em ainda uma outra modalidade preferida do método, a colocação da mistura de vapor em contato com a solução aquosa ocorre sob pelo menos um vácuo parcial, de preferência um vácuo de menos de 10 KPa (100 mbar), com mais preferência menos de 5 KPa (50 mbar), e com maior preferência menos de 3 KPa (30 mbar). Do mesmo modo, em uma outra modalidade preferida do aparelho, o aparelho compreende adicionalmente um sistema de vácuo em comunicação fluida com a coluna em contracorrente. Em muitas aplicações a coluna em contracorrente está em comunicação fluida com um vaso de des- volatização e/ou um sistema aéreo de vácuo. Portanto, a manutenção de um vácuo na coluna é vantajosa ao manter de imediato um vácuo elevado no vaso de desvolatização para favorecer a destilação do lac- tídeo e outros baixos e/ou para manter um vácuo elevado no sistema aéreo de vácuo.

[00030] Em uma outra modalidade preferida do aparelho, o circuito compreende adicionalmente uma bomba para prover uma força de propulsão para circular a solução aquosa.

[00031] Um outro aspecto da invenção se refere ao uso do aparelho da invenção no método da invenção, de preferência na produção de um lactídeo ou um polímero de ácido poliláctico. Tal uso se beneficia então das vantagens previamente discutidas do aparelho e do método da invenção. Em uma modalidade preferida, o uso do aparelho e/ou do método é na produção de um lactídeo ou um polímero de ácido polilác- tico.

[00032] O versado na técnica irá compreender que a combinação dos objetos das várias reivindicações e modalidades da invenção é possível sem limitar a invenção até ao ponto em que tais combinações são tecnicamente praticáveis. Nessa combinação, o objeto de qualquer reivindicação pode ser combinado com o objeto de uma ou mais das outras reivindicações. Nesta combinação de objetos, o objeto de qualquer uma reivindicação do método pode ser combinado com o objeto de uma ou mais das outras reivindicações do método ou o objeto de uma ou mais reivindicações do aparelho ou o objeto de uma mistura de uma ou mais reivindicações do método e reivindicações do apa-relho. Por analogia, o objeto de qualquer uma reivindicação do aparelho pode ser combinado com o objeto de uma ou mais de outras reivindicações do aparelho ou o objeto de uma ou mais reivindicações do método ou o objeto de uma mistura de uma ou mais reivindicações do método e reivindicações do aparelho. A título de exemplo, o objeto da reivindicação 1 pode ser combinado com o objeto de qualquer uma das reivindicações 11 a 15. Em uma modalidade, o objeto da reivindi- cação 11 é combinado com o objeto de qualquer uma das reivindicações 1 a 10. Em uma modalidade específica, o objeto da reivindicação 11 é combinado com o objeto da reivindicação 2. Em uma outra modalidade específica, o objeto da reivindicação 1 é combinado com o objeto da reivindicação 13. A título de exemplo, o objeto da reivindicação 1 também pode ser combinado com o objeto de quaisquer duas das reivindicações 2 a 15. Em uma modalidade específica, o objeto da reivindicação 1 é combinado com o objeto das reivindicações 2 e 11. Em uma outra modalidade específica, o objeto da reivindicação 11 é combinado com os objetos das reivindicações 1 e 2. A título de exemplo, o objeto da reivindicação 1 pode ser combinado com o objeto de quaisquer três das reivindicações 2 a 15. Em uma modalidade específica, o objeto da reivindicação 1 é combinado com os objetos das reivindicações 2, 9 e 11. Em uma outra modalidade específica, o objeto da reivindicação 11 é combinado com os objetos das reivindicações 2, 6 e 9. Em ainda uma outra modalidade específica, o objeto da reivindicação 1 é combinado com os objetos das reivindicações 2, 6 e 11. A título de exemplo, o objeto de qualquer reivindicação pode ser combinado com os objetos de qualquer número das outras reivindicações sem limitação até ao ponto em que tais combinações são tecnicamente praticáveis.

[00033] De uma maneira análoga, o objeto de uma das modalidades acima mencionadas pode ser combinado com o objeto de uma ou mais das outras modalidades acima mencionadas sem limitação. A título de exemplo, de acordo com uma modalidade particularmente preferida do método, o éster é um éster da Fórmula I e o ácido é da Fórmula II e a mistura de vapor é obtida a partir da desvolatização de um polímero de ácido poliláctico preparado por uma polimerização com abertura de anel de um lactídeo. A título de exemplo, de acordo com uma outra modalidade particularmente preferida, a mistura de va por é passada através de um ejetor de vapor antes de entrar em contato com a solução aquosa e uma parte da etapa de aquecimento e uma parte da etapa de resfriamento ocorrem em um recuperador no método. Ainda a título de exemplo, de acordo com uma outra modalidade particularmente preferida, o aparelho compreende adicionalmente um recuperador, um ejetor de vapor, e um sistema aéreo de vácuo. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00034] A invenção será explicada em mais detalhes a seguir com referência às várias modalidades da invenção bem como aos desenhos. Um único apóstrofo (') depois de um número de referência é usado para indicar essas características da técnica anterior. Os desenhos esquemáticos mostram:

[00035] Figura 1 - mostra uma vista esquemática de um método de acordo com a técnica anterior.

[00036] Figura 2 - mostra uma vista esquemática de um aparelho de acordo com a técnica anterior e conhecido para o uso no método da técnica anterior mostrado em Figura 1.

[00037] Figura 3 - mostra uma vista esquemática de uma modalidade de um método de acordo com a invenção.

[00038] Figura 4 - mostra uma vista esquemática de uma modalidade de um aparelho de acordo com a invenção e apropriado para o uso com o método mostrado na Figura 3.

[00039] Figura 5 - mostra uma vista esquemática de uma modalidade preferida de um aparelho de acordo com a invenção.

[00040] Figura 6 - mostra uma vista esquemática das modalidades de um éster, um ácido, um lactídeo, um polímero de ácido poliláctico, e das modalidade específicas dos catalisadores para o uso no método e aparelho da invenção.

[00041] Figura 7 - mostras os dados para o tempo de residência (min) para reduzir o teor de um lactídeo como precipitado ou sólido dissolvido em uma solução aquosa até um nível não detectável (observação visual) como uma função da temperatura (°C).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00042] As Figuras 1 e 2 mostram o método e o aparelho da técnica anterior para a remoção de um éster de uma mistura de vapor de acordo com o EP2030667. A FIGURA 1 mostra uma vista esquemática de um método da técnica anterior que, como um todo, é etiquetado com o número de referência 200'. O método tem as etapas de colocação de uma mistura de vapor 5’ que contém um éster 3' em contato com uma solução aquosa 6' que contém um ácido 4' que corresponde ao éster 3', que é etiquetado como 210'; dissolução de uma parte do éster 3' na solução aquosa 6', que é etiquetada como 220', e a solução aquosa 6', depois do contato, é conduzida em uma circulação 73', que é etiquetada como 230'.

[00043] A FIGURA 2 mostra uma vista esquemática de um aparelho da técnica anterior que, como um todo, é etiquetado com o número de referência 1'. O aparelho 1' tem uma coluna em contracorrente 2' que tem uma primeira entrada 211' para uma mistura de vapor 5', uma segunda entrada 212' para uma solução aquosa 6', e uma saída 221' para a solução aquosa 6'. O aparelho 1' tem adicionalmente um circuito 7' em comunicação fluida com a coluna 2' e para circular a solução aquosa 6', e tem uma entrada 71' e uma saída 72' para a solução aquosa 6', em que a entrada 71' está em comunicação fluida com a saída 221' e a saída 72' está em comunicação fluida com a segunda entrada 212'.

[00044] A Figura 3 mostra uma modalidade do método de acordo com a invenção que, como um todo, é etiquetada com o número de referência 205. Similar ao método 200' da técnica anterior da Figura 1, o método da invenção 205 compreende as etapas de colocação de uma mistura de vapor 5’ que contém um éster 3' em contato com uma solução aquosa 6' que contém um ácido 4' que corresponde ao éster 3', que é etiquetado como 210'; dissolução ou então transferência de uma parte do éster 3' na solução aquosa 6', que é etiquetada como 220', e a solução aquosa 6', depois do contato, é conduzida em uma circulação 73, que é etiquetada como 230'. Ao contrário da técnica anterior, a solução aquosa 6' é processada em uma circulação 73 no método de acordo com a invenção 205 em um processo que compreende: uma etapa de aquecimento 240, uma etapa de reação 250 que tem um tempo de residência e uma temperatura, e uma etapa de resfria-mento 260, em que a etapa de aquecimento 240 precede a etapa de reação 250, a etapa de reação 250 precede a etapa de resfriamento 260, e o tempo de residência e a temperatura na etapa de reação 250 são suficientes para reduzir substancialmente o teor de éster 3' na solução aquosa 6'. Em consequência disto, uma dissolução e uma hidrólise mais rápidas do éster 3' irão ocorrer. Portanto, os problemas de precipitação e/ou aumento da viscosidade na circulação são evitados de maneira surpreendente sem a necessidade de adicionar outros líquidos tais como a água e/ou ácido láctico e/ou solução cáustica à circulação.

[00045] Em modalidades específicas da invenção, o processo na circulação 73 pode compreender mais de uma etapa de aquecimento 240, mais de uma etapa de reação 250, ou mais de uma etapa de resfriamento 260, e as combinações destas.

[00046] Em uma modalidade preferida do método 205, o éster 3' é um diéster cíclico de um ácido alfa-hidróxi carboxílico da Fórmula I,

Fórmula I

[00047] na qual R é selecionado do grupo que consiste em hidrogê- nio ou radicais alifáticos lineares ou ramificados que têm 1 a 6 átomos de carbono, e em que o ácido é um ácido alfa-hidróxi carboxílico da Fórmula II que corresponde ao diéster da Fórmula I,

Fórmula II.

[00048] Esses ésteres da Fórmula I são bastante beneficiados pela invenção devido à sua baixa solubilidade em soluções aquosa e seus problemas associados com a precipitação e o bloqueio na condensação e/ou lavagem de seus vapores.

[00049] Em modalidades preferidas específicas, o éster 3' da Fórmula I é selecionado do grupo que consiste em (S, S)-Lactídeo (CAS no. 4511-42-6); (R, R)-Lactídeo (Cas No. 25038-75-9); [ (R, S)- Lactídeo, também conhecido como o meso-Lactídeo (CAS no. 1307619-2); e as misturas destes (CAS no. 26680-10-4). O ácido 4' é então selecionado do grupo que consiste no ácido L-(+)-láctico, também conhecido como ácido (S)-láctico (CAS no. 50-21-5 e 79-33-4); ácido D-(- )-láctico, também conhecido como ácido (R)-láctico (CAS no. 1032641-7); e as misturas destes.

[00050] De acordo com uma outra modalidade preferida, a mistura de vapor 5’ no método 205 é obtida a partir da desvolatização de um polímero de ácido poliláctico (PLA) 12' preparado por uma polimeriza- ção com abertura de anel de um lactídeo 13'. O PLA 12' é conhecido em várias formas de homopolímero (CAS no. 26100-51-6; ácido poli- láctico racêmico (D, L-PLA) dl-polilactídeo: Cas No.: 51063-13-9, 26680-10-4, 26100-51-6, e 34346-01-5; e l-polilactídeo de ácido poli-L- láctico (L-PLA) CAS no.: 26261-42-2 e 33135-50-1) e formas de copo- límero tais como copolímeros randômicos, ramificados, de bloco, de enxerto e de estrela com comonômeros que não de lactídeo incluindo o ácido glicólico, glicolídeo, polietileno glicol, poli(oxietieno) glicol, po- li(óxido de propileno), butiroloactona, valerolactona, caprolactona, 1,5- dioxepan-2-ona, carbonato de trimetileno e N-isopropilamida. Os métodos para desvolatilizar PLA e obter misturas de vapor 5' que contêm um lactídeo 13' são conhecidos, por exemplo, a partir dos EP2030667, EP2310437 e EP 2271696.

[00051] De acordo com uma outra modalidade preferida do método 205, o teor de éster 3' na solução aquosa 6' é reduzido na etapa de reação 250 até menos de 10% em peso, de preferência até menos de 5, com mais preferência até menos de 3 para evitar problemas com a precipitação, bloqueio e aumento da viscosidade.

[00052] O teor de éster 3' na solução aquosa 6' pode ser medido por uma variedade de métodos analíticos. Os métodos cromatográfi- cos incluem a cromatografia de gás acoplado com métodos de detecção tais como TCD, FID, ECD, ou MS, a cromatografia líquida de alto desempenho acoplada com UV/VIS, a fluorescência, detectores do índice de refração ou MS e a cromatografia iônica. Os métodos espec- troscópicos incluem as espectroscopias Raman, NIR, FTIR-ATR, UV/Vis e NMR. Os ditos métodos são conhecidos, por exemplo, a partir de Principles of Instrumental Analysis (ISBN 978-0495012016) ou Analytical Measurements ans Instrumentation for Process and Pollution Control (ISBN 978-0250404056). Esses métodos podem ser executados ao usar métodos on-line ou ao analisar as amostras off-line. Os métodos analíticos on-line são conhecidos, por exemplo, a partir de Instrument technology: On-line analysis instruments, Vol. 2 (ISBN 0408-00198-4).

[00053] O teor de éster indicado neste pedido de patente é definido como o teor tal como determinado pelo método de cromatografia de gás.

[00054] Em uma outra modalidade preferida, o teor de éster é redu- zido em etapa de reação 250 para um nível tal que a solução depois da reação não contenha nenhum éster na forma de um precipitado e/ou um sólido suspenso tal como determinado pela observação visual.

[00055] Deve ser compreendido que cada um dentre o tempo de residência e a temperatura pode variar em uma faixa muito grande a fim de reduzir substancialmente o teor de éster 3' na solução aquosa 6'. A temperatura na etapa de reação 250 é definida como a temperatura média na etapa de reação 250, por exemplo, a temperatura média em um reator 9. No caso de um reator tubular, a temperatura média é definida aqui como a média da temperatura na entrada 91 e na saída 92. Em uma modalidade preferida do método 205, o tempo de residência na etapa de reação 250 é de pelo menos 0,1 minuto, de preferência 1, com mais preferência 5, e com maior preferência 10, e a temperatura na etapa de reação 250 é de pelo menos 10°C, de preferência 20, com mais preferência 40, e com maior preferência 60. Deve ser compreendido por um elemento versado na técnica que esses tempos de residência e temperaturas podem ser combinados sem limitação. Em ainda uma outra modalidade preferida do método 205, o tempo de residência na etapa de reação 250 é de 0,10 a 30 minutos e a temperatura na etapa de reação 250 é de 10 a 95°C, de preferência o tempo de 0,5 a 25 e a temperatura de 20 a 90, com mais preferência o tempo de 0,75 a 20 e a temperatura de 40 a 80, e com maior preferência o tempo de 1 a 15 e a temperatura de 50 a 75. Deve ser compreendido por um elemento versado na técnica que essas faixas de tempos de residência e de temperaturas podem ser combinadas sem limitação. O uso de tais temperaturas e tempos de residência é vantajoso uma vez que assegura que o teor de éster 3' na solução aquosa 6' seja reduzido suficientemente de modo que os problemas de precipitação, bloqueio e viscosidade aumentada não ocorram na circulação. Essas modalidades preferidas para temperaturas e tempos de resi- dência e suas faixas foram determinadas ao fazer medições do tempo requerido para dissolver e/ou hidrolisar o lactídeo 13' na água ou nas soluções aquosa 6' de ácido láctico até um nível não detectável de acordo com a observação visual dos precipitados e/ou dos sólidos suspensos como uma função da temperatura e da concentração de lactídeo, tal como descrito mais adiante nos exemplos.

[00056] Deve ser compreendido pelo elemento versado na técnica que o tempo de residência vai depender um pouco da escolha do reator 9 usado para a etapa de reação 250. Deve ser compreendido pelo elemento versado na técnica que pode ser escolhido um reator 9 que tem uma residência apropriada para a etapa de reação 250 de acordo com a presente invenção, por exemplo, que pode prover os tempos de residência divulgados no presente pedido de patente. Também deve ser compreendido pelo elemento versado na técnica que o tempo de residência pode ser variado até alguma extensão durante o processo, por exemplo, a vazão através do reator 9 pode ser reduzida a fim de obter um tempo de residência mais longo a fim de reduzir o teor de éster 3', caso desejado. Por exemplo, se for observado que a vazão diminui e/ou a pressão aumenta e/ou se forem observados precipitados e/ou bloqueio, o tempo de residência pode ser aumentado na etapa de reação 250 a fim de reduzir o teor de éster 3'. Embora eles possam frequentemente ser mais caros, o uso de reatores tubulares permite tempos de residência bastante curtos. Em uma modalidade, um reator tubular é usado como um reator 9 e o tempo de residência na etapa de reação 250 é de 0,1 a 5 minutos, de preferência de 0,15 a 2, com mais preferência de 0,2 a 1.

[00057] Deve será compreendido pelo elemento versado na técnica que, para um determinado aparelho, será em geral mais conveniente variar a temperatura ao invés do tempo de residência na etapa de reação 250, em particular quando maiores variações da faixa são deseja- das ou requeridas.

[00058] Em uma outra modalidade preferida do método 205, a etapa de reação 250 ocorre na presença de um catalisador adicionado 15 para aumentar a taxa de hidrólise e/ou as reações de derivatização e desse modo a taxa de redução do teor de éster 3' na solução aquosa 6'. Os catalisadores apropriados 15 para o uso na invenção incluem as bases 151. Os hidróxidos de metais inorgânicos 152 da Fórmula geral M+x(-OH)x tais como hidróxidos de sódio, potássio ou cálcio podem ser usados, bem como as bases orgânicas 153 tais como compostos de amina, hidróxido de alquil amônio e imidazol.

[00059] O local de adição do catalisador 15 no método da invenção 205 ou no aparelho 1 da invenção não é limitado especificamente. Em uma modalidade, o catalisador 15 é adicionado antes, durante ou após o contato da mistura de vapor 5’ com a solução aquosa 6' no método 205, ou na coluna 2' do aparelho 1. Em uma outra modalidade, o catalisador 15 é adicionado em uma circulação 73 antes e/ou durante a etapa de reação 250 no método 205, ou no circuito 7 antes ou em um reator 9 no aparelho 1.

[00060] A quantidade do catalisador 15 adicionado à solução aquosa 6' também não é limitada especificamente, e o catalisador 15 pode ser adicionado em determinadas modalidades em quantidades de 10 ppm a 5% em peso, especificamente de 20 ppm a 1% em peso, mais especificamente de 50 ppm a 5.000 ppm. No caso do catalisador de base adicionado 151, a quantidade adicionada em determinadas modalidades será suficiente para manter o pH da solução aquosa acima de 7, de preferência acima de 8, com mais preferência acima de 9, e com maior preferência acima de 10.

[00061] Deve ser compreendido pelo elemento versado na técnica que o uso de um catalisador adicionado 15 permite que tempos de residência mais curtos e/ou temperaturas mais baixas sejam usados na etapa de reação 250. Em modalidades específicas, um catalisador 15 é usado e o tempo de residência na etapa de reação 250 é de 0,1 a 10 minutos, de preferência de 0,2 a 5, com mais preferência de 0,25 a 3. Em outras modalidades específicas, a temperatura na etapa de reação 250 é de 10 a 80°C, de preferência de 15 a 70, com mais preferência 20 a 60. Esses tempos de residência e temperaturas e suas faixas podem ser combinados sem limitação.

[00062] A Figura 4 mostra uma modalidade específica de um aparelho, que, como um todo, é etiquetado com o número de referência 1. Similar ao aparelho da técnica anterior 1', o aparelho 1 da invenção compreende uma coluna em contracorrente 2' para colocar uma mistura de vapor 5’ em contato com uma solução aquosa 6' que tem uma primeira entrada 211' para a mistura de vapor 5', uma segunda entrada 212' para a solução aquosa 6', e uma saída 221' para a solução aquosa 6'. O aparelho 1' compreende adicionalmente um circuito 7 em comunicação fluida com a coluna 2' e para circular a solução aquosa 6' e tem uma entrada 71' e uma saída 72' para a solução aquosa 6', em que a entrada 71' está em comunicação fluida com a saída 221' e a saída 72' está em comunicação fluida com a segunda entrada 212'. Ao contrário da técnica anterior, o circuito 7 da invenção compreende um primeiro trocador de calor 8 para executar uma etapa de aquecimento que tem uma entrada 81 e uma saída 82, um reator 9 para a etapa de reação 250 que tem uma entrada 91 e uma saída 92, e um segundo trocador de calor 10 para executar uma etapa de resfriamento que tem uma entrada 101 e uma saída 102, em que a entrada 81 está em comunicação fluida com a entrada 71', a saída 82 está em comunicação fluida com a entrada 91, a saída 92 está em comunicação fluida com a entrada 101, e a saída 102 está em comunicação fluida com a saída 72'. Em consequência deste circuito 7, uma dissolução e/ou uma hidrólise mais rápidas do éster 3' irão ocorrer. Portanto, os problemas de precipitação e/ou aumento da viscosidade são evitados de maneira surpreendente sem a necessidade de adicionar líquidos adicionais tais como a água e/ou ácido láctico ou soluções cáusticas à circulação e sem a necessidade de aumentar a temperatura e desse modo a pressão de vapor na coluna em contracorrente 2'.

[00063] Deve ser compreendido pelo versado na técnica que a coluna 2' e a sua primeira entrada 211', segunda entrada 212' e a saída 221' não são limitadas especificamente contanto que permitam um contato da mistura de vapor 5’ com a solução aquosa 6'. Em determinadas modalidades, o aparelho 1 tem mais de uma coluna 2'.

[00064] Podem ser usadas colunas em contracorrente convencionais 2' que incluem uma coluna não compactada ou compactada, bem como uma coluna de aspersão. Em uma modalidade, a coluna em contracorrente é um dispositivo de condensação e de lavagem tal como descrito no US2010/0252076 A1, que é incorporado a título de referência na presente invenção. Uma coluna compactada é em geral a preferida a fim de melhorar a eficiência do contato da mistura de vapor 5’ com a solução aquosa 6'. Em uma modalidade, a coluna 2' contém um elemento de transferência de massa conhecido no estado da técnica, tais como, por exemplo bandejas, anéis de Raschig e/ou Pall, selas, tais como, por exemplo, a sela de Berl, esferas, ganchos, NOR- PAC, BIO-NET Hel-X, Top-Packs, Mellapak, Montz-Pak, Ralu-Pak, Super-Pak-Pak e/ou embalagens feitas de tecido. Em uma modalidade específica, a superfície do elemento de transferência de massa usado está entre 20 m2/m3 e 500 m2/m3.

[00065] Em uma modalidade, a coluna 2' tem um depósito da coluna disposto de modo que a parte inferior da coluna 2' se abra para o depósito da coluna. A solução aquosa 6' é coletada então no depósito depois do seu contato com a mistura de vapor 5’ e até ser descarregada por meio da saída 22'. Em uma modalidade alternativa, a solução aquosa 6' é ao invés disto coletada após o contato em um tanque separado.

[00066] Tipicamente, a primeira entrada 211' e a saída 22' são dispostas na parte inferior da coluna 2', de preferência abaixo de qualquer elemento de transferência de massa, e a entrada 212' é disposta na parte superior da coluna 2', de preferência acima de qualquer elemento de transferência de massa. Em uma modalidade preferida, a entrada 211' é disposta abaixo do elemento de transferência de massa e acima de um depósito, a saída 22' é dispostas no depósito, e a entrada 212' é disposta acima do elemento de transferência de massa. A solução aquosa 6' cai então pela gravidade através da coluna 2' onde é coletada no depósito e descarregada no circuito 7. Em uma modalidade alternativa, a entrada 212' é localizada no lado da coluna 2' no caso de uma coluna de aspersão.

[00067] De acordo com uma outra modalidade preferida do método 205, a mistura de vapor 5’ no método 205 é passada através de um ejetor de vapor 14 antes de entrar em contato com a solução aquosa 6'. Do mesmo modo, uma modalidade preferida do aparelho 1 compreende adicionalmente um ejetor de vapor 14 para passar a mistura de vapor 5’ através do mesmo antes de entrar em contato com a solução aquosa 6', em que o ejetor tem uma entrada 141 e uma saída 142, e a saída 142 está em comunicação fluida com a primeira entrada 211'. Em outras modalidades preferidas, a mistura de vapor 5’ é passada através de dois ou mais ejetores de vapor 14 em série e o aparelho compreende dois ou mais ejetores de vapor 14. O uso de múltiplos ejetores de vapor 14 permite uma diferença maior da pressão entre o processo de colocação da mistura de vapor 5' com a solução aquosa 6' e o processo para a desvolatização do éster 3'. Portanto, a desvola- tização podei ocorrer idealmente a vácuos elevados, ao passo que a colocação da mistura de vapor 5’ e contato com a solução aquosa 6' pode ocorrer convenientemente a níveis de vácuo mais baixos sem os requisitos de equipamento e custos de energia de manter um vácuo elevado na etapa de contato.

[00068] Em uma modalidade preferida, a primeira entrada 211' está em comunicação fluida com um vaso de desvolatização, por exemplo, um evaporador rápido, um desvolatizador de cordão cadente, um eva- porador de película fina, um amassador de fusão de volume elevado, ou extrusores de uma só rosca ou de roscas duplas ventilados usados para a desvolatização de um polímero de polilactídeo 12'.

[00069] Em uma modalidade preferida, a segunda entrada 212' tem pelo menos um distribuidor de líquido para distribuir a solução aquosa que é fornecida através da saída 72', em que o dito distribuidor é disposto acima de qualquer elemento de transferência de massa. O distribuidor de líquido é de preferência um dispositivo de gotejamento ou de aspersão, um condensador de aspersão ou um borrifador para extinção de incêndio.

[00070] Em uma modalidade, a coluna 2' é conectada a um sistema de vácuo 16' disposto acima da entrada 212', de preferência acima de qualquer elemento de transferência de massa e qualquer distribuidor de líquido. O sistema de vácuo 16' atende a finalidade de descarregar quaisquer gases e vapores não condensáveis. O sistema de vácuo 16' pode compreender uma ou mais bombas de vácuo convencionais tais como um ejetor de vapor, uma bomba de anel de líquido, um ventilador de raiz, ou uma bomba de parafuso. Opcionalmente, haverá um ou mais captadores de resfriamento na linha entre a coluna 2' e o sistema de vácuo 16' e em comunicação fluida com os mesmos.

[00071] O primeiro trocador de calor 8 e o segundo trocador de calor 10 do circuito 7 não são limitados especificamente, e cada um deles pode estar na forma de um trocador de placa, monotubo, espiral, ou Sulzer Mixer Reactor (SMR™). Os trocadores de calor podem ser do tipo de uma única passagem ou de múltiplas passagens. Os trocadores de calor de placa são os preferidos porque são econômicos para o uso com fluidos viscosos baixos tal como é típicos para a solução aquosa 6' na presente invenção. Em algumas modalidades, mais de um trocador de calor 8 e 10 pode ser usado.

[00072] O reator 9 também não é especificamente limitado e pode ser qualquer reator apropriado para executar a etapa de reação 250 com um tempo de residência e temperatura. Por exemplo, o reator pode estar na forma de um ou mais reatores de vaso agitado, montubo, de múltiplos tubos ou Sulzer Mixer Reactor (SMR™). Em uma modalidade, dois reatores descontínuos 9 são operados em tandem.

[00073] De acordo com uma outra modalidade preferida do método 205, uma parte da etapa de aquecimento 240 e/ou uma parte da etapa de resfriamento 260 ocorrem em um recuperador 11 a fim de reduzir o consumo de energia. Em uma modalidade, toda a etapa de aquecimento 240 e/ou toda a etapa de resfriamento 260 ocorrem em um re- cuperador 11. Do mesmo modo, uma modalidade preferida do aparelho 1 compreende adicionalmente um recuperador 11 para executar uma etapa de aquecimento adicional 240" e uma etapa de resfriamento adicional 260" no circuito 7. Em uma modalidade preferida específica do aparelho 1, o primeiro trocador de calor 10 e/ou o segundo trocador de calor 8 fazem parte de um recuperador 11. Em outras modalidade do método 205 e do aparelho 1, mais de um recuperador 11 pode ser usado. Deve ser compreendido pelo elemento versado na técnica que o(s) recuperador(es) 11 pode(m) ser disposto(s) antes e/ou depois de cada um dentre o primeiro trocador de calor 8 e o segundo trocador de calor 10 no circuito 7 sem limitação, contanto que uma parte do aquecimento 240 e uma parte do resfriamento 260 no circuito 7 ocorram no(s) recuperador(es) 11. Os recuperadores 11 não são limitados especificamente e, por exemplo, podem ser dos tipos de placa, monotubo ou de múltiplos tubos.

[00074] Em uma modalidade preferida do método 205, a colocação da mistura de vapor 5’ em contato com a solução aquosa 6' ocorre sob pelo menos um vácuo parcial, de preferência um vácuo de menos de 10 KPa (100 mbar), com mais preferência menos de 5 KPa (50 mbar), e com maior preferência menos de 3 KPa (30 mbar). Do mesmo modo, uma outra modalidade preferida do aparelho 1 compreende adicionalmente um sistema de vácuo 16 em comunicação fluida com a coluna em contracorrente 2'. Um vácuo também é vantajoso na manutenção imediata de um vácuo elevado também no vaso de desvolatização para favorecer a destilação do lactídeo 13' no mesmo.

[00075] O circuito 7 não é especificamente limitado e também pode compreender um ou mais bombas, válvulas, saída adicionais e entradas adicionais. Uma bomba 17' pode ser usada para fornecer uma força de impulsão para a circulação 73 da solução aquosa 6' através do circuito 7. Saídas adicionais podem ser usadas para remover o líquido ou resíduos ou amostras para a análise do circuito 7, e entradas adicionais podem ser usadas para adicionar a água, o ácido 4', de preferência o ácido láctico, e/ou o catalisador 15 ao circuito 7, caso desejado. Em uma modalidade preferida, o circuito 7 compreende uma entrada para a adição do catalisador 15, de preferência antes e/ou no reator 9.

[00076] O circuito 7 também pode compreender vários equipamentos analítico on-line tais como espectrômetros ou seus sensores para medir o teor de éster 3', e sensores tais como sensores do pH e/ou sensores da pressão e/ou medidores de fluxo para auxiliar na operação apropriada do circuito 7. Por exemplo, se o teor de éster 3' na solução aquosa 6' aumentar, ou se a pressão aumentar ou o fluxo diminuir no circuito 7 indicando precipitação e bloqueio, então a temperatura no reator 9 pode ser aumentada a fim de aumentar a taxa de redu- ção do teor de éster 3'.

[00077] A FIGURA 5 mostra uma vista esquemática exemplificadora de uma modalidade preferida de um aparelho 1 de acordo com a invenção que tem um ejetor de vapor 14, um recuperador 11, um sistema de vácuo 16' e uma bomba 17'.

[00078] Um outro aspecto da invenção se refere ao uso do aparelho 1 no método 205, de preferência na produção de um lactídeo 13' ou um polímero de ácido poliláctico 12'. Em uma modalidade, o aparelho 1 faz parte de uma usina de polimerização para a produção de um polímero de poliéster. Tal uso é então beneficiado com as vantagens previamente discutidas do aparelho e do método da invenção. Em uma modalidade preferida, o uso do método 205 é na produção de um polímero de ácido poliláctico 12'.

EXEMPLOS

[00079] Os exemplos a seguir são apresentados para fornecer aos elementos versados na técnica uma descrição detalhada de como os métodos reivindicados na presente invenção são avaliados, e não se prestam a limitar o âmbito do que os autores da presente invenção consideram como sua invenção. A menos que esteja indicado de alguma outra maneira, a temperatura é em graus Celsius (°C), e o tempo é em minutos.

[00080] O lactídeo sólido 13' foi colocado em contato com a água ou várias soluções aquosas de ácido láctico e várias misturas que têm proporções diferentes do lactídeo 13' e água, e soluções aquosas de ácido láctico foram feitas. O tempo para dissolver e/ou hidrolisar todo o teor de sólido presente como precipitado ou sólido suspenso para obter soluções transparentes foi determinado para várias temperaturas.

[00081] Os dados representativos são mostrados na FIGURA 7 para a dissolução e/ou a hidrólise de lactídeo sólido na água a várias temperaturas. Foi observado que o aumento do tempo de residência a uma temperatura particular conduziu a uma redução e finalmente à eliminação do teor de sólidos. Pode ser observado que o aumento da temperatura reduz o tempo requerido para eliminar o teor de sólidos da mistura de lactídeo e água.

[00082] Também foi observado que a presença e/ou a adição do ácido láctico conduziram a uma redução no tempo necessário para eliminar o teor de sólidos. Sem desejar ficar limitado por qualquer mecanismo específico, acredita-se que a hidrólise do lactídeo 3' em ácido lactoilláctico e/ou ácido láctico é vantajosa na redução autocatalítica do teor de sólidos e de lactídeo. Portanto, a presença do ácido 4' em etapa de reação 250 da circulação 73 e/ou no reator 9 do circuito 7 é vantajosa na redução do teor do éster 3'.

Claims

1. Método para remoção de um éster (3') de uma mistura de vapor (5') que contém o éster (3'), ao colocar a mistura de vapor (5') em contato com uma solução aquosa (6') que contém o ácido (4') que corresponde ao éster (3'), em que uma parte do éster (3') é dissolvida em ou então transferida à solução aquosa (6'), e a solução aquosa (6'), depois do contato, é conduzida em uma circulação (73), o referido método sendo caracterizado pelo fato de que: a solução aquosa (6') é processada na circulação (73) em um processo que compreende: - uma etapa de aquecimento (240) - uma etapa de reação (250), que apresenta um tempo de residência e uma temperatura - uma etapa de resfriamento (260) sendo que a etapa de aquecimento (240) precede a etapa de reação (250), a etapa de reação (250) precede a etapa de resfriamento (260), e o tempo de residência e a temperatura na etapa de reação (250) são suficientes para reduzir o teor de éster (3') na solução aquosa (6').

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o éster (3') é um diéster cíclico de um ácido alfa- hidróxi carboxílico da Fórmula I,

Fórmula I na qual R é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio ou radicais alifáticos lineares ou ramificados que apresenta de 1 a 6 áto- mos de carbono, e sendo que o ácido (4') é um ácido alfa-hidróxi carboxílico da Fórmula II,

Fórmula II que corresponde ao diéster da Fórmula I.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a mistura de vapor (5') é obtida a partir da des- volatização de um polímero de ácido poliláctico (12') preparado por uma polimerização com abertura do anel de um lactídeo (13').

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a mistura de vapor (5') é passada através de um ejetor de vapor (14) antes de entrar em contato com a solução aquosa (6').

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que uma parte da etapa de aquecimento e uma parte da etapa de resfriamento ocorrem em um recupe- rador (11).

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o teor de éster (3') na solução aquosa (6') é reduzido na etapa da reação (250) a menos de 10% em peso, de preferência menos de 5, com mais preferência menos de 3.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o tempo de residência na etapa da reação (250) é de pelo menos 0,1 minuto, de preferência 1, com mais preferência 5, com maior preferência pelo menos 10, e a temperatura na etapa de reação (250) é de pelo menos 10°C, de preferência 20, com mais preferência 40, com maior preferência, 60.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o tempo de residência na etapa de reação (250) é de 0,10 a 30 minutos e a temperatura na etapa de reação (250) é de 10 a 95°C, de preferência o tempo de 0,5 a 25 e a temperatura de 20 a 90, com mais preferência o tempo de 0,75 a 20 e a temperatura de 40 a 80, com maior preferência o tempo de 1 a 15 e a temperatura de 50 a 75.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a etapa da reação (250) ocorre na presença de um catalisador adicionado (15).

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o contato da mistura de vapor (5') com a solução aquosa (6') ocorre sob pelo menos um vácuo parcial, de preferência um vácuo de menos de 10 KPa (100 mbar), com mais preferência menos de 5 KPa (50 mbar), e com maior preferência menos de 3 KPa (30 mbar).

11. Aparelho (1) para executar o método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, que compreende: - uma coluna em contracorrente (2') para colocar uma mistura de vapor (5') em contato com uma solução aquosa (6 '), - um circuito (7) em comunicação fluida com a coluna (2') e para circular a solução aquosa (6'), sendo que a coluna em contracorrente (2') tem uma primeira entrada (211') para a mistura de vapor (5') e a segunda entrada (212’) para a solução aquosa (6’) e a saída (211’) para a solução aquosa (6’), em que o circuito (7) tem uma entrada (71') e uma saída (72') para a solução aquosa (6'), e sendo que a entrada (71') do circuito (7) está em comunicação fluida com a saída (221') da coluna em contracorrente (2’), e sendo que a saída (72') do circuito (7) está em comunicação fluida com a segunda entrada (212') da coluna em con- tracorrente (2’), o dito aparelho sendo caracterizado pelo fato de que: o circuito (7) compreende: - um primeiro trocador de calor (8) para executar uma etapa de aquecimento que tem uma entrada (81) e uma saída (82), - um reator (9) para a etapa de reação (250) que tem uma entrada (91) e uma saída (92), - um segundo trocador de calor (10) para executar uma etapa de resfriamento que tem uma entrada (101) e uma saída (102), sendo que a entrada (81), do primeiro trocador de calor (8), está em comunicação fluida com a entrada (71'), do circuito (7), a saída (82), do primeiro trocador de calor (8), está em comunicação fluida com a entrada (91), do reator (9), a saída (92), do reator (9) está em comunicação fluida com a entrada (101), do segundo trocador de calor (10), e a saída (102), do segundo trocador de calor (10), está em comunicação fluida com a saída (72'), do circuito (7).

12. Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um recuperador para executar uma etapa de aquecimento adicional (11) e uma etapa de resfriamento adicional no circuito (7).

13. Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um ejetor de vapor (14) para passar a mistura de vapor (5') através do mesmo antes de entrar em contato com a solução aquosa (6'), em que o ejetor (14) tem uma entrada (141) e uma saída (142), e a saída (142), do ejetor (14), está em comunicação fluida com a primeira entrada (211'), da coluna em contracorrente (2’).

14. Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sistema de vácuo (16) em comunicação fluida com a coluna em con- tracorrente (2').

15. Uso do aparelho (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que é no método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, para produção de um lactídeo (13') ou um polímero de ácido poliláctico (12').