BR112015016173B1 - Dispositivo e método para preparar alcanol - Google Patents

Abstract

dispositivo para preparar alcanol. trata-se de um dispositivo e um método para preparar alcanol. de acordo com o presente pedido, a energia pode ser reduzida ao preparar alcanol através da redução da quantidade de vapor d'água usada em um ebulidor ou de água de resfriamento usada em um condensador e um resfriador, e o vapor d'água gerado a partir de um trocador de calor para a corrente de topo de coluna pode ser utilizado em uma variedade de campos. além disso, um alcanol altamente puro pode ser preparado de acordo com o presente pedido.

Description

DISPOSITIVO E MÉTODO PARA PREPARAR ALCANOL CAMPO DA TÉCNICA

[001] O presente pedido refere-se a um dispositivo e um método para preparar um alcanol.

TÉCNICA ANTERIOR

[002] Os alcanóis, tais como octanóis, têm sido usados para diversas aplicações na indústria química incluindo, por exemplo, perfumes, solventes para produtos sintéticos orgânicos, plastificantes, etc.

[003] Por exemplo, os octanóis podem ser fabricados através da hidrogenação de n-butilaldeído. No mencionado anteriormente, os octanóis fabricados por meio de uma reação de hidrogenação podem ser destilados através de pelo menos uma coluna de destilação. Posteriormente, parte ou toda a corrente pode passar através de um ebulidor ou um condensador durante um processo de destilação para refluir a corrente para a coluna de destilação, para obter, assim, octanóis de pureza alta.

REVELAÇÃO PROBLEMA DA TÉCNICA

[004] O presente pedido é direcionado ao fornecimento de um dispositivo e um método para preparar um alcanol.

SOLUÇÃO DA TÉCNICA

[005] Um aspecto do presente pedido fornece um dispositivo para preparar um alcanol. O dispositivo de preparação exemplificativo pode incluir uma coluna de destilação. Por exemplo, o dispositivo de preparação pode ser um conjunto de coluna de destilação ou um sistema de destilação que inclui a coluna de destilação. Quando o dispositivo para preparar um alcanol é usado, um alcanol de pureza alta pode ser separado e refinado enquanto que minimiza a perda de energia causada durante um processo de preparação de um alcanol. Doravante, o dispositivo será descrito com referência aos desenhos anexos. Contudo, devese compreender que os desenhos são mostrados no presente documento para ilustração somente, e não devem ser interpretados como limitação do escopo do dispositivo de acordo com uma modalidade exemplificativa do presente pedido.

[006] A Figura 1 é um diagrama exemplificativo que mostra um dispositivo para preparar um alcanol. É fornecido um dispositivo que inclui uma coluna de destilação 100 na qual um material bruto 110 que inclui um composto representado pela seguinte Fórmula 1 flui.

FÓRMULA 1 R-OH

[007] Na Fórmula 1, R representa um grupo alquila, por exemplo, um grupo alquila que tem 1 a 20 átomos de carbono, 1 a 16 átomos de carbono, 1 a 12 átomos de carbono, ou 1 a 8 átomos de carbono. O grupo alquila pode ter uma estrutura linear, ramificada ou cíclica, e pode ser opcionalmente substituído por um ou mais substituintes, quando necessário.

[008] De acordo com uma modalidade exemplificativa, o componente da Fórmula 1 pode ser um octanol, por exemplo, 2- etilhexanol.

[009] No mencionado anteriormente, a coluna de destilação 100 pode ser uma coluna de destilação de parede dividida 100. A coluna de destilação de parede dividida 100 é geralmente um dispositivo projetado para destilar o material bruto 110 que inclui três componentes que têm um ponto de ebulição baixo, um ponto de ebulição médio e um ponto de ebulição alto. A coluna de destilação de parede dividida 100 é geralmente um dispositivo similar a uma coluna de destilação Petlyuk em um aspecto termodinâmico. A coluna de destilação Petlyuk tem uma estrutura em que um préfracionador e uma coluna principal são termicamente integrados. A coluna de destilação é projetada de modo que um material de ponto de ebulição baixo e um material de ponto de ebulição alto possam ser primariamente separados no préfracionador, os componentes presentes nas regiões de topo da coluna e fundo da coluna do pré-fracionador possam fluir para um estágio de alimentação da coluna principal, e o material de ponto de ebulição baixo, o material de ponto de ebulição médio e o material de ponto de ebulição alto possam ser separados na coluna principal. Nesse caso, a coluna de destilação de parede dividida 100 é configurada para instalar uma parede dividida 101 na coluna a fim de integrar o préfracionador na coluna principal.

[010] A coluna de destilação de parede dividida 100 pode ter, por exemplo, uma estrutura conforme mostrado na Figura 1. A Figura 1 mostra uma coluna de destilação de parede dividida exemplificativa 100. Conforme mostrado na Figura 1, a coluna de destilação exemplificativa 100 pode ter uma estrutura em que uma parte interna da coluna de destilação 100 é dividida por uma parede dividida 101 e que tem um condensador 102 e um ebulidor 103 formados respectivamente em porções superiores e inferiores da mesma. Além disso, a parte interna da coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser dividida de maneira imaginária por linhas pontilhadas mostradas na Figura 1, por exemplo, dividida em uma região de topo de coluna 104 a partir da qual uma corrente de ponto de ebulição baixo é descarregada, uma região de fundo de coluna 105 a partir da qual uma corrente de ponto de ebulição alto é descarregada, uma região de alimentação de material bruto 106 em que um material bruto 110 flui, e uma região de escoamento de produto 107 a partir da qual um produto flui. Além disso, a região de alimentação de material bruto 106 pode ser dividida em uma região de alimentação superior 1061 e uma região de alimentação inferior 1062, e a região de escoamento de produto 107 pode ser dividida em uma região de escoamento superior 1071 e uma região de escoamento inferior 1072. No mencionado anteriormente, o termo “regiões de alimentação inferior e superior” pode se referir a regiões superiores e inferiores, respectivamente, quando a região de alimentação de material bruto 106, isto é, um espaço em um lado da coluna de destilação de parede dividida 100 em que o material bruto 110 é alimentado em espaços divididos pela parede dividida 101 na estrutura da coluna de destilação de parede dividida 100, é secionado em uma direção longitudinal da coluna de destilação 100. Além disso, o termo “regiões de escoamento inferior e superior” pode se referir a regiões superiores e inferiores, respectivamente, quando a região de escoamento de produto 107, isto é, um espaço em um lado da coluna de destilação de parede dividida 100 a partir do qual um produto flui para fora nos espaços divididos pela parede dividida 101 na parte interna da coluna de destilação de parede dividida 100.

[011] Os tipos específicos da coluna de destilação de parede dividida 100 que podem ser usados em um processo de destilação de uma alcanol não são particularmente limitados. Por exemplo, a coluna de destilação de parede dividida 100 que tem uma estrutura típica, conforme mostrado na Figura 1, pode ser usada, ou uma coluna de destilação, em que a posição e o formato da parede dividida 101 na coluna de destilação são projetados para serem alterados, também pode ser usada, em consideração com a eficiência da refinação. Além disso, o número de placas e o diâmetro interno da coluna de destilação não são particularmente limitados e podem, por exemplo, ser determinados com base em um número de placas teórico derivado a partir de uma curva de destilação plotada em consideração com as composições do material bruto 110.

[012] Para realizar um processo de refinação no material bruto 110 que inclui três componentes que têm um ponto de ebulição baixo, um ponto de ebulição médio e um ponto de ebulição alto, o material bruto 110 pode ser introduzido na região de alimentação de material bruto 106 da coluna de destilação de parede dividida 100, conforme mostrado na Figura 1. No mencionado anteriormente, o material bruto 110 introduzido na região de alimentação de material bruto 106 pode ser separado em uma corrente de produto 140, uma corrente de fundo de coluna 130 e uma corrente de topo de coluna 120 para fluir para fora a partir das mesmas. Por exemplo, depois que o material bruto 110 flui para a região de alimentação de material bruto 106 da coluna de destilação de parede dividida 100, a corrente de topo de coluna 120 que é um componente que tem um ponto de ebulição relativamente baixo nos componentes do material bruto 110 é descarregada a partir da região de topo de coluna 104 da coluna de destilação de parede dividida 100, e a corrente de fundo de coluna 130 que tem um ponto de ebulição relativamente alto nos componentes do material bruto 110 é descarregada a partir da região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação de parede dividida 100. Além disso, o componente que tem um ponto de ebulição médio pode ser descarregado como a corrente de produto 140 a partir da região de escoamento de produto 107. De acordo com uma modalidade exemplificativa, quando o material bruto 110 que inclui um octanol, por exemplo, 2- etilhexanol, flui para a coluna de destilação de parede dividida 100, uma corrente de ponto de ebulição baixo que é um componente que tem um ponto de ebulição relativamente baixo em componentes do material bruto 110 é descarregada a partir da região de topo de coluna 104 da coluna de destilação de parede dividida 100, e uma corrente de ponto de ebulição alto que é um componente que tem um ponto de ebulição relativamente alto nos componentes do material bruto 110 é separada e descarregada a partir da região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação de parede dividida 100. Além disso, a corrente de produto 140 que inclui um octanol, tal como 2-etilhexanol, que é um componente que tem um ponto de ebulição relativamente médio nos componentes do material bruto 110 pode ser descarregada a partir da região de escoamento de produto 107, por exemplo, uma região de escoamento superior 1071 ou uma região de escoamento inferior 1072, da coluna de destilação de parede dividida 100. Depois que a corrente de topo de coluna 120 na coluna de destilação de parede dividida 100 passa através do condensador 102, conforme descrito acima, e parte da corrente de topo de coluna 120 pode ser refluída para a região de topo de coluna 104 da coluna de destilação, e o restante da corrente de topo de coluna 120 pode ser armazenado como um produto. Além disso, depois que a corrente de ponto de ebulição alto na coluna de destilação de parede dividida 100 passa através do ebulidor 103, parte da corrente de ponto de ebulição alto pode ser refluída para a região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação, e o restante da corrente de ponto de ebulição alto pode ser produzido como um produto. No mencionado anteriormente, o termo “corrente de ponto de ebulição baixo” se refere a uma corrente em que o componente de ponto de ebulição baixo que tem um ponto de ebulição relativamente baixo, descarregado a partir da região de topo de coluna 104 da coluna de destilação de parede dividida 100, é rico, e o termo “corrente de ponto de ebulição alto” se refere a uma corrente em que o componente de ponto de ebulição alto que tem um ponto de ebulição relativamente alto, descarregado a partir da região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação de parede dividida 100, é rico. Além disso, o termo “corrente de produto” se refere a um produto que flui para fora da região de escoamento de produto 107 da coluna de destilação de parede dividida 100, isto é, uma corrente em que o componente de ponto de ebulição médio é rico. No mencionado anteriormente, o termo “corrente rica” se refere a uma corrente em que o componente de ponto de ebulição baixo incluído na corrente descarregada a partir da região de topo de coluna 104, o componente de ponto de ebulição alto incluído na corrente descarregada a partir da região de fundo de coluna 105 e o componente de ponto de ebulição médio incluído na corrente descarregada a partir da região de escoamento de produto 107 têm teores maiores que o componente de ponto de ebulição baixo, o componente de ponto de ebulição alto e o componente de ponto de ebulição médio incluídos no material bruto 110, respectivamente. Por exemplo, a corrente rica pode se referir a uma corrente em que cada um dentre o componente de ponto de ebulição baixo, o componente de ponto de ebulição alto e o componente de ponto de ebulição baixo incluídos na corrente descarregada a partir da região de topo de coluna 104, da região de fundo de coluna 105 e da região de escoamento de produto 107 tem um teor de 50% em peso ou mais, 80% em peso ou mais, 90% em peso ou mais, 95% em peso ou mais, ou 99% em peso ou mais. Nesse relatório descritivo, a corrente de ponto de ebulição baixo e a corrente de topo de coluna 120 podem ser usadas de maneira sinônima, a corrente de ponto de ebulição alto e a corrente de fundo de coluna 130 podem ser usadas de maneira sinônima, e a corrente de ponto de ebulição médio e a corrente de produto 140 podem ser usadas de maneira sinônima.

[013] De acordo com uma modalidade exemplificativa do presente pedido, o dispositivo de preparação pode incluir um trocador de calor.

[014] No trocador de calor, parte de ou toda a corrente dentre pelo menos uma corrente selecionada dentre o grupo que consiste na corrente de topo de coluna 120, na corrente de fundo de coluna 130 e na corrente de produto 140 pode trocar calor. Portanto, um alcanol de pureza alta pode ser separado e refinado enquanto que minimiza a perda de energia causada durante um processo de preparação de um alcanol, por exemplo, 2-etilhexanol. De acordo com uma modalidade exemplificativa, no trocador de calor, uma parte ou toda a corrente de fundo de topo de coluna 120 pode trocar calor com água, ou parte ou toda a corrente dentre pelo menos uma corrente selecionada dentre o grupo que consiste na corrente de topo de coluna 120, na corrente de fundo de coluna 130 e na corrente de produto 140 pode trocar calor com o material bruto 110 que flui na região de alimentação de material bruto 106.

[015] A Figura 2 é um diagrama que mostra um dispositivo para preparar um alcanol de acordo com uma primeira modalidade exemplificativa do presente pedido.

[016] De acordo com uma modalidade exemplificativa, o trocador de calor pode ser um trocador de calor 300 para corrente de topo de coluna, conforme mostrado na Figura 2. No mencionado anteriormente, o trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna pode ser disposto para ser direta ou indiretamente acoplado a um tubo, através do qual a corrente de ponto de ebulição baixo no dispositivo de preparação flui. Em um aspecto termodinâmico, o trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna pode ser, de preferência, diretamente acoplado ao tubo através do qual a corrente de ponto de ebulição baixo na coluna de destilação 100 flui. Além disso, o trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna pode, por exemplo, ser disposto em um estágio frontal do condensador 102 de modo que a corrente de topo de coluna 120 sequencialmente passe através do trocador de calor 300 e do condensador. Por exemplo, depois que a corrente de ponto de ebulição baixo sequencialmente passa através do trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna, e do condensador 102, arte da corrente de ponto de ebulição baixo que através do condensador 102 pode ser refluída para a coluna de destilação 100.

[017] Uma vez que o dispositivo de preparação inclui adicionalmente um trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna, conforme descrito acima, a corrente de ponto de ebulição baixo na coluna de destilação de parede dividida 100 passa através do trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna. Nesse caso, o calor é aplicado ao trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna. Portanto, a corrente de ponto de ebulição baixo é refluída para a coluna de destilação de parede dividida 100 a uma temperatura relativamente baixa. Nesse caso, a despesa gasta em um processo de concentração, em que o condensador 102 é usado, pode ser cortada reduzindo-se a quantidade de energia usada no processo de concentração antes da corrente de ponto de ebulição baixo ser refluída para a coluna de destilação de parede dividida 100.

[018] De acordo com uma modalidade exemplificativa, o trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna pode ser um trocador de calor configurado para produzir vapor d'água. No dispositivo de preparação exemplificativo, à medida que a corrente de ponto de ebulição baixo passa através do trocador de calor 300 configurado para produzir vapor d'água para a corrente de topo de coluna, no trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna, parte ou toda a corrente de ponto de ebulição baixo que flui para fora a partir da região de topo de coluna 104 pode trocar calor com a água a fim de produzir vapor d’água de alta temperatura. O vapor d’água de alta temperatura produzido no trocador de calor 300 pode, por exemplo, ser usado como uma fonte de calor em um vaporizador, uma coluna de decapagem, ou uma coluna isômero usada em um processo de preparação de um octanol. Nesse caso, a corrente de ponto de ebulição baixo refluída para a coluna de destilação 100 depois que a troca de calor é concluída pode ter uma razão de refluxo de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de ponto de ebulição baixo pode estar preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, com mais preferência 18,5 a 25,5. Quando a razão de refluxo da corrente de ponto de ebulição baixo é ajustada em uma faixa de 100 ou menos, preferencialmente, 70 ou menos, e com a máxima preferência 25,5 ou menos, conforme descrito acima, a energia consumida para refluir a corrente de topo de coluna refluída para a coluna de destilação 100 na corrente de topo de coluna 120, a qual tem uma temperatura de 100 a 120 °C e é submetida à troca de calor com água por meio do trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna, pode ser minimizada, e parte da corrente de topo de coluna 120 pode ser produzida como um produto de pureza alta ao mesmo tempo. Nesse caso, 2-etilhexanol que tem uma pureza alta, por exemplo, uma pureza de 99,0% ou mais, também pode ser produzido a partir da corrente de produto ajustando-se a razão de refluxo em uma range de 5 a 70, preferencialmente, 18 a 25,5. O termo “razão de refluxo” usado no presente documento se refere a uma razão de uma taxa de fluxo de uma corrente refluída em relação a uma taxa de escoamento de uma corrente que flui para fora da coluna de destilação 100.

[019] A Figura 3 é um diagrama que mostra um dispositivo de preparação exemplificativo de acordo com uma segunda modalidade exemplificativa do presente pedido.

[020] Conforme mostrado na Figura 3, um trocador de calor 310 para a corrente de topo de coluna pode ser um trocador de calor configurado para pré-aquecer um material bruto. No dispositivo de preparação exemplificativo, à medida que a corrente de ponto de ebulição baixo passa através do trocador de calor 310 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de topo de coluna, parte ou toda a corrente de ponto de ebulição baixo que flui para fora da região de topo de coluna 104 pode trocar calor com o material bruto 110 que flui para a região de alimentação de material bruto 106, a fim de pré-aquecer o material bruto 110. Conforme descrito acima, o material bruto 110 que flui para a coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser pré-aquecido quando a corrente de ponto de ebulição baixo troca calor com o material bruto 110 que flui para a coluna de destilação de parede dividida de baixa temperatura 100. Portanto, a energia consumida em um aquecedor configurado para elevar uma temperatura do material bruto 110 que flui para a coluna de destilação de parede dividida 100, ou um ebulidor 103 configurado para aquecer a corrente de fundo de coluna 130 descarregada a partir da região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser reduzida. Adicionalmente, a despesa gasta em um processo de concentração em que o condensador 102 é usado pode ser cortada reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de concentração antes da corrente de ponto de ebulição baixo na coluna de destilação de parede dividida 100 ser refluída para a região de topo de coluna 104 da coluna de destilação de parede dividida 100. Nesse caso, a corrente de ponto de ebulição baixo refluída para a coluna de destilação 100 depois que a troca de calor é concluída pode ser uma razão de refluxo de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de ponto de ebulição baixo pode estar preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, com mais preferência, 8,4 a 17,3. Quando a razão de refluxo da corrente de ponto de ebulição baixo é ajustada em uma faixa de 100 ou menos, preferencialmente, 70 ou menos, e com a máxima preferência 17,3 ou menos, conforme descrito acima, a energia consumida para refluir a corrente de topo de coluna refluída para a coluna de destilação 100 na corrente de topo de coluna 120, a qual tem uma temperatura de 90 a 100 °C e é submetida à troca de calor com o material bruto por meio do trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna, pode ser minimizada, e parte da corrente de topo de coluna 120 pode ser produzida como um produto de pureza alta ao mesmo tempo. Nesse caso, 2-etilhexanol que tem uma pureza alta, por exemplo, uma pureza de 99,0% ou mais, também pode ser produzido a partir da corrente de produto ajustando-se a razão de refluxo em uma faixa de 5 a 70, preferencialmente, 8,4 a 17,3.

[021] De acordo com mais outra modalidade exemplificativa do presente pedido, o trocador de calor pode ser um trocador de calor para a corrente de produto, e, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ser um trocador de calor configurado para pré-aquecer um material bruto.

[022] A Figura 4 é um diagrama que mostra um dispositivo de preparação exemplificativo de acordo com uma terceira modalidade exemplificativa do presente pedido.

[023] Conforme mostrado na Figura 4, no dispositivo de preparação exemplificativo, à medida que a corrente de produto 140 que inclui a corrente de ponto de ebulição médio passa através de um trocador de calor 400 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de produto, parte ou toda a corrente de ponto de ebulição médio que flui para fora da região de escoamento de produto 107 pode trocar calor com o material bruto 110 que flui para fora da região de alimentação de material bruto 106, a fim de pré-aquecer o material bruto 110. Por exemplo, à medida que a corrente de produto 140 que flui para fora da região de escoamento de produto 107 da coluna de destilação de parede dividida 100 passa através do trocador de calor 400 para a corrente de produto, no trocador de calor 400 para corrente de produto, uma parte ou toda a corrente de fundo de produto 140 que flui para fora da região de escoamento de produto 107 pode trocar calor com o material bruto 110 que flui para a região de alimentação de material bruto 106, a fim de pré-aquecer o material bruto 110. Por meio do trocador de calor 400 para a corrente de produto, a corrente de produto de alta temperatura 140 descarregada a partir da região de escoamento de produto 107 da coluna de destilação de parede dividida 100 pode fluir através do tubo de modo que a corrente de produto 140 possa trocar calor com o material bruto 110 que flui para a coluna de destilação de parede dividida 100 no trocador de calor 400 para a corrente de produto, e, então, a corrente de produto 140 pode ser produzida como um produto enquanto que passa sequencialmente através de um resfriador 600. Conforme descrito acima, o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser préaquecido quando a corrente de produto 140 troca calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida de baixa temperatura 100. Portanto, a energia consumida em um aquecedor configurado para elevar uma temperatura do material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100, ou um ebulidor 103 configurado para aquecer a corrente de fundo de coluna 130 descarregada a partir da região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser reduzida. Adicionalmente, a despesa gasta em um processo de concentração em que o resfriador 600 é usado pode ser cortada reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de concentração antes da corrente que inclui o octanol ser produzida como um produto. Nesse caso, a corrente de ponto de ebulição baixo refluída para a coluna de destilação 100 depois que a troca de calor é concluída, isto é, a corrente de topo de coluna, pode ter uma razão de refluxo de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna pode estar preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, com mais preferência, 15,2 a 18,5. Quando a razão de refluxo da corrente de topo de coluna é ajustada em uma faixa de 100 ou menos, preferencialmente, 70 ou menos, e com a máxima preferência, 18,5 ou menos, conforme descrito acima, a energia consumida para resfriar a corrente de produto 140 que flui em um tanque de armazenamento na corrente de topo de coluna 120, a qual tem uma temperatura de 40 a 100 °C e é submetida à troca de calor com o material bruto por meio do trocador de calor 400 para a corrente de produto, pode ser minimizada, e parte da corrente de topo de coluna 120 pode ser produzida como um produto de pureza alta ao mesmo tempo. Nesse caso, 2-etilhexanol que tem uma pureza alta, por exemplo, uma pureza de 99,0% ou mais, também pode ser produzido a partir da corrente de produto 140 ajustando-se a razão de refluxo em uma faixa de 5 a 70, preferencialmente, 15,2 a 18,5.

[024] De acordo com uma modalidade exemplificativa, o dispositivo de preparação pode incluir tanto o trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna como o trocador de calor 400 para a corrente de produto. Por exemplo, quando o dispositivo de preparação intui tanto o trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna como o trocador de calor 400 para a corrente de produto, o trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna pode ser um trocador de calor configurado para produzir vapor d'água. Por exemplo, conforme descrito acima, à medida que parte ou toda a corrente de ponto de ebulição baixo na coluna de destilação de parede dividida 100, isto é, a corrente de topo de coluna 120, passa através do trocador de calor 300 configurado para produzir vapor d'água para a corrente de topo de coluna, a corrente de topo de coluna 120 pode trocar calor com água para produzir vapor d'água. Por exemplo, o vapor d'água produzido no trocador de calor 300 configurado para produzir vapor d'água para a corrente de topo de coluna pode ser usado em um processo de aquecimento em que o ebulidor 103 é usado antes do material bruto 110 fluir para a coluna de destilação de parede dividida 100, ou pode ser usado como uma fonte de calor em um vaporizador, uma coluna de decapagem ou uma coluna de isômero usada em um processo de preparação de um octanol. Além disso, os efeitos de economia de energia e corte de despesas pelo sistema de tubulação e pelo trocador de calor 400 para a corrente de produto, dos quais ambos são formados para trocar calor com o material bruto 110, podem ser alcançados, conforme descrito acima. Além disso, quando a coluna de destilação de parede dividida 100 inclui o trocador de calor para a corrente de topo de coluna, um efeito de corte da despesa consumida em um processo de concentração, em que o condensador 102 é usado, pode ser adicionalmente alcançado reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de concentração, antes que parte da corrente de ponto de ebulição baixo na coluna de destilação de parede dividida 100 seja refluída para a região de topo de coluna 104 da coluna de destilação de parede dividida 100, conforme descrito acima. Nesse caso, a corrente de ponto de ebulição baixo refluída para a coluna de destilação 100 depois que a troca de calor é concluída pode ter uma razão de refluxo de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de ponto de ebulição baixo pode estar preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, com mais preferência, 7,2 a 16,5. Quando o material bruto, cuja troca de calor é concluída por meio do trocador de calor 400 para a corrente de produto, flui para a coluna de destilação e, então, flui para fora a partir da região de topo de coluna a uma temperatura de 100 a 120 °C, a energia consumida para refluir a corrente de topo de coluna refluída para a coluna de destilação 100 na corrente de topo de coluna 120, a qual tem uma temperatura de 40 a 120 °C e troca calor por meio do trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna, pode ser minimizada, e parte da corrente de topo de coluna pode ser simultaneamente produzida como um produto de pureza alta ajustando-se a razão de refluxo em uma faixa de 100 ou menos, preferencialmente, 70 ou menos, e com a máxima preferência, 16,5 ou menos, conforme descrito acima. Nesse caso, 2-etilhexanol que tem uma pureza alta, por exemplo, uma pureza de 99,0% ou mais, também pode ser produzido a partir da corrente de produto 140 ajustando-se a razão de refluxo em uma faixa de 5 a 70, preferencialmente, 7,2 a 16,5.

[025] Embora não mostrado, o dispositivo exemplificativo para preparar um alcanol, de acordo com uma modalidade exemplificativa do presente pedido, também pode incluir o trocador de calor 310 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de topo de coluna, e o trocador de calor 400 para a corrente de produto. Por exemplo, o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser pré-aquecido quando a corrente de ponto de ebulição baixo troca calor com o material bruto de baixa temperatura 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 com o uso do trocador de calor 310 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de topo de coluna. Quando o material bruto 110 não é suficientemente pré-aquecido, o material bruto pode ser adicionalmente pré-aquecido por meio do trocador de calor 400 para a corrente de produto. Portanto, a energia consumida em um aquecedor o para elevar uma temperatura do material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100, ou um ebulidor 103 configurado para aquecer a corrente de fundo de coluna 130 descarregada a partir da região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser reduzida. Adicionalmente, a despesa gasta em um processo de concentração, em que o condensador 102 é usado, pode ser cortada reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de concentração antes da corrente de ponto de ebulição baixo na coluna de destilação de parede dividida 100 ser refluída para a região de topo de coluna 104 da coluna de destilação de parede dividida 100. De acordo com uma modalidade exemplificativa, a temperatura da corrente de produto pode ser regulada de modo que uma diferença em temperatura (ΔTmin) entre a corrente de produto 140 e o material bruto préaquecido por meio do trocador de calor 310 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de topo de coluna seja maior ou igual a 5 °C. Por exemplo, a diferença em temperatura (ΔTmin) pode ser regulada mediante a pressurização ou despressurização do tubo através do qual a corrente de produto flui. Nesse caso, a corrente de ponto de ebulição baixo refluída para a coluna de destilação 100 depois que a troca de calor é concluída também pode ter uma razão de refluxo de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de ponto de ebulição baixo pode estar preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, com mais preferência, 6,8 a 16,1. Quando o material bruto, cuja troca de calor é concluída por meio do trocador de calor 400 para a corrente de produto, flui para a coluna de destilação e, então, flui para fora da região de topo de coluna 104 a uma temperatura de 100 a 120 °C, a energia consumida para refluir a corrente de topo de coluna 120, a qual troca calor por meio do trocador de calor 310 para a corrente de topo de coluna e é refluída para a coluna de destilação 100 a uma temperatura de 40 a 120 °C, pode ser minimizada, e parte da corrente de topo de coluna pode ser simultaneamente produzida como um produto de pureza alta ajustando-se a razão de refluxo em uma faixa de 100 ou menos, preferencialmente, 16,1 ou menos, conforme descrito acima.

[026] De acordo com mais outra modalidade exemplificativa do presente pedido, o trocador de calor pode ser um trocador de calor para a corrente de fundo de coluna, e, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ser um trocador de calor configurado para pré-aquecer um material bruto.

[027] A Figura 5 é um diagrama que mostra um dispositivo de preparação exemplificativo de acordo com uma quarta modalidade exemplificativa do presente pedido.

[028] Conforme mostrado na Figura 5, no dispositivo de preparação exemplificativo, parte da corrente de ponto de ebulição alto que flui para fora da região de fundo de coluna 105 é refluída para a região de fundo de coluna 105 através do ebulidor, e parte ou todo o restante da corrente de ponto de ebulição alto pode fluir através do tubo de modo que a corrente de ponto de ebulição alto possa trocar calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 em um trocador de calor 500 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de fundo de coluna, e a corrente de ponto de ebulição alto pode ser produzida como um artigo, enquanto que passa sequencialmente através de um resfriador 601. À medida que a corrente de ponto de ebulição alto passa através do trocador de calor 500 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de fundo de coluna, parte ou toda a corrente de ponto de ebulição alto que flui para fora da região de fundo de coluna 105 pode trocar calor com o material bruto 110 que flui na região de alimentação de material bruto 106, a fim de pré-aquecer o material bruto 110. Por exemplo, o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser pré-aquecido quando a corrente de ponto de ebulição alto troca calor com o material bruto de baixa temperatura 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 com o uso do trocador de calor 500 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de fundo de coluna. Portanto, a despesa gasta em um processo de concentração em que o condensador 102 é usado pode ser cortada reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de concentração, antes da corrente de ponto de ebulição baixo na coluna de destilação de parede dividida 100, isto é, a corrente de topo de coluna 120, ser refluída para a região de topo de coluna 104 da coluna de destilação de parede dividida 100. Adicionalmente, a despesa gasta em um processo de resfriamento em que o resfriador 601 é usado pode ser cortada reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de resfriamento, antes da corrente de ponto de ebulição alto ser produzida como um produto. Nesse caso, a corrente de ponto de ebulição baixo refluída para a coluna de destilação 100 depois que a troca de calor é concluída, a corrente de topo de coluna 120 também pode ter uma razão de refluxo de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 pode estar preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, com mais preferência, 16,6 a 19,8. Quando a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 é ajustada em uma faixa de 100 ou menos, preferencialmente 70 ou menos, e com a máxima preferência, 19,8 ou menos, a energia consumida para resfriar a corrente de fundo de coluna 130 que flui em um tanque de armazenamento na corrente de fundo de coluna 130, a qual tem uma temperatura de 40 a 100 °C e troca calor com o material bruto por meio do trocador de calor 500 para a corrente de fundo de coluna, pode ser minimizada, e parte da corrente de topo de coluna 120 pode ser produzida como um produto de pureza alta ao mesmo tempo. Nesse caso, 2- etilhexanol que tem uma pureza alta, por exemplo, uma pureza de 99,0% ou mais, também pode ser produzido a partir da corrente de produto 140 ajustando-se a razão de refluxo em uma faixa de 5 a 70, preferencialmente 16,6 a 19,8.

[029] De acordo com uma modalidade exemplificativa, embora não mostrado, o dispositivo de preparação pode incluir o trocador de calor 500 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de fundo de coluna, e o trocador de calor 400 para a corrente de produto. Por exemplo, o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser pré-aquecido quando a corrente de produto troca calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida de baixa temperatura 100 com o uso do trocador de calor 400 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de produto. Quando o material bruto 110 não é suficientemente pré-aquecido, o material bruto pode ser adicionalmente pré-aquecido por meio do trocador de calor 500 para a corrente de fundo de coluna. Portanto, a energia consumida em um aquecedor configurado para elevar uma temperatura do material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100, ou um ebulidor 103 configurado para aquecer a corrente de fundo de coluna 130 descarregada a partir da região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser reduzida. Adicionalmente, a despesa gasta em um processo de concentração em que o condensador 102 é usado pode ser cortada reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de concentração, antes da corrente de ponto de ebulição baixo na coluna de destilação de parede dividida 100 ser refluída para a região de topo de coluna 104 da coluna de destilação de parede dividida 100. De acordo com uma modalidade exemplificativa, a temperatura da corrente de fundo de coluna 130 pode ser regulada de modo que uma diferença em temperatura (ΔTmin) entre a corrente de fundo de coluna e o material bruto pré-aquecido através do trocador de calor 400 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de produto seja maior ou igual a 5 °C. Por exemplo, a diferença em temperatura (ΔTmin) pode ser regulada mediante a pressurização ou despressurização do tubo através do qual a corrente de fundo de coluna 130 flui. Nesse caso, a corrente de ponto de ebulição baixo refluída para a coluna de destilação 100 depois que a troca de calor é concluída, isto é, a corrente de topo de coluna 120, também pode ter uma razão de refluxo de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de ponto de ebulição baixo pode estar preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, com mais preferência 12,1 a 17,0. Nesse caso, 2-etilhexanol que tem uma pureza alta, por exemplo, uma pureza de 99,0% ou mais, também pode ser produzido a partir da corrente de produto 140 ajustando-se a razão de refluxo em uma faixa de 100 ou menos, preferencialmente 17,0 ou menos, conforme descrito acima.

[030] Embora não mostrado, de acordo com uma modalidade exemplificativa, o dispositivo de preparação também pode incluir o trocador de calor 310 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de topo de coluna, e o trocador de calor 500 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de fundo de coluna. Por exemplo, o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser pré-aquecido quando a corrente de topo de coluna 120 na coluna de destilação de parede dividida troca calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida de baixa temperatura 100 com o uso do trocador de calor 310 configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de topo de coluna. Quando o material bruto 110 não é suficientemente pré-aquecido, o material bruto pode ser adicionalmente pré-aquecido por meio do trocador de calor 500 para a corrente de fundo de coluna.

[031] Mais outra modalidade exemplificativa do presente pedido fornece um dispositivo para preparar um alcanol, o qual inclui uma coluna de destilação de parede dividida dotada de um condensador, um ebulidor, um trocador de calor configurado para produzir vapor d'água para a corrente de topo de coluna, um trocador de calor configurado para préaquecer um material bruto, e uma parede dividida.

[032] A Figura 6 é um diagrama que mostra um dispositivo exemplificativo para preparar um alcanol de acordo com uma quinta modalidade exemplificativa do presente pedido.

[033] Conforme mostrado na Figura 6, o dispositivo para preparar um alcanol de acordo com uma modalidade exemplificativa do presente pedido pode incluir uma coluna de destilação de parede dividida 100 que é dotada de um condensador 102, um ebulidor 103 e uma parede dividida 101, e é dividida em uma região de alimentação de material bruto 106, uma região de escoamento de produto 107, uma região de topo de coluna 104 e uma região de fundo de coluna 105. Além disso, a coluna de destilação de parede dividida 100 pode incluir um trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna, e um trocador de calor configurado para pré-aquecer um material bruto. Conforme descrito acima, o material bruto 110 que inclui um octanol, por exemplo, 2-etilhexanol, pode fluir na região de alimentação de material bruto 106 da coluna de destilação de parede dividida 100, e o material bruto 110 que flui na região de alimentação de material 106 pode ser separado em uma corrente de produto 140, uma corrente de ponto de ebulição alto e uma corrente de ponto de ebulição baixo para fluir para fora a partir da mesma. No mencionado anteriormente, a corrente de ponto de ebulição alto também pode fluir para fora da região de fundo de coluna 105, e parte da corrente de ponto de ebulição alto pode ser refluída para a coluna de destilação 100 através do ebulidor 103. No mencionado anteriormente, a corrente de ponto de ebulição baixo pode fluir para fora da região de topo de coluna 104, e passar através do condensador 102, e parte da corrente que passa através do condensador 102 pode ser refluída para a coluna de destilação 100.

[034] De acordo com uma modalidade exemplificativa, o trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna pode ser um trocador de calor configurado para produzir vapor d'água. Por exemplo, à medida que parte ou toda a corrente de ponto de ebulição baixo passa através do trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna, a corrente de ponto de ebulição baixo na coluna de destilação de parede dividida 100 pode trocar calor com água a fim de produzir vapor d'água, conforme descrito acima. Por exemplo, o vapor d'água produzido no trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna pode ser usado em um processo de aquecimento em que o aquecedor é usado, antes do material bruto 110 fluir para a coluna de destilação de parede dividida 100, ou pode ser usado como uma fonte de calor em um vaporizador, uma coluna de decapagem ou uma coluna de isômero usada em um processo de preparação de um octanol. Além disso, os efeitos de economia de energia e corte de despesas pelo sistema de tubulação e pelo trocador de calor 400 para a corrente de produto, dos quais ambos são formados para realiza a troca de calor com o material bruto 110, podem ser alcançados, conforme descrito acima. Além disso, quando a coluna de destilação de parede dividida 100 inclui o trocador de calor 300 para a corrente de topo de coluna, um efeito de corte da despesa consumida em um processo de concentração em que o condensador 102 é usado pode ser adicionalmente alcançada reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de concentração, antes que parte da corrente de ponto de ebulição baixo na coluna de destilação de parede dividida 100 seja refluída para a região de topo de coluna 104 da coluna de destilação de parede dividida 100, conforme descrito acima.

[035] Além disso, a coluna de destilação de parede dividida inclui um trocador de calor configurado para préaquecer um material bruto. De acordo com uma modalidade exemplificativa, no trocador de calor configurado para préaquecer um material bruto, uma parte ou toda a corrente de fundo de coluna 130 ou a corrente de produto 140 troca calor com o material bruto que flui para a região de alimentação de material bruto a fim de aquecer o material bruto.

[036] De acordo com uma modalidade exemplificativa do presente pedido, o trocador de calor configurado para préaquecer um material bruto pode ser um trocador de calor 400 para a corrente de produto, conforme mostrado na Figura 6. No mencionado anteriormente, o trocador de calor 400 para a corrente de produto pode ser disposto para ser direta ou indiretamente acoplado a um tubo através do qual a corrente de produto 140 no dispositivo de preparação flui. Em um aspecto termodinâmico, o trocador de calor 400 para a corrente de produto pode ser, de preferência, diretamente acoplado ao tubo através do qual a corrente de produto 140 na coluna de destilação 100 flui.

[037] À medida que a corrente de produto 140 na coluna de destilação de parede dividida 100 passa através do trocador de calor 400 para a corrente de produto, o calor pode ser aplicado ao trocador de calor 400 para a corrente de produto por meio do trocador de calor 400 para a corrente de produto acoplado ao tubo, conforme descrito acima. Conforme descrito acima, o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser préaquecido para elevar a temperatura do material bruto 110 quando a corrente de produto 140 troca calor com o material bruto de baixa temperatura 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100. Portanto, a energia consumida em um aquecedor configurado para elevar uma temperatura do material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100, ou um ebulidor 103 configurado para aquecer a corrente de fundo de coluna 130 descarregada a partir da região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser reduzida. Adicionalmente, a despesa gasta em um processo de resfriamento em que o resfriador 600 é usado pode ser cortada reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de resfriamento antes da corrente que inclui o octanol ser produzida como um produto.

[038] Nesse caso, a corrente de topo de coluna refluída para a coluna de destilação 100 após a troca de calor ser concluída pode ser também uma razão de refluxo de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna pode ser preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, mais preferencialmente de 7,2 a 16,5. Quando o material bruto, cuja troca de calor é concluída através de meios do trocador de calor para a corrente de produto, flui na coluna de destilação e, então, flui a partir da região de topo de coluna em uma temperatura de 100 a 120 °C, a energia consumida para o refluxo da corrente de topo de coluna 120, que troca o calor através de meios do trocador de calor para a corrente de topo de coluna e é refluída para a coluna de destilação 100 em uma temperatura de 40 a 120 °C, pode ser minimizada e uma parte da corrente de topo de coluna 120 pode ser produzida simultaneamente como um produto de pureza alta ajustando-se a razão de refluxo em uma faixa de 100 ou menos, preferencialmente de 16,5 ou menos, conforme descrito acima. Nesse caso, o 2-etilexanol que tem uma pureza alta, por exemplo, uma pureza de 99,0 % ou mais, pode ser também produzido a partir da corrente de produto 140 ajustando-se a razão de refluxo em uma faixa de 5 a 70, preferencialmente de 7,2 a 16,5.

[039] De acordo com ainda outra modalidade exemplificativa do presente pedido, a coluna de destilação de parede dividida 100 pode também incluir o trocador de calor 300 para corrente de topo de coluna e um trocador de calor configurado para pré-aquecer um material bruto. De acordo com uma modalidade exemplificativa, o trocador de calor configurado para pré-aquecer um material bruto pode ser um trocador de calor for corrente de fundo de coluna.

[040] A Figura 7 é um diagrama que mostra um dispositivo exemplificativo para a preparação de um alcanol de acordo com uma sexta modalidade exemplificativa do presente pedido.

[041] No supracitado, o trocador de calor 500 para corrente de fundo de coluna pode ser disposto para ser acoplado direta ou indiretamente a um tubo através do qual a corrente de fundo de coluna 130 no dispositivo de preparação flui. Em um aspecto termodinâmico, o trocador de calor 500 para a corrente de fundo de coluna pode ser preferencialmente acoplada diretamente ao tubo através do qual a corrente de fundo de coluna 130 na coluna de destilação 100 flui.

[042] À medida que a corrente de fundo de coluna 130 na coluna de destilação de parede dividida 100 passa através do trocador de calor 500 para a corrente de fundo de coluna, o calor pode ser aplicado ao trocador de calor 500 para a corrente de fundo de coluna através de meios do trocador de calor 500 para a corrente de fundo de coluna acoplada ao tubo conforme descrito acima. Conforme descrito acima, o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser preaquecido para aumentar a temperatura do material bruto 110 quando a corrente de fundo de coluna 130 troca calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100. Portanto, a energia consumida em um aquecedor configurado para aumentar uma temperatura do material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100, ou um ebulidor 103 configurado para aquecer a corrente de fundo de coluna 130 descarregada a partir da região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser reduzida. Adicionalmente, a despesa gasta em um processo de resfriamento em que o resfriador 601 é usado pode ser cortada reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de resfriamento antes que a corrente de ponto de ebulição alto seja produzida como um produto. Nesse caso, a corrente de topo de coluna 120 refluída para a coluna de destilação 100 após a troca de calor ser completada pode também ter uma razão de refluxo de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 pode ser preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, mais preferencialmente de 8,1 a 17,1. Nesse caso, o 2- etilexanol que tem uma pureza alta, por exemplo, uma pureza de 99,0 % ou mais, pode também ser produzido a partir da corrente de produto 140 ajustando-se a razão de refluxo em uma faixa de 100 ou menos, preferencialmente de 70 ou menos, e mais preferencialmente, de 17,1 ou menos, conforme descrito acima.

[043] Outro aspecto do presente pedido fornece um método de preparação de um alcanol. Por exemplo, o método de preparação pode ser realizado usando-se o dispositivo descrito acima para a preparação de um alcanol. O método exemplificativo pode incluir que permite que o material bruto 110 que inclui um composto representado pela seguinte Fórmula 1, por exemplo, um octanol tal como 2-etilexanol, para fluir para a coluna de destilação de parede dividida 100 e a destilação do material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 e a separação do material bruto em uma corrente de produto 140, uma corrente de fundo de coluna 130 e uma corrente de topo de coluna 120 que flui do mesmo.

FÓRMULA 1 R-OH

[044] Na Fórmula 1, R representa um grupo alquila.

[045] De acordo com uma modalidade exemplificativa, no método de preparação, uma parte ou toda a corrente de fundo de topo de coluna 120 podem trocar calor com material bruto 110 que flui na coluna de destilação 100 ou água fora da coluna de destilação 100.

[046] Por exemplo, o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser preaquecido quando uma parte ou toda a corrente de fundo de topo de coluna 120 troca calor com o material bruto 110 que flui para o interior da coluna de destilação de parede dividida de baixa temperatura 100. Portanto, a energia consumida em um aquecedor configurado para aumentar uma temperatura do material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 ou um ebulidor 103 configurado para aquecer a corrente de fundo de coluna 130 descarregada a partir da região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser reduzida. Adicionalmente, a despesa gasta em um processo de concentração em que o condensador 102 é usado pode ser cortada reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de concentração antes da corrente de topo de coluna 120 na coluna de destilação de parede dividida 100 ser refluída para a região de topo de coluna 104 da coluna de destilação de parede dividida 100. De acordo com uma modalidade exemplificativa, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 refluída para a coluna de destilação 100 após a troca de calor ser concluída pode ser ajustada em uma faixa de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 pode ser ajustada preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, mais preferencialmente de 8,4 a 17,3.

[047] Ademais, um vapor d’água de temperatura alta pode ser produzido quando uma parte ou toda a corrente de fundo de topo de coluna 120 troca calor com a água fora da coluna de destilação 100. Por exemplo, o vapor d’água de temperatura alta produzido pode ser usado como uma fonte de calor em um vaporizador, uma coluna de decapagem ou uma coluna de isômero usada em um processo de preparação processo de preparação de um octanol. De acordo com uma modalidade exemplificativa, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 refluída para a coluna de destilação 100 após a troca de calor ser concluída pode ser ajustada em uma faixa de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 pode ser ajustada preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, mais preferencialmente de 18,5 a 25,5.

[048] De acordo com uma modalidade exemplificativa, no método de preparação, uma parte ou toda a corrente de fundo de produto 140 ou a corrente de fundo de coluna pode também adicionalmente trocar calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação 100.

[049] Por exemplo, no método de preparação, uma parte ou toda a corrente de fundo de topo de coluna 120 pode trocar calor com a água fora da coluna de destilação 100, e uma parte ou toda a corrente de fundo de produto 140 pode trocar calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação 100. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 refluída para a coluna de destilação 100 após a troca de calor ser concluída pode ser ajustada em uma faixa de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna pode ser ajustada preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, mais preferencialmente de 7,2 a 16,5.

[050] De acordo com uma modalidade exemplificativa, uma parte ou toda a corrente de topo de coluna 120 e uma parte ou toda a corrente de fundo de produto 140 pode trocar calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação 100. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 refluída para a coluna de destilação 100 após a troca de calor ser concluída pode ser ajustada em uma faixa de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 pode ser ajustada preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, mais preferencialmente de 8,4 a 17,3.

[051] No método de preparação, uma parte ou toda a corrente de topo de coluna 120 pode também trocar calor com a água fora da coluna de destilação 100 e uma parte ou toda a corrente de fundo de coluna pode trocar calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação 100. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 refluída para a coluna de destilação 100 após a troca de calor ser concluída ser ajustada em uma faixa de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 pode ser ajustada preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, mais preferencialmente de 8,1 a 17,1.

[052] De acordo com uma modalidade exemplificativa, uma parte ou toda a corrente de topo de coluna 120 e uma parte ou toda a corrente de fundo de coluna 130 pode trocar calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação 100. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 refluída para a coluna de destilação 100 após a troca de calor ser concluída pode ser ajustada em uma faixa de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 pode ser ajustada preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, mais preferencialmente de 9,1 a 17,6.

[053] De acordo com uma modalidade exemplificativa, uma parte ou toda a corrente de fundo de produto 140 e uma parte ou toda a corrente de fundo de coluna 130 pode também trocar calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação 100. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 refluída para a coluna de destilação 100 após a troca de calor ser concluída pode ser ajustada em uma faixa de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 pode ser ajustada preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, mais preferencialmente de 12,1 a 17,0.

[054] Ademais, uma parte ou toda a corrente de topo de coluna 120 pode trocar calor com a água fora da coluna de destilação 100, e uma parte ou toda a corrente de topo de coluna 120 e uma parte ou toda a corrente de fundo de produto 140 pode trocar calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação 100. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 refluída para a coluna de destilação 100 após a troca de calor ser concluída pode ser ajustada em uma faixa de 1 a 100. Em um aspecto termodinâmico, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna 120 pode ser ajustada preferencialmente em uma faixa de 5 a 70, mais preferencialmente de 7,2 16,5.

[055] Quando uma parte ou toda a corrente de fundo de coluna 130 e/ou a corrente de produto 140 adicionalmente troca calor com o material bruto 110 que flui para o interior da coluna de destilação de parede dividida de temperatura baixa 100, conforme descrito acima, os efeitos de economia de energia e corte de despesas podem ser alcançados quando uma parte ou toda a corrente de topo de coluna 120 troca calor com o material bruto 110 que flui na coluna de destilação 100 ou na água fora da coluna de destilação 100. Além disso, o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser preaquecido para aumentar a temperatura do material bruto 110. Portanto, a energia consumida em um aquecedor configurado para aumentar a temperatura do material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100, ou um ebulidor 103 configurado para aquecer a corrente de fundo de coluna 130 descarregada a partir da região de fundo de coluna 105 da coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser reduzida. Adicionalmente, a despesa gasta em um processo de resfriamento no qual o resfriador 600 ou 601 é usado pode ser cortada reduzindo-se a quantidade de água de resfriamento usada no processo de resfriamento antes que corrente de ponto de ebulição intermediário e/ou a corrente de ponto de ebulição alto que incluem o octanol sejam produzidas como um produto.

[056] De acordo com uma modalidade exemplificativa, no método de preparação, o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 antes que o material bruto 110 troque calor com a corrente de topo de coluna 120 ou a corrente de produto 140 na coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser mantido em uma temperatura de 30 °C a 50 °C, e o material bruto 110 que flui na coluna de destilação de parede dividida 100 após o material bruto 110 troque calor com a corrente de topo de coluna 120 ou a corrente de produto 140 na coluna de destilação de parede dividida 100 pode ser mantido em uma temperatura de 60 °C a 130 °C.

[057] De acordo com uma modalidade exemplificativa, no método de preparação de um alcanol de acordo com o presente pedido, um processo de separação pode ser realizado, por exemplo, ao mesmo tempo em que mantém uma porção superior da coluna de destilação de parede dividida 100 em uma pressão de operação de 0,01 Kg/cm2 a 10 Kg/cm2. Ademais, no método de preparação, o processo de separação pode ser realizado, por exemplo, ao mesmo tempo em que mantém uma porção inferior da coluna de destilação de parede dividida 100 em uma pressão de operação de 0,3 Kg/cm2 a 11 Kg/cm2.

EFEITOS VANTAJOSOS

[058] De acordo com uma modalidade exemplificativa do presente pedido, a economia de energia pode ser promovida mediante a fabricação de um alcanol reduzindo-se a quantidade de vapor d'água usado em um ebulidor do dispositivo ou da quantidade de água de resfriamento usada em um condensador e um resfriador, e o vapor d'água gerado a partir de um trocador de calor para a corrente de topo de coluna pode ser usada em uma diversidade de campos. Ademais, um alcanol de pureza alta pode ser preparado de acordo com uma modalidade exemplificativa do presente pedido.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[059] A Figura 1 é um diagrama que mostra uma coluna de destilação de parede dividida exemplificativa.

[060] As Figuras 2 a 7 são diagramas que mostram as modalidades exemplificativas de um dispositivo exemplificativo para prepara um alcanol.

[061] A Figura 8 é um diagrama que mostra um dispositivo para preparar um alcanol usado no Exemplo comparativo 1.

MELHOR MODO

[062] A seguir no presente documento, o presente pedido será descrito adicionalmente em detalhes em referência aos Exemplos de acordo com o presente pedido e ao Exemplo Comparativo, não de acordo com o presente pedido, porém o escopo do presente pedido não se limita aos Exemplos a seguir.

EXEMPLO 1

[063] Um octanol foi preparado usando-se uma coluna de destilação de parede dividida, conforme mostrado na Figura 2. Especificamente, um processo de introdução de um material bruto que inclui 2-etilhexanol na coluna de destilação de parede dividida e de separação do material bruto foi realizado. Nesse caso, as condições de tal processo foram definidas de modo que a pressão de operação e temperatura de operação de uma porção inferior da coluna de destilação de parede dividida fossem de aproximadamente 0,8 Kg/cm2 e de aproximadamente 160 °C, respectivamente, e a pressão de operação e a temperatura de operação de uma porção superior da coluna de destilação de parede dividida fossem de aproximadamente 0,3 Kg/cm2 e aproximadamente 95 °C, respectivamente. Ademais, uma parte de um a corrente de ponto de ebulição alto descarregada a partir de uma região de topo de coluna da coluna de destilação de parede dividida foi refluída para a coluna de destilação de parede dividida através de um ebulidor. Além disso, uma parte de uma corrente de ponto de ebulição baixo e a água descarregada a partir de uma região de topo de coluna da coluna de destilação de parede dividida foi reintroduzida na coluna de destilação de parede dividida através de um condensador, e o resto da corrente de ponto de ebulição baixo foi separado como um produto. Nesse caso, os componentes de ponto de ebulição baixo e a água descarregada a partir da região de topo de coluna da coluna de destilação de parede dividida passaram através de um trocador de calor configurado para produzir o vapor d'água para a corrente de topo de coluna antes que os componentes de ponto de ebulição baixo e a água passassem através do condensador. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna na coluna de destilação de parede dividida foi definida de modo que a corrente de topo de coluna tivesse uma razão de refluxo de 18,5 a 25,5.

EXEMPLO 2

[064] Um octanol foi refinado da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que os componentes de ponto de ebulição baixo e a água descarregada a partir da região de topo de coluna da coluna de destilação de parede dividida trocaram calor com o material bruto introduzido na coluna de destilação de parede dividida, usando-se um trocador de calor configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de topo de coluna, antes que os componentes de ponto de ebulição baixo e a água passassem através do condensador, conforme mostrado na Figura 3. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna na coluna de destilação de parede dividida foi definida de modo que a corrente de topo de coluna tivesse uma razão de refluxo de 8,4 a 17,3.

EXEMPLO 3

[065] Um octanol foi refinado da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que uma corrente de produto descarregada a partir de uma região de escoamento de produto da coluna de destilação de parede dividida trocou calor com o material bruto introduzido na coluna de destilação de parede dividida, usando-se um trocador de calor configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de produto, antes que a corrente de produto fluísse em um tanque de armazenamento através de um resfriador, conforme mostrado na Figura 4. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna na coluna de destilação de parede dividida foi definida de modo que a corrente de topo de coluna tivesse uma razão de refluxo de 15,2 a 18,5.

EXEMPLO 4

[066] Um octanol foi refinado da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que uma corrente de fundo de coluna descarregada a partir de uma região de topo de coluna da coluna de destilação de parede dividida foi refluída para a região de topo de coluna através do ebulidor e o resto da corrente de fundo de coluna trocou calor com o material bruto introduzido na coluna de destilação de parede dividida usando-se um trocador de calor configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de fundo de coluna, conforme mostrado na Figura 5. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna na coluna de destilação de parede dividida foi definida de modo que a corrente de topo de coluna tivesse uma razão de refluxo de 16,6 a 19,8.

EXEMPLO 5

[067] Um octanol foi refinado da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que uma corrente de produto de octanol descarregada a partir da região de escoamento de produto da coluna de destilação de parede dividida trocou calor com o material bruto introduzido na coluna de destilação de parede dividida, usando-se o trocador de calor configurado para pré-aquecer um material bruto para a corrente de produto, antes que a corrente de produto do octanol passasse através do resfriador e os componentes de ponto de ebulição baixo e a água descarregada a partir da região de topo de coluna da coluna de destilação de parede dividida passassem através do trocador de calor configurado para produzir o vapor d'água para a corrente de topo de coluna antes que os componentes de ponto de ebulição baixo e a água passassem através do condensador, conforme mostrado na Figura 6. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna na coluna de destilação de parede dividida foi definida de modo que uma corrente de topo de coluna tivesse uma razão de refluxo de 7,2 a 16,5.

EXEMPLO 6

[068] Um octanol foi refinado da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que uma parte da corrente de fundo de coluna descarregada a partir da região de topo de coluna da coluna de destilação de parede dividida foi refluída para a região de topo de coluna através do ebulidor, o resto da corrente de fundo de coluna trocou calor com o material bruto introduzido na coluna de destilação de parede dividida usando-se o trocador de calor configurado para préaquecer um material bruto para a corrente de fundo de coluna e os componentes de ponto de ebulição baixo e água descarregada a partir da região de topo de coluna da coluna de destilação de parede dividida passassem através do trocador de calor configurados para produzir o vapor d'água para a corrente de topo de coluna antes que os componentes de ponto de ebulição baixo e água passassem através do condensador, conforme mostrado na Figura 7. Nesse caso, a razão de refluxo da corrente de topo de coluna na coluna de destilação de parede dividida foi definida de modo que a corrente de topo de coluna tivesse uma razão de refluxo de 8,1 a 17,1.

EXEMPLO COMPARATIVO 1

[069] Um octanol foi refinado usando-se um conjunto de coluna de destilação em que colunas de tipo geral foram sequencialmente conectadas conforme mostrado na Figura 8. Uma corrente descarregada a partir de uma região de topo de coluna de uma primeira coluna de destilação de tipo geral passada através de um condensador e uma parte da corrente foi, então, refluída para uma parte da coluna de destilação de tipo geral e o resto da corrente foram produzidos como um produto. A corrente descarregada a partir de uma região de topo de coluna da primeira coluna de destilação de tipo geral passou através de um ebulidor, e uma parte da corrente foi, então, refluída para a coluna de destilação de tipo geral, e o resto da corrente fluiu em uma segunda coluna de destilação de tipo geral. Uma corrente descarregada a partir de uma região de topo de coluna da segunda coluna de destilação passou através do condensador, e uma parte da corrente foi, então, refluída para a segunda coluna de destilação, e o resto da corrente foi produzida como um octanol. Uma corrente descarregada a partir de uma região de topo de coluna da segunda coluna de destilação passou através do ebulidor, e uma parte da corrente foi, então, refluída para a segunda coluna de destilação, e o resto da corrente foi produzido como um produto. Nesse caso, as razões de refluxo das correntes de topo de coluna da primeira e da segunda colunas de destilação foram definidas de modo que as correntes de topo de coluna da primeira e segunda colunas de destilação tivessem uma razão a razão de refluxo de 10 a 20 e de 1 a 10, respectivamente.

MEDIÇÃO DE ENERGIA USADA

[070] Quando um octanol foi separado e refinado usando cada um dos dispositivos de preparação usados nos Exemplos 1 a 6 e no Exemplo Comparativo 1, a energia usada foi medida. Os resultados são listados na Tabela a seguir 1.

[071] Conforme listado na Tabela 1, revelou-se que os dispositivos de preparação usados nos Exemplos 1 a 6 do presente pedido tiveram um efeito de economia de energia de até 60,5% quando o octanol foi separado usando os dispositivos de preparação, em comparação ao dispositivo de preparação do Exemplo comparativo 1.

Claims (10)

1. Dispositivo para preparar um alcanol caracterizado por compreender:
   uma coluna de destilação (100) dotada de um condensador (102), um ebulidor (103), um trocador de calor configurado para produzir vapor d'água para a corrente de topo de coluna (300), um trocador de calor configurado para préaquecer um material bruto (400, 500) e uma parede dividida (101),
   em que a coluna de destilação é dividida em uma região de alimentação de material bruto (106), uma região de escoamento de produto (107), uma região de topo de coluna (104) e uma região de fundo de coluna (105),
   um material bruto (110) que compreende um composto representado pela seguinte Fórmula 1 flui para o interior da região de alimentação de material bruto (106), e o material bruto (110) que flui para o interior da região de alimentação de material bruto (106) é separado em uma corrente de produto (140), uma corrente de fundo de coluna (130) e uma corrente de topo de coluna (120) para fluir para fora da mesma,
   a corrente de fundo de coluna (130) flui para fora da região de fundo de coluna (105) e uma parte da corrente de fundo de coluna (130) é refluída para a coluna de destilação (100) através do ebulidor (103),
   a corrente de topo de coluna (120) flui para fora da região de topo de coluna (104) e passa através do condensador (102), e parte da corrente de topo de coluna (120) que passa através do condensador (102) é refluída para a coluna de destilação (100), e
   a corrente de produto (140) flui para fora da região de escoamento de produto (107),
   em que o trocador de calor configurado para produzir vapor d'água para a corrente de topo de coluna (300) troca calor de uma parte ou toda a corrente de topo de coluna (120) com água de modo a produzir vapor, e
   em que o trocador de calor configurado para pré-aquecer um material bruto (400, 500) troca calor de uma parte ou toda a corrente de fundo de coluna (130) ou corrente de produto (140) com o material bruto (110) fluindo para a região de alimentação de material bruto (106), de modo a aquecer o material bruto:
   Fórmula 1
   R-OH
   em que R representa um grupo alquila.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o composto de Fórmula 1 ser octanol.
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o composto de Fórmula 1 ser 2- etilhexanol.
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o trocador de calor ser configurado para produzir vapor d´água para uma corrente de topo de coluna (300) disposta em um estágio frontal do condensador (102), e configurado de modo que uma parte ou toda a corrente de topo de coluna (120) que flui para fora da região de topo de coluna (104) troca calor com água para produzir vapor d'água.
5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o trocador de calor ser configurado para preaquecer um material bruto para uma corrente de produto (400) disposta em um estágio frontal da região de alimentação de material bruto (106), e configurado de modo que uma parte ou toda a corrente de produto (140) que flui para fora da região de escoamento de produto (107) troca calor com o material bruto (110) que flui para o interior da região de alimentação de material bruto (106) para aquecer o material bruto.
6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o trocador de calor ser configurado para preaquecer um material bruto para uma corrente de fundo de coluna (500) disposta em um estágio frontal da região de alimentação de material bruto (106), e configurado de modo que uma parte ou toda a corrente de fundo de coluna (130) que flui para fora da região de fundo de coluna (105) troca calor com o material bruto (110) que flui para o interior da região de alimentação de material bruto (106) para aquecer o material bruto (110).
7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a corrente de topo de coluna (120) possuir uma razão de refluxo de 1 para 100.
8. Método para preparar um alcanol, usando o dispositivo conforme definido na reivindicação 1, o método caracterizado por compreender:
   permitir que um material bruto (110) que compreende um composto representado pela seguinte Fórmula 1 flua para o interior de uma coluna de destilação de parede dividida (100); e
   destilar o material bruto (110) que flui para o interior da coluna de destilação de parede dividida (100) e separar o material bruto (110) em uma corrente de produto (140), uma corrente de fundo de coluna (130) e uma corrente de topo de coluna (120) para fluir para fora da mesma,
   em que uma parte ou toda a corrente de topo de coluna (120) troca calor com água fora da coluna de destilação (100), e
   em que uma parte ou toda a corrente de topo de coluna (120) ou corrente de produto (140) troca calor com o material bruto (110) que flui para o interior da coluna de destilação (100):
   Fórmula 1
   R-OH
   em que R representa um grupo alquila.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o composto de Fórmula 1 ser um octanol.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o composto de Fórmula 1 ser 2- etilhexanol.

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