BR112015029538B1

BR112015029538B1 - adsorvente de aldeído para adsorver um aldeído em um líquido que contém ácido carboxílico contendo o aldeído, processo para a remoção de um aldeído, processo para a produção de ácido acético, processo para a regeneração de um adsorvente de aldeído

Info

Publication number: BR112015029538B1
Application number: BR112015029538-0A
Authority: BR
Inventors: Zhixiong You; Yoichi Umehara; Tetsuro Matsumura; Takeshi Minami
Original assignee: Chiyoda Corporation
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2020-12-08
Also published as: KR20160018699A; US20160121320A1; CA2914584C; TWI544963B; KR101840951B1; JP2014240057A; AR096593A1; WO2014199593A1; CA2914584A1; US9662646B2; TW201509526A; BR112015029538A2

Abstract

ADSORVENTE DE ALDEÍDO, PROCESSO PARA A REMOÇÃO DE ALDEÍDO, PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE ÁCIDO ACÉTICO E PROCESSO PARA A REGENERAÇÃO DE ADSORVENTE DE ALDEÍDO. É provido um adsorvente de aldeído que pode adsorver e remover aldeído de um líquido contendo ácido carboxílico. O adsorvente de aldeído é um adsorvente de aldeído para a adsorção de aldeído em um líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído, incluindo uma resina de troca de cátions que trocou íons com uma amina polivalente em 1 a 99% em mols da capacidade total de troca

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A invenção atual se refere a um adsorvente de aldeído, a um processo para a remoção de aldeído, um processo para a produção de ácido acético e um processo para a regeneração de um adsorvente de aldeído, que pode permitir que um aldeído em um líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído possa ser adsorvido e removido.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[0002] O ácido acético é um produto químico básico tendo uma larga faixa de aplicações, tais como matérias-primas para acetato de polivinila, acetil celulose e ésteres de ácido acético, assim como para plantas de produção de ácido tereftálico. Como um processo para a produção de ácido acético, é conhecido o processo chamado de processo da Monsanto (ou processo de carbonilação de metanol) no qual o metanol é carbonilado pelo monóxido de carbono na presença de catalisador de ródio ou semelhante para produzir ácido acético.

[0003] Na produção de ácido acético através da carbonilação de metanol, uma quantidade de traços de acetaldeído é produzida como um subproduto. Além disso, sabe-se que quando se tenta recuperar os componentes em ebulição úteis para a reação de carbonilação de metanol, como o acetato de metila e o iodato de metila, e o retorno dos mesmos a uma etapa de reação de carbonilação de metanol para serem reutilizados efetivamente, o acetaldeído é acumulado no sistema. O acetaldeído provoca uma reação de condensação nas condições de carbonilação e é convertido em aldeídos insaturados tendo um ponto de ebulição elevado. Estes aldeídos insaturados são precipitados na porção inferior de uma coluna de destilação ou semelhante para provocar o problema de bloqueio ou semelhante, juntamente com mais avanço na condensação. Além disso, o crotonaldeido ou semelhante tem um ponto de ebulição próximo daquele do ácido acético, e, portanto, é difícil de ser separado em uma etapa de purificação de ácido acético e é incorporado em um produto de ácido acético, resultando na deterioração da qualidade do ácido acético, especialmente como uma substância redutora.

[0004] Como o processo para a remoção de acetaldeído acumulado no sistema, PTL 1 apresenta um processo no qual um líquido misturado de acetaldeído, acetato de metila, ácido acético, iodato de metila e água é destilada usando-se uma coluna de destilação tendo 40 etapas ou mais em uma relação de refluxo de 10 ou mais, para separar e remover o acetaldeído. Além disso, o PTL 2 apresenta um processo no qual os vapores de iodeto de metila (ponto de ebulição: 42,4°C), acetato de metila (ponto de ebulição: 56,9°C) e acetaldeído (ponto de ebulição: 20,2°C) são colocados em contato com água para dessa forma remover o acetaldeído utilizando a vantagem do acetaldeído ter um ponto de ebulição baixo e ser solúvel em água.

[0005] No entanto, o processo PTL1 tem os seguintes problemas: a coluna de destilação para a separação e a remoção de acetaldeído é fornecida com um aparelho complicado; e um material dispendioso que pode corresponder ao ácido iodídrico produzido pela hidrólise de iodeto de metila é requerido para ser usado, resultando em um aumento do custo dos aparelhos.

[0006] Além disso, o processo de colocar os vapores em contato com a água para a absorção no PTL2 tem o seguinte problema: o iodeto de metila e o acetato de metila que são substâncias úteis quando estão presentes em uma pequena quantidade são dissolvidos em água e são descarregados juntamente com o acetaldeído para fora do sistema.

[0007] Deve-se notar que tais problemas ocorrem com relação não somente ao acetaldeído incluído em um líquido que contém ácido acético, mas também os aldeídos incluídos em vários líquidos contendo ácido carboxílico.

[0008] Aqui, o PTL 3 mostra um processo de recuperação com um processo de adsorção. O PTL 3 é relacionado com um processo para a purificação de nitrila, e apresenta um processo para colocar a nitrila em contato com uma resina de troca de cátions, na qual é suportada uma amina polivalente, para a remoção de aldeído em nitrila. No entanto, este processo permite que outros compostos carbonila que reagem com um grupo amino (por exemplo, ácidos carboxílicos e cetonas) sejam também simultaneamente removidos juntamente com o aldeído, conforme descrito no parágrafo [0013] em PTL3, e, portanto, um problema do processo é que quando ele é usado para a remoção de aldeído em um líquido contendo ácido carboxílico, provoca a redução no rendimento do ácido carboxílico, para dessa forma não obter nenhum efeito desejado.

LISTA DE CITAÇÃO LITERATURA DE PATENTE

[0009] PTL 1: Pedido de patente japonês ainda não concedido N° 2006-96764 PTL 2: Pedido de patente japonês ainda não concedido N° 2007-284404 PTL 3: Pedido de patente japonês ainda não concedido N° H10-7638

RESUMO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[0010] Em vista destes problemas, um objetivo da invenção atual é apresentar um adsorvente de aldeído, um processo para a remoção de aldeído, um processo para a produção de ácido acético e um processo para a regeneração de um adsorvente de aldeído, que possa permitir que o aldeído seja adsorvido e removido de um líquido que contém ácido carboxílico.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0011] Os inventores atuais fizeram estudos intensivos e como resultado constataram que um adsorvente de aldeído que inclui uma resina de troca de cátions com íons trocados com uma amina polivalente em 1 a 99% em mols da capacidade total de troca, pode atingir o objetivo acima, completando dessa forma a invenção atual.

[0012] O adsorvente de aldeído de acordo com a invenção atual é um adsorvente de aldeído para a adsorção de um aldeído em um líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído, incluindo uma resina de troca de cátions que trocou íons com uma amina polivalente em 1 a 99% em mols da capacidade total de troca. A quantidade de íons trocados com a amina polivalente, de preferência, é de 10 a 90% em mols e ainda mais de preferência, 40 a 80% em mols, em relação à capacidade total de troca da resina de troca de cátions. Além disso, a amina polivalente poderá ser pelo menos uma que é escolhida do grupo que consiste de hidrazina, etilenodiamina, dietilenotriamina , trietilenotetramina e 1,3- propanodiamina. Então, o aldeído pode ser pelo menos um que é escolhido do grupo que consiste de acetaldeído, propionaldeído, butilaldeído e condensados dos mesmos. Além disso, o ácido carboxílico poderá ser o ácido acético. A resina de troca de cátions, de preferência, é uma resina de troca de cátion fortemente acidulada.

[0013] O processo para a remoção de aldeído da invenção atual é um processo para colocar um líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído em contato com adsorventes de aldeído, para, dessa forma, adsorver e remover aldeído. Então, o liquido contendo ácido carboxílico contendo aldeído poderá ser, por exemplo, um líquido contendo ácido acético produzido durante a produção de ácido acético através da carbonilação de metanol, onde o líquido contendo ácido acético poderá ser pelo menos um dos líquidos de processo produzidos durante esta produção e líquidos de absorção no qual os componentes com baixo ponto de ebulição incluídos nos gases de processo produzidos durante esta produção é adsorvido.

[0014] O processo para a produção de ácido acético da invenção atual é um processo para a produção de ácido acético, incluindo uma etapa de reação de carbonilação da carbonilação de metanol pelo monóxido de carbono para produzir ácido acético, uma etapa de evaporação instantânea da evaporação de uma parte de um produto líquido de reação produzido na etapa de reação de carbonilação para separar o produto liquido de reação das fases de vapor e líquida, uma etapa de destilação dos produtos finais leves da destilação da fase vapor produzida na etapa de evaporação instantânea para produzir um produto de fundo que serve como um produto de ácido acético, e um líquido que escoa do topo da coluna, para ser circulado para a etapa de reação de carbonilação, e uma etapa de adsorção de aldeído para colocar em contato com o adsorvente de aldeído, pelo menos um dos líquidos de processo produzidos nas etapas da etapa de reação de carbonilação, evaporação instantânea e destilação dos produtos finais leves, e os líquidos de absorção nos quais os componentes com baixo ponto de ebulição incluídos nos gases de processo produzidos nestas etapas são absorvidos. Então, o processo poderá ainda incluir uma etapa de separação para a separação do líquido que escoa para fora do topo da coluna, produzido na etapa de destilação dos produtos finais leves, para as fases aquosa e oleosa, e uma etapa de circulação da circulação da fase aquosa ou da fase oleosa separada na etapa de separação para a etapa de reação de carbonilação, em que o líquido de processo poderá ser a fase aquosa ou a fase oleosa que é separada na etapa de separação. Além disso, o processo poderá ainda incluir uma etapa de recuperação de iodeto de metila para colocar um gás liberado produzido na etapa de reação de carbonilação em contato com metanol para a absorção de iodeto de metila, em que o líquido de processo poderá ser um líquido que contém metanol obtido na etapa de recuperação de iodeto de metila. Além disso, o processo poderá ainda incluir uma etapa de purificação do produto de fundo da purificação do produto de fundo produzido na etapa de destilação dos produtos finais leves, em que o líquido de processo poderá ser pelo menos um daqueles produtos de fundo e de ácido acético obtido na etapa de purificação do produto de fundo. Então, o líquido de processo ou o líquido de absorção poderá ser uma solução aquosa incluindo iodeto de metila, acetato de metila, metanol, acetaldeído e ácido acético.

[0015] O processo para a regeneração de um adsorvente de aldeído da invenção atual é um processo para a regeneração de um adsorvente de aldeído, incluindo o contato com o adsorvente de aldeído, no qual é adsorvido o aldeído, com uma solução aquosa de ácido inorgânico para dessa forma remover o aldeído juntamente com a amina polivalente.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0016] O adsorvente de aldeído que inclui uma resina de troca de cátions que trocou íons com uma amina polivalente em 1 a 99% em mols da capacidade total de troca, da invenção atual, pode ser usada para, dessa forma, adsorver e remover o aldeído incluído em um líquido contendo ácido carboxílico. Assim sendo, a condensação de aldeído pode ser eliminada e pode ser evitado o bloqueio devido ao aldeído precipitado. Então, o aldeído pode ser removido seletivamente de um líquido que contém ácido carboxílico com facilidade por meio de um processo não dispendioso com um aparelho não complicado nem dispendioso. Além disso, os componentes com baixo ponto de ebulição útil para a reação de carbonilação de metanol, tais como o iodeto de metila e o acetato de metila, sofrem também inibição contra serem perdidos. Além disso, a carga na purificação de um produto de ácido acético pode ser reduzida para atingir a estabilização da qualidade de ácido acético. Além disso, o adsorvente de aldeído da invenção atual pode incluir uma resina de troca de cátions substituída por uma amina polivalente somente em uma parte da capacidade total de troca, para permitir que um grupo de amina coexista com um ponto ácido, adsorvendo dessa forma o aldeído com uma alta eficiência.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] A figura 1 é um diagrama esquemático que ilustra um exemplo de um aparelho de produção de ácido acético no qual o processo para a produção de ácido acético da invenção atual pode ser aplicado. A figura 2 é um gráfico que mostra uma relação entre a taxa de troca com hidrazina e a quantidade de acetaldeído reduzido/quantidade trocada com hidrazina, nos exemplos e no exemplo comparativo. A figura3 é um gráfico que mostra uma relação entre a taxa de troca com hidrazina e a quantidade de acetaldeído reduzido, nos exemplos e no exemplo comparativo.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0018] O adsorvente de aldeído para a adsorção de aldeído em um líquido contendo ácido carboxílico que contém aldeído da invenção atual, inclui uma resina de troca de cátions que trocou íons com uma amina polivalente em 1 a 99% em mols da capacidade total de troca.

[0019] A resina de troca de cátions, de preferência, é uma resina de troca de cátions fortemente acidulada. O grupo de troca da resina de troca de cátion fortemente acidulada inclui um grupo sulfo (-SO3H). Exemplos específicos incluem Amberlyst 15 (produzida pela Dow Chemical Company), Diaion (produzida pela Mitsubishi Chemical Company), DOWEX (produzida pela Dow Chemical Company) e CT175 (produzida pela Purolite K. K.). Além disso, o tipo de resina de troca de cátions não é especialmente limitado e qualquer resina de troca de cátions de um tipo poroso tendo macroporos (incluindo todos os poros, poros elevados e do tipo MR) e um tipo de gel que não tem nenhum macroporo, pode ser utilizada.

[0020] A amina polivalente inclui diamina, triamina e tetramina, e exemplos específicos incluem hidrazina, etilenodiamina, dietilenotriamina, trietilenotetramina e 1,3- propanodiamina.

[0021] Na invenção atual, a quantidade de troca de íons com a amina polivalente corresponde a 1 a 99% em mols da capacidade total de troca da resina de troca de cátions. Isto é, o adsorvente de aldeído da invenção atual é obtido pela troca de íons de uma parte da capacidade total de troca da resina de troca de cátions com a amina polivalente. A quantidade de troca de íons com a amina polivalente, na prática é de preferência, de 10 a 90% em mols e ainda mais de preferência, 40 a 80% em mols da capacidade total de troca da resina de troca de cátions.

[0022] O processo de troca de íons da resina de troca de cátions com a amina polivalente em 1 a 99% em mols da capacidade total de troca da resina não é especialmente limitado, mas exemplos incluem um processo para a circulação para uma coluna cheia com a resina de troca de cátions, uma solução aquosa que inclui a amina polivalente em uma quantidade correspondente à quantidade desejada de troca de íons, especificamente, a amina polivalente em uma quantidade correspondente a 1 a 99% em mols da capacidade total de troca da resina de troca de cátions, e um processo que inclui a adição da resina de troca de cátions em uma solução aquosa que inclui a amina polivalente em uma quantidade correspondente à quantidade desejada de troca de íons, agitando o produto resultante.

[0023] Tal adsorvente de aldeído que inclui a resina de troca de cátions com íons trocados com a amina polivalente em 1 a 99% em mols da capacidade total de troca pode ser colocada em contato com um líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído, dessa forma dissolvendo seletivamente o aldeído no líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído, removendo o aldeído contido no líquido que contém ácido carboxílico. Assim sendo, a condensação de aldeído no sistema pode ser eliminada, e pode ser evitado o bloqueio de um aparelho como uma coluna devido à precipitação de aldeído. Então, como a invenção atual é direcionada para a remoção por meio de um adsorvente que inclui uma resina de troca de cátions na qual é suportada uma amina polivalente, o aldeído pode ser removido de um líquido contendo ácido carboxílico com facilidade por meio de um processo não dispendioso sem nenhum aparelho complicado nem dispendioso, diferentemente do caso em PTL1. Além disso, é também resolvido o problema seguinte no PTL 2: os componentes com baixo ponto de ebulição úteis, por exemplo, para a reação de carbonilação de metanol, tais como o iodeto de metila e o acetato de metila, são removidos. Então, quando a invenção atual é aplicada, por exemplo, em um processo para a produção de ácido acético, a carga na purificação de um produto de ácido acético pode ser reduzida para se obter a estabilização da qualidade do produto de ácido acético. Apesar dos detalhes serem descritos adiante, o adsorvente da invenção atual pode incluir uma resina de troca de cátions que é substituída por uma amina polivalente somente em parte da capacidade de troca de íons para permitir que um grupo amina coexista com um ponto ácido, dessa forma adsorvendo o aldeído com uma alta eficiência.

[0024] O aldeído inclui aldeídos alifáticos, tais como acetaldeído, propionaldeído, butilaldeído, e condensados dos mesmos, como crotonaldeído e paraldeido.

[0025] O ácido carboxílico inclui ácido acético e ácido propiônico.

[0026] O processo para colocar os adsorventes de aldeído em contato com o líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído não é especialmente limitado, mas os exemplos incluem um processo de escoamento que inclui a alimentação do líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído em uma coluna cheia com o adsorvente de aldeído de uma forma de fluxo ascendente e uma maneira de fluxo descendente, um processo que inclui permitir que o adsorvente de aldeído seja formado em um leito fluido no estado em suspensão no líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído, e um processo que inclui colocar o líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído em contato com o adsorvente de aldeído e agitar a mistura resultante. A temperatura de contato não é especialmente limitada, mas o adsorvente de aldeído, de preferência, é colocado em contato com o líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído a 100°C ou menos. Além disso, a quantidade de adsorvente de aldeído não é especialmente limitada, e poderá ser determinada com base na quantidade de aldeído contida no líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído, a capacidade de adsorção do adsorvente de aldeído, e semelhante. A adsorção a ser feita colocando-se o adsorvente de aldeído em contato com o líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído, é claro, poderá ser executada continuamente ou intermitentemente.

[0027] O mecanismo onde o adsorvente de aldeído que inclui a resina de troca de cátions que trocou íons com a amina polivalente em 1 a 99% em mols da capacidade total de troca da invenção atual, que pode, portanto, remover o aldeído contido no líquido que contém ácido carboxílico com uma eficiência elevada é estimado como se segue.

[0028] Primeiramente, uma parte da resina de troca de cátions efetua uma troca de íons com a amina polivalente para, dessa forma, ligar um corpo de amino da amina polivalente na resina de troca de cátions, permitindo que a amina polivalente seja suportada sobre a resina de troca de cátions. Um grupo amino que não é ligado na resina de troca de cátions, incluído na amina polivalente ligada na resina de troca de cátions, pode ser ligado ao aldeído por meio de uma reação de adição nucleofílica. Na invenção atual, como a quantidade de troca de íons com a amina polivalente é de 1 a 99% em mols da capacidade total de troca da resina de troca de cátions, o ponto ácido da resina de troca de cátions, especificamente, H+ de um grupo sulfo ou semelhante, permanece mesmo após a troca de íons da amina polivalente.

[0029] Então, o líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído é colocado em contato com a resina de troca de cátions com troca parcial de íons com a amina polivalente. Aqui, um grupo amino não ligado com a resina de troca de cátions da amina polivalente suportada sobre a resina de troca de cátions é protegida pelo ponto ácido, permanecendo na resina de troca de cátions para evitar que o grupo amino que não é ligado na resina de troca de cátions e o ácido carboxílico não fiquem em contato um com o outro. Assim sendo, o grupo amino não ligado na resina de troca de cátions é submetido a uma reação de adição nucleofílica seletiva com o aldeído para permitir que o aldeído seja adsorvido seletivamente na resina de troca de cátions e seja removido.

[0030] Além disso, como o ponto ácido que permanece na resina de troca de cátions não somente evita que o ácido carboxílico e o grupo amino entrem em contato um com outro, mas também serve como um catalisador para a reação de condensação do aldeído ligado no grupo amino com o aldeído não reagido, podendo ser formado um multimero de aldeído. Por exemplo, no caso do acetaldeído, a condensação pode progredir até ser obtido um trímero, paraldeído (3CH3CHO ^ C6H12O3).

[0031] Uma parte do ponto ácido da resina de troca de cátions permanece, portanto, incapaz de ligar o multímetro, aldeído, na amina polivalente com a qual a resina de troca de cátions efetua a troca de íons, adsorvendo o aldeído em uma quantidade várias vezes molar que aquela da amina polivalente suportada sobre a resina de troca de cátions (em uma quantidade três vezes molar no caso do acetaldeído). Assim sendo, o adsorvente de aldeído da invenção atual pode remover o aldeído contido no líquido que contém ácido carboxílico com uma eficiência elevada.

[0032] Por outro lado, quando a resina de troca de cátions é substituída com a amina polivalente em toda a sua capacidade total de troca, o efeito de proteção de um grupo amino pelo ponto ácido da resina de troca de cátions e o efeito do catalisador não são obtidos, e, portanto, a eficiência de remoção de aldeído é baixa quando comparada com aquela da invenção atual. Além disso, quando a resina de troca de cátions não efetua a troca de íons com a amina polivalente, o aldeído não pode ser removido.

[0033] O PTL 3 descreve que os ácidos carboxílicos que reagem com um grupo amino também são removidos juntamente com o aldeído. Na invenção atual, no entanto, uma parte da resina de troca de cátions efetua a troca de íons com a amina polivalente conforme descrito acima e, portanto o ponto ácido da resina de troca de cátions permanece, resultando dessa forma no efeito de proteção de um grupo amino. Além disso, como o líquido que contém ácido carboxílico usualmente inclui água, a reação de neutralização de ácido carboxílico com um grupo amino progride termodinamicamente com dificuldade. Assim sendo, na invenção atual, a influência do ácido carboxílico sobre a remoção de aldeído pode ser eliminada e o aldeído pode ser removido seletivamente do líquido que contém ácido carboxílico.

[0034] Aqui, a quantidade de aldeído que pode ser removida pelo adsorvente de aldeído da invenção atual é determinada pela relação entre a quantidade de amina polivalente suportada sobre a resina de troca de cátions (especificamente, a quantidade de troca de íons) e a quantidade do ponto ácido remanescente na resina de troca de cátions e, portanto, não é aumentada quando a quantidade de troca de íons relativa à capacidade total de troca da resina de troca de cátions tem um certo valor ou mais.

[0035] O adsorvente de aldeído da invenção atual pode ser regenerado pelo mesmo processo daquele de uma resina de troca de cátions usual. Especificamente, o adsorvente da invenção atual pode ser lavado com uma solução aquosa ácida inorgânica como ácido sulfúrico e ácido clorídrico (i.e., o adsorvente de aldeído da invenção atual pode ser contatado com uma solução aquosa ácida inorgânica como ácido sulfúrico e ácido clorídrico) para dessa forma remover o aldeído juntamente com a amina polivalente. Exemplos do processo para contatar o adsorvente de aldeído com uma solução aquosa de ácido inorgânico incluem um processo que inclui a alimentação de uma solução aquosa de ácido inorgânico, como ácido sulfúrico e ácido clorídrico, em uma concentração de 0,1 a 2,0 mols/l, desejavelmente em uma concentração em torno de 0,5 mol/l para uma coluna cheia com o adsorvente de aldeído, e um processo que inclui a adição do adsorvente de aldeído na solução aquosa ácida inorgânica e a agitação da mistura resultante.

[0036] Quando o adsorvente de aldeído da invenção atual é contatado com a solução aquosa de ácido inorgânico, a amina polivalente ligada no aldeído multímero é desorvida da resina de troca de cátions pela ação de troca de íons de um próton. Uma parte da resina de troca de cátions contatada com a solução aquosa de ácido inorgânico pode ser substituída com a amina polivalente outra vez e, portanto, ser utilizada para a remoção seletiva de aldeído do líquido que contém ácido carboxílico. Na invenção atual, como o multímero de aldeído é desorvido pelo ácido juntamente com a amina polivalente suportada sobre a resina de troca de cátions, conforme descrito acima, uma grande quantidade de aldeído pode ser desorvida da resina de troca de cátions por uma pequena quantidade do ácido. Assim sendo, a quantidade de ácido para uso na regeneração pode ser menor.

[0037] Tal processo para a remoção de aldeído do líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído utilizando-se o adsorvente de aldeído da invenção atual pode ser aplicado para a produção de ácido acético. Isto é, para um processo convencional para a produção de ácido acético (por exemplo, um processo para a produção de ácido acético, incluindo a carbonilação de metanol pelo monóxido de carbono para produzir o ácido acético e a purificação do ácido acético por destilação ou semelhante, e a circulação de componentes com baixo ponto de ebulição de um líquido de processo e um gás de processo produzido) pode ser adicionada uma etapa de adsorção de aldeído colocando-se em contato com o adsorvente de aldeídos da invenção atual, um líquido de processo produzido na produção de ácido acético e um líquido de absorção no qual os componentes com baixo ponto de ebulição de um gás de processo são absorvidos. Por exemplo, o processo para a produção de ácido acético da invenção atual inclui uma etapa de reação de carbonilação da carbonilação de metanol para a produção de ácido acético, uma etapa de evaporação instantânea da evaporação de uma parte de um líquido de produto da reação produzida na etapa de reação de carbonilação para separar o líquido do produto da reação nas fases vapor e líquida, uma etapa de destilação dos produtos finais leves para destilar a fase vapor produzida na etapa de evaporação instantânea para produzir um produto de fundo que serve como um produto de ácido acético e um líquido que escoa do topo da coluna, para ser circulado para a etapa de reação de carbonilação, e uma etapa de adsorção de aldeído para colocar em contato com o adsorvente de aldeído da invenção atual, pelo menos um dos líquidos de processo produzidos nas etapas de reação de carbonilação, de evaporação instantânea e de destilação dos produtos finais leves, e os líquidos de absorção nos quais são incluídos os componentes de baixo ponto de ebulição nos gases de processo produzidos nestas etapas que sãoabsorvidos.

[0038] Primeiramente, o metanol é carbonilado pelo monóxido de carbono para produzir ácido acético (etapa de reação de carbonilação). O processo para a reação do metanol com monóxido de carbono para produzir ácido acético não é especialmente limitado, mas poderá ser, por exemplo, um sistema heterogêneo no qual o metanol é reagido com monóxido de carbono em uma fase líquida que inclui um catalisador sólido tendo um complexo de ródio, e lítio ou semelhante suportado e um co-catalisador como iodeto de metila. O processo também pode ser um sistema homogêneo no qual um catalisador de metal nobre dissolvido em uma fase líquida, como ródio e irídio, é utilizado ao invés do catalisador sólido.

[0039] O catalisador sólido inclui um catalisador sólido tendo um complexo de metal nobre suportado sobre um veículo de resina contendo nitrogênio quaternizado. O veículo de resina contendo nitrogênio quaternizado tipicamente é uma resina de piridina, especificamente, uma resina que inclui na sua estrutura um anel de piridina cujo átomo de nitrogênio pode ser quaternizado, e representa ativamente, por exemplo, um copolímero de 4-vinilpiridina e divinil-benzeno. O veículo de resina, no entanto, não é limitado a esta resina específica, e isto significa incluir compreensivamente uma resina que contém nitrogênio básico que pode ser quaternizado para a adsorção e suporte do complexo de metal nobre. Assim sendo, é possível utilizar-se uma resina que inclui de forma diferente a 4-vinil piridina 2-vinil piridina tendo um grupo vinila em uma posição diferente, vinil piridinas, tais como vinil metil piridina ou vários monômeros contendo nitrogênio básico, tais como vinil quinolinas, ou usar uma resina que inclui ao invés de divinilbenzeno, vários monômeros reticuláveis tendo dois ou mais grupos que incluem uma ligação etilenicamente insaturada. Além disso, é também possível utilizar-se uma resina que inclui outros co-monômeros polimerizáveis, tais como estireno e acrilato de metila, além do monômero básico contendo nitrogênio e do monômero reticulável.

[0040] O complexo de metal nobre suportado sobre o veículo de resina refere-se a um complexo de metal nobre que apresenta uma ação catalítica na reação de carbonilação, o complexo sendo adsorvido em nitrogênio quaternizado do veículo de resina em uma forma de troca de íons. Como é utilizado adequadamente um metal nobre conhecido como ródio e lítio, em geral ródio é utilizado adequadamente. Quando o veículo de resina é colocado em contato com um haleto de ródio ou um sal de ródio como acetato de ródio em uma solução que inclui iodeto de metila sob pressão de monóxido de carbono (0,7 a 3 MPa), o ródio pode ser suportado sobre o veículo de resina. Aqui, um átomo de nitrogênio no veículo de resina é quaternizado, e um íon complexo de ródio produzido por uma reação de ródio, iodeto de metila e monóxido de carbono, especificamente, um complexo de iodeto de carbonila e ródio [Rh(CO)2I2]-é ligado ao mesmo de uma forma de troca de íons, produzindo um catalisador sólido.

[0041] Um reator cheio com o catalisador sólido ou o catalisador de metal é cheio com um líquido misturado incluindo metanol como uma matéria-prima da reação, um solvente da reação e um co-catalisador como um líquido da reação. Como o solvente da reação, são utilizados vários solventes convencionalmente conhecidos. Embora esta reação seja usualmente executada usando-se ácido acético como o solvente da reação, neste caso o ácido acético é um produto de reação e ao mesmo tempo serve como o solvente da reação. Como esta reação produz acetato de metila, dimetil éter, água, acetaldeído e semelhantes como subprodutos, estes subprodutos são retornados em conjunto com o solvente, o promotor da reação e a matéria-prima não reagida da etapa de reação de carbonilação como o líquido residual do qual é separado e recuperado o ácido acético como um produto, a fase líquida na etapa de reação de carbonilação inclui uma mistura de todos estes componentes. A etapa de reação de carbonilação pode ser executada usando-se vários tipos de reatores, tais como de leito fixo, leito expandido e de mistura, e poderá ser adotado qualquer tipo de operação em batelada e do tipo continuo, mas é industrialmente preferível um tanque de mistura contínua no qual as condições de reação são facilmente controladas.

[0042] Então, o líquido da reação da etapa de reação de carbonilação (tendo a mesma composição que a fase líquida na etapa de reação de carbonilação no caso do tanque de mistura do tipo contínuo) é primeiramente parcialmente evaporado em uma porção de evaporação instantânea e é separado em uma fase vapor e uma fase líquida (etapa de evaporação instantânea), e posteriormente a fase vapor é direcionada para uma coluna de destilação dos produtos finais leves e ácido acético que serve como um produto de ácido acético separado como um produto de fundo da porção inferior da coluna de destilação dos produtos finais leves (etapa de destilação dos produtos finais leves). O líquido residual diferente de ácido acético que é separado e recuperado, como o produto de fundo obtido na porção de evaporação instantânea e o líquido que escoa do topo da coluna obtido na etapa de destilação dos produtos finais leves, enquanto uma parte do mesmo é purgada do processo, é submetido de forma apropriada à etapa de purificação para ser retornado para a etapa de carbonilação.

[0043] A razão pela qual a etapa de destilação dos produtos finais leves é, portanto, executada depois da etapa de evaporação instantânea é que, enquanto o líquido do produto da reação é uma mistura de vários componentes conforme descrito acima e o ácido acético é um componente tendo uma pequena volatilidade entre os mesmos, uma impureza menos volátil (não volátil) é na realidade incorporada no ácido acético e, portanto, o ácido acético poderá não ser recuperado do produto de fundo da porção de evaporação instantânea como um produto. Aqui, a etapa de evaporação instantânea e a etapa de destilação dos produtos finais leves podem ser executadas como uma série de etapas ou etapas separadas. Isto é, por exemplo, a porção de evaporação instantânea e a coluna de destilação de produtos finais leves podem ser integralmente fornecidas na porção do fundo e na porção superior de uma só coluna, ou podem ser separadas para um vaso de expansão e uma coluna de destilação de produtos finais leves para serem cada uma delas configurada como uma coluna diferente.

[0044] Então, na invenção atual, o líquido de processo (líquido) produzido na produção de ácido acético, especificamente, o líquido do processo (especificamente, o líquido do produto de reação produzido na reação de carbonilação) produzido na etapa de reação de carbonilação, o líquido de processo produzido na etapa de evaporação instantânea e o líquido de processo produzido na etapa de destilação de produtos finais leves são colocados em contato com o adsorvente de aldeído da invenção atual (etapa de adsorção de aldeído). O líquido de absorção no qual os componentes com baixo ponto de ebulição incluídos no gás de processo (gás) produzidos na produção de ácido acético, especificamente, o gás de processo (especificamente, um gás liberado que é produzido na reação de carbonilação) produzido na etapa de reação de carbonilação, o gás de processo produzido na etapa de evaporação instantânea e o gás de processo produzido na etapa de destilação dos produtos finais leves são absorvidos na água, metanol, ácido acético ou semelhante, poderão também ser colocados em contato com o adsorvente de aldeído da invenção atual. Aqui, os componentes com baixo ponto de ebulição são componentes evaporados na etapa de produção de ácido acético, entre os componentes incluídos no gás de processo. Os componentes com baixo ponto de ebulição incluem iodeto de metila, acetato de metila, ácido acético e aldeído.

[0045] Como o acetaldeído é um subproduto na produção de ácido acético através da carbonilação de metanol conforme descrito acima, os líquidos de processo e os gases de processo obtidos na etapa de reação de carbonilação, etapa de evaporação instantânea e etapa de destilação dos produtos finais leves incluem acetaldeído. Aqui, os líquidos de processo e os gases de processo também incluem componentes como água, ácido acético, iodeto de metila, acetato de metila e metanol, além de acetaldeído.

[0046] Quando o acetaldeído está presente no sistema no qual é executada a produção de ácido acético, ele provoca uma reação de condensação nas condições de carbonilação para ser convertido em líquidos insaturados tendo um ponto de ebulição elevado. Estes aldeídos insaturados são precipitados na porção inferior da coluna de destilação ou semelhante para provocar o problema de bloqueio ou semelhante, juntamente com o progresso adicional da condensação. Além disso, o crotonaldeido ou semelhante tem um ponto de ebulição próximo daquele do ácido acético, e, portanto é difícil de ser separado na etapa de purificação de ácido acético e é incorporado em um produto de ácido acético, resultando na deterioração da qualidade do ácido acético especialmente como uma substância redutora. Especialmente, quando os componentes com baixo ponto de ebulição, incluídos nos líquidos de processo e nos gases de processo produzidos nas etapas respectivas, são circulados para o sistema de reação de ácido acético para recuperar e reutilizar os componentes com baixo ponto de ebulição como componentes úteis para a reação de carbonilação de metanol, como acetato de metila e iodeto de metila, o acetaldeído é acumulado.

[0047] Como o acetaldeído pode ser adsorvido adequadamente pelo adsorvente de aldeído e removido na etapa de adsorção de aldeído no processo para a produção de ácido acético da invenção atual, o problema do aldeído precipitado provocar o bloqueio em um aparelho de produção como a porção inferior de uma coluna de destilação, pode ser resolvido. Além disso o produto de fundo produzido na etapa de destilação dos produtos finais leves pode ser submetido à etapa de adsorção de aldeído para, dessa forma, produzir um produto de ácido acético de alta qualidade.

[0048] A etapa de adsorção de aldeído poderá trazer os líquidos de processo produzidos na etapa de reação de carbonilação, a etapa de evaporação instantânea e a etapa de destilação dos produtos finais leves, e o líquido de absorção no qual os componentes com baixo ponto de ebulição são incluídos nos gases de processo produzidos nestas etapas são absorvidos em água, metanol, ácido acético ou semelhante em contato com o adsorvente da invenção atual no mesmo processo como no caso do líquido que contém ácido carboxílico contendo aldeído. A forma de contato não é especialmente limitada e pode ser executada pelo menos por uma ou por uma combinação de um tipo de fluxo contínuo e um tipo em batelada. Quando é utilizado aqui um tipo de fluxo contínuo, a direção na qual o líquido de processo e o líquido de absorção são escoados para a coluna cheia com uma resina de troca de cátions predeterminada poderá ser na direção para cima ou para baixo.

[0049] O processo para a produção de ácido acético da invenção atual poderá também ainda incluir uma etapa de separação para a separação do líquido que escoa da coluna, produzido na etapa de destilação dos produtos finais leves, para uma fase aquosa e uma fase oleosa, e uma etapa de circulação para a circulação da fase aquosa ou da fase oleosa separada na etapa de separação para a etapa de reação de carbonilação. Então, a fase aquosa ou a fase oleosa separada na etapa de separação poderá ser usada como um líquido de processo que é um líquido a ser tratado na etapa de adsorção de aldeído. Isto é, a etapa de adsorção de aldeído também poderá ser executada na etapa subseqüente da etapa de separação.

[0050] Uma parte da fase aquosa ou da fase oleosa separada na etapa de separação poderá ser submetida à etapa de adsorção de aldeído. Por exemplo, somente uma parte da fase aquosa separada na etapa de separação poderá ser circulada para a etapa de reação de carbonilação através da etapa de adsorção de aldeído.

[0051] A etapa de separação inclui um processo no qual o líquido que escoa do topo da coluna é deixado em repouso em um recipiente para dessa forma ser separado em uma fase aquosa e uma fase oleosa. Além disso, a etapa de circulação pode ser executada, por exemplo, através de uma unidade de alimentação de líquido para o retorno da fase oleosa da fase aquosa de um recipiente para executar a etapa de separação na etapa de reação de carbonilação, como um tubo ou uma bomba.

[0052] O processo da invenção atual poderá ainda incluir uma etapa de remoção de água em excesso para a remoção da água em acesso produzida como subproduto na etapa de reação de carbonilação, depois que a fase aquosa separada na etapa de separação, se necessário, é colocada em contato com o adsorvente de aldeído na etapa de adsorção de aldeído. O processo para a remoção do excesso de água, por exemplo, é a destilação. Na etapa de remoção de excesso de água, os componentes úteis, tais como o iodeto de metila e o acetato de metila são recuperados na fase oleosa. Então, a fase aquosa obtida na etapa de remoção de excesso de água pode ser descarregada para fora do sistema.

[0053] O processo da invenção atual poderá ainda incluir uma etapa de recuperação de iodeto de metila colocando um gás descartado que é produzido na etapa de reação de carbonilação em contato com metanol ou para a recuperação do iodeto de metila, onde um líquido que contém metanol obtido na etapa de recuperação de iodeto de metila poderá servir como o líquido a ser tratado na etapa de adsorção de aldeído. Isto é, a etapa de adsorção poderá também ser executada na etapa subseqüente da etapa de recuperação de iodeto de metila.

[0054] O gás descartado produzido na etapa de reação de carbonilação, por exemplo, é um gás que inclui monóxido de carbono não reagido, metanol, iodeto de metila, acetato de metila, ácido acético, acetaldeído e semelhante, descarregados da porção do topo do reator, para efetuar a etapa de reação de carbonilação. Na etapa de recuperação de iodeto de metila, este gás descartado é colocado em contato com metanol para absorver os componentes úteis, tais como iodeto de metila e também o acetato de metila no gás descartado. Por exemplo, o gás descartado poderá ser introduzido na porção inferior de uma coluna de absorção de iodeto de metila para entrar em contato com metanol líquido que é gotejado da porção superior. O líquido contendo metanol absorvendo iodeto de metila e semelhante poderá ser circulado de forma apropriada para a etapa de reação de carbonilação através da etapa de adsorção de aldeído. Além disso, o gás descartado que é descartado por exemplo, da porção do topo da coluna de absorção de iodeto de metila e o iodeto de metila é removido e descarregado para fora do sistema de reação depois, se for necessário, de ser purificado por carvão ativo ou semelhante.

[0055] O processo da invenção atual poderá também incluir ainda uma etapa de colocar um gás de processo que inclui iodeto de metila, acetato de metila e semelhantes produzidos na etapa de remoção de excesso de água, em contato com metanol para recuperar o iodeto de metila. Esta etapa de recuperação de iodeto de metila poderia ser executada pelo mesmo processo da etapa de recuperação de iodeto de metila. Então, um líquido contendo metanol obtido nesta etapa de recuperação de iodeto de metila também poderá servir como o líquido a ser tratado na etapa de adsorção de aldeído. O líquido contendo metanol que absorve o iodeto de metila poderá ser circulado de forma apropriada para a etapa de reação de carbonilação através da etapa de adsorção de aldeído.

[0056] O processo da invenção atual poderá também incluir ainda uma etapa de purificação do produto de fundo de purificação do produto de fundo produzido na etapa de destilação dos produtos finais leves e que serve como um produto de ácido acético. Então, o produto de fundo produzido na etapa de destilação dos produtos finais leves que serve como produto de ácido acético, ou um produto de ácido acético obtido na etapa de purificação do produto de fundo poderá servir como o líquido a ser tratado na etapa de adsorção de aldeído. Isto é, a etapa de adsorção de aldeído também poderá ser executada na etapa subseqüente da etapa de destilação dos produtos finais leves ou na etapa de purificação do produto de fundo.

[0057] A etapa de purificação do produto de fundo poderá executar, por exemplo, a purificação que o produto de fundo produzido na etapa de destilação dos produtos finais leves é destilado em uma coluna de destilação para a purificação do ácido acético, para permitir que um componente tendo um peso molecular maior do que o do ácido acético, como o ácido propiônico, seja removido.

[0058] O processo da invenção atual também poderá incluir uma etapa (etapa de remoção de composto de nitrogênio básico) de trazer a fase líquida da porção de evaporação instantânea em contato com uma resina de troca de cátions acidulada na rota na qual a fase líquida da porção de evaporação instantânea é retornada para a etapa de reação de carbonilação, dessa forma removendo um composto que contém nitrogênio básico produzido pela decomposição térmica de um veículo de resina de piridina ou semelhante.

[0059] A fase líquida da porção de evaporação instantânea inclui principalmente ácido acético, mas se as moléculas contendo nitrogênio básico, tais como um anel de piridina, são eluídas pela decomposição do veículo da resina do catalisador sólido, estas moléculas também são incluidas na fase líquida da porção de evaporação instantânea. Quando a fase líquida que inclui tais moléculas que contêm nitrogênio básico (que são quaternizadas) é retornada para a etapa de reação de carbonilação como ela é, tais moléculas são acumuladas na fase líquida na etapa de reação de carbonilação, que provocam uma distribuição tal que os sítios que contêm nitrogênio básico no veículo da resina do catalisador sólido e o íon do complexo de metal nobre são perdidos. Isto é, o complexo de metal nobre é livre na fase líquida na etapa de reação de carbonilação em uma quantidade maior resultando na deterioração da função catalítica. A etapa de remoção do composto de nitrogênio básico pode ser executada, para dessa forma suprimir a deterioração da função catalítica.

[0060] Um aparelho de produção de ácido acético para o qual o processo de produção de ácido acético da invenção atual pode ser aplicado é descrito com referência à figura 1. A figura 1 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de um aparelho de produção de ácido acético no qual o processo para a produção de ácido acético da invenção atual pode ser aplicado.

[0061] Conforme ilustrado na figura 1, um aparelho de produção de ácido acético 10 inclui um reator de carbonilação 11 para a carbonilação de metanol através de monóxido de carbono para produzir ácido acético, um vaso de expansão 12 que é uma unidade de evaporação instantânea para evaporar uma parte de um líquido de produto da reação que é descarregado do reator de carbonilação 11 para separar o líquido do produto da reação nas fases de vapor e líquida, uma coluna de destilação dos produtos finais leves 14 que é uma unidade de destilação dos produtos finais leves para a destilação da fase vapor descarregada do vaso de expansão 12 para produzir um produto de fundo que serve como um produto de ácido acético e um líquido que escoa do topo da coluna, e um decantador 15 que é uma unidade de separação para separar o líquido que escoa do topo da coluna produzido na coluna de destilação dos produtos finais leves 14 para uma fase aquosa e uma fase oleosa, onde a fase oleosa descarregada do decantador 15 é retornada através de uma tubulação 19 para o reator de carbonilação 11 juntamente com um líquido da fase aquosa enviada do decantador 15 através de uma tubulação 20 .

[0062] O aparelho de produção de ácido acético 10 ilustrado na figura 1 também inclui uma coluna de adsorção do composto de nitrogênio básico 13 para colocar a fase líquida descarregada do vaso de expansão 12 em contato com uma resina de troca de cátions acidulada.

[0063] Então, conforme ilustrado na figura 1, uma coluna de adsorção de aldeído 16 para colocar uma parte da fase aquosa descarregada do decantador 15 em contato com o adsorvente de aldeído da invenção atual é fornecida em uma tubulaçãobifurcada da tubulação 20 na etapa subseqüente do decantador 15. A coluna de adsorção de aldeído 16 é uma coluna cheia com o adsorvente de aldeído da invenção atual.

[0064] Embora o assunto a ser tratado do absorvente de aldeído da invenção atual seja a fase aquosa descarregada do decantador 15 na figura 1, o assunto a ser tratado poderá ser um líquido de processo produzido em outra etapa ou um líquido de absorção no qual os componentes com baixo ponto de ebulição incluídos em um gás de processo produzido no sistema são absorvidos, onde a coluna de adsorção de aldeído 16 poderá ser disponível na etapa subseqüente da etapa na qual o líquido de processo ou o gás de processo que serve como o assunto a ser tratado é produzido.

[0065] O aparelho de produção de ácido acético 10 ilustrado na figura 1 é também fornecido com uma coluna de destilação de excesso de água 17 na etapa subseqüente da coluna de adsorção de aldeído 16, para a destilação da fase aquosa descarregada da coluna de adsorção de aldeído 16 para remover o excesso de água produzido como subproduto na etapa de reação de carbonilação e para separar o iodeto de metila, acetato de metila e semelhantes.

[0066] O aparelho de produção de ácido acético 10 ilustrado na figura 1 além disso é fornecido com uma coluna de absorção de iodeto de metila 18 para permitir que um gás de descarte que é um gás que inclui monóxido de carbono, vapor de metanol, iodeto de metila e acetato de metila descarregado da porção do topo do reator de carbonilação 11 seja introduzido no mesmo para colocar o gás descartado em contato com metanol para a recuperação do iodeto de metila e semelhantes. A coluna de absorção de iodeto de metila 18 é configurada de forma a permitir que o gás descartado seja introduzido no mesmo na porção inferior do mesmo e assim sendo, para permitir que o metanol líquido goteje da porção superior do mesmo.

[0067] O aparelho de produção de ácido acético 10 ilustrado na figura 1 é também fornecido com uma coluna de absorção de iodeto de metila 18b para permitir que o gás que inclui iodeto de metila e acetato de metila descarregado da porção do topo da coluna de destilação de excesso de água 17 seja introduzido na mesma para colocar a o gás em contato com metanol para a recuperação de iodeto de metila. A coluna de absorção de iodeto de metila 18b é também configurada de forma a permitir que o gás seja introduzido na mesma na porção inferior da mesma e assim permitir que o metanol liquido goteje da porção superior da mesma, como na coluna de absorção de iodeto de metila 18a. A coluna de absorção de iodeto de metila 18b, no entanto, é operada em uma pressão menor do que aquela da coluna de absorção de iodeto de metila 18a.

[0068] O processo para a produção de ácido acético usando tal aparelho de produção de ácido acético 10 é exemplificado abaixo.

[0069] Primeiramente, o metanol e o monóxido de carbono são introduzidos no reator de carbonilação 11, e são reagidos um com o outro para produzir ácido acético. O detalhe é como se segue: um catalisador sólido está presente, sendo dispersado em uma fase líquida no reator de carbonilação 11; e a fase líquida inclui ácido acético como um solvente, iodeto de metila como promotor para a reação, metanol como matéria-prima da reação, e vários subprodutos da reação (acetato de metila, acetaldeído, água e semelhante); monóxido de carbono gasoso é introduzido no líquido da reação, no qual é dispersado o catalisador sólido, para a reação de metanol com monóxido de carbono sob condições, por exemplo, de temperatura de reação de cerca de 100 a cerca de 200°C e uma pressão de reação de cerca de 1 a 5 MPa, produzindo ácido acético.

[0070] O gás descartado descarregado da porção do topo do reator de carbonilação 11 é introduzido na coluna de absorção de iodeto de metila 18 a partir da porção inferior. O gás descartado na coluna de absorção de iodeto de metila 18a é colocado em contato com metanol líquido que é deixado gotejar da porção superior da coluna de absorção de iodeto de metila 18a, e o iodeto de metila é absorvido no metanol líquido. Um líquido contendo metanol de absorção de iodeto de metila e semelhante é retornado para o reator de carbonilação 11. Além disso, o gás descartado que é descarregado, por exemplo, da porção do topo da coluna de absorção de iodeto de metila 18a, da qual iodeto de metila e semelhante são removidos, é descarregado para fora do sistema de reação.

[0071] Por outro lado, o líquido do produto de reação do reator de carbonilação 11 é retirado através de uma peneira ou semelhante e é introduzido no vaso de expansão 12. Então, o líquido de reação é evaporado parcialmente pela evaporação instantânea formando uma fase vapor e uma fase líquida.

[0072] A fase líquida produzida pela evaporação instantânea é escoada para a coluna de adsorção de nitrogênio básico 13, o composto de nitrogênio básico é adsorvido e removido, e posteriormente o produto resultante é retornado para o reator de carbonilação 11.

[0073] Além disso, a fase vapor produzida pela evaporação instantânea é escoada para a etapa subseqüente, a coluna de destilação dos produtos finais leves 14. Na coluna de destilação dos produtos finais leves 14, enquanto a fase vapor que escoa do vaso de expansão 12 é separada por destilação, uma parte do ácido acético tendo a menor volatilidade entre os componentes que formam a fase vapor que escoa do vaso de expansão 12 pode ser incluída em um destilado do topo da coluna para permitir que todos os outros componentes da fase vapor sejam incluídos no destilado do topo da coluna. A maior parte do ácido acético incluída na fase vapor do vaso de expansão 12 é retirada como produto de fundo da porção inferior da coluna de destilação dos produtos finais leves 14, submetido de forma apropriada a um tratamento de purificação, e então é separadoa e recuperado como um produto.

[0074] Por outro lado, o líquido que escoa para fora do topo da coluna de destilação dos produtos finais leves 14 é introduzido no decantador 15, e é separado em uma fase aquosa e uma fase oleosa. A fase oleosa do decantador 15 é retornada através da tubulação 19 para o reator de carbonilação 11 sendo misturada com um líquido da fase aquosa que é enviado do decantador 15 através de uma tubulação 20.

[0075] Então, uma parte da fase aquosa do decantador 15 é bifurcada da tubulação 20 e é alimentada para a coluna de adsorção de aldeído 16 cheia o adsorvente de aldeído da invenção atual, e o aldeído é removido da mesma.

[0076] Posteriormente, a fase aquosa da qual é removido o aldeído é enviada para a coluna de destilação de excesso de água 17 e é destilada. A fase aquosa descarregada da coluna de destilação de excesso de água 17 é descarregada para fora do sistema de reação. Por outro lado, o gás que inclui iodeto de metila, acetato de metila e semelhante descarregado da porção do topo da coluna de destilação de excesso de água 17 é introduzido na coluna de absorção de iodeto de metila 18b a partir da porção inferior. O gás introduzido na coluna de absorção de iodeto de metila 18b é colocado em contato com metanol líquido que é deixado gotejar da porção superior da coluna de absorção de iodeto de metila 18b, e o iodeto de metila é absorvido em metanol líquido. O líquido contendo metanol de absorção de iodeto de metila e semelhante é retornado para o reator de carbonilação 11. Além disso, o gás descartado que é descarregado, por exemplo, da porção do topo da coluna de absorção de iodeto de metila 18b, do qual são removidos iodeto de metila e semelhantes, é descarregado para fora do sistema de reação.

EXEMPLOS

[0077] Daqui por diante a invenção atual é descrita com referência a exemplos para melhor entendimento da invenção atual, mas ela não é limitada aos exemplos de forma alguma.

< Exemplos 1 a 7 e exemplo comparativo 1>

[0078] Uma quantidade listada na coluna "Quantidade de Amberlyst-15 adicionado (g) - base sêca"na tabela 1 de Amberlyst 15 (produzido pela Dow Chemica Company, capacidade total de troca: 5,38 mmols/g - base sêca, teor de água: 54,0% em peso), 200 ml de água de troca de íons, e uma quantidade listada na coluna "Quantidade de monoidrato de hidrazina adicionado" na tabela 1 de monoidrato de hidrazina (quantidade de hidrazina correspondente a 26 a100% por mol da capacidade total de troca da resina de troca de cátions em cada um dos exemplos e no exemplo comparativo) foram colocados em um frasco Erlenmeyer rosqueado no topo de 500 ml, agitados e mexidos na temperatura ambiente durante 5h. Então o sobrenadante foi retirado por um conta-gotas, foram adicionados 200 ml de água de troca de íons e agitados, e então o sobrenadante foi removido outra vez. Esta operação foi repetida 10 vezes para a execução da lavagem de substituição.

[0079] No aparelho de produção de ácido acético ilustrado na figura 1, 200 g de um líquido simulante (composição típica: acetaldeído: 3% em peso; acetato de metila:19% em peso; metanol: 4% em peso; iodeto de metila: 2% em peso; ácido acético: 5% em peso; água: 67% em peso) da fase aquosa (a fase aquosa do decantador) no líquido que escoa do topo da coluna de destilação dos produtos finais leves foram colocados no frasco Erlenmeyer com o topo rosqueado onde foi executada a lavagem de substituição, e agitados a 40°C durante 5h, e posteriormente a concentração de acetaldeído no líquido sobrenadante foi analisada por cromatografia gasosa (GC). Os resultados são mostrados na tabela 1. Além disso, na figura 2 é mostrada uma relação entre as taxas de troca com hidrazina e a quantidade de acetaldeído reduzido/a quantidade trocada com a hidrazina, e na figura 3 é mostrada a relação entre a taxa trocada com a hidrazina e a quantidade de acetaldeído reduzido.

[0080] A capacidade total de troca da resina de troca de cátions em cada um dos exemplos e no exemplo comparativo é determinada pela multiplicação da quantidade de Amberlyst 15 adicionada pelo valor da capacidade de troca total de Amberlyst 15, 5,38 mmols/g - base sêca. Então, a quantidade de troca de íons com hidrazina em relação à capacidade total de troca da resina de troca de cátions (listada como "taxa de troca com hidrazina (%)" na tabela 1, figura 2 e figura 3) pode ser determinada pela expressão: quantidade de hidrazina adicionadas (mmols)/capacidade total de troca (em mmols) da resina de troca de cátions em cada um dos exemplos e no exemplo comparativo x 100. Aqui, toda a hidrazina adicionada é utilizada para a troca de íons.

[0081] Conforme mostrado na tabela 1, o aldeído foi absorvido de forma favorável e foi removido em cada um dos exemplos 1 a 7 nos quais foi utilizado o adsorvente de aldeído da invenção atual que incluía uma resina de troca de cátions que executa a troca de íons com uma amina polivalente em 1 a 99% em mols da capacidade total de troca. Por outro lado, no exemplo comparativo 1 no qual foi usada uma resina de troca de cátions que troca íons com uma amina polivalente em100% da capacidade total de troca, o aldeído podia ser removido mas a relação molar (quantidade de acetaldeído reduzido/quantidade trocada com hidrazina) de aldeído que poderia ser removido com a hidrazina era baixo, quando comparado com o caso de cada um dos exemplos 1 a 7.

[0082] O detalhe é como se segue. Da tabela 1 e da figura 2 pode ser visto que a quantidade de acetaldeído dissolvido era duas vezes ou mais que aquela da hidrazina em cada um dos exemplos 1 a 7, e especialmente, a quantidade de acetaldeído adsorvido era cerca de três vezes aquela de hidrazina em cada um dos exemplos 1 a 5 nos quais foi usada uma resina de troca de cátions que trocou íons com uma amina polivalente em cerca de 70% ou menos da capacidade total de troca. Assim sendo, pode ser dito que o aldeído foi removido com uma eficiência elevada nos exemplos 1 a 7, especialmente nos exemplos 1 a 5. É aqui presumido que como a quantidade de acetaldeído adsorvida era de cerca de três vezes aquela de hidrazina em cada um dos exemplos 1 a 5, o acetaldeído estava presente como um trímero para ser absorvido na hidrazina.

[0083] Também pode ser visto da tabela 1 e da figura 3 que quando a taxa de troca com hidrazina era de cerca de 70%, a quantidade de acetaldeído dissolvido e removido era a máxima. [Tabela 1]

[0084] Esta solicitação reivindica o benefício da solicitação de patente japonesa de número 2013 - 123746 arquivada em 2 de junho de 2013, que é aqui incorporadacomo referência na sua integridade.

[0085] Lista de sinais de referência 10 aparelho de produção de ácido acético 11 reator de carbonilação 12 vaso de expansão 13 coluna de adsorção de composto de nitrogênio básico 14 coluna de destilação dos produtos finais leves 15 decantador 16 coluna de adsorção de aldeído 17 coluna de destilação de excesso de água 18a, 18b coluna de absorção de iodeto de metila 19 , 20 tubulação

Claims

1. Adsorvente de aldeído para adsorver um aldeído em um líquido que contém ácido carboxílico contendo o aldeído caracterizado pelo fato de compreender uma resina de troca de cátions com íons trocados com uma amina polivalente em 40 a 80% em mols da capacidade total de troca.

2. Adsorvente de aldeído, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a amina polivalente é pelo menos uma escolhida de hidrazina, etilenodiamina, dietilenotriamina, trietilenotetramina ou 1,3-propanodiamina.

3. Adsorvente de aldeído, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o aldeído é pelo menos um escolhido de acetaldeído, propionaldeído, butiraldeído e produtos de condensaçãodo mesmo.

4. Adsorvente de aldeído, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o ácido carboxílico é ácido acético.

5. Adsorvente de aldeído, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a resina de troca de cátions é uma resina de troca de cátions fortemente acidulada.

6. Processo para a remoção de um aldeído caracterizado pelo fato de compreender a colocação de um líquido que contém o ácido carboxílico contendo o aldeído em contato com o adsorvente de aldeído tal como definido em qualquer das reivindicações 1 a 5 para a adsorção e remoção do aldeído.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o líquido que contém ácido carboxílico contendo o aldeído é pelo menos um dos líquidos de processo produzidos durante a produção de ácido acético através de carbonilação de metanol e absorção de líquidos que absorveram os componentes com baixo ponto de ebulição incluídos em um gáses de processo produzidos durante a produção de ácido acético.

8. Processo para a produção de ácido acético caracterizado pelo fato de compreender: uma etapa de reação de carbonilação da carbonilação de metanol pelo monóxido de carbono para produzir ácido acético; uma etapa de evaporação instantânea da evaporação de uma parte de um líquido de produto de reação produzido na etapa de reação de carbonilação para separar o líquido do produto da reação nas fases vapor e líquida; uma etapa de destilação de produtos finais leves da destilação da fase vapor produzida na etapa de evaporação instantânea para produzir um produto de fundo que serve como um produto de ácido acético, e um líquido que escoa do topo da coluna, para ser circulado para a etapa de reação de carbonilação; e uma etapa de adsorção de aldeído para colocar em contato com o adsorvente de aldeído tal como definido em qualquer das reivindicações 1 a 5, pelo menos um dos líquidos de processo produzidos na etapa de reação de carbonilação, evaporação instantânea e destilação dos produtos finais leves, ou os líquidos de absorção que absorvem os componentes com baixo ponto de ebulição incluídos nos gases de processo produzidos nestas etapas.

9. Processo para a produção de ácido acético, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de compreender adicionalmente uma etapa de separação para separar o líquido que escoa do topo da coluna, produzido na etapa de destilação dos produtos finais leves, nas fases aquosa e oleosa, e uma etapa de circulação da circulação da fase aquosa e da fase oleosa separadas na etapa de separação para a etapa de reação de carbonilação, em que o líquido de processo colocado em contato com o absorvente de aldeído é a fase aquosa ou a fase oleosa separada na etapa de separação.

10. Processo para a produção de ácido acético, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de compreender adicionalmente uma etapa de recuperação de iodeto de metila da colocação de um gás descartado produzido na etapa de reação de carbonilação em contato com metanol para a absorção de iodeto de metila, em que o líquido de processo colocado em contato com o absorvente de aldeído é um líquido que contém metanol obtido na etapa de recuperação de iodeto de metila.

11. Processo para a produção de ácido acético, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de compreender adicionalmente uma etapa de purificação do produto de fundo da purificação do produto de fundo produzido na etapa de destilação dos produtos finais leves, em que o líquido de processo colocado em contato com o absorvente de aldeído é pelo menos um do produto de fundo e do produto de ácido acético obtido na etapa de purificação do produto de fundo.

12. Processo para a produção de ácido acético, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que o líquido de processo colocado em contato com o absorvente de aldeído é uma solução aquosa que inclui iodeto de metila, acetato de metila, metanol, acetaldeído e ácido acético.

13. Processo para a regeneração de um adsorvente de aldeído caracterizadopelo fato de compreender o contato do adsorvente de aldeído tal como definido em qualquer das reivindicações 1 a 5, no qual é adsorvido um aldeído, com uma solução aquosa de ácido inorgânico para dessa forma remover o aldeído juntamente com a amina polivalente.