BR112015032389B1 - processo para a produçâo contínua de acrilatos leves pela esterificação de um ácido acrílico em grau éster bruto - Google Patents
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Abstract
PROCESSO PARA A PRODUÇÂO CONTÍNUA DE ACRILATOS LEVES PELA ESTERIFICAÇÃO DE UM ÁCIDO ACRÍLICO EM GRAU ÉSTER BRUTO. A presente invenção se refere a um processo para a preparação contínua de acrilato leve, pela reação de um álcool leve com um fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto que inclui mais do que 8% em peso de adutos de Michael. De acordo com o dito processo, a dissociação térmica dos ditos adutos de Michael contidos no fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto ou gerados in situ na área de reação, e a esterificação, com um álcool leve, do ácido acrílico no dito fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto e/ou gerado in situ pela dita dissociação térmica são realizados simultaneamente em uma única área de reação, o efluente que deixa a área de reação sendo então submetido a um tratamento e purificação que resultam na produção de um acrilato leve purificado e o resíduo de reação permanecendo líquido o suficiente para ser removido por meio de uma bomba.
Description
[0001] A presente invenção se refere à fabricação de acrilatos leves e, notavelmente, se refere a um processo de preparação contínua de acrilatos leves pela esterificação direta a partir de um fluxo de ácido acrílico bruto e um álcool leve, em particular metanol ou etanol.
[0002] Mais particularmente, a presente invenção se refere a umprocesso de acordo com o qual a dissociação térmica dos adutos de Michael presentes em um fluxo de ácido acrílico bruto, chamado daqui por diante de "éster em grau bruto", e a reação de esterificação do ácido acrílico presente no dito fluxo de ácido acrílico bruto ou gerado in situ pela dita dissociação térmica, com um álcool leve, são realizadas simultaneamente.
[0003] Ésteres de acrílico leves (ou acrilatos leves) são preparados a partir do ácido acrílico e um álcool leve (tal como metanol ou etanol) pela esterificação simples. A faixa de usos para a fabricação de polímeros é extensa. O acrilato de metila (MA) é muito frequentemente usado nos processos de copolimerização para fazer fibras. O acrilato de etila (EA) é usado em particular nos processos de copolimerização para transmitir coesão para fibras têxteis.
[0004] A obtenção desses monômeros com um grau satisfatório depureza para a aplicação industrial final é, portanto, essencial e frequentemente desafiadora e requer técnicas de purificação caras. Portanto, para atingir esses requisitos de pureza, uma atenção muito particular é prestada quanto a qualidade do ácido acrílico, que deve ser isento de impurezas que poderão gerar subprodutos no acrilato leve.Por causa disso, a reação de esterificação é geralmente realizada partindo de um ácido acrílico purificado.
[0005] Para a síntese do ácido acrílico, a via indústria mais amplamente usada é a oxidação do propileno. A síntese do ácido acrílico é chamada de síntese petroquímica e compreende duas etapas, a primeira é a oxidação do propileno para acroleína com a produção simultânea de uma molécula de água por molécula de acroleína e a segundaé a oxidação da acroleína para ácido acrílico. Essa síntese é geralmente realizada em dois reatores que usam dois sistemas catalíticosespecíficos para cada uma das etapas da oxidação ou em um único reator que possui dos leitos catalíticos separados.
[0006] Outra via de síntese de ácido acrílico usa glicerol ou glicerina como matéria prima, que é submetido primeiramente à desidratação levando à acroleína com a produção simultânea de 2 moléculas de água por molécula de acroleína, a última sendo então submetida à oxidação para formar o ácido acrílico. Essa via também compreende duas etapas com, como um ponto em comum, a presença de acroleína como intermediário. É no decorrer do desenvolvimento industrial já que é um processo "verde" que usa matéria prima natural renovável e não um material fóssil tal coo propileno.
[0007] O efluente que deixa do reator depois da oxidação da acro-leína para ácido acrílico contém, além dos produtos de reação, ácido acrílico e água, uma gama completa de subprodutos que constituem impurezas, ambos pela via do propileno e pela via do gicerol. Esses produtos são notavelmente:
[0008] - compostos leves que não são condensáveis nas condições de temperatura e pressão geralmente empregadas (nitrogênio, oxigênio, reagente residual, monóxido e dióxido de carbono formados em pequenas quantidades pela oxidação final);
[0009] - compostos leves condensáveis: em particular água, acro- leína não convertida, aldeídos leves, tais como formaldeído, acetaldeí- do e ácido acético, a principal impureza gerada na seção de reação;
[00010] - compostos pesados: notavelmente furfuraldeído, benzal-deído, anidrido maleico, ácido benzoico.
[00011] No processo de síntese de ácido acrílico, o efluente que deixa o reator, independente da via escolhida, é submetido a uma cadeia de tratamento e purificação que pode ser resumida como a seguir:
[00012] O ácido acrílico é recuperado da mistura de gás que resulta da segunda etapa pela introdução desse gás no fundo de uma coluna de absorção, onde ele encontra, na contracorrente, um solvente introduzido no alto da coluna. Na maioria dos processos descritos, o solvente usado nessa coluna é a água ou um solvente hidrofóbico de alto ponto de ebulição. Pela remoção dos não condensáveis, essa etapa permite que o ácido acrílico "bruto" seja formado.
[00013] No caso de processos de absorção que usam água como solvente absorvente, as etapas de purificação adicionais compreendem uma etapa de desidratação, geralmente realizada na presença de um solvente que não é miscível em água, em uma coluna de extração ou uma coluna de destilação heteroazeotrópica, depois a etapa de remoção dos compostos leves, em particular, ácido acético e ácido fór- mico, essa etapa geralmente sendo chamada de "topping". Finalmente, uma etapa de separação dos compostos pesados é realizada pela destilação, essa etapa sendo chamada de "tailing" e levando a um ácido acrílico "industrial". No caso de processos que usam um solvente hidrofóbico, as etapas são essencialmente as mesmas, exceto pela remoção da água, que é efetuada no alto da primeira coluna de absorção.
[00014] Recentemente, novas tecnologias "livres de solvente" para a recuperação/purificação de ácido acrílico têm aparecido, envolvendo um número reduzido de estágios de purificação e eliminando a introdução do solvente orgânico externo. A Patente EP 2 066 613 descreve um processo para a recuperação de ácido acrílico sem o uso de solventeazeotrópico e empregando apenas duas colunas para a purificação da mistura de reação gasosa fria: a) uma coluna de desidratação, onde o fluxo de gás destilado no topo é condensado e enviado para a coluna de desidratação na forma de refluxo a fim de absorver o ácido acrílico e b) uma coluna de finalização alimentada com o fluxo inferior da primeira coluna, em que i) a água residual e o ácido acético residual são destilados no topo e reciclados no fundo da primeira coluna, ii) um fluxo que compreende os subprodutos pesados e o ácido acrílico é removido no fundo, a fim de ser opcionalmente usado na produção e ésteres acrílicos e iii) um fluxo de ácido acrílico de grau industrial é recuperado pela retirada lateral na forma de líquido ou de vapor .
[00015] Durante essas várias etapas de tratamento/purificação, as reações colaterais covalentes de adição de Michael sobre a dupla ligação do ácido acrílico, que geram compostos que correspondem ao termo geral de adutos de Michael, podem ocorrer.
[00016] Essencialmente, esses são oligômeros de ácido acrílico, compostos principalmente de moléculas de aduto de Michael conhecidas como dímeros de ácido acrílico (ácido 3-acriloxipropiônico, n=1) e trímero de ácido acrílico (3-(3-acriloxipropionilpropiônico, n=2). Eles são caracterizados por um ponto de ebulição acima do ponto de ebulição dos produtos empregados na reação e serão encontrados na fração de compostos pesados separados durante a etapa final de tailing.n+1 H2C = CH-C(O)OH ^ H2C = CH-C(O)O-(CH2 CH2 - C(O)O)n - H
[00017] Outros adutos de Michael também podem coexistir com os derivados da adição de ácido acrílico a ele mesmo, o que envolve a adição nucleofílica dos compostos presentes no meio para a purificação do ácido acrílico, tal como, por exemplo, água, à dupla ligação doácido acrílico ou oligômeros de ácido acrílico: H2O + n H2C=CH-C(O)OH —► HO-(H2C-CH2-C(O)O^-H n
[00018] O processo de tratamento/purificação do ácido acrílico leva, portanto, à obtenção, por um lado, de um fluxo de ácido acrílico purificado geralmente designado como sendo de grau "industrial", usado notavelmente como matéria prima para a produção de acrilatos leves e, por outro lado, um fluxo que compreende compostos pesados, notavelmente incluindo grandes quantidades de oligômeros de ácido acrílico.
[00019] No processo convencional, a fração pesada é removida, mas o mais frequentemente a fim de evitar a perda de produtos que podem ser melhorados, ela é submetida ao tratamento térmico em alta temperatura, na presença ou na ausência de um catalisador, para a dissociação dos oligômeros e recuperação do monômero de ácido acrílico, o resíduo final sendo então removido e o ácido acrílico recuperado sendo reciclado como matéria prima para um processo de es- terificação (EP 887 334; FR 1 351 243). Os problemas desse tipo de tratamento são a alta viscosidade do resíduo, o que não pode ser mais conduzido pelas tubulações e incrusta a parede do reator de fracionamento.
[00020] Além disso, a produção de ésteres acrílicos que compreendem a reação de esterificação do ácido acrílico industrial com um álcool, seguida por um tratamento de purificação, também é acompanhada pela formação de adutos de Michael; esses são principalmente oligômeros de ácido acrílico e derivados que resultam de sua esterifi- cação com um álcool usado na reação de esterificação e também produtos de adição de Michael do álcool para as duplas ligações dos compostos mencionados: H2C=CH-C(O)O-Í-CH2-CH2-C(O)O4-H+ ROH ► H2C=CH-C(O)O-Í-CH2-CH2-C(O)O]-R nn H2C=CH-C(O)O^CH2-CH2-C(O)Oj-R+ ROH ->► RO—H2C—CH^C(O)O-|-CH2-CH2-C(O)O-j-R
[00021] No documento US 3.868.410, esses adutos de Michael são vantajosamente convertidos em monômeros pelo tratamento térmico em uma temperatura acima de 180°C, com o objetivo de recicla-los para a etapa de esterificação.
[00022] A fim de melhorar o rendimento na recuperação de produtos valiosos gerados pelo fracionamento térmico das frações pesadas formadas, por um lado durante a síntese do ácido acrílico e por outro lado durante a síntese de ésteres acrílicos, foi proposto no documento EP 2 727 964, conduzir a dissociação térmica de uma mistura dessas frações pesadas, na ausência de um catalisador, que tem o efeito de reduzir a incrustação no reator de dissociação assim como diminuir a viscosidade do resíduo obtido no final da operação de dissociação térmica.
[00023] Em adição ao fato de que os processos acima mencionadosnão resolvem os problemas inerentes na formação dos adutos de Michael durante as etapas de síntese e/ou purificação do ácido acrílico e/ou ésteres acrílicos tais como:
[00024] - uso de grandes quantidades de inibidores da polimeriza-ção para limitar as reações de polimerização de radical;
[00025] - complexidade das etapas de separação das frações pesadas;
[00026] - alto custo do fracionamento térmico das frações pesadaspara recuperar compostos valiosos;
[00027] - dificuldade de remoção dos resíduos pesados depois dofracionamento e incrustação do reator de fracionamento;
[00028] os processos de esterificação do ácido acrílico possuem desvantagens que resultam diretamente do uso de ácido acrílico de grau purificado como matéria prima para a produção de ésteres acrílicos.
[00029] Para reduzir essas desvantagens, o processo de produção de acrilatos leves descrito no documento WO 91/01966 usa uma solução aquosa de ácido acrílico bruto como matéria prima para a reação de esterificação. A solução aquosa é recebida a partir de uma coluna para a absorção da ela compreende entre 50% a 70% de ácido acrílico e as impurezas inerentes à sua produção. No processo do WO 91/01966, a solução aquosa de ácido acrílico bruto não é purificada em uma mistura de gás da oxidação da acroleína no processo de produção de ácido acrílico em uma instalação de purificação específica, antes de ser alimentada no reator de esterificação; ela introduzida diretamente no fundo da coluna de destilação usada para separar os produtos do reator de esterificação, para resultar em um fluxo enriquecido em ácido acrílico no fundo da dita coluna, que é reciclado para o reator de esterificação. Esse processo, entretanto, não é econômico em escala industrial.
[00030] O documento WO 00/78702 escreve um processo de síntese de ésteres acrílicos, em particular acrilato de butila, no qual a reação de esterificação é realizada em uma temperatura e uma pressão suficientes para permitir o fracionamento dos adutos de Michael formados in situ ou introduzidos no reator, em uma e a mesma zona de reação, e vaporizar o éster produzido. Tipicamente, a reação é realizada em uma temperatura na faixa entre 100 a 160°C e em uma pressão na faixa entre 1 a 103 kPa (0,01 a 100 bar). Esse processo permite que ácido acrílico de baixa pureza seja usado, notavelmente ácido acrílico que compreende ácido acético e/ou um dímero e/ou outros adutos de Michael em um conteúdo acima de 0,5%.
[00031] No documento US 2004/0236143, o processo para a produção de ésteres acrílicos pode começar a partir de um ácido acrílico bruto, isto é, compreendendo ácido acético, aldeídos, compostos pesados tais como anidrido maleico, esse ácido acrílico bruto opcional- mente sendo pré-tratado por meio de um composto amina para reduzir se conteúdo de compostos carbonilados e cujo conteúdo de dímeros é da ordem de 0,01 a 5%. As etapas de purificação resultam na obtenção de um acrilato de metila com uma pureza acima de 99,9%.
[00032] Nos documentos WO 98/52903 e WO 98/52904, foi feita uma previsão para produzir acrilato de butila pela esterificação direta em dois reatores colocados em série que operam em duas temperaturas diferentes, a temperatura do segundo reator sendo maior, de modo a continuar a reação de esterificação e dissociar termicamente os produtos pesados. O primeiro reator é alimentado com reagentes puros (butanol e ácido acrílico) e com um fluxo reciclado de produtos pesados, em particular uma fração de ésteres pesados que é separado durante a purificação do acrilato de butila. O processo requer o uso de dois reatores e usa ácido acrílico puro como matéria prima.
[00033] O documento US 2007/280886 descreve a dissociação térmica de oligômeros de ácido acrílico na presença de um reagente de clivagem, tal como butanol. A dissociação é realizada em lotes. As condições de reação não são adequadas para a implementação de um processo de produção industrial contínua.
[00034] O problema a ser solucionado pela presente invenção consiste no desenvolvimento de um processo para a fabricação de ésteres acrílicos leves que não possua os problemas dos processos existentes e permita a preparação contínua de acrilato de metila ou acrilato de etila de alta pureza, a partir de um ácido acrílico bruto que possua um conteúdo alto de adutos de Michael, designados daqui por diante na descrição da invenção como sendo "éster em grau bruto". O objetivo alvo também é obter um alto rendimento na esterificação para todo o ácido acrílico utilizável presente no ácido acrílico do éster em grau bruto, sem precisar recorrer a um dispositivo específico para fracionar os ditos adutos.
[00035] O objetivo é atingido de acordo com a presente invenção pela realização, simultaneamente em um único reator, da dissociação térmica dos adutos de Michael presentes em um fluxo de ácido acrílico bruto e a reação de esterificação do ácido acrílico presente no fluxo de ácido acrílico bruto e/ou gerado in situ pela dita dissociação térmica, o efluente deixando o reator e depois sendo submetido a uma cadeia de tratamento e purificação que leva à recuperação de acrilato de metila ou de acrilato de etila de alta pureza.
[00036] Um dos objetivos da presente invenção é então melhorar, em um processo de esterificação, todos os produtos valiosos potenci-almenterecuperáveis de uma fração pesada gerada em um processo de síntese de ácido acrílico. Outro objetivo da presente invenção é reduzir as quantidades totais de resíduo final a serem incineradas nos processos para a produção de ácido acrílico e/ou ésteres de ácido acrílico, sob condições que tornam possível obter o resíduo final com uma viscosidade aceitável para facilitar sua remoção.
[00037] De acordo com o processo da invenção, os adutos de Michael gerados durante a reação de esterificação, tais oligômeros de ácido acrílico ou de acrilato podem ser dissociados termicamente dentro do reator conforme eles são formados, otimizando assim a produtividade da fábrica.
[00038] O processo de acordo com a invenção requer, portanto, apenas um número moderado de etapas em um equipamento simplificado e produz acrilatos leves de alta pureza com um resíduo final que é suficientemente fluido para ser removido facilmente.
[00039] A invenção se refere primeiramente a um processo para a preparação de acrilato leve, pela reação de um álcool leve com um fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto que compreende os adu- tos de Michael em um conteúdo em peso acima de 8%, de acordo com o que são realizadas a seguir simultaneamente, em uma única zona de reação: a dissociação térmica dos adutos de Michael presentes no dito fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto ou gerados in situ na zona de reação e a reação de esterificação, com um álcool leve, do ácido acrílico presente no dito fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto e/ou gerado in situ pela dita dissociação térmica, o efluente que deixa a zona de reação sendo então submetido a uma cadeia de tratamento ou purificação que leva a obtenção de um acrilato leve purificado, o resíduo da reação permanecendo suficientemente fluido para ser removido usando uma bomba.
[00040] De acordo com a invenção, o acrilato leve é selecionado a partir de acrilato de metila ou acrilato de etila e o álcool leve correspondenteé selecionado a partir de metanol ou etanol. Preferivelmente, o acrilato leve é o acrilato de metila.
[00041] Mais precisamente, a invenção se refere um processo para a preparação contínua de acrilato leve selecionado entre acrilato de metila e acrilato de etila pela reação do álcool leve correspondente selecionado a partir de metanol ou etanol com um fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto, na presença de pelo menos um catalisador ácido e de pelo menos um inibidor da polimerização, em uma zona de reação que compreende um reator conectado a uma unidade de destilação, caracterizado pelo fato de que:
[00042] - o fluxo de ácido acrílico do éster em grau bruto compreende oligômeros de ácido acrílico em um conteúdo em peso acima de 8%;
[00043] - a proporção molar de álcool para ácido acrílico contido naforma de monômero, dímero ou trímero no fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto está entre 1,2 e 1,5;
[00044] - a temperatura de reação está acima de 130°C;
[00045] - a concentração em peso de catalisador ácido é mantidaacima de 2,5% na mistura de reação;
[00046] - a concentração de inibidor da polimerização no reator éajustada para um valor acima de 50 ppm;
[00047] - o efluente que deixa a unidade de destilação é submetidoa uma cadeia de tratamento e purificação levando a obtenção de acri- lato leve purificado;
[00048] - um tempo de permanência do resíduo da reação no reator maior do que 50 horas é mantido.
[00049] O processo da invenção é particularmente adequado para otimizar a produtividade e a economia de um processo de fabricação de acrilatos leves.
[00050] De acordo com uma modalidade da invenção, o fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto é derivado de um processo de produção usando propileno ou propano como matéria prima.
[00051] De acordo com uma modalidade da invenção, o fluxo de ácido acrílico do éster em grau bruto é derivado de um processo de produção que usa glicerol ou glicerina como matéria prima.
[00052] De acordo com uma modalidade, o fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto resulta de um processo de desidratação de ácido láctico ou lactato de amônia para dar ácido acrílico ou de um processo para a desidratação de ácido 3-hidróxi-propiônico ou de seu sal de amônia para dar o ácido acrílico.
[00053] A invenção será descrita agora em mais detalhes e não exaustivamente na descrição dada aqui abaixo.
[00054] No que se segue, o "ácido acrílico melhorado" é composto pelo monômero de ácido acrílico e pelos derivados de adição de Michael inerentes à síntese do ácido acrílico, em particular oligômeros de ácido acrílico, que estão presentes no ácido acrílico do éster em grau bruto.
[00055] No que se segue, as expressões "dissociação térmica"e "fracionamento térmico"possuem o mesmo significado; a expressão "entre" ou "na faixa entre" deve ser interpretada com os limites incluídos.
[00056] O resíduo de reação é considerado significar a fração enriquecida em subprodutos pesados que não reagem, acumulados no reator, que é necessário periodicamente purgar do reator.
[00057] A menos que indicado de outra maneira, as concentrações descritas na descrição da invenção são concentrações em peso.
[00058] O processo pelo qual o fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto foi obtido não tem importância para o processo de acordo com a invenção, desde que ele seja um fluxo de ácido acrílico que possui um alto conteúdo de adutos de Michael, notavelmente um conteúdo em peso de oligômeros de ácido acrílico acima de 8%, em particular um conteúdo de dímeros de ácido acrílico acima de 8%, preferivelmente na faixa entre 8% a 25% e um conteúdo de trímero de ácido acrílico acima de 0,1%, preferivelmente na faixa entre 0,5 a 3%.
[00059] O fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto geralmente tem um conteúdo de ácido acrílico melhorado acima de 90%.
[00060] O fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto pode, adicionalmente, conter subprodutos pesados de alto ponto de ebulição, inerentes na síntese de ácido acrílico, tais como furfuraldeído, anidrido maleico, benzaldeído ou ácido benzoico e inibidores da polimerização.
[00061] O conteúdo em peso de compostos pesados pode ser tipicamente:
[00062] Furfuraldeído: 0,03 a 0,5%
[00063] Anidrido maleico: 0,3 a 4%
[00064] Benzaldeído: 0,05 a 0,5%
[00065] Ácido benzoico: 0,2 a 1%
[00066] De acordo com uma modalidade, o éster de ácido acrílico em grau bruto pode ser obtido durante a purificação de ácido acrílico bruto recuperado por meio de uma coluna de absorção alimentada com um solvente, tal como água ou um solvente hidrofóbico na saída do reator de síntese de ácido acrílico.
[00067] Essa purificação pode compreender notavelmente uma primeira etapa de desidratação, geralmente realizada na presença de um solvente não miscível em água, em uma coluna de extração ou coluna de destilação heteroazeotrópica, seguida por uma etapa de remoção dos compostos leves, em particular ácido acético e ácido fórmico, a dita etapa sendo chamada geralmente de "topping". Finalmente, uma etapa final de tailing realizada pela destilação, separa a fração pesada que compreende subprodutos de alto ponto de ebulição e adutos de Michael, que podem ser usados como éster de ácido acrílico em grau bruto.
[00068] Alternativamente, o éster de ácido acrílico em grau bruto pode ser obtido durante a purificação de ácido acrílico recuperado por meio de uma coluna de desidratação sem o uso de solvente para a extração ou destilação azeotrópica, na saída do reator de síntese de ácido acrílico, como descrito na patente EP 2 066 613. Nesse tipo de processo, o ácido acrílico contido no gás da seção de reação é absorvido em uma primeira coluna em contracorrente com um fluxo líquido essencialmente aquoso do gás de reação, parcialmente condensado e refluído para o alto da coluna. O fluxo concentrado de ácido acrílico recuperado no fundo da coluna é purificado em uma segunda coluna, que transporta um topping adicional (remoção de resíduos leves reciclados no alto na primeira coluna) e tailing (recuperação de éster de ácido acrílico em grau bruto no fundo), o ácido acrílico purificado de grau industrial sendo removido como um fluxo colateral. As etapas de purificação são aproximadamente equivalentes aquelas do processo que usa a adsorção na água e depois um solvente azeotrópico, a etapa de topping dos resíduos leves sendo realizada na primeira coluna ao mesmo tempo em que a etapa de desidratação e a etapa final de separação dos compostos pesados sendo realizada em uma segunda coluna.
[00069] De acordo com uma modalidade, o éster de ácido acrílico em grau bruto compreende ou consiste na fração pesada separada no fundo da última etapa de purificação chamada de tailing em um processo de síntese de ácido acrílico.
[00070] De acordo com uma modalidade, o dito fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto compreende o fluxo separado no fundo da etapa de tailing em um processo de síntese de ácido acrílico.
[00071] As condições de operação do processo de acordo com a invenção são adaptadas de modo a dissociar, quase quantitativamente, os derivados de adição de Michael e oligômeros presentes no dito fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto para regenerar o monô- mero de ácido acrílico e realizar a reação de esterificação. De acordo com a invenção, um éster acrílico é obtido em um rendimento acima de 95%, expresso como percentual molar de éster fabricado em relação ao ácido acrílico melhorado contido no éster de ácido acrílico em grau bruto, essencialmente introduzido na forma de monômero, dímero ou trímero:
onde mx = massa e MMx = massa molar da espécie X
[00072] A zona de reação, geralmente compreendendo um reator de esterificação conectado a uma unidade de destilação, é alimentada continuamente com o fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto, um álcool leve (metanol ou etanol) e um catalisador de esterificação. A taxa de fluxo média da alimentação dos reagentes está geralmente entre 0,1 e 0,5 T/h por m3 de volume útil do reator, preferivelmente entre 0,2 e 0,3 T/h por m3 de volume útil do reator.
[00073] A reação de esterificação é realizada na presença de um excesso molar de álcool em relação ao ácido acrílico presente na forma de monômero, dímero e trímero.
[00074] A proporção molar de álcool para o ácido acrílico na forma de monômero ou de oligômero está geralmente entre 1,2 e 1,5, preferivelmente entre 1,3 e 1,45. O álcool é alimentado no reator sozinho ou misturado com outros reagentes ou fluxos reciclados, preferivelmente diretamente na fase líquida que consiste na mistura de reação eficientemente agitada ou através de sistemas de distribuição estáticos ou dinâmicos, por exemplo, a montante de uma bomba, permitindo a dispersão do reagente na forma de gotículas finas. Os sistemas conhecidos de misturadores que permitem a rápida misturação de 2 líquidos ou a dispersão rápida de um gás em um líquido podem ser usados.
[00075] A assim chamada reação de esterificação é realizada em um reator em alta temperatura de modo a fornecer a dissociação simultânea dos adutos de Michael, geralmente em uma temperatura acima de 130°C, preferivelmente na faixa entre 135°C a 155°Cou entre 140°C a 145°C, geralmente em uma pressão entre 90 a 130 kPa (0,9 a 1,3 bar).
[00076] Um ácido mineral forte, tal como ácido sulfúrico ou ácido fosfórico ou um ácido orgânico tal como ácido metanossulfônico (MAS), ácido para-toluenosulfônico, ácido benzenosulfônico, ácido do- decilbenzenosulfônico, ácido xilenosulfônico ou suas misturas, é geralmente usado como catalisador da esterificação. O ácido metanos- sulfônico é preferivelmente usado como o catalisador da esterificação.
[00077] O catalisador é vantajosamente introduzido continuamente a fim de manter uma concentração no reator acima de 2,5%, preferi-velmente na faixa entre 3% a 5% em relação à mistura de reação.
[00078] Para limitar a formação de polímeros durante a reação, os inibidor(es) da polimerização é (ou são) introduzidos ao mesmo tempo no fluxo de alimentação do reagente. Exemplos de inibidores da poli- merização que podem ser usados são a fenotiazina ou um derivado de fenotiazina, derivados de amina tais como difenilamina ou difenileno- amina, compostos fenólicos tais como hidroquinona, éter monometílico de hidroquinona, di-terc-butil para-cresol (BHT) ou di-terc-butilcatecol ou compostos N-oxila tais como TEMPO (2,2,6,6-tetrametil-1- piperidiniloxila) ou derivados de TEMPO, tais como 4-hidróxi-TEMPO, sais de manganês ou compostos de cobre tais como carbamatos de cobre, sozinhos ou suas misturas em todas as proporções.
[00079] Preferivelmente, a fenotiazina ou uma mistura de fenotiazi- na e hidroquinona são usadas como inibidores da polimerização.
[00080] O inibidor da polimerização pode ser introduzido no reator e/ou na parte da unidade de destilação na zona de reação.
[00081] O inibidor da polimerização é introduzido na zona de reação de tal maneira que a concentração de inibidor da polimerização no reatoré mantida em um valor acima de 50 ppm, preferivelmente acima de 100 ppm, mais preferivelmente em um valor entre 300 ppm e 1000 ppm. A concentração de inibidor pode ser monitorada pela análise, por exemplo, por cromatografia líquida.
[00082] Esse nível de concentração torna possível, por um lado, eliminar qualquer perda de eficiência do inibidor de polimerização, por outro lado, manter uma eficiência adequada do catalisador, devido a sua possível reação com o catalisador ácido e, além disso, reduz a viscosidade do resíduo final da reação no reator.
[00083] Pode ser vantajoso adicionar fenotiazina como inibidor da polimerização em diferentes pontos da zona de reação, por exemplo, no reator, na unidade de destilação e no refluxo na parte superior daunidade de destilação.
[00084] Pode ser vantajoso introduzir um gás contendo oxigênio na zona de reação, especialmente quando o inibidor da polimerização contém um composto fenólico.
[00085] A reação é realizada no reator por um tempo tal que a recuperação dos produtos que podem ser melhorados gerados pela dissociação térmica e o rendimento na esterificação são muito elevados e tal que há uma quantidade muito pequena de resíduo de reação para ser removido.
[00086] Isso corresponde a um tempo de permanência do resíduo de reação no reator maior do que 50 horas, preferivelmente maior do que 100 horas, o tempo de permanência sendo expresso como o tempo médio durante o qual o resíduo de reação é mantido no reator antes de ser purgado, calculado a partir da proporção da mistura do volume de reação para a taxa de purga. Nas condições de reação, o resíduo da reação, enriquecido com produtos pesados provenientes essencialmente do fluxo de reação do ácido acrílico, permanece suficientemente fluido para ser retirado usando uma bomba e para ser capaz de enviado para a oxidação térmica para remoção e opcional recuperação de energia ou para qualquer outra aplicação com o propósito de melhoramento final.
[00087] Preferivelmente, a viscosidade dinâmica do resíduo medida a 100°C deve ser menor do que 200 cP, medida com um viscosímetro tal como, por exemplo, um viscosímetro rotatório Brookfield. Pode ser vantajoso adicionar um depressor da viscosidade, por exemplo, metanol ou ácido acético, em um conteúdo na faixa entre 10 a 30%, para facilitar as operações de bombeamento subsequentes depois do armazenamento ou transporte em temperatura mais baixa para sua remoção ou reciclagem como fluido de transferência de calor, por exemplo.
[00088] Vantajosamente, o resíduo de reação é captado na temperatura da reação de esterificação permitindo a dissociação térmica dos adutos de Michael e é mandado para o armazenamento, mantido em uma temperatura próxima da temperatura de reação dentro de 10°C. Os gases ventilados do tanque de armazenamento são coletados e reciclados para o reator, permitindo assim a recuperação adicional de éster acrílico do resíduo durante essa fase de armazenamento antes da remoção.
[00089] Os estágios da reação (esterificação e fracionamento) e recuperação (remoção e purificação dos produtos de reação) estão intimamente relacionados. As condições de reação controlam a composição da mistura de reação no reator, o que condiciona a formação de misturas azeotrópicas de acrilato leve/água e acrilato leve/álcool leve. Essas misturas são purificadas na unidade de destilação e também dependem da composição do refluxo imposto na parte superior da dita unidade. Em troca, as misturas formadas possuem um impacto significativo sobre a eficácia da reação esperada.
[00090] Por exemplo, durante a esterificação de ácido acrílico pelo metanol para produzir acrilato de metila, uma primeira mistura azeo- trópica de acrilato de metila/metanol relativamente rica em metanol (52% em teoria) coexiste com uma segunda mistura azeotrópica de acrilato de metila/água. A primeira mistura azeotrópica tem um impacto negativo sobre a progressão da reação pelo favorecimento da remoção de um reagente (o álcool) da mistura de reação. A segunda mistura azeotrópica tem um efeito positivo já que ela torna possível deslocar o equilíbrio da esterificação, mas sua remoção é colocada como uma desvantagem em relação à primeira mistura devido a um ponto de ebulição maior em 9°C e como resultado de sua relativa escassez na água (9% em teoria).
[00091] Consequentemente, as condições de reação que tendem a favorecer a formação da segunda mistura azeotrópica (acrilato de me- tila/água) mais do que a primeira (acrilato de metila/metanol), tornam possível melhorar o rendimento da reação.
[00092] Elas são realizadas em uma zona de reação que compreende um reator e uma unidade de destilação que permite a remoção simultânea da água produzida pela reação de esterificação, do éster fabricado, do excesso de álcool não reagido e também de pequenas quantidades de impurezas residuais ou impurezas geradas pela reação, a fim de formar uma mistura referida como um éster bruto.
[00093] A zona de reação pode ser um reator, cuja fase de gasosa está conectada a uma coluna de destilação ou uma coluna reativa que consiste, na parte inferior, de uma seção de reação que contém a mistura de reação líquida e na parte superior de uma seção de destilação.
[00094] O reator pode ser qualquer tipo de reator de agitação conhecido de uma pessoa versada na técnica. Preferivelmente, o reator ou a seção de reação da coluna reativa são alimentados continuamente com a mistura de reagentes, uma porção da mistura de reação é removida e reaquecida em um trocador externo e o fluxo reaquecido é reciclado para o reator usando uma bomba.
[00095] Preferivelmente, o reator, o trocador, a bomba, as linhas de transferência e qualquer equipamento em contato com a mistura de reação são feitos de um material resistente à corrosão ou são revestidos com materiais resistentes à corrosão.
[00096] A coluna de destilação ou a seção de destilação da coluna reativa podem ser compostas de placas e/ou de embalagens aleatórias e/ou embalagens empilhadas de qualquer tipo disponível para a retificação de misturas e adequadas para a destilação de compostos polimerizáveis. Ela está equipada com um condensador e com uma alimentação líquida na parte superior, o que fornece um refluxo líquido na coluna.
[00097] O número de placas e/ou a altura e o tipo de embalagem da coluna são escolhidos de modo a limitar o arrasto do ácido acrílico não reagido no efluente recuperado no topo da coluna.
[00098] Opcionalmente, a jusante do condensador, um filtro pode ser instalado a fim de separar uma fase orgânica que compreende a maior parte do éster e resíduos de água de um álcool não reagido e uma fase aquosa que compreende a maior parte da água gerada pela reação e do álcool não reagido e também pequenas quantidades de éster.
[00099] A remoção da água gerada pela esterificação é realizada essencialmente pelo arrasto na forma de uma mistura azeotrópica com o éster leve fabricado. A fim de limitar o arrasto do álcool leve não convertido pela mistura azeotrópica com o éster fabricado, o que pode trazer a consequência de uma redução no rendimento da reação, um excesso de éster é mantido, de modo a promover a reação de esterifi- cação pela remoção da água formada. Isso é realizado em virtude de um refluxo de uma fase de acrilato leve essencialmente livre de água que, expresso como taxa de fluo pela massa relativa para a taxa de fluxo pela massa de alimentação dos reagentes para a zona de reação, é mantido acima de 0,8, preferivelmente entre 1 e 2,5, de fato entre 1 e 1,2.
[000100] O dito acrilato leve refluído sem água, preferivelmente contendo menos do que 5% em peso de água, pode vir de uma porção da fase orgânica separada no filtro e/ou de uma fração separada durante a purificação do efluente destilado, por exemplo, no fundo da coluna de destilação para compostos leves ou no fundo de uma coluna para a separação de compostos pesados e, portanto, torna possível reciclar o acrilato leve presente nessas frações.
[000101] O efluente destilado que compreende a mistura de éster bruto é submetido depois da decantação ou diretamente, a uma cadeia de tratamento e purificação que leva a obtenção de um acrilato leve purificado.
[000102] De acordo com o processo da invenção, o acrilato leve presente na mistura de éster bruto é produzido em um rendimento acima de 95%, geralmente na faixa entre 95% a 98%, expresso em número de moles de acrilato leve produzido em relação ao número de moles de ácido acrílico introduzido na forma de monômero, dímero ou trímero de ácido acrílico.
[000103] Cada uma das fases (orgânica e aquosa) obtida pela decantação do éster bruto é submetida a um tratamento de purificação, direcionado para a recuperação do éster purificado essencialmente presente na fase orgânica pela remoção da água e das impurezas presentes em baixa concentração e pela recuperação do álcool que é encontrado nessa e na recuperação, para propósitos de reciclagem, do álcool e as baixas concentrações de éster que estão presentes na fase aquosa.
[000104] Vantajosamente, isso é realizado em um estágio de extração de líquido/líquido aplicado à mistura de éster bruto depois da decantação, de modo a aumentar a concentração de álcool na fase aquosa e reduzir essa concentração na fase orgânica e assim aperfeiçoar a recuperação do álcool com propósitos de reciclagem para o estágio de reação.
[000105] A coluna de extração é alimentada na parte inferir com a fase orgânica que resulta da decantação e na parte superior com o fluxo aquoso recuperado na parte inferior da coluna para a recuperação do álcool leve.
[000106] A fase aquosa obtida na parte inferior da coluna de extração, enriquecida com álcool, é vantajosamente parcialmente enviada para uma coluna de destilação para a recuperação, na parte superior, do álcool leve, que é então reciclado para a reação e, na parte inferior, uma fase aquosa depletada de álcool leve que pode ser usada como solvente de extração alimentado na parte superior da coluna de extração. Uma porção dessa fase aquosa é removida.
[000107] Alternativamente, o efluente de éster bruto destilado a partir da zona de reação pode ser enviado diretamente para a coluna de extração, sem separação preliminar em um filtro, minimizando assim o equipamento necessário para o tratamento do efluente destilado e facilitando o controle das operações de separação e reciclagem do álcool residual e/ou da água de purificação.
[000108] A fase orgânica purificada é então essencialmente livre de álcool leve e compreende o acrilato leve necessário, mas ainda contém subprodutos leves e subprodutos pesados como impurezas.
[000109] A fase orgânica purificada é enviada para uma primeira coluna de destilação para a remoção de subprodutos leves que o acrilato leve contém, incluindo notavelmente traços de álcool, acetatos, éter dimetílico ou éter dietílico; os últimos são removidos a partir da parte superior da dita coluna, parcialmente para serem reciclados para a zona de reação ou para a etapa de extração e parcialmente removidos.
[000110] Na parte inferior da dita coluna de destilação, o acrilato leve á recuperado, compreendendo ainda impurezas pesadas que incluem notavelmente alcoxipropionato de metila ou etila, pequenas quantidades de acriloxipropionatos de metila ou etila, maleato de dimetila ou dietila e benzoato de metila e etila e inibidores da polimerização.
[000111] Esse fluxo é envido para uma coluna de separação para purificação final. Na parte inferior da coluna de separação, um acrilato leve com alta concentração de impurezas pesadas é recuperado, que é parcialmente removido, parcialmente reciclado como refluxo para a unidade de destilação na zona de reação.
[000112] Na parte superior da coluna de separação, um acrilato leveé recuperado com uma pureza acima de 99%.
[000113] As vantagens da invenção são ilustradas agora sem implicar em limitação nos exemplos a seguir.
[000114] A configuração experimental é composta por um reator de agitação com um volume útil de 1 litro aquecido pela recirculação em sua jaqueta de aquecimento de óleo quente em uma temperatura regulada, encimado pela coluna de destilação. O reator é equipado com uma entrada para alimentação, através de uma bomba, da mistura de reagentes, com uma alimentação separada de um catalisador de MAS 70% em água através de uma segunda bomba, com uma medida de temperatura no líquido e com um ponto de remoção na parte inferior. A coluna é equipada com 7 placas perfuradas que compreendem barreiras, com uma entrada na parte superior da coluna para alimentação do refluxo através de uma terceira bomba, com um condensador vertical colocado sobre a saída da fase gasoso na parte superior da coluna, alimentado através de uma quarta bomba com uma mistura de água que compreende hidroquinona 2%, com um tanque intermediário, usando uma quinta bomba, uma mistura bruta de éster destilado.
[000115] Em uma primeira fase que dura 3 semanas, durante as quais as condições de operação e a composição da mistura mudam, a mistura de resíduo rica em compostos pesados é formada pelo enriquecimento gradativo da mistura de reação, a fim de obter finalmente as condições que tornam possível realizar simultaneamente a esterifi- cação de ácido acrílico e o fracionamento térmico dos oligômeros presentes no ácido acrílico reativo e gerado durante essa operação.
[000116] Na conclusão da primeira fase de enriquecimento, as condições de operação e as composições estão estabilizadas; a concentração medida de MSA na mistura de reação é de 4,5%.
[000117] Uma mistura de alimentação, que consiste em 57,9% de éster de ácido acrílico em grau bruto, de 32,4% de metanol e de 7,6% de acrilato de metila e de 2,1% de água (esses dois compostos resultando da reciclagem do fluxo que se origina dos estágios subsequentes)é alimentada para um reator com uma taxa de fluxo de 300 g/h. A qualidade do éster de ácido acrílico em grau bruto é composta por 84,4% de ácido acrílico, 12,8% de dímero de ácido acrílico e 0,6% de trímero de ácido acrílico, 0,5% de fenotiazina, 0,3% de hidroquinona e 1,5% de outros compostos. O catalisador MSA 70% em água é adicionado com uma taxa de fluxo de 0,97 g/h. Na parte superior da coluna de destilação, acrilato de metila puro compreendendo 0,1% de fenotia- zina é enviado como refluxo em uma taxa de fluxo de 330 g/h.
[000118] A reação é realizada por 196 h em uma temperatura de 140°C sob essas condições, com os seguintes parâmetros de operação:
[000119] • a proporção molar de álcool/ácido acrílico melhorado(soma de monômero, dímero e trímero de ácido acrílico) é de 1,3;
[000120] • a taxa de fluxo da alimentação por unidade de volume dereação útil é de 0,3 T/h/m3;
[000121] • a proporção entre a taxa de fluxo do refluxo/alimentaçãodos reagentes é de 1,1;
[000122] • o tempo de permanência médio do resíduo no reator, calculado pela proporção do volume do reator ocupado para a taxa de fluxo da purga do resíduo é de 116 h;
[000123] • a concentração de MSA presente na mistura de reação éde 4,5%, determinada pela medida da acidez;
[000124] • a concentração de fenotiazina, medida pela análise, noreator é de 0,05%.
[000125] A mistura de éster bruto condensada na parte superior da coluna decanta em 2 fases, que são separadas e analisadas separa- damente. Durante um período de retirada de 16 h, 9532 g de fase orgânica, composto por 3,2% de metanol, 5,15% de água e 0,26% e ácidoacrílico, o restante sendo essencialmente acrilato de metila e 458 g de fase aquosa, que consiste de 13,1% de metanol; 7,33% de acrilato de metila e 0,06% de ácido acrílico, o restante sendo essencialmente composto por água, são obtidas.
[000126] O rendimento da reação, determinado pela proporção molar de acrilato de metila produzido (subtração feita do acrilato de metila através do refluxo e do fluxo de alimentação) em relação ao ácido acrílico melhorado alimentado (soma de monômero, dímero e trímero de ácido acrílico) é de 95,2%. Esse rendimento também é o rendimento médio obtido durante 1 semana de operação.
[000127] A viscosidade dinâmica do resíduo de reação, medida usando um viscosímetro Brookfield CAP1000+ em uma temperatura de 100°C é de 150 cP.
[000128] O reator é operado da mesma maneira como durante o Teste 1, exceto pelas seguintes alterações:
[000129] • temperatura de reação: 143°C,
[000130] • proporção molar de álcool/ácido acrílico melhorado (somade monômero, dímero e trímero de ácido acrílico): 1,4.
[000131] • concentração de MSA: 3,3%,
[000132] • mistura enviada como refluxo na parte superior da coluna,consistindo em acrilato de metila que compreende 0,5% de metanol, 2,6% de acetato de metila e 2,5% de água, de modo a levar em consideração a reciclagem de uma mistura que resulta dos estágios seguintes do processo, compreendendo algumas impurezas.
[000133] Sob essas condições adulteradas pela reciclagem das impurezas na mistura de refluxo, que são mantidas constantes por 200 h, o tempo de permanência médio do resíduo no reator é de 114 h e o rendimento médio da reação durante um período de operação de 100 h alcança 97,8%.
[000134] A viscosidade dinâmica do resíduo de reação, medida em uma temperatura de 100°C é de 160 cP, com uma concentração medida de fenotiazina de 0,05%.
[000135] O reator é operado da mesma maneira como durante o
[000136] • composição do éster de ácido acrílico em grau bruto: 88,8% de monômero de ácido acrílico, 9% de dímero de ácido acrílico, 0,3% de trímero de ácido acrílico, 0,27% de fenotiazina e 0,19% de hidroquinona,
[000137] • taxa de fluxo da alimentação por unidade de volume dereação útil é de 0,3 T/h/m3,
[000138] • proporção molar de álcool/ácido acrílico melhorado (somade monômero, dímero e trímero de ácido acrílico): 1,3,
[000139] • a proporção entre a taxa de fluxo do refluxo/taxa de fluxoda alimentação dos reagentes é de 1,1;
[000140] • concentração de MSA: 11%,
[000141] • tempo de permanência do resíduo maior do que 300 h.
[000142] A temperatura de reação é reduzida para 128°C e a viscosidade do resíduo, medida a 100°C, é de 150 cP.
[000143] Apesar da alta concentração de catalisador empregada, o rendimento médio calculado durante a operação é de apenas 92,7%.
[000144] O reator é operado por 47 h da mesma maneira, com o mesmo fluxo de alimentação e sob as mesmas condições como no Teste 3, exceto:
[000145] • proporção molar de álcool/ácido acrílico melhorado (somade monômero, dímero e trímero de ácido acrílico): 1,45,
[000146] • concentração de MSA: 10%,
[000147] • temperatura de reação de 135°C.
[000148] Em virtude da temperatura de reação maior do que a do Teste 3, o rendimento médio calculado durante a operação é de 97%. Por outro lado, a viscosidade da mistura de reação, medida a 100°C, é muito maior do que 250 cP (limite de medida do viscosímetro) tornando muito difícil esvaziar o reator e sólidos puderam ser observados durante essa operação de esvaziamento. A concentração de fenotiazina medida na mistura de reação é menor do que 10 ppm.
[000149] O reator é operado por 62 h da mesma maneira como durante o Teste 1, com os seguintes parâmetros operacionais:
[000150] • composição do éster de ácido acrílico em grau bruto:75,5% de monômero de ácido acrílico, 18,8% de dímero de ácido acrílico, 1% de trímero de ácido acrílico, 0,85% de fenotiazina e 0,42% de hidroquinona,
[000151] • taxa de fluxo da alimentação por unidade de volume dereação útil é de 0,3 T/h/m3,
[000152] • proporção molar de álcool/ácido acrílico melhorado (somade monômero, dímero e trímero de ácido acrílico): 1,3,
[000153] • taxa de fluxo do refluxo/taxa de fluxo da alimentação é de1,1;
[000154] • temperatura de reação: 140°C.
[000155] A concentração de MSA na mistura de reação é reduzida para 2,2%.
[000156] O rendimento médio calculado durante a operação atingiu apenas 85,9%. Devido à baixa reatividade da reação, a taxa de fluxo da purga para fornecer um nível constante no reator está aumentada e o tempo de permanência que resulta dessas condições adulteradas é de 34 h.
[000157] O reator é operado por 46 h da mesma maneira como durante o Teste 1, com os seguintes parâmetros operacionais:
[000158] • composição do éster de ácido acrílico em grau bruto:88,8% de monômero de ácido acrílico, 9% de dímero de ácido acrílico, 0,3% de trímero de ácido acrílico, 0,27% de fenotiazina e 0,19% de hidroquinona,
[000159] • taxa de fluxo da alimentação por unidade de volume dereação útil é de 0,3 T/h/m3,
[000160] • taxa de fluxo do refluxo/taxa de fluxo da alimentação é de1,1
[000161] • temperatura de reação: 140°C,
[000162] • concentração de MSA: 4%
[000163] A proporção molar de álcool/ácido acrílico melhorado (soma de monômero, dímero e trímero de ácido acrílico) está reduzida para 1,1.
[000164] O tempo de permanência médio do resíduo no reator é de 87 h e o rendimento médio calculado durante a operação é de apenas 87,5%.
Claims (9)
1. Processo para a preparação contínua de acrilato leve, selecionado entre acrilato de metila e acrilato de etila, caracterizado pelo fato de que compreende reagir um álcool leve correspondente selecionado do grupo consistindo em metanol e etanol com um fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto, que compreende adutos de Michael em um conteúdo em peso acima de 8%, de acordo com o que, o seguinte é realizado simultaneamente em uma única zona de reação: dissociação térmica dos adutos de Michael presentes no dito fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto ou gerados in situ na zona de reação, e a reação de esterificação com um álcool leve do ácido acrílico presente no dito fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto e/ou gerado in situ pela dissociação térmica, submeter o efluente que deixa a zona de reação para uma cadeia de tratamento e purificação que fornece um acrilato leve purificado, enquanto retira o resíduo de reação usando uma bomba, em que um excesso de acrilato leve é mantido na zona de reação por refluxo de uma fase de acrilato leve livre de água a uma taxa de fluxo pela massa mantida acima de 0,8, a referida taxa de fluxo expressa pela massa em relação à taxa de fluxo da alimentação pela massa dos reagentes para a referida zona de reação.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acrilato leve é o acrilato de metila.
3. Processo de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o ácido acrílico é de um processo de produção que usa propileno como matéria prima.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o ácido acrílico é de um processo de produção que usa glicerol ou glicerina como matéria pri- ma ou de um processo para a desidratação do ácido láctico, de ácido 3-hidróxi-propiônico ou de seus sais de amônia.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto é obtido durante a purificação do ácido acrílico recuperado por meio de uma coluna de adsorção alimentada com um solvente na saída do reator de síntese do ácido acrílico.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto é obtido durante a purificação do ácido acrílico recuperado por meio de uma coluna de desidratação isento de uso de solvente para a extração ou destilação azeotrópica, na saída do reator de síntese do ácido acrílico.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o fluxo de éster de ácido acrílico em grau bruto compreende a fração pesada separada na parte inferior da última etapa de purificação (“tailing”) no processo de síntese de ácido acrílico.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a fase de acrilato leve que compreende menos do que 5% em peso de água é enviada como refluxo para a zona de reação com uma taxa de fluxo pela massa acima de 0,8, expressa em relação à taxa de fluxo da alimentação pela massa dos reagentes.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a viscosidade dinâmica do resíduo de reação, medido a 100° C com um viscosímetro rotatório Brookfield é menor do que 200 cP.
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