BR112016000817B1 - Método e sistema para distribuir líquido em vasos de processo de monômero (met) acrílico - Google Patents
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Abstract
método e sistema para distribuir líquido em vasos de processo de monômero (met)acrílico. trata-se de um método para distribuir uniformemente um líquido de processo no interior de um vaso de processo que inclui fornecer um líquido de processo a um distribuidor de líquido resistente à incrustação instalado no interior de um vaso de processo que tem uma área de corte transversal; causar movimento giratório do distribuidor de líquido resistente à incrustação; distribuir uniformemente o líquido de processo sobre a área de corte transversal no interior do vaso de processo; e simultaneamente autoenxaguar o distribuidor de líquido resistente à incrustação com uma porção do líquido de processo durante a distribuição uniforme. um sistema também é revelado, que inclui um suprimento de fluido de processo, um conduto estacionário e uma cabeça de distribuição de líquido ligada ao conduto. a cabeça de distribuição de líquido é motriz, alimentada por um fluido e inclui pelo menos uma porta de liberação de líquido de processo. a pelo menos uma porta de liberação de líquido de processo é configurada para fornecer um ângulo de cobertura de líquido de +10° ou maior quando a cabeça de distribuição de líquido está em movimento.
Description
[001] A presente invenção refere-se a processos químicos e ao equipamento de processamento associado, em particular, a métodos e equipamento de processo para a preparação de monômero (met)acrílico.
[002] Na preparação de monômeros (met)acrílicos, há muitas operações de contato vapor-líquido nas quais é necessário distribuir uniformemente uma corrente de líquido sobre uma grande área de corte transversal no interior de um vaso de processo. A maioria dessas operações de processo envolvem a coleta ou purificação de correntes de monômero (met)acrílico, como, por exemplo, operações de temperagem, condensação, absorção e destilação. Essas operações são tipicamente executadas em vasos de processo que se assemelham a cilindros eretos, como torres e colunas. Tais vasos de processo comumente estão em uma faixa de diâmetro de cerca de 0,3 metro (1 pé) até cerca de 9,2 metros (30 pés).
[003] O equipamento de distribuição de líquido está localizado, de modo geral, na parte superior do vaso de processo acima de quaisquer componentes internos de acentuação de contato que possam estar presentes. Em operação, o líquido de processo atravessa o equipamento de distribuição, é dividido e partido em uma série de lâminas, correntes e gotículas e, então, flui em sentido descendente através do vaso sob a influência da gravidade enquanto vapores passam simultaneamente em sentido ascendente através do vaso. A transferência de massa e energia entre o líquido e o vapor ocorre através da superfície do líquido; a eficiência de processo é acentuada quando há uma alta área superficial de líquido para promover contato com o vapor, como quando um grande número de gotículas de líquido está uniformemente distribuído ao longo do corte transversal do vaso.
[004] Vários tipos de dispositivos de distribuição de líquido incluem canos, bandejas, canais, armações giratórias e discos giratórios. Tais dispositivos se destinam a distribuir fluxos de líquido sobre uma grande área e frequentemente são combinados a outros componentes internos, como leitos recheados, recheio estruturado ou bandejas de destilação, que servem para distribuir adicionalmente fluxo de líquido em um esforço para maximizar a cobertura e gerar grandes quantidades de área superficial de líquido. Esses dispositivos incluem distribuidores estacionários, como aqueles descritos no documento de patente de no U.S. 3.969.447, que descreve um distribuidor baseado em tubulação típico que compreende bocais de aspersão montados no fundo, e no documento de patente de no U.S. 3.392.967, que descreve um distribuidor do tipo canal típico. Os distribuidores também são descritos como giratórios ao redor de um eixo geométrico central ao serem montados em uma haste giratória (documentos de patente de nos U.S. 3.079.092, 1.464.816, 470.375 e GB 1161560). Exemplos de tais distribuidores também descritos no documento de no GB 726151, que descreve um canal giratório que compreende tubos de drenagem de fundo, e documento de patente de no U.S. 3.353.802, que descreve uma combinação de uma armação de distribuição giratória e chicanas para uso em vasos de corte transversal retangular. Finalmente, discos giratórios de várias configurações também foram propostos como meios para distribuir correntes de alimentação de líquido concentrado; tais dispositivos são, por exemplo, descritos no pedido de patente de no US 2011/144384, no qual uma corrente de alimentação de Reator de Tanque Agitado Contínuo (CSTR) é vigorosamente desviada por um disco giratório montado na haste do agitador.
[005] Os dispositivos de distribuição de líquido atuais, entretanto, têm uma desvantagem pelo fato de os mesmos fornecerem grandes superfícies voltadas para o processo no interior dos espaços de vapor de vasos de processo de monômero (met)acrílico nos quais vapores de monômero podem condensar e formar acúmulos de polímero. O acúmulo de sólidos poliméricos é um problema comum na preparação de monômeros (met)acrílicos devido ao fato de que os incrustantes podem interferir na operação apropriada do vaso e perturbar os processos químicos destinados que ocorrem no interior do vaso. A eliminação dos incrustantes pode exigir operações de limpeza custosas e tempo de parada de processo. Em particular, a formação de polímero de condensação nos espaços de vapor de vasos de processo de monômero (met)acrílico, como vasos de têmpera, absorvedores, condensadores de contato, depuradores, trocadores de calor, colunas de destilação, reatores e tanques de armazenamento, é um problema bem conhecido e existente. Um vaso de têmpera também pode ser conhecido como uma coluna de têmpera, refrigerador de aspersão, refrigerador de têmpera, refrigerador de contato e sistema de têmpera.
[006] O polímero de condensação se forma no interior de vasos de processo quando vapores de monômero (met)acrílico condensam sobre as superfícies voltadas para o processo na ausência de inibidores de polimerização. As superfícies voltadas para o processo nas quais conhece-se a ocorrência de acúmulos de polímero de condensação incluem a cabeça e as paredes de topo de vasos de processo; as superfícies internas de bocais e dutos de passagem de vaso; dispositivos de instrumentação e de alívio de pressão de emergência; estruturas internas como bandejas de destilação, recheio, chicanas e estruturas de suporte; e até as superfícies internas de tubulação de processo conectada diretamente a tais vasos. Por exemplo, o documento de patente de no U.S. 3.717.553 instrui que regiões de parede secas sob bandejas de destilação são propensas a acúmulo de polímero e recomenda o umedecimento das mesmas; o documento de patente de no U.S. 7.892.403 instrui que os suportes para bocais de aspersão estacionários podem acumular polímero de condensação e recomenda colocar tais membros de suporte do lado de fora do vaso; e o documento de patente de no U.S. 6.983.758 instrui que a presença de bocais de aspersão estacionários e linhas de suprimento associadas fornece superfícies para o acúmulo de polímero de condensação e que regiões de fluxo baixo como bocais e dutos de passagem também são propensas a acúmulos de polímero de condensação.
[007] Há muitas variações de bocais de limpeza de tanque usados para limpar vasos de processo. Um recurso comum de bocais de limpeza de tanque é a dependência de jatos de aspersão ou de líquido altamente pressurizados para desalojar incrustantes acumulados através de impacto de líquido. Esses dispositivos se destinam a serem usados intermitentemente, durante períodos de limpeza em que o equipamento de processo não está em operação. Além disso, qualquer material de incrustação desalojado ainda precisa ser removido do vaso de processo ou ele irá simplesmente transferir o problema de incrustação para uma parte diferente do processo.
[008] Assim, há uma necessidade por equipamento e/ou métodos de distribuição de líquido que possam distribuir uniformemente líquido sobre o corte transversal interno de vasos de processo de monômero (met)acrílico enquanto suprimem a formação de polímero de condensação.
[009] Um aspecto da invenção fornece um método para distribuir uniformemente um líquido de processo no interior de um vaso de processo, que compreende; a) fornecer um líquido de processo a um distribuidor de líquido resistente à incrustação, que compreende uma cabeça de distribuição de líquido, instalado no interior de um vaso de processo que tem uma área de corte transversal; b) causar movimento giratório do distribuidor de líquido resistente à incrustação; e c) distribuir uniformemente o líquido de processo sobre a área de corte transversal no interior do vaso de processo.
[0010] O método da invenção compreende, ainda, simultaneamente autoenxaguar o pelo menos um distribuidor de líquido resistente à incrustação com uma porção do líquido de processo durante a etapa (c) e/ou fornecer o líquido de processo durante a etapa (c) a uma pluralidade dos distribuidores de líquido resistentes à incrustação, em que cada um dos distribuidores de líquido resistentes à incrustação simultaneamente enxaguam um ao outro com uma porção do líquido de processo durante a etapa (c).
[0011] O autoenxágue simultâneo do distribuidor de líquido resistente à incrustação com uma porção do líquido de processo durante distribuição uniforme nunca foi revelado nem sugerido na técnica anterior.
[0012] Em outro aspecto da invenção, o movimento giratório na etapa (b) é alcançado fornecendo-se pelo menos um dentre um fluido motriz e o líquido de processo à cabeça de distribuição de líquido.
[0013] Em ainda outro aspecto, o vaso de processo é um vaso de processo de monômero (met)acrílico e o líquido de processo compreende um ou mais inibidores de polimerização.
[0014] Outro aspecto da presente invenção fornece um sistema para distribuir uniformemente um líquido de processo no interior de um vaso de processo que compreende um suprimento de fluido de processo, um conduto estacionário e uma cabeça de distribuição de líquido ligada ao conduto, de preferência, a uma extremidade do conduto estacionário. A cabeça de distribuição de líquido é motriz, alimentada por um fluido, de preferência, pelo fluido de processo, e compreende pelo menos uma porta de liberação de líquido de processo, de preferência, uma pluralidade de portas de liberação de líquido. A pelo menos uma porta de liberação de líquido de processo é configurada para fornecer um ângulo de cobertura de líquido de +10° ou maior quando a cabeça de distribuição de líquido está em movimento.
[0015] Ainda outro aspecto da presente invenção fornece um vaso de processo que compreende o dito sistema.
[0016] Ainda outro aspecto da presente invenção fornece um método simples e de baixo custo para distribuir uniformemente líquido sobre o corte transversal interno de vasos de contato vapor-líquido de monômero (met)acrílico, sem acumular polímero de condensação no equipamento de distribuição.
[0017] Ainda outro aspecto da presente invenção fornece um método para umedecimento colateral de superfícies voltadas para o processo no interior do espaço de vapor de vasos de processo de monômero (met)acrílico, como vasos de têmpera, absorvedores, condensadores de contato, depuradores, trocadores de calor, colunas de destilação, reatores e tanques de armazenamento, para reduzir adicionalmente o potencial de acúmulo de polímero no interior de vasos de processo.
[0018] A fim de que a invenção possa ser mais bem compreendida completamente, as seguintes figuras são fornecidas a título de ilustração, nas quais: a Figura 1 ilustra um vaso de contato vapor-líquido que incorpora uma modalidade da presente invenção; as Figuras 2A a 2G retratam tipos de distribuidores que podem ser incorporados a várias modalidades da presente invenção; a Figura 3 mostra um vaso de contato vapor-líquido que incorpora outra modalidade da presente invenção; e as Figuras 4A a 4C ilustram tipos de distribuidores adicionais que podem ser incorporados a várias modalidades da presente invenção.
[0019] O termo "monômeros (met)acrílicos", como usado no presente documento ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, inclui ácidos e ésteres carboxílicos α,β-insaturados, um grupo de compostos que são conhecidos por formar polímero quando manipulados na ausência de inibidores de polimerização. Tais monômeros (met)acrílicos são, de modo geral, compreendidos por incluir acroleína e metacroleína, ácido acrílico e ácido metacrílico e também os ésteres de ácido acrílico e ácido metacrílico. Especificamente, a presente invenção se refere à preparação de um ou mais compostos selecionados a partir do grupo que consiste em acroleína, ácido acrílico, acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil-hexila, acrilato de 2-octila, acrilato de 2- (dimetilamino) etila, metacroleína, ácido metacrílico, metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de butila e metacrilato de 2- (dimetilamino) etila. A presente invenção também pode ser empregada de maneira benéfica na preparação de outros monômeros (met)acrílicos não especificamente mencionados no presente documento, incluindo, porém, sem limitação, os assim chamados ésteres de ácido acrílico e ácido metacrílico "especiais", como aqueles incluídos no prospecto de produtos Norsocryl ® SPECIALITY ACRYLIC AND METHACRYLIC MONOMERS, Arkema, Abril de 2005.
[0020] A presente invenção utiliza distribuidores de líquido que podem operar continuamente, sempre que o processo estiver em operação, para distribuir uniformemente líquido ao longo de um vaso de processo. Fornecendo-se uniformemente um volume de líquido adequado, de preferência, com uma alta área superficial de gotícula, a transferência de massa e energia é acentuada em vasos de contato vapor-líquido, como equipamento de coleta e purificação de monômero (met)acrílico. De acordo com várias modalidades da presente invenção, o autoenxágue de distribuidores de líquido, assim como o umedecimento colateral de superfícies voltadas para o processo, ocorre anteriormente ao acúmulo de sólidos poliméricos e, com isso, impede a formação dos mesmos.
[0021] As modalidades da presente invenção podem usar um distribuidor de líquido resistente à incrustação que compreende um conduto estacionário (cano), que pode estar em qualquer orientação (por exemplo, horizontal, inclinada, vertical), porém, de preferência, está orientado verticalmente no interior de um vaso. O distribuidor resistente à incrustação compreende adicionalmente uma cabeça de distribuição de líquido alimentada por fluido motriz ligada ao dito conduto, sendo que a cabeça de distribuição de líquido compreende pelo menos uma porta de liberação de líquido de processo. A cabeça de distribuição tem a capacidade de realizar movimento giratório e está ligada a uma extremidade do conduto vertical. A cabeça de distribuição é, de preferência, compacta para fácil instalação/remoção do distribuidor para manutenção e inspeção. Um projeto compacto também permite que o distribuidor seja instalado com um mínimo de suportes ou reforços internos, que fornece um distribuidor menos complexo e instalado com custo mais barato. Um projeto compacto também permite a opção de instalar múltiplos distribuidores no interior de um único vaso, se for desejado.
[0022] Em uma modalidade preferencial, a extremidade superior do conduto orientado verticalmente atravessa um bocal de tubulação na cabeça de vaso de processo e a cabeça de distribuição do distribuidor resistente à incrustação é ligada à extremidade inferior do conduto orientado verticalmente. Quando um suprimento de líquido compatível com o processo é fornecido ao distribuidor de líquido resistente à incrustação, o líquido de processo flui através do conduto para a cabeça de distribuição e é descarregado através de uma ou mais portas de liberação de líquido e para dentro do vaso de processo. Referindo-se à Figura 3, um distribuidor de líquido (301) de acordo com a modalidade preferencial da presente invenção é ilustrado tendo um conduto vertical fixado (303) com uma cabeça de distribuição compacta e móvel (304) ligada à extremidade inferior. É preferencial que a cabeça de distribuição seja pequena o suficiente para atravessar uma abertura circular de, no máximo, 30 cm (12") de diâmetro. A extremidade superior do conduto (303) atravessa o bocal de vaso (302) na cabeça de topo de vaso de processo e é dotada de uma fonte de líquido de processo e, opcionalmente, uma fonte de fluido motriz. Conforme previamente mencionado, o distribuidor de líquido pode estar orientado horizontalmente (isto é, o conduto é horizontal) ou a qualquer outro ângulo em relação ao plano vertical; entretanto, é preferencial que uma orientação vertical seja usada.
[0023] A cabeça de distribuição compreende uma ou mais portas de liberação de líquido através das quais o líquido é descarregado como uma corrente, um jato, ou uma aspersão atomizada. O tamanho, formato e orientação das portas de liberação de líquido, assim como variáveis como a vazão de suprimento de líquido, pressão e viscosidade, controlam o ângulo de descarga de líquido, a distância que o líquido descarregado percorre e qualquer padrão de cobertura geométrico (por exemplo, circular, corrente, leque, retangular) que o líquido descarregado possa criar quando esse entra em contato com uma superfície, como a parede de vaso. Exemplos de configurações de porta de liberação de líquido incluem, porém, sem limitação, um furo cilíndrico, uma porta que compreende um orifício de restrição, uma fenda em formato de cunha e uma cabeça de bocal de aspersão. Em uma cabeça de distribuição que compreende mais de uma porta de liberação, a configuração de cada porta pode ser a mesma ou pode não ser.
[0024] Os materiais para a construção do distribuidor de líquido (o conduto e a cabeça de distribuidor) podem incluir quaisquer materiais compatíveis com o processo, como metais, plásticos, cerâmicas, compostos ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, o distribuidor compreende aço inoxidável da série 300, como, por exemplo, aços inoxidáveis 304, 316 ou 317. Em outra modalidade da invenção, o distribuidor compreende componentes de aço inoxidável tanto da série 300 quanto da série 400. Ainda em outra modalidade, o distribuidor compreende ligas de cobre inibidoras de polímero, como aquelas descritas no documento de patente de no U.S. 7.906.679. Em outra modalidade, o distribuidor compreende materiais resistentes à corrosão, como tântalo ou resinas epóxi.
[0025] De acordo com uma modalidade da invenção, fluido motriz flui através do conduto vertical e da cabeça de distribuidor e é descarregado durante a operação do distribuidor de líquido. O fluido motriz pode ser o líquido de processo ou pode ser uma corrente distinta (por exemplo, ar comprimido, nitrogênio, água, líquido de processo) usada somente para fornecer força motora para movimento. O fluido motriz flui através da cabeça de distribuição, transmitindo rotação contínua da cabeça de distribuição ao redor do eixo geométrico longitudinal do conduto. Em uma modalidade preferencial, a cabeça de distribuição suave e continuamente revolve um total de 360° ao redor do eixo geométrico conduto tanto em sentido horário como em sentido anti-horário. Vários mecanismos de acionamento conhecidos na técnica, como engrenagens, turbinas internas ou pás de impulso, podem ser usados para operar o distribuidor. Quando o fluido de processo não é usado como o fluido motriz, o fluido motriz pode ser alternativamente transportado através de meios além do conduto para a cabeça de distribuição ou mecanismo de acionamento.
[0026] Em uma modalidade alternativa da presente invenção, a cabeça de distribuição pode girar através de um arco menor que 360°, então, reverter a direção e retornar ao seu ponto de partida inicial; tal movimento representaria uma forma "cíclica"e continuamente repetida de operação que pode ser benéfica em alguns processos. Adicionalmente, em algumas modalidades, o movimento da cabeça de distribuição pode ser descontínuo, assemelhando-se ao movimento gradual de um irrigador de gramado de impacto giratório. Em outra modalidade, a corrente de líquido descarregada da cabeça de distribuição pode oscilar em um padrão do tipo ondas bidimensional ou até tridimensional; tais descargas de líquido podem ser produzidas através da incorporação de osciladores de fluido no interior das cabeças de distribuição, como aqueles descritos no documento de patente de no US 4.151.955.
[0027] Em uma modalidade preferencial, o fluido motriz é um líquido de processo e a força inercial do líquido de processo descarregado através das portas de liberação de líquido causa movimento giratório da cabeça de distribuição de modo que a cabeça se mova em uma direção oposta à direção de descarga de líquido, isto é, descarregar o fluido de processo causa propulsão da cabeça de distribuição. O uso de fluido de processo como o fluido motriz é preferencial devido ao movimento da cabeça de distribuição ser alcançado sem a necessidade de um motor ou uma haste giratória e vedações de haste associadas, o que reduz, com isso, os custos de equipamento, o potencial de vazamentos de processo através das vedações de haste e problemas de manutenção, assim como diminui a área total de superfície voltada para o processo do distribuidor na qual o monômero poderia condensar.
[0028] A seleção do líquido de processo é determinada pelo processo no qual o distribuidor de líquido deve ser usado. Qualquer líquido compatível com o processo pode ser usado. Em casos nos quais o processo é um processo de monômero (met)acrílico, o líquido de processo pode compreender um ou mais dentre água, ácido (met)acrílico, ésteres de (met)acrilato, alcoóis, solventes, absorventes e inibidores de polimerização. Em uma modalidade preferencial, o vaso de processo de monômero (met)acrílico é usado em um processo para produzir um ou mais compostos selecionados a partir do grupo que consiste em acroleína, ácido acrílico, acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil-hexila, acrilato de 2-octila, acrilato de 2-(dimetilamino) etila, metacroleína, ácido metacrílico, metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de butila e metacrilato de 2-(dimetilamino) etila. Como é comum operar vasos de processo de monômero (met)acrilato a pressões além da pressão atmosférica (por exemplo, pressão subatmosférica), é desejável, de modo geral, suprir líquido de processo ao distribuidor de líquido a uma temperatura abaixo do seu ponto de ebulição na pressão de operação do interior do vaso de processo. Em algumas modalidades, o líquido de processo é fornecido ao distribuidor de líquido a temperatura próxima à do ambiente (cerca de 20 °C). Em algumas outras modalidades, o líquido de processo é fornecido ao distribuidor de líquido a, ou até inferior a, sua temperatura condensação. Tipicamente, o líquido de processo é fornecido ao distribuidor de líquido a uma temperatura abaixo do seu ponto de ebulição.
[0029] Em uma modalidade preferencial, o líquido de processo compreende um ou mais inibidores de polimerização. Os ditos inibidores são selecionados a partir dos compostos que inibem a polimerização de compostos α-β-insaturados, como monômeros (met)acrílicos, e são fornecidos em uma quantidade suficiente para impedir ou reduzir a polimerização. Inibidores de polimerização adequados incluem, porém, sem limitação, inibidores fenólicos (hidroquinona, éter de hidroquinona metila, di-terc-butil paracresol, etc.), fenotiazina, compostos de nitroxila TEMPO do tipo 4-OH ou 4- oxo TEMPO, ou sais de manganês ou cobre solúveis e misturas dos mesmos.
[0030] De acordo com uma modalidade, o vaso de processo que incorpora a presente invenção pode ser um vaso de contato vapor- líquido selecionado a partir do grupo que consiste em um vaso de têmpera, uma torre de absorção, um condensador de contato, um condensador de fracionamento, uma torre de desidratação, uma coluna de acabamento, um depurador, uma coluna de destilação e um tanque de armazenamento. Alternativamente, o vaso de processo pode ser um vaso de processo integrado que compreende duas ou mais seções de processo sucessivas selecionadas a partir do grupo que consiste em uma seção de têmpera, uma seção de absorção, uma seção de condensação parcial, uma seção de depuração, uma seção recheada, uma seção de condensação de contato, uma seção de bandejas, uma seção de extração e uma seção de retificação. O vaso de processo pode compreender um ou mais componentes internos selecionados a partir do grupo que consiste em bandejas, suportes de bandeja, recheio estruturado, recheio aleatório, distribuidores de alimentação, blocos desnebulizadores, bocais de aspersão estacionários, chicanas, canais de distribuição de líquido e bandejas de coleta de arraste lateral.
[0031] De acordo com várias modalidades da presente invenção, a rotação da cabeça de distribuição fornece cobertura de líquido uniforme, ao contrário de bocais de aspersão estacionários ou bandejas de distribuidor de líquido e contribui para transferência de calor e massa ideal para operações de contato vapor-líquido. Além disso, as várias modalidades da presente invenção podem compreender uma cabeça de distribuição que tem uma ou mais portas de liberação de líquido e/ou um conduto que tem uma ou mais portas de liberação de líquido, de modo que o distribuidor de líquido seja de autoenxágue. "Autoenxaguar", como usado no presente documento ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, significa descarregar líquido a partir de um distribuidor de líquido sobre as superfícies externas do próprio distribuidor e, com isso, fornecer uma ação de autoenxágue. De preferência, um distribuidor de autoenxágue incluído em uma modalidade da presente invenção inclui uma cabeça de distribuidor com pelo menos uma porta de liberação configurada para fornecer um ângulo de cobertura de líquido de +10° ou maior quando o distribuidor está em movimento. O "ângulo de cobertura de líquido" é medido em relação ao eixo geométrico longitudinal do conduto, com 0° sendo paralelo ao conduto e 180° sendo perpendicular ao conduto. Os ângulos positivos significam fluxos de líquido que são orientados em direção ao ponto de ligação do conduto com a parede de vaso. Os ângulos negativos significam fluxos de líquido que são orientados em direção oposta ao ponto de ligação do conduto com a parede de vaso. Se o distribuidor de líquido não é de autoenxágue, é preferencial que modalidades da presente invenção incluam uma pluralidade de distribuidores de líquido configurada para descarregar líquido uns sobre os outros, de modo que o líquido expelido a partir de cada um dos distribuidores de líquido seja capaz de enxaguar a superfície externa de outro distribuidor de líquido próximo.
[0032] Enxaguar as superfícies externas do distribuidor (isto é, tanto do conduto quanto da cabeça de distribuição) impede o acúmulo de polímero de condensação. A ação de enxaguar pode ser alcançada, por exemplo, configurando-se portas de cabeça de distribuidor individuais para descarregar líquido continuamente sobre si próprio ou um arranjo de distribuidores também pode ser configurado para enxaguarem uns aos outros para maior confiabilidade e cobertura de líquido de enxágue mais completa. O movimento da cabeça de distribuição também causa o desprendimento de gotículas de líquido das superfícies externas da cabeça de distribuidor, o que reduz adicionalmente a tendência a acumular incrustantes.
[0033] O movimento giratório da cabeça de distribuição do distribuidor de líquido resistente à incrustação também fornece umedecimento colateral, isto é, o distribuidor umedece superfícies voltadas para o processo próximas no espaço de vapor do vaso com uma porção do líquido de processo no interior do vaso de processo. O movimento de distribuidor assegura cobertura de líquido uniforme de grandes áreas de superfície voltada para o processo, como a cabeça e as paredes de vaso. De modo geral, a taxa de líquido de umedecimento que resulta do umedecimento de modo colateral das superfícies voltadas para o processo do interior de vaso de processo é menor que 0,5 m3/m2-h. De acordo com várias modalidades da presente invenção, pode ser possível alcançar um umedecimento altamente eficiente usando-se um distribuidor móvel que exige um volume menor de líquido de enxágue para manter as superfícies livres de polímero de condensação em comparação com sistemas anteriores.
[0034] Nas Figuras 2A a 2G, várias modalidades de distribuidores são mostradas com diversos ângulos de cobertura de líquido. As modalidades de 2A a 2D são de autoenxágue, enquanto as modalidades de 2E a 2G não são. As Figuras 4A a 4C representam modalidades de autoenxágue adicionais: 4A representa uma configuração que combina duas portas de descarga, uma que tem um ângulo de cobertura de líquido +60° e outra que tem um ângulo de - 90°; 4B representa uma configuração de autoenxágue na qual a cabeça de distribuição está na extremidade superior do conduto vertical e o ângulo de cobertura de líquido é de +270°; e 4C representa uma configuração de autoenxágue na qual o conduto está orientado horizontalmente e o ângulo de cobertura de líquido é de +180°.
[0035] É reconhecido que uma cabeça de distribuidor montada em um conduto que tem uma haste giratória pode obter algum benefício em relação a uma distribuição de líquido mais uniforme no interior do vaso. Entretanto, se a haste e a cabeça de distribuidor giram conjuntamente, o autoenxágue pode ser comprometido se a cabeça de distribuidor não incluir portas de liberação de líquido direcionadas ao redor da circunferência do conduto. Girar a haste conjuntamente com uma cabeça de distribuidor que tem um número ou configuração de portas de liberação de líquido insuficiente pode criar uma zona seca sobre a superfície do conduto devido ao fato de que uma área da superfície do conduto pode não receber qualquer líquido a partir das portas de descarga direcionadas em sentido ascendente.
[0036] Assim, várias modalidades da presente invenção fornecem o benefício de transferência de massa e/ou calor aprimorada devido à distribuição uniforme de líquido de processo. Também, devido ao fato de que as várias modalidades da invenção podem ser de autoenxágue, o acúmulo de polímero no distribuidor pode ser impedido, assim como nas superfícies de vaso voltadas para o processo que recebem umedecimento colateral a partir do distribuidor de líquido.
[0037] A fim de que a invenção possa ser mais completamente compreendida, os seguintes Exemplos são fornecidos a título de ilustração, somente.
[0038] Referindo-se à Figura 1, uma torre de desidratação 110 de 4,3 metros (14 pés) de diâmetro pode ser usada como um vaso de contato vapor-líquido. A altura total da torre de desidratação 110 pode ser de mais de 45 metros (146 pés). A torre de desidratação pode ser parte de um processo para a recuperação de ácido acrílico, como o processo revelado no documento de patente de no U.S. 8.242.308.
[0039] A torre de desidratação 110 pode ser configurada como um vaso de processo integrado, o que significa que o vaso compreende múltiplas seções de processo: uma seção de leito recheado superior 140, uma seção de bandejas intermediária 145 e uma seção de têmpera inferior 150. Etapas de processamento similares poderiam ser executadas em dois ou mais vasos de processo sucessivos ao invés de em um único vaso como usado nesse exemplo.
[0040] A vazão destinada para distribuição uniforme será de cerca de 14.545 kg/h (32.000 lb/h) de líquido de processo através de um leito de recheio estruturado Mellapak™ 250.Y (disponível comercialmente junto à Sulzer Chemtech de Pasadena, Texas EUA) que ocupa toda a área de corte transversal na seção superior 140 da torre. O líquido de processo pode ser uma mistura de uma corrente de líquido de refluxo 107, que compreende os leves condensados, e uma corrente de pacote de inibidor 108, que compreende um ou mais dentre íons de manganês, hidroquinona (HQ), 4-hidroxi TEMPO (4-HT) e fenotiazina (PTZ). A corrente de líquido de refluxo 107 também pode compreender mais de 80% em peso de água, assim como ácido acético e ácido acrílico. O líquido de processo flui em sentido descendente através do recheio, entra em contato íntimo com uma corrente de fluxo de vapor em ascensão a partir da seção de bandejas 145 que compreende dez bandejas de válvula fixadas MVG™ (T1 a T10) (também disponível comercialmente junto à Sulzer Chemtech).
[0041] A corrente do alto 106 da torre de desidratação, que compreende nitrogênio, água e ácido acético, pode atravessar o condensador 113 e formar a corrente de líquido de refluxo 107 assim como uma corrente de vapor 102. A corrente de vapor 102 dividida em corrente de gás de reciclo 114 pode ser reciclada para um reator de oxidação de propileno e a corrente de respiro 115 pode ser enviada para um ou mais sistemas de processamento de gás de resíduo, como, por exemplo, um incinerador de queima ou uma unidade de combustão catalítica (CCU).
[0042] Dois distribuidores de líquido resistentes à incrustação idênticos 131 e 132 podem ser instalados na torre de desidratação 110. Os distribuidores podem ser produzidos a partir de cabeças de distribuição de aço inoxidável 316 ligadas a condutos estacionários de 3,8 cm (1,5 polegada) de diâmetro. Especificamente, as cabeças de distribuição podem ser bocais de limpeza de tanque movidos por fluido TankJet® modelo #18250A-316SS45 (disponível comercialmente junto à Spraying Systems Co., Wheaton, Illinois EUA). O líquido de processo pode servir como o fluido motriz mover rotação contínua nas cabeças de distribuição ao redor do eixo geométrico longitudinal do conduto estacionário.
[0043] Dois bocais flangeados de 5 cm (2 polegadas) de diâmetro (não mostrados na Figura) podem ser montados na cabeça de topo da torre de desidratação, uma de cada lado da linha de vapor do alto 106, em posições que estão a cerca de 1 metro (3,3 pés) da parede vertical do vaso de processo. Os distribuidores de líquido 131 & 132 podem ser instalados através desses bocais flangeados de modo que os mesmos sejam orientados verticalmente, com as cabeças de distribuição localizadas na extremidade inferior do conduto. Isso resulta em um espaçamento entre as duas cabeças de distribuição de cerca de 2,3 metros (7,5 pés). As cabeças de distribuição podem ser posicionadas na mesma elevação de cerca de 1 metro (3,3 pés) acima da superfície de topo do recheio no leito recheado superior 140 e cerca de 1 metro (3,3 pés) abaixo do ponto interior mais alto na cabeça de topo de vaso.
[0044] Cada uma das cabeças de distribuição pode incluir três portas de liberação de líquido ajustadas aos bocais de aspersão e configuradas para fornecer um ângulo de 360° de cobertura de líquido. Quando o líquido de processo é fornecido a uma pressão de cerca de 38 kPa (20 psi) e uma temperatura de cerca de 60 °C (pés)138 °F), cada um dos distribuidores de líquido resistentes à incrustação 131, 132 pode liberar aproximadamente 120 litros por minuto (32 gpm) de fluxo de líquido de processo, o que resulta em uma distribuição de líquido de 360° uniforme sobre um diâmetro de aspersão esférico de cerca de 2,4 m (8 e operação de autoenxágue. Devido ao contato vapor-líquido ideal que resulta da distribuição uniforme de gotículas de líquido sobre o recheio, o teor de ácido acrílico da corrente de vapor do alto 106 pode ser minimizado de maneira benéfica e, assim, fornecer uma oportunidade para reduzir custos de processamento. Adicionalmente, a distribuição de líquido uniforme pode limitar a ocorrência de regiões secas no interior do leito recheado e, com isso, impedir acúmulos de polímero no recheio.
[0045] A partir do Exemplo 1, fica claro que a cobertura de líquido uniforme fornecida pelo método de distribuição da invenção pode fornecer o potencial de transferência de massa e energia eficientes no interior da seção recheada da torre de desidratação, enquanto evita simultaneamente o acúmulo de polímero nos distribuidores, no recheio e nas superfícies voltadas para o processo da cabeça e paredes da torre de desidratação.
[0046] Como pode ser reconhecido por um indivíduo de habilidade comum na técnica, o Exemplo 1 demonstra que o distribuidor de líquido poderia ser empregado de maneira benéfica no interior de um absorvedor de ácido (met)acrílico no qual um absorvente é, em vez disso, utilizado como o líquido de processo. É completamente esperado que líquidos de processo que compreendem água ou até compostos orgânicos como solventes de alto ponto de ebulição como, por exemplo, éter difenílico ou tolueno, possam ser utilizados eficazmente como absorventes e uniformemente distribuídos de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0047] Um vaso de contato vapor-líquido similar, conforme usado no Exemplo 1, pode ser usado no Exemplo 2. A aplicabilidade da presente invenção a um processo para a recuperação de ácido acrílico pode ser aplicada na seção de têmpera 150 que define, de modo geral, o espaço cilíndrico. A seção de têmpera 150 pode ter um diâmetro interno de vaso "Dv" de 4,3 metros (14 pés) e uma altura de cerca de 20 metros (65 pés). A seção de têmpera 150 não deveria compreender quaisquer bandejas internas ou recheio para promover contato vapor-líquido. Em vez disso, uma pluralidade de distribuidores de líquido resistentes à incrustação pode ser usado para fornecer distribuição de líquido uniforme no interior da seção de têmpera 150, resultando em contato vapor-líquido íntimo (para transferência de massa e calor ideal), assim como autoenxágue dos distribuidores e umedecimento colateral das paredes de vaso para evitar o acúmulo de polímero. Os distribuidores de líquido resistentes à incrustação podem ser instalados em uma série de cinco arranjos de distribuição A1, A2, A3, A4, A5, onde cada arranjo de distribuição é colocado a uma elevação específica ao longo da parede de vaso.
[0048] Cada arranjo de distribuição pode compreender cinco distribuidores orientados horizontalmente, ligados de maneira removível à parede de vaso, para um total de vinte e cinco distribuidores instalados. No interior de cada arranjo de distribuição, os cinco distribuidores podem ser uniformemente espaçados a intervalos de 72° ao longo da circunferência da parede de vaso e posicionados geometricamente normais à superfície interna da parede. Os distribuidores nos arranjos sucessivos podem ser deslocados verticalmente a fim de criar uma disposição desalinhada pela parede; por exemplo, os distribuidores do arranjo A1 poderiam não se alinhar verticalmente com os do arranjo A2. Cada sucessivo arranjo seria deslocado em 36° em relação ao arranjo anterior.
[0049] Embora não seja necessário, cada distribuidor em cada arranjo pode ser idêntico em projeto e compreender uma seção de conduto de 15,3 cm (6 polegadas) de comprimento, à qual um bocal de aspersão fendido de 3,8 cm (1,5") modelo HWS-50 Hydrowhirl S® (disponível comercialmente junto à BETE Fog Nozzle, Inc. de Greenfield, Massachusetts, EUA) é ligado. Os distribuidores que têm componentes de Teflon® devem ser evitados.
[0050] O fluxo de líquido de processo para cada distribuidor pode ser controlado de modo que 278 litros/minuto (74 gpm) sejam fornecidos a cada um dos vinte e cinco distribuidores. A uma pressão de suprimento de 40 psi (276 kPa), esse fluxo de líquido de processo descarregado a partir das cabeças de distribuição pode fazer com que os distribuidores girem ao redor do eixo geométrico longitudinal do conduto horizontal no qual os mesmos estão montados e, com isso, alcançar um ângulo de cobertura de líquido de 360° sobre um diâmetro de aspersão esférico Ds de cerca de 5,5 m (18 ft).
[0051] O Ds a uma dada vazão de líquido de processo pode ser determinado empiricamente por observação direta ou, no caso de bocais comercialmente disponíveis, tais dados podem ser obtidos junto ao fabricante. É preferencial que distribuidores orientados horizontalmente de acordo com o presente método sejam selecionados e operados de uma maneira que obedeçam à relação: Dv < Ds
[0052] No Exemplo 2, os cinco arranjos de distribuição A1, A2, A3, A4, A5 podem ser colocados no interior da seção de têmpera 150 com uma distância vertical "H" de 2,75 m (9 pés) entre cada nível sucessivo. Não é necessário que a distância vertical entre arranjos sucessivos seja constante. De modo geral, é preferencial que o espaçamento entre arranjos sucessivos de distribuição obedeça à relação: H < Ds/2.
[0053] Adicionalmente, em modalidades como no Exemplo 2 na qual distribuidores no interior de um arranjo de distribuição podem ser colocados a intervalos regulares ao longo da circunferência da parede de vaso, é preferencial que o número de distribuidores N em um arranjo de distribuição obedeça à relação: 6,28 x (Dv/Ds) < N, onde N é um número inteiro positivo.
[0054] O arranjo mais ao topo A1 pode ser posicionado a cerca de 2,75 metros abaixo da bandeja mais ao fundo T10 da seção de bandejas 145 e o arranjo mais ao fundo A5 pode estar pelo menos 3 metros acima da linha central de linha de gás de reação 101.
[0055] Durante a operação, mais de 95.450 kg/h (210.000 lb/h) de uma mistura de reação gasosa da saída de um reator de oxidação de propileno podem entrar na torre de desidratação por meio de uma linha de gás de reação 101 a uma temperatura de cerca de 182 °C (360 °F). O líquido de fundo 116 é extraído da torre de desidratação 110. Uma porção dessa corrente pode ser transferida para uma coluna de acabamento (não mostrada) por meio de linha 103, sendo que o restante vai para o trocador de calor 112 por meio de linha de recirculação 120. A corrente de líquido condensado 104 também pode retornar da coluna de acabamento (não mostrada) por meio de linha 104.
[0056] O líquido de têmpera que contém ácido acrílico pode servir tanto como o líquido de processo quanto como o fluido motriz para os distribuidores. Um fluxo de líquido de processo total de cerca de 376.460 kg/h (828.210 lb/h) pode sair do trocador 112 a uma temperatura de cerca de 100 °C (212 °F) e fluir através de cada uma das linhas na rede de tubulação de retorno 111.1, 111.2, 111.3, 111.4 e 111.5 para suprir cada um dos arranjos de distribuidor. As linhas nessa rede de tubulação de retorno podem incluir opcionalmente um ou mais componentes de apoio, incluindo, porém, sem limitação, dispositivos de medição de fluxo, dispositivos de medição de temperatura, dispositivos de medição de pressão, válvulas de controle de fluxo, placas de orifício de restrição, trocadores de calor e filtros. A presença de tais componentes de apoio opcionais pode permitir que vazões de líquido de processo sejam variadas de um arranjo para o seguinte ou até permitir que a temperatura do líquido de processo fornecido aos arranjos de distribuição mais altos na torre de desidratação seja mais fria que a fornecida aos arranjos mais baixos na torre.
[0057] Por meio dessa configuração, uma quantidade abundante de gotículas de líquido pode ser ampla e uniformemente distribuída ao longo da seção de têmpera 150 e essas gotículas podem entrar em contato íntimo com o vapor de ácido acrílico bruto, alcançando transferência de massa e energia excelente no interior da seção de têmpera. Cada um dos distribuidores pode ser cuidadosamente autoenxaguado e o fundo da bandeja T10 também pode ser umedecido de modo colateral pelos distribuidores no arranjo A1. Como um resultado, a etapa de temperagem pode ser executada eficientemente sem o acúmulo de sólidos poliméricos de incrustação.
[0058] Como é compreendido por um indivíduo de habilidade comum na técnica, o uso da presente invenção em uma seção de têmpera não exige que a seção de têmpera seja parte de um vaso de processo integrado. A operação da seção de têmpera, assim como da presente invenção, não será alterada materialmente se for executada em um vaso de processo distinto imediatamente a montante de uma torre de desidratação alternativa, como na disposição descrita na Figura 2 do documento de patente de no U.S. 8.242.308.
[0059] Referindo-se à Figura 3, o vaso de contato vapor-líquido no Exemplo 3 era uma coluna de destilação 300 de Ácido Acrílico Glacial de 2,75 metros de diâmetro. Os gases de processo 315 passaram para fora da coluna por meio de uma linha de vapor do alto 310, que foi montada no lado da cabeça de topo de coluna. A coluna compreendeu uma pluralidade de bandejas de fluxo duplo (de modo geral, representadas como T1, T2, T3, T4), mas quais o contato vapor- líquido íntimo ocorreu.
[0060] Para distribuir uniformemente uma corrente de líquido de processo que compreende ácido acrílico e cerca de 200 ppm de inibidor de polimerização MeHQ (no presente documento, chamado de "Solução de Inibidor de GAA") sobre a bandeja de topo T1 da coluna de destilação, assim como impedir o acúmulo de polímero de condensação nas superfícies voltadas para o processo da cabeça de topo de coluna de destilação ou da porção das paredes de vaso localizadas no espaço de vapor acima da bandeja de topo (uma área superficial total de cerca de 30 m2(317 pés quadrados)), um distribuidor de líquido resistente à incrustação que compreende uma cabeça de distribuição única e esférica 304 com uma pluralidade de portas de liberação de líquido foi usada. A cabeça de distribuição específica era um bocal de aço inoxidável 316 modelo #566.968.17.BL, disponível comercialmente junto à Lechler GmbH de Metzingen, Alemanha. Essa cabeça de distribuição foi ligada à extremidade inferior de um conduto 303 estacionário de 19 mm (3/4 polegadas) de diâmetro por meio de uma conexão NPT. O distribuidor de líquido resistente à incrustação 301 foi inserido através de um bocal de vaso flangeado 302 padrão de 5 cm (2 polegadas) localizado no centro do topo da cabeça de coluna de destilação e vedado no lugar com o uso de uma conexão parafusada padrão (não mostrada).
[0061] O conduto 303 era de comprimento suficiente para permitir o posicionamento da cabeça de distribuição abaixo da linha tangente de topo da coluna, em cerca de 1 metro da superfície interna de topo da cabeça de coluna. A solução de inibidor de GAA foi fornecida a uma taxa de 1.600 kg/h (3.520 lb/h) à extremidade superior do conduto 303 e fluída em sentido descendente através do conduto para o interior da cabeça de distribuição esférica 304. Desse modo, a solução de inibidor fluindo serviu como o fluido motriz para o distribuidor, fazendo com que a cabeça de distribuição girasse continuamente ao redor do eixo geométrico de linha central do conduto (de modo geral, indicado na Figura pela seta circular). Quando em movimento, a cabeça de distribuição descarregou solução de inibidor de GAA líquido o suficiente para fornecer cobertura uniforme sobre um ângulo de +300° de cobertura de líquido 305, distribuir uniformemente solução de inibidor sobre toda a circunferência da bandeja de topo da coluna, continuamente umedecer todas as superfícies internas no interior do espaço de vapor acima da bandeja de topo da coluna a uma taxa de líquido de umedecimento de 0,05 m3/m2-h e simultaneamente autoenxaguar as superfícies externas do conduto e da cabeça de distribuição. Desse modo, as bandejas T1, T2, T3,... e superfícies internas voltadas para o processo da coluna foram confiavelmente protegidas contra o acúmulo de polímero a despeito da operação em manutenção de processo de monômero (met)acrílico.
[0062] A subsequente inspeção da coluna de destilação após um ano de operação contínua verificou que não havia nenhum polímero presente no topo da coluna. Isso demonstra que o método de distribuição da invenção empregado nessa modalidade é altamente eficaz em impedir o acúmulo de polímero no topo da coluna de destilação. Adicionalmente, dado que a baixa taxa de líquido de umedecimento que foi empregada forneceu resultados satisfatórios (por exemplo, a taxa de líquido de umedecimento usada no Exemplo 3 foi um décimo da taxa de líquido de umedecimento mínima instruída pelo documento de patente de no U.S. 6.409.886), várias modalidades da presente invenção podem fornecer distribuição de líquido uniforme aprimorada sobre o processo previamente usado utilizando bocais de aspersão estacionários.
[0063] No Exemplo 4, o distribuidor de líquido resistente à incrustação única do Exemplo 3 foi retroajustado a uma coluna de destilação de éster de acrílico de uso duplo existente que pode ser empregada para produzir acrilato de butila ou acrilato de 2-etil-hexila. A coluna de destilação de éster de acrilato tinha 1,96 metro (6,37 pés) de diâmetro e incluía uma pluralidade de bandejas nas quais o contato vapor-líquido íntimo ocorreu. O distribuidor de líquido resistente à incrustação foi usado para distribuir uniformemente uma corrente de líquido de processo que compreende inibidor de polimerização (no presente documento chamado de "Solução de Inibidor de Processo de Éster") sobre a bandeja de topo da coluna de destilação, assim como impedir o acúmulo de polímero de condensação nas superfícies voltadas para o processo do domo de coluna de destilação (ou cabeça de topo), assim como na porção das paredes de vaso localizadas no espaço de vapor acima da bandeja de topo, uma área superficial total de cerca de 14 m2(148 pés quadrados).
[0064] A configuração do sistema do Exemplo 4 foi similar à do Exemplo 3. A cabeça de distribuição de líquido resistente à incrustação foi ligada à extremidade inferior de um conduto estacionário de 19 mm (3/4 polegadas) de diâmetro por meio de uma conexão NPT. A extremidade superior do conduto foi aparafusada em uma conexão rosqueada em um flange DN100 padrão (4 polegadas). O distribuidor de líquido resistente à incrustação foi, então, inserido através de um bocal de vaso flangeado padrão de 100 mm (4 polegadas) localizado no centro do topo da cabeça de coluna de destilação e o flange DN100 foi vedado no lugar com o uso de uma conexão parafusada padrão. O bocal de vaso tinha um comprimento total de 0,565 metro (22 polegadas) que criou um espaço de bocal anular estagnado entre a superfície interna do bocal de vaso e a superfície externa do conduto estacionário. Duas "portas de conduto" opcionais foram adicionadas à extremidade superior do conduto em cerca de 50 mm do flange DN100. Essas portas de conduto foram posicionadas em lados opostos do conduto e foram orientadas perpendiculares ao eixo geométrico de linha central do conduto para direcionar uma porção da solução de inibidor de processo de éster radialmente para fora sobre a superfície interna do bocal de vaso. Tais portas de conduto opcionais podem estar na faixa de diâmetro de cerca de 1 mm a cerca de 10 mm (0,04 a 0,39 polegada), dependendo de variáveis como o número total de portas, o diâmetro do conduto estacionário e a pressão de suprimento de fluido de processo disponível, e a seleção do número e diâmetro(s) específico(s) de porta(s) de conduto opcional(is) é facilmente determinada pelo indivíduo de habilidade comum na técnica. O uso de portas de conduto opcionais serve para impedir o acúmulo de incrustantes no interior do espaço de bocal anular.
[0065] No Exemplo 4, o conduto era de comprimento suficiente para permitir o posicionamento da cabeça de distribuição de líquido resistente à incrustação em cerca de 0,6 metro (2 pés) da superfície interna de topo da cabeça de coluna. A solução de inibidor de processo de éster foi fornecida a uma taxa de cerca de 2.000 kg/h (4.400 lb/h) à extremidade superior do conduto e fluída em sentido descendente através do conduto para o interior da cabeça de distribuição esférica. Desse modo, a solução de inibidor fluindo serviu como o fluido motriz para o distribuidor, fazendo com que a cabeça de distribuição girasse continuamente ao redor do eixo geométrico de linha central do conduto. Quando em movimento, a cabeça de distribuição descarregou solução de inibidor líquida o suficiente para fornecer cobertura uniforme sobre um ângulo de +300° de cobertura de líquido, distribuir uniformemente solução de inibidor sobre toda a circunferência da bandeja de topo da coluna e continuamente umedecer todas as superfícies internas no interior do espaço de vapor acima da bandeja de topo da coluna a uma taxa de líquido de umedecimento de cerca de 0,08 m3/m2-h. A operação do distribuidor de líquido resistente à incrustação que compreende portas de conduto opcionais também enxaguou o espaço de bocal anular e simultaneamente autoenxaguou as superfícies externas do conduto e da cabeça de distribuição. As bandejas, o bocal de vaso e as superfícies internas voltadas para o processo da coluna foram confiavelmente protegidas contra o acúmulo de polímero a despeito da operação em manutenção de processo de monômero (met)acrílico. A subsequente inspeção da coluna de destilação de processo de éster após períodos estendidos de operação contínua produzindo acrilato de butila ou acrilato de 2-etil-hexila verificou que o distribuidor de líquido resistente à incrustação foi eficaz em impedir o acúmulo de polímero no topo da coluna.
[0066] Embora modalidades preferenciais da invenção tenham sido mostradas e descritas no presente documento, será compreendido que tais modalidades são fornecidas somente a título de exemplo. Numerosas variações, alterações e substituições ocorrerão aos versados na técnica, sem se afastar do espírito da invenção. Consequentemente, pretende-se que as reivindicações anexas cubram todas essas variações tal que sejam abrangidas pelo espirito e escopo da invenção.
Claims (10)
1. Método para distribuir contínua e uniformemente um líquido de processo sobre uma seção transversal de um vaso de processo de contato líquido-vapor de monômero (met) acrílico para suprimir a formação de polímero condensado, o referido método caracterizado pelo fato de que compreende: a. fornecer um líquido de processo à pelo menos dois distribuidores de líquido resistentes à incrustação, que compreende uma cabeça de distribuição de líquido, instalada no referido vaso de processo de contato líquido-vapor de monômero que tem uma área de corte transversal, o referido líquido de processo compreendendo um ou mais inibidores de polimerização; b. causar movimento giratório dos distribuidores de líquido resistentes à incrustação; e c. distribuir e descarregar contínua e uniformemente o líquido de processo dos referidos distribuidores de líquido sobre a área de corte transversal dentro do vaso de processo de contato vapor- líquido de monômeo (met)acrílico; sendo que o dito método compreende adicionalmente: simultaneamente autoenxaguar o pelo menos dois distribuidores de líquido resistentes à incrustação com uma porção do líquido de processo durante a etapa (c), pelo que o líquido de descarga é descarregado em direção às superfícies externas dos referidos distribuidores, e em que cada dos pelo menos dois dos distribuidores de líquido resistentes à incrustação simultaneamente enxaguem um ao outro com uma porção do líquido de processo durante a etapa (c).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos dois distribuidores de líquido resistentes à incrustação compreende: a. um conduto estacionário, e b. uma cabeça de distribuição de líquido alimentada por fluido motriz ligada ao dito conduto, em que pelo menos um dentre o referido conduto estacionário e a referida cabeça de distribuição de líquido compreende pelo menos uma porta de liberação de líquido de processo.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que causar o movimento giratório na etapa (b) é alcançado fornecendo-se pelo menos um dentre fluido motriz e o líquido de processo à cabeça de distribuição de líquido.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente umedecer de modo colateral as superfícies voltadas para o vaso de processo de contato vapor-líquido de monômero (meta) acrílico com uma porção do líquido de processo.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a taxa de líquido de umedecimento que resulta do umedecimento de modo colateral das superfícies voltadas o interior do vaso de processo de contato vapor-líquido de monômero (meta) acrílico , é menor que 0,5 m3/m2-h.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o vaso de processo de contato vapor-líquido de monômero (met) acrílico é usado em um processo para produzir um ou mais compostos selecionados a partir do grupo que consiste em acroleína, ácido acrílico, acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil-hexila, acrilato de 2-octila, acrilato de 2- (dimetilamino) etila, metacroleína, ácido metacrílico, metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de butila e metacrilato de 2- (dimetilamino) etila.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o vaso de processo de contato vapor-líquido de monômero (met) acrílico é um vaso de contato vapor- líquido selecionado a partir do grupo que consiste em um vaso de resfriamento, uma torre de absorção, um condensador de contato, um condensador de fracionamento, uma torre de desidratação, uma coluna de acabamento, um lavador de gases, uma coluna de destilação e um tanque de armazenamento.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o vaso de processo de contato vapor-líquido de monômero (met) acrílico é um vaso de processo integrado que compreende duas ou mais seções de processo sucessivas selecionadas a partir do grupo que consiste em uma seção de têmpera, uma seção de absorção, uma seção de condensação parcial, uma seção de depuração, uma seção recheada, uma seção de condensação de contato, uma seção de bandejas, uma seção de extração e uma seção de retificação.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o vaso de processo de contato vapor-líquido de monômero (met) acrílico compreende um ou mais componentes internos selecionados a partir do grupo que consiste em bandejas, suportes de bandeja, recheio estruturado, recheio aleatório, distribuidores de alimentação, blocos desnebulizadores, bocais de aspersão estacionários, chicanas, canais de distribuição de líquido e bandejas de coleta de arraste lateral.
10. Sistema para distribuir uniformemente um líquido de processo no interior de um vaso de processo de contato vapor-líquido de monômero (met) acrílico, enquanto suprime a formação de condensado de polímero conforme o método como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: a. um suprimento de fluido de processo que compreende
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