BR112016021732B1 - Método para purificar ácido fosfórico - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA PURIFICAR ÁCIDO FOSFÓRICO. A presente invenção refere-se a um método para purificar ácido fosfórico de uma mistura que compreende compostos orgânicos e água. Em particular, a presente invenção refere-se a um método para purificar ácido fosfórico de uma pasta fluida da polpação, contendo ou consistindo em ácido fosfórico, um ou mais compostos orgânicos e água, compreendendo ou consistindo nas seguintes etapas: i) proporcionar uma mistura contendo ou consistindo em ácido fosfórico, uma ou mais substâncias S tendo pelo menos um átomo de carbono secundário unido a um grupo alcóxi, um ou mais compostos orgâni-cos (adicionais) e água, e ajustar (se necessário) a razão molar de ácido fosfórico para o total de uma ou mais substâncias S, tendo pelo menos um átomo de carbono secundário unido a um grupo alcóxi, na mistura para estar na faixa de 1 : 0,4 até 1 : 10, preferivelmente para estar na faixa de aproxi-madamente 1: 0,6 até 1: 4, especial e preferivelmente para ser aproxima-damente 1: 0,85 até 1: 2, ii) aquecer a mistura para 25°C ou mais até ocorrer a separação de fases, iii) remover a fase leve, e iv) separar o ácido fosfórico da fase pesada.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um método para purificar ácido fosfórico a partir de uma mistura que compreende compostos orgânicos e água. De preferência, a presente invenção refere-se a um método para purificar o ácido fosfórico a partir de uma mistura que compreende solventes orgânicos, bem como compostos orgânicos (poliméricos), por exemplo, uma mistura derivada de um processo de polpação.

[002] O ácido fosfórico é frequentemente usado como um solven te para a liberação dos polissacarídeos do material lignocelulósico nos processos de polpação, porque ele não interfere com a fermentação subsequente. O tratamento da lignocelulose com o ácido fosfórico concentrado permite separar a celulose e a hemicelulose da lignina por dissolução dos polissacarídeos, ao mesmo tempo em que a lignina permanece não dissolvida. Na maioria dos casos, esta etapa é seguida por hidrólise enzimática ou química e fermentação subsequentes. Após o processo, o ácido fosfórico está predominantemente contaminado com solventes orgânicos e produtos laterais monoméricos e/ou poliméricos. A recuperação eficiente do ácido fosfórico puro a partir de uma pasta fluida da polpação é desafiadora por causa da diversidade das impurezas. As etapas de purificação requeridas que necessitam ser empreendidas para ser capaz de reutilizar o ácido fosfórico e os custos de energia altos associados ainda representam um problema para as biorrefinarias industriais.

[003] Os métodos para a purificação do ácido fosfórico obtido a partir de fosforita em um assim chamado processo a úmido, por extração com solventes orgânicos, são descritos nas patentes US 3.947.499 e US 3.318.661.

[004] No processo a úmido, a fosforita é acidulada com um ácido mineral forte, tal como o ácido sulfúrico, o ácido clorídrico ou nítrico. O objetivo principal dos métodos descritos é a remoção de contaminações inorgânicas, tais como os cátions de metais e os compostos de sílica, flúor e enxofre, as quais são liberadas da rocha no processo ou adicionadas na forma do ácido mineral.

[005] Um excesso de solvente, por exemplo, o éter di- isopropílico, é misturado com o ácido do processo a úmido e o ácido fosfórico purificado é extraído na fase orgânica a partir da qual ele é recuperado por lavagem com água. As patentes acima mencionadas divulgam a formação de um composto sólido ou um complexo líquido, respectivamente, entre o éter di-isopropílico e o ácido fosfórico, que facilita a separação do ácido fosfórico das contaminações indesejadas.

[006] De acordo com a US 3.318.661, a separação de fases ocor re, entre uma fração aquosa contendo as impurezas e uma camada de complexo, quando 68% a 85% do H3PO4 forem misturados com éter di-isopropílico suficiente, para formar o complexo líquido de H3PO4 . H2O . (CH3)2CHOCH(CH3)2, em uma reação ligeiramente exo- térmica. A condição mais favorável de recuperação do H3PO4 é atingida quando 85% de H3PO4 forem misturados com éter di-isopropílico suficiente, para formar uma quantidade máxima de complexo, sem separação em uma terceira fase de éter em excesso. A camada de complexo contém cerca de 45% de H3PO4, 8% de H2O e 47% de éter di- isopropílico e pode ser separada por destilação. A separação pode ser melhorada por aquecimento da camada de complexo até cerca de 68°C, onde aproximadamente metade do éter di-isopropílico se separa no topo e pode ser removida. Alternativamente, a separação eficiente de ácido fosfórico do éter di-isopropílico é obtida quando simplesmente água suficiente for adicionada à camada de complexo, para diluir os 85% da concentração de ácido até 68% ou abaixo, em cujo ponto o complexo não pode existir mais e o éter se separa no topo. Este pro- cesso é endotérmico e pode, portanto, ser controlado pela temperatura.

[007] Amplos estudos sobre os equilíbrios de fases do sistema água/ácido fosfórico/éter di-isopropílico, em diferentes temperaturas, acompanharam a descoberta dos efeitos descritos acima. São verificadas áreas de uma, duas e três fases coexistentes compreendendo fases aquosas, de éter e de complexo, dependendo da composição e da temperatura. Ruiz e col. descrevem regiões de três fases, a 25°C e 40°C, em Solvent Extraction and Ion Exchange, 4 (4), 789-802 (1986). Harrison e Roquero observaram três zonas de duas fases e uma de três fases a 0°C, 10°C e 30°C (Journal of Chemical and Engineering Data, 49 (2), 218-220 (2004)). O estudo anterior, além disso, indica que o elemento estrutural de um átomo de carbono secundário unido ao oxigênio do éter pode desempenhar um papel na eficiência da formação do complexo e na separação das fases por comparação do éter di-isopropílico com um sistema correspondente compreendendo o éter di-n-propílico.

[008] Toda a literatura acima mencionada, entretanto, exclusiva mente concentra-se na purificação do ácido fosfórico do processo a úmido, porém não aborda o problema de remover do ácido fosfórico as impurezas orgânicas, incluindo os solventes orgânicos, bem como os compostos orgânicos que não sejam solventes e os polímeros.

[009] Um objetivo principal da presente invenção era, portanto, isolar eficientemente o ácido fosfórico de misturas que compreendessem compostos orgânicos.

[0010] Um objetivo adicional da presente invenção era proporcio nar um modo simples e eficiente de energia de purificar o ácido fosfórico de uma mistura complexa compreendendo compostos orgânicos e solventes.

[0011] Em particular, era um objetivo da presente invenção recu- perar ácido fosfórico de uma pureza suficiente, para ser reutilizado em processos subsequentes, de misturas tais como são obtidas em um processo de polpação.

[0012] Devido à complexidade do sistema água/ácido fosfóri- co/éter di-isopropílico em termos de equilíbrios de fases, não poderia ser esperado que tais sistemas apresentassem uma opção viável de facilitar a purificação do ácido fosfórico de impurezas orgânicas e, em particular, aplicar os efeitos descritos a tais misturas complexas conforme são obtidas, por exemplo, em um processo de polpação.

[0013] Surpreendentemente, entretanto, a formação de uma ca mada de complexo, como descrito acima, e a separação de fases dependente da temperatura observada podem ser implementadas em um método para purificar ácido fosfórico a partir de uma mistura de compostos orgânicos, polímeros e solventes, aperfeiçoando significativamente a eficiência de energia com relação aos processos de recuperação convencionais.

[0014] Os objetivos como especificados acima são satisfeitos por um método para purificar ácido fosfórico a partir de uma mistura, em particular uma pasta fluida da polpação, contendo ou consistindo em ácido fosfórico, um ou mais compostos orgânicos e água, compreendendo ou consistindo nas seguintes etapas: i) proporcionar uma mistura contendo ou consistindo em ácido fosfórico, uma ou mais substâncias S tendo pelo menos um átomo de carbono secundário unido a um grupo alcóxi, um ou mais compostos orgânicos (adicionais) e água, e ajustar (se necessário) a razão molar de ácido fosfórico para o total de uma ou mais substâncias S, tendo pelo menos um átomo de carbono secundário unido a um grupo alcóxi, na mistura para estar na faixa de 1 : 0,4 até 1 : 10, preferivelmente para estar na faixa de aproximadamente 1 : 0,6 até 1 : 4, especial e preferivelmente para ser aproximadamente 1 : 0,85 até 1 : 2, ii) aquecer a mistura para 25°C ou mais até ocorrer a separação de fases, iii) remover a fase leve, e iv) separar o ácido fosfórico da fase pesada.

[0015] A mistura de partida proporcionada na etapa i) pode com preender uma pluralidade de compostos orgânicos, incluindo as bio- moléculas monoméricas, oligoméricas e poliméricas, bem como os diversos solventes orgânicos e precipitantes.

[0016] O ácido fosfórico a ser purificado pode compreender ou consistir em um poliácido fosfórico ou uma mistura de ácidos fosfóricos. Neste caso, o ajuste da razão molar é baseado em equivalentes de unidades de monofosfato.

[0017] A substância S representa um composto de éter que se ca racteriza pelo elemento estrutural de um átomo de carbono secundário unido ao oxigênio do éter de ligação, que tenha provado ser importante para a formação eficiente do complexo acima descrito. Uma ou mais substâncias S podem já estar entre os compostos orgânicos presentes na mistura de partida e, desse modo, ser consideradas quando se ajustar a razão molar de ácido fosfórico para o total de substân- cia(s) S. Uma mistura de diferentes substâncias S não impede a formação do complexo, desde que sejam satisfeitas as exigências das razões molares como especificadas acima. Portanto, o ajuste pode ser efetuado adicionando-se qualquer tipo de substância S ou ácido fosfórico à mistura.

[0018] Inesperadamente, quando a razão molar de ácido fosfórico para o total de substância(s) S for ajustada apropriadamente, ocorre a separação de fases espontânea na temperatura ambiente. Forma-se uma fase orgânica leve compreendendo solventes e precipitantes, exceto a(s) substância(s) S, e somente quantidades residuais de ácido fosfórico, enquanto a fase pesada constitui a camada de complexo compreendendo o ácido fosfórico principal.

[0019] A presença de compostos orgânicos adicionais e polímeros não impede a formação do complexo e a separação de fases. Conse-quentemente, o método pode facilmente ser integrado com as etapas de hidrolisação, precipitação, extração e fermentação, onde outros componentes da mistura necessitam ser processados ou removidos.

[0020] Após a fase orgânica leve ser removida, o ácido fosfórico purificado pode ser recuperado da camada de complexo.

[0021] A separação da etapa iv) pode ser conduzida por qualquer método adequado, tal como a destilação ou a extração, por exemplo, com água.

[0022] Em uma modalidade preferida, a separação da etapa iv) pode ser facilitada por aquecimento da fase pesada até uma temperatura de 60°C ou mais, preferivelmente 65°C ou mais, particular e preferivelmente 68°C ou mais, e/ou adição de água para diluir a concentração de ácido fosfórico até abaixo de 80 %, preferivelmente abaixo de 70%, particular e preferivelmente abaixo de 68%.

[0023] Conforme já descrito na introdução, quando se aquece a fase pesada, a qual constitui a camada de complexo, até uma temperatura de 68°C e mais, uma grande parte da(s) substância(s) S separa- se no topo. Além disso, em uma diluição de abaixo de 68 % de concentração de ácido fosfórico, o complexo não pode existir mais e a(s) substância(s) S separa(m)-se no topo, onde ela pode ser removida. Ambos os efeitos podem, assim, ser empregados para simplificar a recuperação do ácido fosfórico da fase pesada.

[0024] O método pode adicionalmente compreender a etapa v) de separar a(s) substância(s) S da fase pesada.

[0025] Conforme indicado acima, a(s) substância(s) S pode(m) se separada(s) por destilação da fase pesada, bem como por emprego do efeito da temperatura e/ou da separação de fases dependente da diluição, onde a(s) substância(s) S separa(m)-se no topo e pode(m) ser removida(s).

[0026] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção, a(s) substância(s) S obtida(s) na etapa v) é(são) reutiliza- da(s) em uma etapa i) adicional, como definida acima.

[0027] O reciclo da(s) substância(s) S em um processo contínuo permite o uso com custo reduzido do material e mantém a produção de resíduo em um mínimo.

[0028] A mistura de partida proporcionada na etapa i) de um mé todo de acordo com a invenção pode também compreender o CO2. O CO2 pode estar presente na mistura de partida dependendo da origem e das etapas de processamento anteriores da mistura de partida. Por exemplo, se a mistura de partida originar-se de uma pasta fluida da polpação, o CO2 pode ter sido usado como um precipitante de lignina.

[0029] O composto orgânico (adicional) ou, respectivamente, um, mais ou todos os compostos orgânicos (adicionais) presentes na mistura proporciona na etapa i) do método de acordo com a invenção podem ser selecionados a partir do grupo que consiste em hidrocarbone- tos, álcoois, aldeídos, cetonas, ácidos, ésteres, éteres, carboidratos, aminoácidos e seus derivados, bem como seus di-, tri-, oligo- ou polímeros.

[0030] Dependendo de onde a mistura de partida proporcionada na etapa i) do método de acordo com a invenção se originar, uma grande diversidade de compostos orgânicos e solventes pode estar presente. O processamento anterior, incluindo as etapas de dissolução, diluição, extração ou precipitação, pode ter resultado na presença de grandes quantidades de solventes orgânicos e misturas de solventes de composição variada.

[0031] O composto orgânico (adicional) ou, respectivamente, um, mais ou todos os compostos orgânicos (adicionais) podem, portanto, ser selecionados a partir do grupo que consiste em solventes orgânicos.

[0032] Conforme mencionado acima, os solventes orgânicos po dem também incluir a(s) substância(s) S, porém não estão limitados a qualquer classe de moléculas orgânicas, e podem exibir polaridade e solubilidade diferentes. Inesperadamente, eles não interferem com a formação do complexo e a separação de fases.

[0033] De preferência, o(s) solvente(s) orgânico(s) (adicional(is)) tem/têm uma diferença de miscibilidade com a água.

[0034] Se o(s) solvente(s) orgânico(s) (adicional(is)) exibir(em) uma diferença de miscibilidade com a água, a separação de fases é facilitada e permite uma recuperação mais eficiente do ácido fosfórico da mistura.

[0035] Os materiais de partida do processamento anterior da mis tura proporcionada na etapa i) do método de acordo com a presente invenção podem incluir qualquer tipo de biomassa compreendendo macromoléculas de origem biológica, tal como lignina, celulose, outros oligo e polissacarídeos, proteínas e ácidos nucleicos, bem como os seus produtos da degradação. Além disso, as enzimas ou os microorganismos podem ter sido adicionados, por exemplo, em uma etapa de digestão ou fermentação.

[0036] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção, o composto orgânico (adicional) ou, respectivamente, um, mais ou todos os compostos orgânicos (adicionais) podem ser selecionados a partir do grupo que consiste em polissacarídeos, oligossaca- rídeos e seus produtos de hidrolisação.

[0037] Em particular, o composto orgânico (adicional) ou, respecti vamente, um, mais ou todos os compostos orgânicos (adicionais) podem ser selecionados a partir do grupo que consiste em celulose, he- micelulose e lignina.

[0038] Uma vantagem principal do método de acordo com a pre sente invenção é o fato que ele pode ser aplicado a uma mistura como derivada de um processo de polpação, no qual o ácido fosfórico tenha sido usado como um solvente. As pastas fluidas da polpação em geral compreendem um grande número de diferentes compostos orgânicos, solventes e polímeros (residuais), tais como a celulose, a hemicelulose e a lignina, que complicam a recuperação eficiente do ácido fosfórico. O método de acordo com a invenção, entretanto, proporciona um modo simples e eficiente de energia de recuperar o ácido fosfórico das misturas que se originam de uma pasta fluida da polpação por emprego de efeitos que nunca tinham sido observados e não poderiam ter sido esperados ser de uso no contexto dos processos de polpação. Em particular, não seria esperado que a formação do complexo acima descrito bem como a separação de fases não seriam impedidas pela presença de uma mistura complexa de compostos orgânicos, polímeros e solventes.

[0039] Em um método de acordo com a invenção, a(s) substân- cia(s) S pode(m) ser selecionada(s) a partir do grupo que consiste em éter metil-isopropílico, éter etil-isopropílico, éter propil-isopropílico, éter di-isopropílico, éter sec-butil-metílico, éter sec-butil-etílico, éter sec- butil-propílico, éter sec-butil-isopropílico, éter sec-butil-butílico, éter bis(sec-butílico), éter sec-butil-terc.-butílico, 3-metóxi-pentano, 3-etóxi pentano, 3-propóxi pentano, 3-(1-metil-etóxi)-pentano, 3-butóxi- pentano, 3-(2-metil-propóxi)-pentano, 3-(1-metil-propóxi)-pentano, 3- (1,1-metil-etóxi)-pentano, 3-pentóxi-pentano, 3-(1-metil-butóxi)- pentano, 3-(2-metil-butóxi)-pentano, 3-(3-metil-butóxi)-pentano, 3-(1- etil-propóxi)-pentano, 3-(2-etil-propóxi)-pentano, 2-metóxi-pentano, 2- etóxi pentano, 2-propóxi pentano, 2-(1-metil-etóxi)-pentano, 2-butóxi- pentano, 2-(2-metil-propóxi)-pentano, 2-(1-metil-propóxi)-pentano, 2- (1,1-metil-etóxi)-pentano, 2-pentóxi-pentano, 2-(1-metil-butóxi)- pentano, 2-(2-metil-butóxi)-pentano, 2-(3-metil-butóxi)-pentano, 2-(1- etil-propóxi)-pentano, 2-(2-etil-propóxi)-pentano, 2-metóxi-3-metil- butano, 2-etóxi-3-metil-butano, 2-propóxi-3-metil-butano, 2-(1-metil- etóxi)-3-metil-butano, 2-butóxi-3-metil-butano, 2-(2-metil-propóxi)-3- metil-butano, 2-(1-metil-propóxi)-3-metil-butano, 2-(1,1-metil-etóxi)-3- 1-(3-metil-butóxi)-pentano, 2-(2-metil-butóxi)-3-metil-butano, 2-(1-etil-propóxi)-3-metil-butano, butano.

[0040] O elemento estrutural de um átomo de carbono secundário unido a um grupo alcóxi é uma característica presente em muitos éte- res diferentes. Portanto, uma grande variedade de compostos e misturas de compostos pode ser usada como substância(s) S em um método de acordo com a invenção, para satisfazer as exigências por formação do complexo com o ácido fosfórico e facilitar a separação de fases. Como os éteres em geral têm um ponto de ebulição que é significativamente diferente do ácido fosfórico, eles podem facilmente ser separados do ácido fosfórico e da água, por destilação, assim que o complexo tiver sido isolado. Além disso, uma separação de fases entre uma fase aquosa compreendendo o ácido fosfórico e uma fase de éter pode ser facilitada por aquecimento da camada de complexo ou diluição com água, conforme descrito acima. Assim que o éter separar- se no topo, ele pode facilmente ser removido e o ácido fosfórico purifi- cado pode ser recuperado do complexo.

[0041] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção, a substância S ou uma das substâncias S é o éter di- isopropílico.

[0042] Como o equilíbrio das fases líquida-líquida do sistema ter nário água/ácido fosfórico/éter di-isopropílico tinha sido extensivamen- te estudado em diversas temperaturas, é especialmente fácil controlar a formação dos diferentes sistemas de duas e três fases de acordo com o dado experimental determinado se o éter di-isopropílico for usado como a substância S ou como uma das substâncias S. O éter di- isopropílico tinha, além disso, sido provado ser capaz de complexar completamente o ácido fosfórico, quando quantidades adequadas estiverem disponíveis na mistura e, desse modo, facilitar uma recuperação máxima de ácido fosfórico após a separação de fases.

[0043] Em uma modalidade preferida adicional do método de acordo com a invenção, a fase leve formada na etapa ii) contém 10% em peso ou menos de ácido fosfórico.

[0044] Quando a separação de fases ocorrer nas condições óti mas, em termos de razão molar entre o ácido fosfórico e a(s) substân- cia(s) S e temperatura, conforme especificado acima, é possível recuperar uma quantidade máxima de ácido fosfórico da mistura. Desse modo, a fase leve compreende pouco ou nenhum ácido fosfórico de modo algum.

[0045] No método de acordo com a invenção, a mistura pode ser aquecida para 30°C ou mais, preferivelmente 40°C ou mais, particular e preferivelmente 50 °C ou mais, na etapa ii).

[0046] Devido à dependência na temperatura da composição da fase, a parte do ácido fosfórico na fase pesada muda para um teor maior de ácido fosfórico com a temperatura crescente. Por aquecimento da mistura até temperaturas acima da temperatura ambiente, o rendimento de recuperação do ácido fosfórico pode, portanto, ser melhorado. Em particular, a porcentagem de ácido fosfórico (PA) recuperado na fase pesada pode ser descrita por % de PA = mh*xh(pa)/mt*xt(pa) (1) com ma significando as massas das fases, com a = t (total), h (pesada) e l (leve), e xa(pa) as porcentagens de massa de ácido fos- fórico nas fases correspondentes. A massa da fase pesada é determinável a partir do balanço de massas e das composições das fases mh=(xt(pa)-xh(pa))/(xl(pa)-xh(pa))*mt (2).

[0047] Portanto, a % de PA pode ser expressa pela xt(pa) e pela composição da fase leve e pesada: % de PA = (xt(pa)-xh(pa))/(xl(pa)-xh(pa))*xh(pa)/xt(pa) (3)

[0048] Investigando a dependência na temperatura da função (3), com o conhecimento que a fase pesada muda para xh(pa) alta em temperaturas mais elevadas (para a forma DIPE/PA/H2O, 30% para 46% quando a temperatura elevar-se de 0°C para 40°C) e que a fase leve muda para xl(pa) menor em temperaturas mais elevadas (para a forma DIPE/PA/H2O, 10% para 4% quando a temperatura elevar-se de 0°c para 40°C), verifica-se que para uma dada xt(pa), a função tem um mínimo para as temperaturas intermediárias e aproxima-se de 100% para as temperaturas baixas e altas. Nas temperaturas baixas, aproximadamente a massa inteira é encontrada na fase pesada, o que não é favorável, enquanto em altas temperaturas, a massa está mais uniformemente distribuída entre as fases leve e pesada.

[0049] Este comportamento qualitativo não é rompido por quanti dades (também maiores) de outro solvente, porém o mínimo da função nas temperaturas intermediárias é mudado para temperaturas mais elevadas por alguns graus.

[0050] A etapa ii) de um método de acordo com a invenção pode também ser conduzida sob condições pressurizadas.

[0051] As condições pressurizadas podem ser aplicadas ao siste ma ao se conduzir a etapa ii) do método de acordo com a invenção, para impedir que os solventes (incluindo a(s) substância(s) S) evaporem quando a mistura for aquecida. Desse modo, a composição da mistura é mantida constante e o equilíbrio de fases pode ser controlado.

[0052] Em uma modalidade preferida adicional do método de acordo com a invenção, água adicional pode ser adicionada na etapa ii).

[0053] A adição de água durante a etapa ii) pode também facilitar a separação de fases e melhorar o rendimento da recuperação, por mudança da composição da mistura para a região onde é possível a formação máxima do complexo.

[0054] Os exemplos a seguir são adicionados para ilustrar o méto do de acordo com a invenção, sem limitar o escopo de proteção.

Exemplo 1

[0055] Uma solução de 42 g de ácido fosfórico (85% em peso), 30 g de etanol e 5 g de sacarose foi misturada com 34 g de éter di- isopropílico, na temperatura ambiente. Instantaneamente 4,7 g de uma substância branca cristalizaram-se e foram filtrados.

[0056] Posteriormente, o filtrado foi aquecido para 45°C e ocorreu uma separação de fases espontânea. A fase leve, clara, tinha um volume de 20 ml e um teor de ácido fosfórico de 5% em peso. O aquecimento adicional para 65°C aumentou a fase leve para 45 ml, enquanto o teor de ácido fosfórico foi reduzido para 2% em peso.

Exemplo 2

[0057] Uma solução de 42 g de ácido fosfórico (85% em peso), 38 g de acetato de etila e 7 g de celobiose foi misturada com 46 g de éter di-isopropílico, na temperatura ambiente. Instantaneamente 6,8 g de uma substância branca cristalizaram-se e foram filtrados.

[0058] Posteriormente, o filtrado foi aquecido para 40°C e ocorreu uma separação de fases espontânea. A fase leve, clara, tinha um volume de 15 ml e um teor de ácido fosfórico de 6% em peso. O aquecimento adicional para 65°C aumentou a fase leve para 65 ml.

Exemplo 3

[0059] Uma solução de 42 g de ácido fosfórico (85% em peso), 34 g de acetona e 10 g de lignina foi misturada com 46 g de éter seb-butil- isopropílico, na temperatura ambiente. Instantaneamente 6,8 g de uma substância branca cristalizaram-se e foram filtrados.

[0060] Posteriormente, o filtrado foi aquecido para 45°C e ocorreu uma separação de fases espontânea. A fase leve, clara, tinha um volume de 45 ml e um teor de ácido fosfórico de 5,4% em peso.

Claims (12)

1. Método para purificar ácido fosfórico a partir de uma mistura, em particular uma pasta fluida da polpação, contendo ou consistindo em ácido fosfórico, um ou mais compostos orgânicos e água, caracterizado pelo fato de que compreende ou consiste nas seguintes etapas: (i) proporcionar uma mistura contendo ou consistindo em ácido fosfórico, uma ou mais substância(s) S apresentando pelo menos um átomo de carbono secundário unido a um grupo alcóxi, sendo que a(s) substância(s) S é(são) selecionada(s) a partir do grupo que consiste em éter metil-isopropílico, éter etil-isopropílico, éter propil- isopropílico, éter di-isopropílico, éter sec-butil-metílico, éter sec-butil- etílico, éter sec-butil-propílico, éter sec-butil-isopropílico, éter sec-butil- butílico, éter bis(sec-butílico), éter sec-butil-terc.-butílico, 3-metóxi- pentano, 3-etóxi pentano, 3-propóxi pentano, 3-(1-metil-etóxi)-pentano, 3-butóxi-pentano, 3-(2-metil-propóxi)-pentano, 3-(1-metil-propóxi)- pentano, 3-(1,1-metil-etóxi)-pentano, 3-pentóxi-pentano, 3-(1-metil- butóxi)-pentano, 3-(2-metil-butóxi)-pentano, 3-(3-metil-butóxi)-pentano, 3-(1-etil-propóxi)-pentano, 3-(2-etil-propóxi)-pentano, 2-metóxi- pentano, 2-etóxi pentano, 2-propóxi pentano, 2-(1-metil-etóxi)-pentano, 2-butóxi-pentano, 2-(2-metil-propóxi)-pentano, 2-(1-metil-propóxi)- pentano, 2-(1,1-metil-etóxi)-pentano, 2-pentóxi-pentano, 2-(1-metil- butóxi)-pentano, 2-(2-metil-butóxi)-pentano, 2-(3-metil-butóxi)-pentano, 2-(1-etil-propóxi)-pentano, 2-(2-etil-propóxi)-pentano, 2-metóxi-3-metil- butano, 2-etóxi-3-metil-butano, 2-propóxi-3-metil-butano, 2-(1-metil- etóxi)-3-metil-butano, 2-butóxi-3-metil-butano, 2-(2-metil-propóxi)-3- metil-butano, 2-(1-metil-propóxi)-3-metil-butano, 2-(1,1-metil-etóxi)-3- metil-butano, 1-(3-metil-butóxi)-pentano, 2-(1-metil-butóxi)-3-metil- butano, 2-(2-metil-butóxi)-3-metil-butano, 2-(3-metil-butóxi)-3-metil- butano, 2-(1-etil-propóxi)-3-metil-butano, 2-(2-etil-propóxi)-3-metil- butano, compostos orgânicos adicionais, em que o um ou mais compostos orgânicos adicionais é/são selecionados a partir do grupo que consiste em polissacarídeos, oligossacarídeos e produtos da hidrolisa- ção dos mesmos e em que o um ou mais compostos orgânicos adicionais é/são selecionados a partir do grupo que consiste em solventes orgânicos e água, e ajustar a razão molar de ácido fosfórico para o total de uma ou mais da dita substância(s) S na mistura para estar na faixa de 1:0,4 a 1:10; (ii) aquecer a mistura para 25° C ou mais até ocorrer a separação de fases, (iii) remover a fase leve; e (iv) separar o ácido fosfórico da fase pesada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão molar de ácido fosfórico para o total de uma ou mais da dita substância(s) S na mistura é ajustada para estar na faixa de 1 : 0,6 a 1: 4, mais preferencialmente para estar na faixa de 1 : 0,85 a 1:2.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a separação da etapa (iv) é conduzida por destilação ou extração.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa (v) de separar a(s) substância(s) S da fase pesada obtida na etapa (iv).

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a(s) substância(s) S obtida(s) na etapa (v) é(são) reu- tilizada(s) em uma etapa (i) adicional, como definida na reivindicação 1.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a mistura proporcionada na etapa (1) contém CO2.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o um ou mais dos compostos orgânicos adicionais é/são selecionados a partir do grupo que consiste em hidrocarbonetos, álcoois, aldeídos, cetonas, ácidos, ésteres, éteres, carboidratos, aminoácidos e derivados dos mesmos, bem como di-, tri-, oligo- ou polímeros dos mesmos.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o(s) solvente(s) orgânico(s) tem(têm) uma diferença de miscibilidade com a água.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o um ou mais dos compostos orgânicos adicionais é/são selecionados a partir do grupo que consiste em celulose, hemicelulose e lignina.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a substância S ou uma das substâncias S é éter di-isopropílico.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a mistura é aquecida para 30°C ou mais, preferivelmente 40°C ou mais, particular e preferivelmente 50°C ou mais, na etapa (ii).

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a etapa (ii) é conduzida sob condições pressurizadas e/ou de que água adicional é adicionada na etapa (ii).