BR112017019363B1

BR112017019363B1 - Métodos de recuperação de hcl de um fluxo de gás que contém hcl

Info

Publication number: BR112017019363B1
Application number: BR112017019363-9A
Authority: BR
Inventors: Hendrik Jan Vos; Lars Magnus Tollin; Cornelis Kooijman
Original assignee: Akzo Nobel Chemicals International B.V.
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2022-08-30
Also published as: SA517382303B1; CO2017008839A2; RU2017134720A3; RU2017134720A; CN113772629A; AU2016240368B2; EP3277625B1; ZA201706097B; CN106536405A; BR112017019363A2; JP2018513090A; EP3277625A1; US20180057358A1; JP6655098B2; WO2016156257A1; MX2017012236A; RU2710335C2; AR104109A1; PL3277625T3; AU2016240368A1

Abstract

MÉTODOS DE RECUPERAÇÃO DE HCl DE UM FLUXO DE GÁS QUE CONTÉM HCl. A presente invenção refere-se a um método de recuperação de HCl de um fluxo de gás que contém HCl, em que um fluxo de gás que contém HCl com temperatura de -20 a 25°C é fornecido a uma unidade de absorção adiabática, onde é colocado em contato com água como absorvente, resultando na formação de um fluxo de gás superior e uma solução de produto HCl aquosa, em que a temperatura do fluxo de gás superior é de pelo menos 70 (graus celsius) e a solução de produto HCl aquosa possui concentração de HCl na faixa de 5 a 20% em peso. Prefere-se que o fluxo de gás que contém HCl seja derivado de uma etapa de hidrogenação, em que alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) reage com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA. A solução de produto HCl é preferencialmente diluída até concentração de 1-8% em peso e a solução diluída é utilizada como absorvente em segunda etapa de absorção, em que HCl é absorvido de um fluxo (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um método de recuperação de HCl de um fluxo de gás que contém HCl. A presente invenção refere-se especificamente à recuperação de HCl de fluxos de gás que contêm contaminantes orgânicos e, particularmente, fluxos de gás originários da fabricação de ácido monocloroacético.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Ácidos cloroacéticos podem ser obtidos por meio da reação de ácido acético e cloro em uma etapa de cloração, que resulta na formação de um fluxo de ácido cloroacético e HCl como subproduto. Anidrido acético frequentemente é adicionado como catalisador. O fluxo de ácido cloroacético resultante geralmente compreende uma mistura do produto desejado ácido monocloroacético (MCA) com produtos “excessivamente clorados”, como ácido dicloroacético (DCA) e ácido tricloroacético (TCA). Particularmente, DCA pode estar presente na mistura de produto de reação em quantidade de até 6% em peso. Para converter esses produtos “excessivamente clorados” em MCA, o produto da reação de cloração frequentemente é submetido a uma etapa de hidrogenação, na qual o DCA e outros compostos excessivamente clorados são convertidos em MCA. Isso resulta na formação de um fluxo de produto que compreende MCA e um fluxo de subproduto adicional que compreende HCl.

[003] Na reação geral, a formação de um mol de MCA a partir de ácido acético é acompanhada pela formação de um mol de HCl. A cloração excessiva, seguida por hidrogenação adicional, resulta na formação de HCl adicional. A produção de MCA é acompanhada, portanto, pela formação de grandes fluxos de HCl.

[004] CN104258690 descreve um método de processamento dos fluxos de gases que contêm HCl gerados em um processo de produção de MCA, que são processados por meio de passagem de um fluxo de gás residual de HCl da etapa de hidrogenação para um absorvente, utilizando uma solução de HCl aquosa diluída dele derivada como absorvente para absorver HCl de um gás residual derivado da unidade de cloração.

[005] Existe a necessidade na técnica de um método de recuperação de HCl de um fluxo de gás que contém HCl, gerado, por exemplo, em um processo de fabricação de MCA, que permite a separação eficiente de HCl de outros componentes do fluxo de gás, em que esse processo é atraente do ponto de vista técnico, ambiental e econômico. A presente invenção fornece esse método.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[006] A presente invenção refere-se a um método de recuperação de HCl de um fluxo de gás que contém HCl, em que um fluxo de gás que contém HCl com temperatura de -20 a 25°C é fornecido a uma unidade de absorção adiabática, onde é colocado em contato com água como absorvente, resultando na formação de um fluxo de gás superior e uma solução de produto HCl aquosa, em que a temperatura do fluxo de gás superior é de pelo menos 70°C e a solução de produto HCl aquosa possui concentração de HCl na faixa de 5 a 20% em peso.

[007] Descobriu-se que um método conforme especificado acima possibilita remover HCl efetivamente de um fluxo que contém gás HCl, enquanto contaminantes orgânicos no fluxo de gás que contém HCl não são absorvidos, mas podem ser processados separadamente. Vantagens adicionais do processo de acordo com a presente invenção e suas realizações específicas tornar-se-ão evidentes a partir da descrição adicional.

[008] Observa-se que absorção é o processo no qual o fluido é dissolvido por um líquido ou sólido (absorvente). Adsorção é o processo no qual átomos, íons ou moléculas de uma substância (que poderá ser gás, líquido ou sólido dissolvido) aderem-se à superfície do adsorvente. Consequentemente, o termo adsorção deverá ser utilizado em caso de processo com base na superfície, no qual é criado um filme de adsorbato sobre a superfície, enquanto o termo absorção deverá ser utilizado em caso de absorção em todo o volume da substância absorvente. Fica claro que existe distinção entre os dois. Na técnica, entretanto, os termos absorção e adsorção são frequentemente utilizados como alternativas entre si. Não é tão relevante se o processo deverá ser oficialmente indicado como um processo de adsorção ou como processo de absorção, pois fica claro, a partir do próprio processo, se é ou não criado um filme ou adsorbato sobre a superfície de uma substância (ou seja, adsorção) ou se a absorção tem lugar em todo o volume da substância (ou seja, absorção). O processo reivindicado no presente deverá ser oficialmente indicado como processo de absorção.

[009] US 4.488.884 refere-se a um processo de produção contínua de ácido clorídrico aquoso que possui concentração de pelo menos 35,5% em peso. Mais especificamente, ela descreve um processo de produção contínua de ácido clorídrico aquoso que possui concentração de pelo menos 35,5% em peso que compreende (a) introdução contínua de água ao topo de uma unidade de absorção; (b) introdução contínua de um fluxo de gás que contém cloreto de hidrogênio anidro ao fundo da mencionada unidade de absorção; (c) remoção de fluxo gasoso superior da mencionada unidade, em que o mencionado fluxo gasoso contém não mais de 3% em peso e, preferencialmente, não mais de 1% em peso de cloreto de hidrogênio; (d) remoção de um fluxo líquido inferior da mencionada unidade, em que o mencionado fluxo inferior contém pelo menos 35,5% em peso de cloreto de hidrogênio; e (e) retorno de uma parte do mencionado fluxo inferior para a mencionada unidade. A temperatura no interior da unidade de absorção segue a curva de ponto de ebulição da concentração de cloreto de hidrogênio e, portanto, varia de 55°C no fundo da unidade até alta temperatura de 108°C no local da unidade em que a concentração de ácido é de 22% em peso. O topo da coluna opera de 95 a 100°C. A temperatura do fluxo de gás é geralmente de 0 a 30°C. A fim de produzir fluxo gasoso superior que contenha, no máximo, 3% em peso de cloreto de hidrogênio, o mencionado fluxo gasoso é resfriado em um trocador de calor abastecido com água de resfriamento.

[0010] O processo de acordo com a presente invenção difere do processo descrito no presente pelo menos porque a concentração de cloreto de hidrogênio na solução de produto HCl é muito menor que a especificada nessa referência.

[0011] Observa-se que PL167441 descreve a absorção de HCl de um fluxo de gás que contém HCl, que engloba a divisão de um gás que contém pelo menos 40% molar de HCl e, no máximo, 20% molar de contaminantes de organocloro e SO2 em dois fluxos que são fornecidos para um absorvente adiabático. O primeiro fluxo possui temperatura de 50-110°C e é alimentado a uma zona absorvente a 65-110°C. O segundo fluxo possui temperatura de 20-80°C e é alimentado a uma zona absorvente a 50-85°C. Utiliza-se uma solução aquosa com concentração de HCl de 3-25% em peso como absorvente. O processo de acordo com a presente invenção difere do processo descrito no presente pelo menos porque a temperatura de entrada de fluxo de HCl é muito menor que a especificada nessa referência.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0012] O processo será discutido com mais detalhes abaixo, com referência às figuras a seguir, sem limitações a elas nem por elas.

[0013] A Figura 1 exibe uma primeira realização da presente invenção.

[0014] A Figura 2 exibe uma segunda realização da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0015] Na Figura 1, (1) é a unidade de absorção adiabática, que possui uma seção de absorção (2) e uma seção de resfriamento (3). O gás que contém HCl é fornecido por meio da linha (4). Água absorvente é fornecida por meio da linha (5). Vapor pode ser fornecido por meio da linha (6). O fluxo de gás superior é retirado por meio da linha (7). A solução de produto HCl aquosa é retirada por meio da linha (8).

[0016] No método de acordo com a presente invenção, é fornecido um fluxo de gás que contém HCl sob temperatura de -20 a 25°C para uma unidade de absorção adiabática. O fluxo de gás que contém HCl geralmente compreende de 10 a 90% em volume de HCl, particularmente de 20 a 80% em volume.

[0017] O fluxo de gás que contém HCl pode compreender compostos orgânicos, particularmente quando derivado de uma etapa de hidrogenação, em que alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) reage com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA. Em uma realização, o fluxo de gás que contém HCl compreende um ou mais dos compostos orgânicos a seguir, nas quantidades abaixo: - ácido acético: menos de 1% em peso, preferencialmente menos de 0,5% em peso, em algumas realizações, de maior preferência, menos de 0,05% em peso e, quando presente, geralmente em quantidade de pelo menos 1 ppm, mas principalmente em quantidade de pelo menos 50 mg/kg; - acetaldeído: menos de 1% em peso, preferencialmente menos de 0,5% em peso, em algumas realizações menos de 0,3% em peso e, quando presente, geralmente em quantidade de pelo menos 1 ppm, mas principalmente em quantidade de pelo menos 500 mg/kg; e - total de ácidos clorados e aldeídos clorados: menos de 1% em peso, preferencialmente menos de 0,5% em peso, em algumas realizações menos de 0,1% em peso e, quando presente, geralmente em quantidade de pelo menos 1 ppm, mas principalmente em quantidade de pelo menos 50 mg/kg.

[0018] A temperatura do fluxo de gás que contém HCl que é fornecido para a unidade de absorção adiabática encontra-se na faixa de -20 a 25°C. Descobriu-se que essa faixa de temperatura possibilita a obtenção de um processo que resulta em alto rendimento de HCl e baixas quantidades de contaminantes orgânicos na solução de produto HCl aquosa. Pode-se preferir que a temperatura do fluxo de gás que contém HCl esteja na faixa de -5 a 20°C, de maior preferência 0 a 20°C e, de preferência ainda maior, 10 a 15°C.

[0019] Na unidade de absorção adiabática, o fluxo de gás que contém HCl é colocado em contato com água, que serve de absorvente para HCl. A quantidade de água é selecionada de tal forma que a solução de HCl aquosa resultante possua concentração de HCl na faixa de 5 a 20% em peso, particularmente de 10 a 20% em peso e, mais especificamente, na faixa de 13 a 18% em peso. A água fornecida para a unidade de absorção adiabática geralmente possui temperatura na faixa de 10 a 50°C, particularmente de 20 a 40°C. A água fornecida para a unidade de absorção adiabática pode compreender quantidades limitadas de compostos adicionais, como é convencional para fluxos de água utilizados em operação industrial comercial, mas compreende pelo menos 97% em peso de água, de maior preferência pelo menos 98% em peso de água e, de preferência superior, pelo menos 98,5% em peso de água.

[0020] O absorvente, ou seja, água, fornecido para a unidade geralmente possui concentração de HCl de menos de 1% em peso, particularmente menos de 0,5% em peso, pois concentrações mais altas de HCl prejudicarão a capacidade da água de absorver HCl do fluxo de gás que contém HCl. Além disso, concentrações de HCl mais altas gerarão menos calor de absorção, gerando temperatura mais baixa do fluxo de gás superior.

[0021] Em uma realização preferida, a água entra na unidade de absorção acima do local onde o HCl entra na unidade de absorção. Isso ocorre porque ela garante melhor contato entre a água, que se move para baixo na unidade, e o fluxo de gás, que se move para cima na unidade.

[0022] Uma característica fundamental do processo de acordo com a presente invenção é o fato de que a temperatura do fluxo de gás superior retirado da unidade é de pelo menos 70°C. Descobriu-se que, selecionando-se esta temperatura, os contaminantes orgânicos presentes no fluxo de gás que contém HCl não são absorvidos na solução de HCl, mas são removidos do fluxo de gás superior. Pode-se preferir que a temperatura do fluxo de gás superior seja de pelo menos 77°C, de maior preferência pelo menos 83°C, particularmente pelo menos 87°C, em algumas realizações pelo menos 94 °C, para aumentar a remoção de aldeídos, particularmente acetaldeído e cloroacetaldeído, com o fluxo superior.

[0023] Descobriu-se que se prefere que a temperatura do fluxo de gás superior seja de, no máximo, 95°C, preferencialmente no máximo 93°C e, de preferência superior, no máximo 90°C. Isso ocorre porque, sob temperaturas mais altas, a perda de HCl sobre o topo da unidade aumenta, resultando em redução da produção de HCl.

[0024] Em uma realização preferida, adiciona-se vapor à coluna de absorção adiabática. A adição de vapor foi considerada vantajosa para garantir que a temperatura superior esteja na faixa especificada acima. Pode-se preferir que o vapor possua temperatura de 100-200°C, sob pressão de mais de 1 a 12 bar (absoluta), de maior preferência 1 a 4 bar (absoluta) e, de preferência ainda maior, 1 a 2 bar (absoluta).

[0025] O vapor é preferencialmente adicionado à unidade de absorção em ponto abaixo do ponto de entrada do fluxo de gás que contém HCl. A quantidade de vapor é selecionada de forma a obter a faixa de temperatura mencionada acima.

[0026] Para todos os fluxos fornecidos para a unidade, ou seja, água, gás HCl e, opcionalmente, vapor, é possível adicioná-los em um único ponto da coluna. Também é possível a adição em múltiplos pontos.

[0027] O fluxo de gás superior retirado da unidade possui preferencialmente concentração de HCl de menos de 5% em peso, particularmente menos de 3% em peso e, mais especificamente, menos de 1% em peso. Dependendo da composição, o fluxo de gás que contém HCl utilizado como material de partida no processo de acordo com a presente invenção pode conter contaminantes orgânicos. É característica da presente invenção que o processo de absorção permita a separação dos compostos orgânicos do fluxo de produto HCl aquoso. Prefere-se, portanto, que, dos contaminantes orgânicos presentes no fluxo de gás que contém HCl inicial, pelo menos 30% em peso terminem no fluxo de gás superior e sejam removidos com ele, particularmente pelo menos 50% em peso, mais especificamente pelo menos 80% em peso e, em algumas realizações, pelo menos 90% em peso. Os percentuais removidos e as concentrações absolutas dependem da quantidade e do tipo de contaminantes orgânicos no fluxo de gás inicial.

[0028] Observa-se que, no processo de acordo com a presente invenção, não é necessário resfriar o fluxo de gás superior, utilizando, por exemplo, um trocador de calor.

[0029] A solução de HCl aquosa retirada da unidade de absorção adiabática possui concentração de HCl na faixa de 5 a 20% em peso, particularmente de 10 a 20% em peso e, mais especificamente, na faixa de 13 a 18% em peso. Prefere-se que a solução de HCl contenha menos de 0,5% em peso ou contaminantes orgânicos, particularmente menos de 0,1% em peso.

[0030] Em uma realização, um refrigerador está presente na extremidade inferior da unidade de absorção adiabática, que resfria a solução de HCl aquosa até temperatura abaixo de 60°C, particularmente abaixo de 50°C. O refrigerador pode, por exemplo, apresentar-se na forma de refrigerador de filme em queda.

[0031] Observa-se que, no processo de acordo com a presente invenção, preferencialmente nenhuma parte substancial da mencionada solução de HCl aquosa (ou seja, menos de 5% em peso) retorna para a unidade de absorção adiabática e, de preferência superior, a solução de HCl aquosa não é reciclada para a unidade de absorção adiabática.

[0032] O processo de acordo com a presente invenção encontra aplicação específica no processamento de fluxos de gás que contém HCl que são formados na produção de MCA a partir de ácido acético e cloro, particularmente fluxos de gás que contém HCl que são derivados de uma etapa de hidrogenação, em que uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) reage com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA.

[0033] Em outras palavras, em uma realização preferida, o fluxo de gás que contém HCl é obtido na forma de fluxo de subproduto de uma etapa de hidrogenação, em que uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) reage com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA.

[0034] A hidrogenação de alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) por meio de reação com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA é conhecida na técnica e não requer elucidação adicional no presente. Geralmente, alimentação que compreende MCA e 2 a 6% em peso de DCA é colocada em contato com gás hidrogênio na presença de catalisador para formar um produto que compreende MCA e uma quantidade de DCA que é menor que a quantidade de DCA presente na alimentação, tal como na faixa de 0 a 0,8% em peso.

[0035] A etapa de hidrogenação pode, por exemplo, ser conduzida em um reator tubular vertical que contém um leito fixo de catalisador de hidrogenação heterogêneo sólido. O catalisador de hidrogenação heterogêneo de acordo com a presente invenção compreende preferencialmente de 0,1 a 3% em peso, de maior preferência de 0,5 a 2% em peso, com base no peso total do catalisador heterogêneo, de um ou mais metais do Grupo VIII da Tabela Periódica dos Elementos. A temperatura no topo do reator é preferencialmente mantida de 100 a 200°C e, de maior preferência, de 145 a 175°C. A pressão no topo do reator tubular vertical é preferencialmente mantida entre 0,2 e 1,0 MPa, preferencialmente de 0,3 a 0,6 MPa.

[0036] O fluxo de gás que contém HCl produzido na etapa de hidrogenação pode ser fornecido diretamente à etapa de absorção adiabática. Também é possível que o fluxo de gás que contém HCl produzido na etapa de hidrogenação seja fornecido indiretamente para a etapa de absorção adiabática, ou seja, após haver sido submetido a uma ou mais etapas de processamento intermediárias. Prefere-se, por exemplo, que o fluxo de gás que contém HCl produzido na etapa de hidrogenação seja primeiramente submetido a uma etapa de resfriamento, tal como a temperatura na faixa de -20 a 25°C. Esta etapa resulta em redução do teor de contaminantes orgânicos no fluxo de gás que contém HCl.

[0037] Em outras palavras, em uma realização da presente invenção, o fluxo de gás que contém HCl é diretamente derivado de uma etapa de hidrogenação, em que uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) reage com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA. Em outra realização da presente invenção, o fluxo de gás que contém HCl é indiretamente derivado de uma etapa de hidrogenação em que uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) reage com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA, em que o fluxo de gás que contém HCl produzido na etapa de hidrogenação é submetido a uma ou mais etapas intermediárias, tais como uma etapa de resfriamento, entre a etapa de hidrogenação e a etapa de absorção.

[0038] O fluxo de gás superior e o fluxo de produto HCl aquoso produzidos por meio do método de acordo com a presente invenção podem ser processados conforme desejado. Dependendo da sua composição, o fluxo de gás superior pode, por exemplo, ser ventilado. Caso o fluxo de gás superior compreenda quantidades significativas de contaminantes orgânicos, entretanto, elas serão geralmente removidas e recicladas, por exemplo, para produção de MCA ou descarregadas com a água residual para uma instalação de tratamento biológico de água residual.

[0039] O fluxo de produto HCl aquoso pode ser processado conforme desejado. Ele pode ser utilizado em um ou mais dos muitos processos em que são utilizadas soluções de HCl aquosas.

[0040] Em uma realização específica do processo de acordo com a presente invenção, a solução de produto HCl é diluída até concentração de 1-8% em peso e a solução diluída é utilizada como absorvente em segunda etapa de absorção, em que HCl é absorvido de um fluxo de gás que contém HCl adicional para formar segunda solução de HCl aquosa.

[0041] Em uma realização, a segunda etapa de absorção é conduzida sob condições isotérmicas e/ou sob temperatura na faixa de 20 a 60°C, preferencialmente sob condições isotérmicas e temperatura na faixa de 20 a 60°C.

[0042] O fluxo de gás que contém HCl adicional fornecido para a segunda etapa de absorção geralmente compreende de 98 a 100% em volume de HCl, mais especificamente de 99,5 a 100% em volume.

[0043] O fluxo de gás que contém HCl adicional pode compreender compostos orgânicos, particularmente quando, como em uma realização preferida da presente invenção, for derivado de uma etapa de cloração, na qual ácido acético reage com cloro, resultando na formação do fluxo de gás que contém HCl adicional e uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA). Neste caso, o fluxo de gás que contém HCl geralmente compreende as impurezas orgânicas a seguir nas quantidades abaixo: - ácido acético: menos de 1% em peso, preferencialmente menos de 0,1% em peso; e - soma de ácido monocloroacético, acetaldeído, cloroacetaldeído e dicloroacetaldeído: menos de 1% em peso, preferencialmente menos de 0,1% em peso.

[0044] O fluxo de gás retirado da segunda etapa de absorção contém principalmente HCl. Em princípio, o volume deste fluxo é mantido ao mínimo, pois a intenção é que o HCl seja absorvido no líquido absorvente. Dependendo da composição do fluxo de gás que contém HCl utilizado como material de partida no processo de acordo com a presente invenção, ele pode conter contaminantes orgânicos.

[0045] Em uma realização, a segunda solução de HCl produzida por meio da segunda etapa de absorção possui concentração de HCl na faixa de 25 a 34% em peso, particularmente 30-34% em peso. Isso pode ser regulado por meio de seleção da quantidade e concentração da solução de HCl diluída e da quantidade e concentração do fluxo de gás que contém HCl adicional.

[0046] Prefere-se que a segunda solução de HCl possua concentração de contaminantes orgânicos de menos de 0,5% em peso, particularmente menos de 0,05% em peso.

[0047] Conforme indicado acima, prefere-se particularmente que o fluxo de gás que contém HCl adicional seja obtido na forma de subproduto de uma etapa de cloração, na qual ácido acético reage com cloro, resultando na formação do fluxo de gás que contém HCl adicional e uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA). Isso compõe um processo integrado no qual o fluxo de gás que contém HCl derivado da etapa de hidrogenação na fabricação de MCA e o fluxo de gás que contém HCl derivado da etapa de cloração sejam processados de forma integrada.

[0048] A cloração de ácido acético por meio de sua reação com cloro, resultando na formação de fluxo de gás que contém HCl e uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA), é conhecida na técnica e não requer elucidação adicional no presente. Esse processo é comumente conhecido e geralmente faz uso de um reator no qual uma mistura de ácido acético líquido (HAc) reage com cloro sob condições anidras, utilizando cloreto de acetila como catalisador. Cloreto de acetila é preferencialmente formado in situ por meio de adição, por exemplo, de anidrido acético. O processo de cloração é geralmente realizado a 0,3-0,6 MPa e a temperatura é geralmente de 120-160°C.

[0049] O fluxo de gás que contém HCl produzido na etapa de cloração pode ser fornecido diretamente à segunda etapa de absorção. Também é possível que o fluxo de gás que contém HCl produzido na etapa de cloração seja fornecido indiretamente para a segunda etapa de absorção, ou seja, após haver sido submetido a uma ou mais etapas de processamento intermediárias. Prefere-se, por exemplo, que o fluxo de gás que contém HCl produzido na etapa de cloração seja primeiramente submetido a uma etapa de resfriamento, tal como temperatura na faixa de -20 a 60°C. Esta etapa de resfriamento pode resultar em redução do teor de contaminantes orgânicos no fluxo de gás que contém HCl.

[0050] Em uma realização da presente invenção, portanto, o fluxo de gás que contém HCl é diretamente derivado de uma etapa de cloração, na qual ácido acético reage com cloro, resultando na formação do fluxo de gás que contém HCl adicional e alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA). Em outra realização da presente invenção, o fluxo de gás que contém HCl é indiretamente derivado de uma etapa de cloração na qual ácido acético reage com cloro, resultando na formação do fluxo de gás que contém HCl adicional e uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA), em que o fluxo de gás que contém HCl produzido na etapa de cloração é submetido a uma ou mais etapas intermediárias, tais como uma etapa de resfriamento, entre a etapa de cloração e a etapa de absorção.

[0051] Em uma realização, a presente invenção refere-se a um método de recuperação de HCl de um fluxo de gás que contém HCl, que compreende as etapas de: - fornecimento de fluxo de gás que contém HCl com temperatura de -20 a 25°C, que é obtido na forma de subproduto de uma etapa de hidrogenação, na qual uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) reage com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA; - alimentação do fluxo de gás que contém HCl a uma unidade de absorção adiabática, na qual é colocado em contato com água como absorvente, resultando na formação de um fluxo de gás superior e uma solução de produto HCl aquosa, em que a temperatura do fluxo de gás superior é de pelo menos 70°C e a solução de produto HCl aquosa possui concentração de HCl na faixa de 5 a 20% em peso; - diluição da solução de produto HCl aquosa até concentração de 1-8% em peso; e - fornecimento da solução diluída como absorvente em segunda etapa de absorção, na qual HCl é absorvido de um fluxo de gás que contém HCl adicional para formar segunda solução de HCl aquosa, em que o fluxo de gás que contém HCl adicional é obtido na forma de subproduto de uma etapa de cloração, na qual ácido acético reage com cloro, resultando na formação do segundo fluxo de gás que contém HCl e uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA).

[0052] As realizações preferidas para os diversos aspectos da presente invenção, tais como as etapas de absorção, conforme discutido acima também se aplicam a esse processo integrado.

[0053] A Figura 2 exibe uma realização preferida do método de acordo com a presente invenção, sem limitações a ou por ela.

[0054] Na Figura 2, (1) é a unidade de absorção adiabática, que possui uma seção de absorção (2) e uma seção de resfriamento (3). O gás que contém HCl é fornecido por meio da linha (4). Ele possui temperatura na faixa de -20 a 25°C e é preferencialmente derivado de uma etapa de hidrogenação (não exibida), em que uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) reage com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA, seja diretamente ou após uma ou mais etapas intermediárias, tais como uma etapa de resfriamento. Água absorvente é fornecida por meio da linha (5). Vapor pode ser fornecido por meio da linha (6). O fluxo de gás superior é retirado por meio da linha (7). A solução de produto HCl aquosa é retirada por meio da linha (8). A solução de produto de HCl aquosa, que possui concentração de HCl na faixa de 5 a 20% em peso, preferencialmente 10 a 20% em peso, particularmente na faixa de 13 a 18% em peso, é fornecida a uma unidade de diluição (9), na qual a água é adicionada por meio da linha (10), para formar uma solução diluída com concentração na faixa de 1 a 8% em peso, que é retirada por meio da linha (11) e fornecida a uma segunda unidade de absorção (12). Na unidade de absorção (12), a solução diluída é utilizada como absorvente para absorver HCl de um fluxo de gás que contém HCl adicional, que é fornecido para a unidade de absorção (12) por meio da linha (13). Um fluxo de gás do topo é retirado por meio da linha (14) e uma solução de HCl aquosa é retirada por meio da linha (15). Preferencialmente, o fluxo de gás que contém HCl adicional é derivado de uma etapa de cloração (não exibida), na qual ácido acético reage com cloro, resultando na formação do fluxo de gás que contém HCl adicional e uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA), seja diretamente ou após uma ou mais etapas intermediárias, tais como resfriamento.

[0055] Ficará claro para os técnicos no assunto que as diversas realizações e preferências descritas no presente podem ser combinadas, a menos que sejam apresentadas como alternativas mutuamente excludentes.

[0056] A presente invenção será elucidada pelo exemplo a seguir, sem limitações por ou para ele.

Exemplo 1

[0057] Foi fornecido um gás de partida HCl com concentração de HCl de 50% em volume. O gás compreendeu cerca de 5000 ppm de acetaldeído e quantidades menores de outros contaminantes. O gás HCl foi derivado de uma etapa de hidrogenação, em que uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) reagiu com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA, seguida por uma etapa de resfriamento intermediária.

[0058] O fluxo de gás que contém HCl foi fornecido para uma unidade de absorção adiabática sob temperatura de 17°C. Forneceu-se água à unidade de absorção em local acima do ponto de entrada do fluxo de gás que contém HCl. A água possuía temperatura de 35°C. A quantidade de água foi selecionada de tal forma que a solução de HCl resultante contivesse concentração de 16% em peso. Forneceu-se vapor à unidade em um ponto de entrada abaixo do fluxo de gás que contém HCl. O vapor foi fornecido sob temperatura de 150°C. Em comparação com a quantidade de água, adiciona-se pequena quantidade de vapor para aumentar a temperatura do fluxo de gás superior para 90°C.

[0059] A solução aquosa que contém HCl produzida na unidade de absorção adiabática passou da unidade de absorção para um resfriador e foi retirada do resfriador sob temperatura de 40°C. Do acetaldeído presente no fluxo de gás de partida de HCl, mais de 80% terminaram no fluxo de gás removido da unidade de absorção adiabática.

[0060] A solução de produto HCl aquosa foi diluída até concentração de HCl de 3% em peso e fornecida para uma unidade de absorção isotérmica, onde foi utilizada para absorver HCl de um fluxo de gás que contém HCl adicional. O fluxo de gás foi derivado de uma etapa de cloração, na qual ácido acético reage com cloro, resultando na formação do segundo fluxo de gás que contém HCl e uma alimentação que compreende ácido acético (HAc) e ácido monocloroacético (MCA), após resfriamento. A etapa de absorção foi conduzida sob condições isotérmicas sob temperatura de 40°C. A etapa de absorção gerou uma solução de produto HCl aquosa com concentração de HCl de 30% em peso.

Claims

1. MÉTODO DE RECUPERAÇÃO DE HCl DE UM FLUXO DE GÁS QUE CONTÉM HCl, caracterizado por um fluxo de gás que contém HCl com temperatura de -20 a 25°C ser fornecido a uma unidade de absorção adiabática, onde é colocado em contato com água como absorvente, resultando na formação de um fluxo de gás superior e uma solução de produto HCl aquosa, em que a temperatura do fluxo de gás superior é de pelo menos 70°C, e no máximo, 95°C e a solução de produto HCl aquosa possui concentração de HCl na faixa de 5 a 20% em peso, em que o fluxo de gás que contém HCl é obtido na forma de subproduto de uma etapa de hidrogenação, em que uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) reage com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA, e em que menos de 5% em peso da dita solução de produto HCl aquosa é retornada à unidade de absorção adiabática.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo absorvente fornecido para a unidade possuir geralmente concentração de HCl de menos de 1% em peso, particularmente menos de 0,5% em peso.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por ser adicionado vapor à unidade de absorção adiabática, particularmente vapor com temperatura de 100-200°C, sob pressão de mais de 1 a 12 bar (absoluta), preferencialmente 1 a 4 bar (absoluta) e, de maior preferência, 1 a 2 bar (absoluta).

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fluxo de gás superior possuir temperatura de pelo menos 77°C, de maior preferência pelo menos 83°C, mais especificamente pelo menos 87°C, em algumas realizações pelo menos 90°C e/ou, no máximo, 95°C, particularmente, no máximo, 93°C e, em algumas realizações, no máximo 92°C.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela temperatura do fluxo de gás que contém HCl fornecido para a unidade de absorção encontrar-se na faixa de -5 a 20°C, de maior preferência de 0 a 20°C e, de preferência ainda maior, 10 a 15°C.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela solução de produto HCl aquosa possuir concentração de HCl na faixa de 10 a 20% em peso, particularmente de 13 a 18% em peso.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela solução de produto HCl ser diluída até concentração de 1-8% em peso e a solução diluída ser utilizada como absorvente em uma segunda etapa de absorção, em que HCl é absorvido de um fluxo de gás que contém HCl adicional para formar segunda solução de HCl aquosa.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fluxo de gás que contém HCl adicional ser obtido na forma de um subproduto de uma etapa de cloração, na qual ácido acético reage com cloro, resultando na formação do fluxo de gás que contém HCl adicional e uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA).

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pela segunda etapa de absorção ser conduzida sob condições isotérmicas e/ou sob temperatura na faixa de 20 a 60°C.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pela segunda solução de HCl possuir concentração de HCl na faixa de 25 a 34% em peso, particularmente de 30 a 34% em peso.

11. MÉTODO DE RECUPERAÇÃO DE HCl DE UM FLUXO DE GÁS QUE CONTÉM HCl, caracterizado por compreender as etapas de: - fornecimento de fluxo de gás que contém HCl com temperatura de -20 a 25°C, que é obtido na forma de subproduto de uma etapa de hidrogenação, na qual uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA) reage com hidrogênio para formar um fluxo de gás que contém HCl e um fluxo de produto que compreende MCA e quantidade reduzida de DCA; - alimentação do fluxo de gás que contém HCl a uma unidade de absorção adiabática, na qual é colocado em contato com água como absorvente, resultando na formação de um fluxo de gás superior e uma solução de produto HCl aquosa, em que a temperatura do fluxo de gás superior é de pelo menos 70°C e a solução de produto HCl aquosa possui concentração de HCl na faixa de 5 a 20% em peso; -diluição da solução de produto HCl aquosa até concentração de 1-8% em peso; e - fornecimento da solução diluída como absorvente em segunda etapa de absorção, na qual HCl é absorvido de um fluxo de gás que contém HCl adicional para formar uma segunda solução de HCl aquosa, em que o fluxo de gás que contém HCl adicional é obtido na forma de subproduto de uma etapa de cloração, na qual ácido acético reage com cloro, resultando na formação do segundo fluxo de gás que contém HCl e uma alimentação que compreende ácido monocloroacético (MCA) e ácido dicloroacético (DCA).