BR112018015652B1

BR112018015652B1 - Processo de produção de ésteres (met)acrílicos

Info

Publication number: BR112018015652B1
Application number: BR112018015652-3A
Authority: BR
Inventors: Marianthi ELMALOGLOU; Anne MORELIERE; Serge Tretjak
Original assignee: Arkema France
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2022-04-05
Also published as: KR102644405B1; FR3048697A1; BR112018015652A2; JP6909800B2; TW201800382A; FR3048697B1; JP2019507790A; KR20180118144A; EP3426628A1; US10676421B2; WO2017153653A1; US20190071384A1; CN108713011A

Abstract

A presente invenção tem como objeto um processo de síntese de (met)acrilatos de alquila com C1-C10, por esterificação direta do ácido (met)acrílico pelo álcool correspondente, a reação sendo realizada em um reator de membrana de leito fixo em condições nas quais a água gerada pela reação é eliminada da mistura de reação à medida de sua formação. O processo de acordo com a invenção pode funcionar em condições para as quais os reagentes não estão em excesso, minimizando assim o tamanho e a energia dos equipamentos de separação/reciclagem dos fluxos gerados por ocasião da purificação do meio de reação.

Description

DOMÍNIO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se à produção de ésteres (met)acrílicos, e tem mais especialmente como objeto um processo de síntese de (met)acrilatos de alquila com C1-C10, por esterificação direta do ácido (met)acrílico pelo álcool correspondente, a reação sendo realizada em um reator de membrana em condições nas quais a água gerada pela reação é eliminada da mistura de reação à medida de sua formação.

PLANO DE FUNDO TÉCNICO E PROBLEMA TÉCNICO

[0002] É conhecido produzir ésteres (met)acrílicos a partir de uma reação de esterificação entre um álcool e um ácido (met)acrílico. Essa reação é uma reação catalisada equilibrada com geração de água. Ela se acompanha por outro lado por reações secundárias que produzem impurezas.

[0003] É necessário eliminar a água produzida para deslocar o equilíbrio, reciclar os reagentes que não reagiram (o álcool e o ácido), assim como eliminar as impurezas, em especial os compostos mais leves do que o éster e os compostos mais pesados que o éster, de modo a obter um produto que responde a especificações comerciais.

[0004] Com essa finalidade, é procedido geralmente a um conjunto de tratamentos da mistura de reação com o auxílio de destilações e/ou de extrações, decantações, conjunto que é ao mesmo tempo relativamente complexo de executar, notadamente devido à presença de misturas azeotrópicas, e caro no plano energético.

[0005] A mistura de reação contém o éster procurado, água, ácido e álcool que não reagiram, subprodutos ditos “leves” que apresentam uma temperatura de ebulição inferior àquela do éster e subprodutos ditos “pesados”, quer dizer que apresentam uma temperatura de ebulição superior àquela do éster. O trem de purificação aplicado à mistura de reação gera diferentes fluxos dos quais a composição varia de acordo com o caráter apolar do álcool e do éster, quer dizer de acordo com o comprimento da cadeia alquila do álcool utilizado.

[0006] Esses fluxos têm em comum conter água proveniente da reação e/ou das etapas de extração que contribui para a complexidade do tratamento de purificação do éster procurado.

[0007] No processo de produção de éster (met)acrílico descrito no pedido de patente FR 2 980 475 em nome da Requerente, ou na publicação de Truong HT et al. Separation and Purification Technology, vol. 20, 2013, PP 24-34, foi proposto utilizar módulos de desidratação por separação por membrana para desidratar fluxos que compreendem éster (met)acrílico e álcool que não reagiu tendo em vista de eliminar eficazmente a água e levar a uma boa seletividade em éster (met)acrílico.

[0008] Esses módulos de desidratação podem ser empregados em diferentes locais da instalação, por exemplo na saída da etapa de reação ou ao nível da reciclagem de fluxo que compreende o álcool que não reagiu para uma gama de concentração dos diferentes compostos bem definida. Em especial, uma etapa de desidratação pode ser efetuada em um fluxo intermediário de reação proveniente de um primeiro estágio da reação e que alimenta um segundo reator no qual é efetuado um segundo estágio da reação. Uma desidratação por separação por membrana pode ser também efetuada diretamente no reator, com o auxílio de um módulo mergulhante, equipado com tubos guarnecidos de membranas cerâmicas, com extração da água na parte de dentro dos tubos.

[0009] Também foi proposto, no documento WO 2015/086978, evitar a formação de um circuito de água nefasto para a produtividade e o consumo energético de um processo de produção de (met)acrilatos de alquila com C4-C10, aplicando para isso uma etapa de desidratação por separação por membrana a fluxos destinados a ser purificados e/ou reciclados. Esses fluxos são notadamente o fluxo aquoso que provém da decantação da mistura de reação, o fluxo submetido à destilação final que leva à recuperação do éster (met)acrílico purificado, ou o fluxo proveniente da destilação dos subprodutos leves presentes na mistura de reação.

[0010] Por outro lado, o processo descrito no documento WO 2015/063388 permite reduzir significativamente a formação de subprodutos pesados e assim melhorar a produtividade de um processo de síntese de (met)acrilato de metila ou de etila, minimizando assim a quantidade de água introduzida no reator. A água introduzida pode provir da alimentação com álcool ou da reciclagem de fluxo aquoso que compreende ácido que não reagiu e/ou álcool que não reagiu. Uma etapa de desidratação por separação por membrana, por destilação ou por adsorção modulada em pressão é aplicada em pelo menos um dos fluxos que alimentam o reator.

[0011] Apesar dos diferentes aperfeiçoamentos descritos na técnica anterior, subsiste ainda uma necessidade de fornecer um processo de produção de ésteres acrílicos e metacrílicos que permite uma eliminação eficaz da água para deslocar o equilíbrio da reação e reduzir o custo energético associado ao tratamento de purificação, e que apresenta uma boa seletividade e uma produtividade melhorada.

[0012] Já foi proposto, no processo de síntese de ésteres (met)acrí- licos a partir de (met)acroleína e de álcool em presença de ar, descrito na patente US 6.107.515, eliminar a água formada dentro do reator colocando para isso na parte baixa do reator uma membrana de pervaporação que permite separar a água e/ou o álcool do meio de reação através de uma membrana inorgânica de tipo zeolítica em um meio mantido a pH neutro. A superfície da membrana empregada é limitada pelo tamanho do fundo do reator. Essa configuração também não permite um contato estreito e direto entre o catalisador em contato com o qual se produz a reação e a membrana visto que esse catalisador é mantido na fase líquida por agitação da mistura de reação.

[0013] Do mesmo modo é descrito por Emine Sert et al., em Chemical Enngineering and Processsing, vol. 81, 2014, PP 41-47, um processo padrão para produzir acrilato de butila com agitação/fluidização do catalisador dentro de um reator que contém uma membrana no fundo desse último. Esse processo possui desempenhos de eliminação de água ligados ao tamanho limitado da superfície da membrana que pode ser empregada.

[0014] O pedido de patente CN 105170033 descreve uma tecnologia de reator anular de leito circulante e sua utilização para efetuar reações de esterificação ao mesmo tempo em que elimina de modo contínuo a água gerada pela reação. Essa tecnologia permite obter conversões superiores àquelas de um reator de leito fixo tradicional, mas apresenta o inconveniente de ser complexa de executar. A membrana de cerâmica utilizada funciona de acordo com um processo de nanofiltração por gradiente de pressão, e apresenta uma grande porosidade o que limita a seletividade da separação.

[0015] A literatura acadêmica já descreveu acoplamentos esterificação/desidratação por pervaporação para diferentes ácidos tais como o ácido acético, o ácido láctico, o ácido succínico, o ácido propiônico, o ácido tartárico, ou o ácido oleico. Esses sistemas são baseados essencialmente na utilização de um módulo de desidratação por pervaporação posicionado em um circuito de recirculação do fluxo de reação em ligação com a parte de reação. Membranas de diferentes fornecedores foram utilizadas nesses processos, podem ser citadas as membranas Pervap® 1005, GFT® 1005, Pervap® 2201, zeólito T, sílica tipo HybSi®.

[0016] Contrariamente aos acetatos ou lactatos, os (met)acrilatos são moléculas fortemente reagentes devido à presença de uma ligação dupla, suscetíveis de formar polímeros e portanto de engordurar membranas. É portanto necessário adaptar as condições de operação a fim de que esses monômeros não polimerizem nem na superfície da membrana, nem na estrutura porosa durante a separação.

[0017] Os inventores agora descobriram que utilizando para isso um reator de membrana que compreende uma membrana de separação e um catalisador de esterificação em um meio ácido, é possível realizar a reação de esterificação ao mesmo tempo em que elimina a água gerada pela reação à medida de sua formação, sem que um engorduramento da membrana seja constatado.

[0018] A invenção fornece assim um processo de síntese de ésteres (met)acrílicos que apresenta uma produtividade e uma seletividade melhoradas, e que pode funcionar em condições para as quais os reagentes não estão em excesso, minimizando assim o tamanho e a energia dos equipamentos de separação/reciclagem dos fluxos gerados por ocasião da purificação do meio de reação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0019] A presente invenção tem como objeto um processo de produção de um (met)acrilato de alquila por esterificação direta do ácido (met)acrílico com um álcool linear ou ramificado que compreende de 1 a 10 átomos de carbono, na presença de um catalisador e esterificação caracterizado pelo fato de que ele emprega um reator de membrana de leito fixo no qual é efetuada a reação de esterificação ao mesmo tempo em que elimina a água gerada pela reação à medida de sua formação.

[0020] Por “reator de membrana”, é entendido de acordo com a invenção um módulo de membrana de desidratação acoplado a um catalisador heterogêneo de esterificação.

[0021] De acordo com um modo de realização, o catalisador de esterificação é colocado na superfície de um módulo de membrana de desidratação.

[0022] De acordo com um modo de realização, o catalisador de esterificação é colocado na parte de dentro de um módulo de membrana de desidratação, por exemplo sob a forma de tubo.

[0023] De acordo com um modo de realização, o catalisador de esterificação é um catalisador heterogêneo ácido.

[0024] De acordo com um modo de realização, a desidratação de membrana é uma desidratação por pervaporação ou por permeação de vapor.

[0025] De acordo com um modo de realização, o módulo de membrana compreende uma membrana de tipo hidrófilo, seja polimérica, seja híbrida (membrana polimérica colocada sobre um suporte inorgânico), ou de tipo inorgânico por exemplo à base de cerâmica ou de sílica modificada.

[0026] De acordo com um modo de realização, o processo é escolhido entre os processos de tipo contínuo, semicontínuo ou descontínuo.

[0027] De preferência, o processo é contínuo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0028] - A Figura 1 representa de maneira esquemática dois exemplos de módulo de membrana de desidratação acoplado a um catalisador heterogêneo de esterificação.

[0029] - A Figura 2 representa de maneira esquemática dos reatores de membrana utilizáveis no processo de acordo com a invenção.

[0030] - A Figura 3 representa de maneira esquemática uma instalação para a execução do processo de acordo com a invenção, aplicado em especial para a síntese do acrilato de etila.

[0031] Os termos “(met)acrílico” e “(met)acrilato” significam de modo convencional “acrílico ou metacrílico” e “acrilato ou metacrilato” respectivamente.

[0032] O álcool utilizado no âmbito da invenção pode ser linear ou ramificado. Pode se tratar de um álcool primário ou de um álcool secundário. Ele pode compreender de 1 a 10 átomos de carbono. Ele pode ser substituído ou não, e de preferência ele é não substituído. O álcool pode notadamente ser o metanol, o etanol, o butanol, o 2- etilexanol ou o 2-octanol. De preferência, o álcool é o etanol.

[0033] Os ésteres obtidos correspondentes são o acrilato de metila ou o metacrilato de metila, o acrilato de etila ou o metacrilato de etila, o acrilato de butila ou o metacrilato de butila, o acrilato de 2-etilexila ou o metacrilato de 2-etilexila, o acrilato de 2-octila ou o metacrilato de 2- octila.

[0034] De preferência, o ácido (met)acrílico é o ácido acrílico.

[0035] De preferência, o éster é o acrilato de etila.

[0036] A reação de esterificação do ácido (met)acrílico pelo álcool necessita a presença de um catalisador de esterificação que é de acordo com a invenção um catalisador heterogêneo, de tipo sólido, tal como por exemplo uma resina trocadora de cátions ácidos.

[0037] Como exemplos de resinas trocadoras de cátions ácidos, podem ser citadas a gama das resinas géis ou macroporosas Amberlyst® de Dow, por exemplo Amberlyst® 15 ou 131, a gama Lewatit® de Lanxess, por exemplo Lewatit® K1461 ou a gama Diaion® de MCC ou Dowex® A.

[0038] O catalisador está geralmente sob a forma de grãos de tamanho que vai de 300 a 800 mícrons.

[0039] De acordo com a invenção, a reação de esterificação é realizada em um reator de membrana de leito fixo que compreende um módulo de membrana de desidratação acoplado ao catalisador heterogêneo de esterificação. Nesse reator, a água gerada pela reação de esterificação pode ser separada do meio de reação à medida de sua formação com o auxílio do módulo de membrana de desidratação.

[0040] O módulo de membrana de desidratação pode ser uma unidade de pervaporação (carga em fase líquida e vaporização do permeado aquoso no cruzamento da membrana) ou uma unidade de permeação de vapor (carga em fase vapor).

[0041] De preferência, o módulo de membrana de desidratação é uma unidade de separação por pervaporação, quer dizer com evaporação seletiva da água através da membrana. O fluxo da água a evaporar é caracterizado por uma diferença de potencial químico dos dois lados do módulo de membrana. Esse gradiente de concentração é maximizado elevando para isso a temperatura e impondo uma pequena pressão no lado do permeado (ou evaporado). É possível obter de acordo com esse método um permeado de alta pureza, superior a 95%, que favorece seu tratamento ou sua eliminação, e que minimiza a perda de compostos orgânicos valorizáveis por reciclagem no processo.

[0042] As membranas podem ser hidrófilas, ou de tipo polimérica, ou híbrida (membrana polimérica colocada sobre um suporte inorgânico). É possível utilizar por exemplo as resinas Pervap® 1005, Pervap® 1202 ou Pervap® 4101 comercializadas por Sulzer.

[0043] Em alternativa, as membranas podem ser inorgânicas para favorecer a resistência em meio ácido. É possível utilizar uma membrana cerâmica ou uma membrana à base de sílica modificada por exemplo de tipo HybSi® comercializada pela empresa Céramiques Techniques et Industrielles (CTI).

[0044] As membranas são selecionadas devido a seu desempenho em termos de seletividade de separação (pureza em água do permeado) e da vazão de permeado que passa através da membrana. Foi observado que as membranas inorgânicas à base de sílica modificada apresentam não somente uma boa resistência em um meio ácido acrílico/éster acrílico, mas levam a um permeado muito rico em água (teor em água superior a 88%) e que compreende menos de 1% de éster, com vazões de fluxo amplamente superiores àquelas atingidas com membranas de tipo polímero.

[0045] De acordo com um modo de realização preferido da invenção, o reator de membrana compreende um módulo de membrana de desidratação por pervaporação à base de sílica modificada, que leva a uma produtividade elevada para o processo de acordo com a invenção.

[0046] De acordo com uma configuração da invenção, o reator de membrana compreende um módulo de membrana de desidratação na superfície do qual é colocado o catalisador de esterificação. O módulo pode ser plano ou tubular.

[0047] De acordo com uma outra configuração preferida da invenção, o reator de membrana compreende um módulo de membrana de desidratação dentro do qual se encontra um catalisador de esterificação.

[0048] De preferência, o reator de membrana é de tipo multitubular.

[0049] O reator de membrana é acoplado a uma bomba de vácuo a fim de extrair a água do meio de reação. É utilizado um vácuo compatível com os vácuos industriais, geralmente inferior a 100 mbar, por exemplo compreendido entre 20 e 50 mbar.

[0050] A água que sai do reator de membrana é condensada e pode ser enviada para uma das colunas de purificação, a fim de reciclar os traços eventuais de compostos orgânicos que teriam atravessado a membrana. Em alternativa, a água condensada é enviada para a estação biológica para um tratamento dos compostos orgânicos residuais.

[0051] O reator de membrana funciona a uma temperatura que vai de 50°C a 100°C, de preferência de 55°C a 90°C.

[0052] O reator de membrana é alimentado com ácido (met)acríli- co e com álcool. A relação molar ácido/álcool ou álcool/ácido faz referência aos teores em ácido e em álcool do conjunto dos fluxos que alimentam o reator de membrana. O processo de acordo com a invenção pode ser realizado na presença de um excesso estequiométrico de álcool,na presença de um excesso estequiométrico de ácido,ou sob condições estequiométricas dos reagentes.

[0053] Vantajosamente,o processo de acordo com a invenção é realizado sob condições estequiométricas dos reagentes. Nesse modo de funcionamento, foi constatado que a conversão é substancialmente equivalente àquela obtida com uma reação conduzida com excesso de ácido ou com excesso de álcool. Por outro lado, devido à ausência de um reagente em excesso, a purificação do meio de reação se encontra simplificada com uma taxa de reciclagem menor para os fluxos gerados pelo tratamento de purificação. Em especial, o consumo energético para reciclar o álcool que não reagiu é muito menor.

[0054] De modo geral, convém garantir uma estabilização controlada do meio de reação adicionando para isso dentro do reator cerca de 200 a 2000 ppm de pelo menos um inibidor de polimerização tal como por exemplo a hidroquinona, o éter metílico de hidroquinona, o diterbutil paracresol (BHT), a fenotiazina, a parafenileno diamina, o Tempo (2,2,6,6-tetrametil-1-piperidinilóxi) ou seus derivados ou o di- terciobutilcatecol, ativado por uma injeção contínua de ar empobrecido (7% de O2). Uma adição suplementar de inibidor de polimerização é geralmente efetuada ao nível do tratamento ulterior de purificação.

[0055] Exemplos de reatores de membrana utilizáveis no processo de acordo com a invenção são ilustrados na Figura 1 e na Figura 2.

[0056] Na Figura 1 a), é visto um tubo constituído por uma membrana, em torno da qual se encontra um catalisador de esterificação. A montagem é realizada de modo a que o permeado (água separada) saia de modo axial em relação ao tubo, o retentado que compreende o meio de reação livre do essencial da água, saindo do módulo de modo radial.

[0057] Na Figura 1 b), um tubo constituído por uma membrana contém um catalisador de esterificação. Nessa configuração, a montagem compreende uma saída radial para o permeado, e o retentado sai de modo axial no lado oposto à alimentação com reagentes.

[0058] A Figura 2 a) ilustra um reator de membrana de tipo trocador multitubular que compreende tubos de acordo com a configuração da Figura 1 a).

[0059] A Figura 2 b) corresponde a um trocador multitubular em configuração de saída radial do permeado. A água é eliminada através dos tubos na direção da calandra que desempenha o papel de corpo para esse reator. Essa calandra é munida de uma tubuladura que permite colocar a mesma sob vácuo. A condensação do vapor de água assim extraído do meio de reação é efetuada no exterior da calandra via um trocador externo. O aquecimento do meio de reação é feito por um trocador que preaquece a alimentação.

[0060] A Figura 3 representa uma instalação de produção de (met)acrilato de alquila de acordo com a invenção que compreende um reator de membrana RM. Esse reator RM é alimentado por um conduto de admissão de ácido 1, um conduto de admissão de álcool 2. O reator contém preferencialmente um catalisador de tipo resina trocadora de cátions ácidos contido em um módulo de pervaporação tubular.

[0061] Na saída do reator de membrana, a mistura de reação 3 é enviada para uma coluna de destilar C que separa, no fundo, um fluxo 5 que compreende essencialmente o álcool que não reagiu, traços de produtos leves (temperatura de ebulição inferior àquela do ácido), e os produtos que têm uma temperatura de ebulição mais elevada do que o ácido e, no topo, um fluxo 6 que compreende o éster formado e produtos mais leves do que o ácido (álcool que não reagiu, subprodutos tais como acetato de etila, ácido acético no caso da síntese de acrilato de etila por exemplo).

[0062] A água eliminada através da parede da membrana do reator de membrana de fluxo 15 é condensada e enviada (não representada no esquema) para uma das colunas de purificação para reciclar os traços eventuais de compostos orgânicos presentes, em especial a água que pode ser utilizada para a fase de extração líquido/líquido.

[0063] O fluxo 5 de fundo de coluna C é enviado para uma coluna de destilar C1 que separa o fluxo 4 que compreende o ácido acrílico residual e os produtos mais leves, esse fluxo 4 sendo reciclado no reator RM. Um fluxo 7 constituído essencialmente por produtos pesados (adutos) é separado da coluna C1 e submetido a um craqueamento térmico no craqueador térmico CT.

[0064] O craqueamento térmico permite reciclar os produtos nobres (compostos de partida ou produto terminado) potencialmente recuperáveis da fração de produtos pesados. O fluxo 9 de ácido é reciclado ao nível da coluna C1, o fluxo 8 sendo incinerado.

[0065] O fluxo 6 de topo da coluna de destilar C é enviado para uma seção de extração líquido/líquido (decantador ou contactor) para gerar, por um lado, uma fase aquosa 10 que contém álcool que é reciclado na reação (fluxo 13) depois de destilação em uma coluna C2 (o fluxo aquoso 14 empobrecido em álcool podendo ser reciclado para a fase de extração líquido/líquido), e por outro lado, uma fase orgânica 11.

[0066] A fase orgânica 11 pode ser submetida a uma ou várias etapas complementares de destilação para levar ao éster procurado purificado 12.

[0067] O processo de acordo com a invenção permite economizar de modo significativo os consumos energéticos da instalação.

[0068] Os exemplos seguintes ilustram a presente invenção e não têm como objetivo limitar o alcance da invenção tal como definida pelas reivindicações anexas.

PARTE EXPERIMENTAL

[0069] A invenção é ilustrada com a realização de síntese do acrilato de etila por esterificação do ácido acrílico com o etanol.

Exemplo 1

[0070] A constante de equilíbrio químico para a síntese do acrilato de etila é 2. Cálculos de conversão ao equilíbrio foram efetuados para diferentes condições:

[0071] - A reação é realizada com um excesso de álcool (relação molar álcool/ácido Rm = 1,8).

[0072] - A reação é realizada com um excesso de ácido (relação molar ácido/álcool = 2,5; ou seja uma relação molar álcool/ácido Rm = 0,4).

[0073] - A reação é realizada em condições estequiométricas (relação molar álcool/ácido Rm = 1).

[0074] - A reação é realizada em um reator clássico R a uma temperatura compreendida entre 70 e 90°C.

[0075] - A reação é realizada em um reator de membrana RM a uma temperatura compreendida entre 70 e 90°C, e 80% da água formada é eliminada do reator RM à medida de sua formação.

[0076] Os resultados estão reunidos na tabela 1 abaixo. Tabela 1

[0077] É constatado que a conversão em um reator de membrana é maior do que aquela em um reator clássico, seja isso em condições de excesso de álcool ou de excesso de ácido.

[0078] O reator de membrana que funciona em condições estequiométricas leva a uma conversão substancialmente idêntica àquela obtida com um reator clássico que funciona com um excesso de álcool ou àquela obtida com um reator clássico que funciona com um excesso de ácido.

[0079] O reator de membrana de acordo com a invenção apresenta essa vantagem específica de funcionar em condições próximas da estequiometria, levando assim a conversões comparáveis àquelas existentes com os processos clássicos que necessitam ou de um excesso de álcool, ou de um excesso de ácido.

[0080] Disso resulta que as quantidades residuais de álcool e de ácido são menores, o que minimiza o circuito energético de reciclagem do álcool e reduz os riscos de engorduramento ligados ao tempo de permanência do ácido acrílico no processo.

Exemplo 2

[0081] Em um reator de esterificação, o volume de catalisador de esterificação (ou volume de reação) é determinado como o produto da vazão de reagentes que entram com o tempo de permanência dentro desse reator.

[0082] Massa volúmica do ácido: 1000 kg/m3,

[0083] Massa volúmica do álcool: 800 kg/m3.

[0084] Considerando-se um tempo de permanência padrão de uma hora dentro do reator, para uma produção de éster de 100 kg/h, são determinados a partir dos dados da tabela 1 os volumes de reação e as vazões de alimentação correspondentes. Tabela 2

[0085] A produção de éster equivalente, o reator de membrana que funciona em condições estequiométricas permite minimizar o volume de catalisador a utilizar.

Exemplo 3

[0086] De acordo com o exemplo 2, um volume de 170 l de catalisador heterogêneo, por exemplo de uma resina Amberlyst®, permite produzir 100 kg/h de acrilato de etila que corresponde à formulação simultânea de cerca de 18 kg/h de água.

[0087] Um reator de membrana adaptado para eliminar cerca de 80% de água gerada, ou seja 14,4 kg/h de água, pode ser por exemplo um módulo de membrana que compreende, de acordo com uma configuração trocador tubular, 360 tubos de membrana tubular de tipo HybSi® de diâmetro de 25 mm e de altura de 1 m, cheios do catalisador, o que corresponde a uma superfície de cerca de 8,5 m2 para uma membrana que tem uma vazão específica de permeado aquoso de 0,5 kg.m2.h.

Exemplo 4

[0088] Uma simulação Aspen foi realizada para uma unidade de síntese de acrilato de etila AE que compreende um reator de membrana que elimina 80% da água formada no decorrer da reação, e um conjunto de purificação baseado na utilização de uma primeira coluna de destilação C que separa o ácido residual, e uma segunda coluna C2 que separa o álcool residual que é reciclado na reação.

[0089] A tabela 3 seguinte resume os dados energéticos obtidos em comparação com os dados energéticos de uma unidade industrial de acrilato de etila.

[0090] É observado que a separação da água na reação gera um ganho energético da ordem de 25-35% nas 2 colunas de recuperação dos reagentes que não reagiram. Tabela 3

Claims

1. Processo de produção de um (met)acrilato de alquila por esterificação direta do ácido (met)acrílico com um álcool linear ou ramificado que compreende de 1 a 10 átomos de carbono, na presença de um catalisador de esterificação, caracterizado pelo fato de que emprega um reator de membrana de leito fixo no qual é efetuada a reação de esterificação ao mesmo tempo em que elimina a água gerada pela reação à medida de sua formação, em que o reator de membrana compreende um módulo de membrana de desidratação acoplado a um catalisador heterogêneo de esterificação, em que o módulo de membrana de desidratação é uma unidade de pervaporação ou uma unidade de permeação de vapor, e em que o módulo de membrana de desidratação é tubular, o catalisador de esterificação sendo colocado dentro do módulo de membrana tubular de desidratação.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é escolhido entre os processos de tipo contínuo, semicontínuo ou descontínuo.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reator de membrana compreende uma membrana hidrófila, ou uma membrana inorgânica.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reator de membrana compreende um módulo de membrana de desidratação por pervaporação à base de sílica modificada.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a reação de esterificação é efetuada em condições estequiométricas dos reagentes.

6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o álcool é selecionado do grupo consistindo em metanol, etanol, butanol, 2-etilexanol e 2-octanol.