BR112019021920B1 - Processo para a preparação de óxido de propileno - Google Patents
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Abstract
A invenção refere-se a um processo para a preparação de óxido de propileno, compreendendo (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa (S1) que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida (S2) que é enriquecida em óxido de propileno, água e solvente orgânico em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação;(...).
Description
[001] A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de óxido de propileno a partir de uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico, em que o propeno é reagido com o peróxido de hidrogênio ou a fonte de peróxido de hidrogênio em uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio, em que propeno e propano são separados a partir da corrente de efluente removidos da zona de epoxidação por destilação, que compreende submeter a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente submetida a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2, que é enriquecida em óxido de propileno, e os demais componentes de água e solvente orgânico em comparação com a corrente de efluente submetida a condições de destilação; e propano é separado da corrente S1 em uma zona de separação, que compreende submeter a corrente S1 a condições de lavagem em um purificador, em que uma mistura de solventes incluindo solvente orgânico e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende solvente orgânico, água e pelo menos 70% em peso do propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, o qual compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[002] O óxido de propileno é um intermediário importante na indústria química. Um processo adequado para a preparação de óxido de propileno começa a partir de propeno e faz uso de peróxido de hidrogênio como agente oxidante, de um solvente e de um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio. Devido a sua importância para processos em escala industrial, é desejável realizar a reação de epoxidação da maneira mais eficiente possível. A reação de epoxidação resulta em uma mistura compreendendo solvente, água e óxido de propileno. Uma vez que a epoxidação é geralmente realizada com um excesso de propeno, a mistura resultante compreende solvente, água e óxido de propileno, e também quantidades variáveis de propeno. Especialmente em processos contínuos de escala industrial para a epoxidação de propeno em um solvente, uma característica do processo geral é a reciclagem do propeno não consumido. Uma vez que o óxido de propileno é volátil, a separação de propeno que não reagiu é difícil se o arraste de óxido de propileno é para ser evitado. Além disso, o propeno usado geralmente contém quantidades mensuráveis de propano. Por exemplo, propeno comercialmente disponível pode ser quer um propeno de grau polimérico ou um propeno de grau químico. Tipicamente, o propeno de grau polimérico tem um teor em propano na faixa de 0,2 a 1% em peso e propeno de grau químico tipicamente tem um teor de propano na faixa de 2 a 8% em peso. A separação de propeno a partir de propano é convencionalmente feita por baixa temperatura e/ou destilação de alta pressão, o que faz com que essa separação de propeno e de propano muito caros por causa da baixa volatilidade relativa.
[003] O documento WO 2004/037802 A1 refere-se a um método para continuamente retornar uma olefina que não foi reagida com hidroperóxido de modo a formar oxiranos durante a epoxidação de olefinas. A referida olefina está contida no fluxo de gás residual produzido durante a epoxidação. O método compreende uma etapa de compressão e resfriamento de um fluxo de gás residual, a qual é produzido durante epoxidação, e uma etapa de separação da olefina que não reagiu a partir do fluxo de gás residual por meio de destilação, em que a etapa de destilação pode ser combinada com uma destilação adicional, a fim de separar propeno de propano, ou seja, uma separação de propeno e propano em um separador C3.
[004] O documento WO 02/102496 A1 divulga um processo para a epoxidação de propeno com peróxido de hidrogênio em um solvente alcoólico na presença de um catalisador, em que uma corrente gasosa compreendendo propeno que não reagiu, o óxido de propeno e oxigênio a partir da decomposição do peróxido de hidrogênio é separado a partir da mistura de reação e os componentes combustíveis na referida corrente gasosa, ou seja, propeno e óxido de propeno, são separados a partir de oxigênio e, assim, recuperado por absorção seletiva desses componentes combustíveis em um solvente, em que, durante a absorção do fase de gás é dispersa em uma fase líquida contínua do solvente.
[005] A separação de oxigênio é também tratada nas EP 1 122 246 A1 e EP 1 485 366 B1. O documento EP 1 485 366 B1 refere-se a um processo para a epoxidação catalítica de olefinas em pelo menos um estágio de reação, em que uma corrente de gás de saída contendo óxido de olefina, olefina não reagida, oxigênio e gás inerte é removida do reator. A corrente de gás de saída é colocada em contato em uma unidade de absorção com o mesmo solvente como usado na etapa de reação e duas correntes são removidas da unidade de absorção: uma corrente de solvente carregada com olefina e óxido de olefina e uma corrente de gás contendo oxigênio e o gás inerte. O documento EP 1 122 246 A1 também se refere a um processo para a epoxidação catalítica de olefinas em uma etapa de reação, em que uma corrente de gás de saída é obtida que contém óxido de olefina, olefina não reagida e oxigênio. Esta corrente de gás de saída é colocada em contato em uma unidade de absorção com o mesmo solvente como usado na etapa de reação e uma corrente de solvente carregada com olefina e óxido de olefina é retirada da unidade de absorção e uma corrente de gás de saída contendo oxigênio é descarregada. Da corrente de saída líquida da epoxidação, que contém propano, propeno, óxido de propileno, água e solvente, uma corrente contendo propeno e propeno é separada, que é posteriormente trabalhada de modo a separar o propano do propano. O propeno não reagido é reciclado para a epoxidação.
[006] Todos esses documentos têm em comum que a separação de propano/propeno não é temática ou a separação requer uma, abordagem de destilação, às vezes múltipla, que é consumado em relação à energia e aparelhos.
[007] Foi, portanto, um objetivo da presente invenção prover um processo para a recuperação do propeno e, portanto, também a separação do propano do propeno, o que é eficiente e simples e permite essencialmente evitar uma abordagem de multidestilação. O processo deve ser economicamente vantajoso e deve especialmente permitir reduzir o consumo de energia e o número de estágios necessários.
[008] Surpreendentemente, foi verificado que se na separação por destilação de propeno e propano é usado um agente de arraste adequado, é possível separar esses dois componentes C3 um do outro em uma extensão conveniente, sem a necessidade de etapas de separação adicionais.
[009] Portanto, a presente invenção se refere a um processo para a preparação de óxido de propileno, compreendendo (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio, e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente às condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo de líquido S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e solvente orgânico em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende solvente orgânico, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[0010] Foi surpreendentemente verificado que o uso de um agente de arraste adequado na etapa (v) permite uma separação de propeno e propano. Uma vez que o propeno se acumula na fase líquida do agente de arraste, o uso de um depurador com agente de arraste em (v) permite a recuperação do propeno no reservatório, que pode ser reciclado para o processo. O propano, pelo contrário, passa para a fase líquida em uma extensão muito menor e pode assim ser eliminado através da corrente de topo gasosa S4, que deixa o depurador no topo.
[0011] De preferência, o processo é um processo contínuo.
[0012] Geralmente, não há restrição específica em relação à composição do agente de arraste, desde que compreenda solvente orgânico e água e seja capaz de separar propeno e propano.
[0013] No contexto da presente invenção, a absorção de um determinado composto em um solvente foi conectada ao coeficiente de atividade do solvente. Modelos de coeficiente de atividade podem ser aplicados a equilíbrios vapor-líquido com componentes em condições significativamente subcríticas e em uma faixa de pressão moderada. Para um componente específico i e um solvente específico, a razão da concentração molar do componente na fase de vapor do solvente (yi) e na fase líquida do solvente (xi) é resultante da razão ideal da pressão de vapor do componente puro (Pi0) para a pressão total (P) e o coeficiente de atividade (gi): (yi/xi) = gi • (Pi0 / P)
[0014] Para um componente i, uma baixa razão vapor-líquido correspondente a uma alta solubilidade resultará se mostrar um baixo coeficiente de atividade no solvente específico. Portanto, para dois componentes i e j, uma seletividade Sij = (gj / gi) pode ser definida pela razão inversa dos coeficientes de atividade relacionados que partem da razão constante das pressões de vapor dos componentes puros (Pj0, Pi0) em condições isotérmicas. ( / x) / ( / x) = ( / ) (P0 / P0) = S (P0 / P0) (y > xj) > (yi > xi) = (gj > gi) (pj P Pi) = >Jij (Pj P Pi)
[0015] Para fins de triagem e no caso de pequenas concentrações no solvente, a seletividade de dois componentes i, j pode ser aproximada pela razão dos coeficientes da atividade limitante em diluição infinita (gi®, gj®). Sij = (gj® / gi®)
[0016] O efeito de separação térmica por um solvente específico em relação a dois componentes i, j pode ser limitado por uma lacuna de miscibilidade líquido-líquido. A condição termodinâmica referente a uma lacuna de miscibilidade requer a igualdade dos produtos da fração molar (xi) e do coeficiente de atividade (gi) para todos os componentes nas duas fases líquidas 1, 2: (xi ∙ gi) fase líquida 1 = (xi ∙ gi) fase líquida 2
[0017] Para fins de triagem e no caso de uma ampla lacuna de miscibilidade e uma fase quase pura de soluto (componente dissolvido) (produto da fração molar de soluto e do coeficiente de atividade do soluto atinge o valor de um), a capacidade (KAP) do solvente correspondente a solubilidade do soluto na fase solvente pode ser aproximadamente estimada pelo valor inverso do coeficiente de atividade limitante do soluto na fase de solvente. A divisão pelo peso molar do solvente (MW) (no caso de uma mistura de solventes, as médias ponderadas da fração molar) permite uma comparação aproximada com base em massa de diferentes solventes em relação a um componente do soluto:
[0018] Com relação à separação do propano da corrente S1 na zona de separação de acordo com (v) da corrente S1, a capacidade relativa para absorção de propeno e a seletividade relativa contra o propano e também contra o CO2, que também está contido em S1, foi elaborada com base nos coeficientes de atividade limitantes de 298K, calculados pela Cosmo-RS (COSMOthermX, versão C30_1601, desenvolvida e com direitos autorais da COSMOlogic GmbH & Co.KG, Imbacher Weg 46, 51379 Leverkusen, Alemanha). A parametrização BP_TZVPD_FINE_C30_1601 foi aplicada. O cálculo do Cosmo-RS é baseado em um modelo de coeficiente de atividade com fase gasosa ideal. Portanto, a fugacidade e o efeito da pressão na fase gasosa não são considerados, o coeficiente de atividade não depende da pressão.
[0019] Partindo dos coeficientes de atividade limitante em diluição infinita (g“ (CO2), g“ (propano) e g“ (propeno)) a 25°C seletividade (S) e capacidade (KAP, KAPm com base na massa, considerando o peso molar MW em [g/mol] da mistura de solventes, ou seja, as médias ponderadas da fração molar e os critérios foram calculados levando em consideração diferentes quantidades de água nos solventes, preferencialmente acetonitrila ou metanol. S1 = gw (propano) / gw (propeno) S2 = gw (CO2) / gw (propeno) KAP = 1 / gw (propeno) KAPm = 1 / gw (propeno) / MW (mistura de solventes) • 1000
[0020] As Tabelas 3 e 4 mostradas na seção Exemplo compilam os coeficientes de atividade limitante e os critérios de seletividade e capacidade (capacidade relacionada à massa multiplicada por 1000 para facilitar a leitura) com o aumento da fração ponderal da concentração de H2O (w (g/g) da água) partindo de solventes preferidos puros acetonitrila ou metanol. Foi surpreendentemente verificado que, com o aumento da concentração de água em solventes adequados, preferencialmente acetonitrila e metanol, a capacidade de absorção de propeno é diminuída e a seletividade em relação ao propano é aumentada.
[0021] De preferência, a mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste em (v) tem uma capacidade KAP em relação ao propeno a 25°C na faixa de 0,01 a 0,2, preferencialmente na faixa de 0,02 a 0,19. Além disso, a mistura de solventes que compreende solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste em (v) tem preferencialmente uma capacidade com base em massa KAPm em relação ao propeno a 25°C na faixa de 4,4 a 10, preferencialmente na faixa de 4,5 a 9, mais preferencialmente na faixa de 4,6 a 8, mais preferencialmente na faixa de 4,7 a 7.
[0022] Preferencialmente, a mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste em (v) tem uma seletividade S em relação ao propeno a 25°C na faixa de 1,3 a 3,5, preferencialmente na faixa de 1,4 a 3,4, mais preferencialmente em o intervalo de 1,5 a 3,3.
[0023] Geralmente, não há restrições específicas em relação ao solvente orgânico usado, desde que cumpra pelo menos um dos critérios mencionados acima, ou seja, que pelo menos sua capacidade KAP, capacidade com base em massa KAPm ou seletividade S esteja dentro da (s) faixa (s) mencionada acima, de preferência pelo menos dois desses critérios, mais preferencialmente ele preenche todos os três critérios. De acordo com uma forma de realização preferida, o solvente orgânico compreendido na mistura de solventes usada como agente de arraste em (v) é selecionado do grupo que consiste em acetonitrila, butanona, propanona, ciclopentanona, acetato de metila, 1,3-dioxoloano, formato de etila, 1,4-dioxano, 1,3-dioxano, valeronitrila, butironitrila, formato de metila, propiononitrila, carbonato de dimetila, dimetilformamida, acetofenona, 1-metoxi-2-propanona, 1-fenil-2- propanona, 1,1,1,-trifluoro-2-propanona, benzonitrila, 2-(2-metoxietoxi) etanol, metanol e misturas de dois ou mais dos mesmos, preferencialmente de acetonitrila, metanol e misturas de acetonitrila e metanol, mais preferencialmente acetonitrila ou metanol.
[0024] Geralmente, não existe dependência em relação ao solvente orgânico usado em (v) em relação ao solvente orgânico presente em (i) a (iii). De um modo preferido, o solvente orgânico compreendido na mistura de solventes em (v) é o mesmo solvente orgânico que o compreendido na corrente provida em (i).
[0025] Geralmente, não há restrição específica no que diz respeito à composição do agente de arraste, desde que seja capaz de separar propeno e propano. De preferência, a mistura de solventes usada como agente de arraste em (v) compreende pelo menos 0,1% em peso, preferencialmente pelo menos 1% em peso, mais preferencialmente pelo menos 5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 10% em peso, mais de preferência pelo menos 15% em peso, de água com base no peso total da mistura de solventes.
[0026] Surpreendentemente, foi verificado que o aumento do teor de água no agente de arraste permite uma separação melhorada de propeno e propano, mesmo com um baixo teor de água de 1% em peso. Um aumento adicional do teor de água no agente de arraste resulta em um aumento na razão em peso de propeno para propano na corrente de fundo S3, uma vez que, mesmo que a capacidade de absorção de propeno diminua, a seletividade contra propeno aumenta em maior extensão quando o teor de água aumenta. Assim, o uso de um depurador com agente de arraste solvente orgânico/água permite a recuperação de propeno no reservatório, que pode ser reciclado para o processo.
[0027] De acordo com uma primeira forma de realização preferida, a presente invenção refere-se a um processo compreendendo (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e acetonitrila; (ii) passar a corrente de alimentação líquida fornecida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, compreendendo a corrente de efluente propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo a submissão da corrente de efluente às condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e acetonitrila em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solvente compreendendo acetonitrila e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende acetonitrila, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[0028] De acordo com uma segunda forma de realização preferida, a presente invenção refere-se a um processo que compreende (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e metanol; (ii) passar a corrente de alimentação líquida fornecida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação de propeno compreensivo, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, compreendendo a corrente de efluente propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo a submissão da corrente de efluente às condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e metanol em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura solvente compreendendo metanol e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende metanol, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1. Corrente de efluente da epoxidação
[0029] De acordo com (iii), uma corrente de efluente é removida da zona de epoxidação. Geralmente, não há restrição específica em relação à composição da corrente de efluente, desde que ela contenha propeno, propano, óxido de propileno, água e solvente orgânico. Preferencialmente, pelo menos 95% em peso, mais preferencialmente de 95 a 99,6% em peso, mais preferencialmente de 98 a 99,7% em peso, mais preferencialmente de 99 a 99,8% em peso, da corrente de efluente removida em (iii) consistem em óxido de propileno, o solvente orgânico, água, propeno, oxigênio e propano. Outros componentes que podem ser incluídos na corrente de efluentes são acetona, acetaldeído, formaldeído, hidroxiacetona, propileno glicol, dipropileno glicol, tripropileno glicol, CO, CO2 e hidroperóxidos orgânicos secundários.
[0030] Preferencialmente, a corrente de efluente removida em (iii) compreende o óxido de propileno em uma quantidade de 5 a 20% em peso, preferencialmente de 6 a 18% em peso, mais preferencialmente de 7 a 14% em peso, com base no peso total da corrente de efluentes; o solvente orgânico em uma quantidade de 55 a 75% em peso, de preferência de 6 a 74% em peso, com base no peso total da corrente de efluente; a água em uma quantidade de 10 a 25% em peso, preferencialmente de 15 a 20% em peso, com base no peso total da corrente de efluente; o propeno em uma quantidade de 1 a 5% em peso, de preferência de 3 a 4,5% em peso, com base no peso total da corrente de efluente; oxigênio em uma quantidade de 0,05 a 1% em peso, preferencialmente de 0,1 a 0,5% em peso, com base no peso total da corrente de efluente; e o propano em uma quantidade de 0,1 a 2% em peso, preferencialmente de 0,2 a 1% em peso, com base no peso total da corrente de efluente. Separação em (iv)
[0031] De acordo com (iv), propeno e propano são separados da corrente de efluente por destilação, compreendendo submeter a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, preferencialmente uma torre de destilação. A partir desta torre de destilação, S1 é obtida como corrente de topo gasosa. De preferência, esta torre de destilação possui de 3 a 50, mais preferencialmente de 4 a 40, mais preferencialmente de 5 a 35, bandejas teóricas. A torre de destilação é de preferência operada a uma pressão máxima de 0,5 a 1,5 bar, mais preferencialmente de 0,9 a 1,3 bar. De modo a facilitar a referida tarefa de separação, foi verificado que é vantajoso adicionar solvente orgânico líquido, preferencialmente acetonitrila líquida ou um metanol líquido ou uma mistura de acetonitrila ou metanol com água no topo da coluna. Acredita-se que esse refluxo externo sirva como agente de arraste que, entre outros, impede que o óxido de propileno seja separado através do topo da torre de destilação. O agente de arraste é retirado de um tanque separado ou de uma etapa posterior do processo. De preferência, a razão em peso da quantidade de acetonitrila alimentada como refluxo externo para o topo da torre de destilação em relação ao peso da corrente de efluente alimentada na torre de destilação e a ser separada na torre de destilação está na faixa de 0,2: 1 a 4: 1, de preferência de 0,3:1 a 2:1. A temperatura do refluxo externo está geralmente na faixa de 2 a 20°C, preferencialmente na faixa de 5 a 15°C. Despressurização antes de (iv)
[0032] De preferência, antes de (iv), a corrente de efluente removida de acordo com (iii) é despressurizada, preferencialmente a uma pressão de 0,5 a 2,8 bar, mais preferencialmente de 0,6 a 2,5 bar, mais preferencialmente de 0,8 a 1,5 bar. Geralmente, não há restrição específica sobre como a corrente de efluente é despressurizada. De preferência, a corrente de efluente é despressurizada em um tambor flash. De preferência, a partir da despressurização da corrente de efluente, são obtidas uma corrente gasosa e uma corrente líquida, em que as correntes gasosas e líquidas são preferencialmente passadas separadamente para a unidade de destilação empregada de acordo com (iv), de preferência para a mesma bandeja teórica da unidade de destilação usada de acordo com (iv). Corrente S1
[0033] De acordo com (iv), propeno e propano são separados da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação.
[0034] Geralmente, não há restrição específica em relação à composição da corrente gasosa S1, desde que compreenda propeno e propano e seja enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente efluente sujeita a condições de destilação. Preferencialmente, pelo menos 90% em peso, preferencialmente de 90 a 96% em peso, mais preferencialmente de 92 a 97% em peso, mais preferencialmente de 95 a 98% em peso da corrente gasosa S1 obtida em (iv) consistem em propeno e propano, sendo o restante principalmente oxigênio, nitrogênio, CO e CO2. De acordo com uma forma de realização preferida, a corrente gasosa S1 obtida em (iv) compreende o propeno em uma quantidade de 85 a 95% em peso, preferencialmente de 87 a 94% em peso, mais preferencialmente de 90 a 93% em peso, com base no peso total da corrente S1; e o propano em uma quantidade de 1 a 10% em peso, preferencialmente de 3 a 7% em peso, mais preferencialmente de 4 a 6% em peso, com base no peso total da corrente S1, água em uma quantidade de 0 a 1% em peso com base no peso total da corrente S1 e nitrogênio em uma quantidade de 0,1 a 5% em peso com base no peso total da corrente S1.
[0035] De acordo com uma forma de realização preferida, a razão em peso de propeno para propano na corrente gasosa S1 obtida em (iv) está na faixa de 5:1 a 100:1, preferencialmente na faixa de 6:1 a 80:1, mais preferencialmente na faixa de 7:1 a 50:1. Corrente S2
[0036] De acordo com (iv), propeno e propano são separados da corrente de efluente por destilação, compreendendo submeter a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e solvente orgânico em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação. Geralmente, não existem restrições quanto à composição de S2, desde que compreenda óxido de propileno, água e solvente orgânico e seja enriquecido em óxido de propileno, água e solvente orgânico em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação. De preferência, pelo menos 90% em peso, mais preferencialmente entre 90 e 96% em peso, mais preferencialmente entre 92 e 97% em peso, mais preferencialmente entre 95 e 98% em peso da corrente de fundo líquida S2 obtida em (iv) consiste em óxido de propileno, água e solvente orgânico. Corrente S3
[0037] De acordo com (v), o propano é separado da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solventes contendo solvente orgânico e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende solvente orgânico, água e pelo menos 70% em peso do propeno compreendido em S1. De preferência, pelo menos 90% em peso, preferencialmente de 90 a 98% em peso, mais preferencialmente de 92 a 98,5% em peso, mais preferencialmente de 95 a 99% em peso da corrente de fundo S3 obtida em (v) consiste em solvente orgânico, água, propeno e propano, CO e CO2. Preferencialmente, a corrente de fundo S3 obtida em (v) compreende pelo menos 70% em peso, mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, mais preferencialmente pelo menos 90% em peso, mais preferencialmente pelo menos 95% em peso, do propeno compreendido em S1.
[0038] De acordo com uma forma de realização preferida, a razão em peso de propeno para propano na corrente de fundo S3 obtida em (v) está na faixa de 1:1 a 100:1, preferencialmente na faixa de 5:1 a 50:1, mais preferivelmente na faixa de 10:1 a 40:1, mais preferencialmente na faixa de 15:1 a 30:1. Corrente S4
[0039] De acordo com (v), o propano é separado da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solvente contendo solvente orgânico e água é adicionada como agente de arraste, obtendo um corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1. Preferencialmente, no máximo de 50% em peso, mais preferencialmente 40% em peso, mais preferencialmente 30% em peso, mais preferencialmente 25% em peso da corrente de topo gasosa S4 consistem em propeno e propano. Preferencialmente, a corrente de topo gasosa S4 obtida em (v) compreende no máximo 30% em peso, mais preferencialmente no máximo 25% em peso, mais preferencialmente no máximo 20% em peso, mais preferencialmente no máximo 10% em peso, mais preferencialmente no máximo 5% em peso, mais preferencialmente no máximo 3% em peso, do propeno compreendido em S1.
[0040] De acordo com uma forma de realização preferida, a razão em peso de propeno para propano na corrente gasosa de topo S4 obtida em (v) está na faixa de 1:1 a 15:1, preferencialmente na faixa de 2 a 1 a 15:1, mais de preferência na faixa de 3:1 a 12:1. Depurador
[0041] De acordo com (v) o propano é separado da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 às condições de lavagem em um depurador. Geralmente, não há restrição específica no que diz respeito ao projeto do depurador, desde que seja adequado para a separação do propano da corrente S1. De preferência, o depurador usado em (v) é uma coluna, de preferência com 2 a 20, mais preferencialmente de 3 a 18, mais preferencialmente de 5 a 15, bandejas teóricas.
[0042] Geralmente, não existem restrições onde o agente de arraste é alimentado para o depurador. De preferência, a mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste ao depurador empregado em (v) é adicionada a uma bandeja teórica acima da bandeja de alimentação da corrente S1, mais preferencialmente em uma bandeja na faixa da bandeja 1 a 10, mais preferencialmente na faixa da bandeja 1 a 5, mais preferencialmente na faixa da bandeja 1 a 3, contada a partir do topo, mais preferencialmente na parte superior do depurador (bandeja 1).
[0043] De preferência, a razão em peso da mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste ao depurador empregado em (v) por hora para a razão em peso da corrente S1 alimentada ao depurador por hora está na faixa de 1:10 a 10:1, preferencialmente na faixa de 1:1 a 10:1, mais preferencialmente na faixa de 2:1 a 5:1.
[0044] De preferência, o depurador usado em (v) é operado a uma temperatura máxima na faixa de 10 a 30°C, mais preferencialmente na faixa de 14 a 26°C, mais preferencialmente na faixa de 15 a 22°C. De preferência, o depurador usado em (v) é operado a uma temperatura de reservatório na faixa de 20 a 65°C, mais preferencialmente na faixa de 25 a 60°C, mais preferencialmente na faixa de 27 a 50°C. De preferência, o depurador usado em (v) é operado a uma pressão de reservatório na faixa de 1 a 35 bar, mais preferencialmente na faixa de 5 a 32 bar, mais preferencialmente na faixa de 10 a 30 bar.
[0045] Foi surpreendentemente verificado que um aumento de pressão, especialmente um aumento de pressão na faixa de 5 a 30 bar, resulta em um aumento da capacidade de absorção da mistura de solvente orgânico/água para propeno e propano, em que a quantidade de agente de arraste necessária a uma pressão p1 pode ser reduzida em comparação com a quantidade necessária a uma pressão p0 (p1> p0). Por exemplo, a uma pressão de 30 bar, a quantidade de agente de arraste necessária pode ser reduzida para menos de 10% da quantidade inicial a 5 bar. Para o agente de arraste preferido acetonitrila/água, um aumento de pressão, preferencialmente na faixa de 5 a 30 bar, não influencia negativamente a pureza do propeno na corrente de fundo S3. No entanto, ao usar metanol/água, a pureza do propeno em S3 diminui ligeiramente com o aumento da pressão.
[0046] De acordo com (v), o propano é separado da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador. Geralmente, não há restrições específicas em relação ao design da zona de separação, desde que ela inclua pelo menos um depurador.
[0047] De acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção, a zona de separação de acordo com (v) consiste em pelo menos um depurador, de preferência em um depurador. Esse design é suficiente para permitir uma razão em peso de propeno para propano na corrente de fundo S3 obtida em (v), isto é, uma pureza na faixa de 1:1 a 100:1, preferencialmente na faixa de 5:1 a 50:1, mais preferencialmente na faixa de 10:1 a 40:1, mais preferencialmente na faixa de 15:1 a 30:1. Unidade de destilação (v.i)
[0048] De acordo com outra forma de realização preferida da presente invenção, a zona de separação de acordo com (v) compreende adicionalmente pelo menos uma unidade de destilação, preferencialmente uma unidade de destilação, preferencialmente a jusante do depurador.
[0049] De acordo com uma forma de realização preferida, a zona de separação em (v) compreende a unidade de destilação e o depurador, em que (v.i) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação compreendida na zona de separação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, a corrente gasosa S1b, preferencialmente como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (v.ii) sujeitar a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador compreendido na zona de separação, em que uma mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende solvente orgânico, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[0050] De preferência, de acordo com esta forma de realização preferida da presente invenção, a zona de separação de acordo com (v) consiste na unidade de destilação (v.i) e no depurador (v.ii).
[0051] Como mencionado em mais detalhes acima, os solventes orgânicos preferidos usados no agente de arraste são metanol e acetonitrila. Assim, uma primeira forma de realização preferida refere-se a um processo que compreende: (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e acetonitrila; (ii) passar a corrente de alimentação líquida fornecida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação de propeno compreendendo propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo submeter a corrente de efluente às condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquido S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e acetonitrila em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, em que a zona de separação em (v) compreende uma unidade de destilação e o depurador, em que (vi) ) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação compreendida na zona de separação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, a corrente gasosa S1b, preferencialmente como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (v.ii) submeter a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador compreendido na zona de separação, em que uma mistura de solvente compreendendo acetonitrila e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende acetonitrila, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[0052] Uma segunda forma de realização preferida refere-se a um processo que compreende: (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e metanol; (ii) passar a corrente de alimentação líquida fornecida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação de propeno compreendendo, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo a submissão da corrente de efluente às condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e metanol em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, em que a zona de separação em (v) compreende uma unidade de destilação e o depurador, em que (v.i) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação compreendida na zona de separação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, a corrente gasosa S1b, preferencialmente como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (v.ii) submeter a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador compreendido na zona de separação, em que uma mistura de solvente compreendendo metanol e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende metanol, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[0053] De acordo com (ii), a corrente de alimentação fornecida em (i) é sujeita a condições de reação de epoxidação em uma zona de epoxidação, em que é obtida uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico.
[0054] Geralmente, não há restrições específicas quanto ao design da zona de epoxidação, desde que seja adequada para a realização de uma reação de epoxidação, preferencialmente contínua.
[0055] De preferência, a zona de epoxidação de acordo com (ii) compreende uma primeira subzona de epoxidação que consiste em um ou mais reatores de epoxidação A. O termo “primeira zona de epoxidação”, conforme usado neste contexto da presente invenção, refere-se à subzona de epoxidação na qual a corrente de alimentação provida em (i) é passada, em que a zona de epoxidação de (ii) pode compreender subzonas de epoxidação adicionais que estão dispostas a jusante da primeira subzona de epoxidação. Se a primeira subzona de epoxidação consistindo em dois ou mais reatores de epoxidação A, é preferido que os dois ou mais reatores de epoxidação A estejam dispostos em paralelo. Nesse caso, é preferido que em (ii), a corrente de alimentação provida em (i) seja passada para pelo menos um dos reatores de epoxidação A. É possível, por exemplo, que, enquanto a corrente de alimentação provida em (i) ) é passada para pelo menos um dos reatores de epoxidação A, pelo menos um dos reatores A é retirado de operação, por exemplo, para fins de manutenção e/ou para regenerar o catalisador compreendido em pelo menos um dos reatores A. Se a primeira subzona de epoxidação compreende dois ou mais reatores de epoxidação A, os reatores em operação são operados essencialmente de forma idêntica, de modo que em cada reator de epoxidação A em operação, uma dada condição de epoxidação está na mesma faixa em todos os reatores.
[0056] As condições de epoxidação de acordo com (ii) compreendem uma temperatura de epoxidação TN, em que TN é a temperatura de um meio de transferência de calor usado para ajustar a temperatura da mistura de reação na primeira subzona de reação de epoxidação de acordo com (ii) em que é preferido que a referido temperatura é ajustada passando o meio de transferência de calor através de uma camisa dos um ou mais reatores de epoxidação A, em que TN é preferencialmente a temperatura do meio de transferência de calor antes de ajustar a temperatura da mistura de reação, preferencialmente a temperatura do meio de transferência de calor na entrada da camisa de um ou mais reatores de epoxidação A. Se a primeira subzona de epoxidação compreende dois ou mais reatores de epoxidação A, a temperatura de epoxidação TN se refere à temperatura de epoxidação TN de um determinado reator A em operação da primeira subzona de epoxidação.
[0057] De preferência, as condições de epoxidação de acordo com (ii) compreendem uma primeira pressão de reação de epoxidação na faixa de 14 a 100 bar, mais preferencialmente na faixa de 15 a 32 bar, mais preferencialmente na faixa de 15 a 25 bar. A primeira pressão de reação de epoxidação é definida como a pressão absoluta na saída da primeira subzona de epoxidação. Se a primeira subzona de epoxidação compreende dois ou mais reatores de epoxidação A, a primeira pressão de reação de epoxidação se refere às pressões absolutas na saída de um determinado reator A em operação da primeira subzona de epoxidação.
[0058] Preferencialmente, as condições de epoxidação de acordo com (ii) compreendem uma carga de catalisador na primeira subzona de epoxidação na faixa de 0,05 a 1,25 h-1, preferencialmente na faixa de 0,1 a 1 h-1, mais preferencialmente na faixa de 0,2 a 0,7 h-1, em que a carga do catalisador é definida como a razão da taxa de fluxo de massa em kg/h de peróxido de hidrogênio contida na corrente de alimentação líquida provida em (i) em relação à quantidade em kg de catalisador que compreende um zeólito de titânio compreendido na primeira subzona de epoxidação de acordo com (ii).
[0059] De acordo com uma primeira forma de realização preferida da presente invenção, a zona de epoxidação de acordo com (ii) consiste da primeira subzona de epoxidação.
[0060] De acordo com uma segunda forma de realização preferida da presente invenção, a zona de epoxidação de acordo com (ii) adicionalmente compreende uma segunda subzona de epoxidação que consiste em um ou mais reatores de epoxidação B, em que, se a segunda subzona de epoxidação compreende dois ou mais reatores de epoxidação B, os dois ou mais reatores de epoxidação B estão dispostos em paralelo, em que a segunda subzona de epoxidação está disposta a jusante da primeira subzona de epoxidação. Nesse caso, é preferido que em (ii) a corrente de efluente obtida da primeira subzona de epoxidação, opcionalmente após um tratamento intermediário adequado, é passada para pelo menos um dos reatores de epoxidação B. É possível, por exemplo, que, enquanto a corrente de efluente obtida a partir da primeira subzona de epoxidação, opcionalmente após um tratamento intermediário adequado, é passada para pelo menos um dos reatores de epoxidação B, pelo menos um dos reatores B é retirado de operação, por exemplo, para fins de manutenção e/ou para regenerar o catalisador compreendido em pelo menos um dos reatores B. Se a segunda subzona de epoxidação compreende dois ou mais reatores de epoxidação B, os reatores em operação são operados essencialmente de forma idêntica, de modo que em cada reator de epoxidação B em operação, uma dada condição de epoxidação está na mesma faixa em todos os reatores. Geralmente, é concebível que, além da primeira subzona de epoxidação e da segunda subzona de epoxidação, a zona de epoxidação de acordo com (ii) compreende pelo menos uma subzona de epoxidação adicional disposta a jusante da segunda subzona de epoxidação. De preferência, de acordo com a segunda forma de realização preferida da presente invenção, a zona de epoxidação de acordo com (ii) consiste na primeira subzona de epoxidação e na segunda subzona de epoxidação.
[0061] Preferencialmente, as condições de epoxidação de acordo com (ii) compreendem uma segunda pressão de reação de epoxidação na faixa de 14 a 100 bar, preferencialmente na faixa de 14,5 a 32 bar, mais preferencialmente na faixa de 15 a 25 bar. A segunda pressão de reação de epoxidação é definida como a pressão absoluta na saída da segunda subzona de epoxidação. Se a segunda subzona de epoxidação compreende dois ou mais reatores de epoxidação B, a segunda pressão de reação de epoxidação se refere às pressões absolutas na saída de um determinado reator B em operação da segunda subzona de epoxidação.
[0062] De preferência, as condições de epoxidação de acordo com (ii) compreendem uma carga de catalisador de epoxidação na segunda subzona de epoxidação na faixa de 0,001 a 0,5 h-1, mais preferencialmente na faixa de 0,005 a 0,3 h-1, mais preferencialmente na faixa de 0,01 a 0,2 h-1, em que a carga do catalisador de epoxidação é definida como a razão da taxa de fluxo de massa em kg/h de peróxido de hidrogênio contida na corrente de alimentação passada para a segunda subzona de epoxidação em relação à quantidade em kg de catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio compreendido na segunda subzona de epoxidação de acordo com (ii).
[0063] De preferência, a temperatura da mistura de reação na segunda subzona de reação de epoxidação não é ajustada passando um meio de transferência de calor através de uma camisa de um ou mais reatores de epoxidação B. Mais preferencialmente, a segunda subzona de epoxidação é uma subzona de epoxidação essencialmente adiabática. Mais preferencialmente, a segunda subzona de epoxidação é uma subzona adiabática de epoxidação.
[0064] De acordo com uma forma de realização preferida, a zona de epoxidação de acordo com (ii) consiste em duas subzonas de epoxidação, em que uma corrente de uma primeira subzona de epoxidação é separada por destilação em uma corrente contendo peróxido de hidrogênio não reagido e uma corrente compreendendo propeno, propano óxido de propileno, água e o solvente orgânico; em que a corrente contendo peróxido de hidrogênio não reagido é passada para uma segunda subzona de epoxidação e a corrente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e solvente orgânico da primeira subzona de epoxidação e/ou uma corrente compreendendo propeno, propano, propileno óxido, água e o solvente orgânico da segunda subzona de epoxidação formam a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico representa a corrente de efluente de acordo com (iii).
[0065] Assim, uma forma de realização preferida adicional refere-se a um processo que compreende: (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e metanol; (ii) passar a corrente de alimentação líquida fornecida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo a submissão da corrente de efluente às condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e metanol em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, em que a zona de separação em (v) compreende uma unidade de destilação e o depurador, em que (vi) ) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação compreendida na zona de separação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, a corrente gasosa S1b, preferencialmente como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (vii) ) submeter a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador compreendido na zona de separação, em que uma mistura de solvente compreendendo metanol e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende metanol, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1; em que a zona de epoxidação de acordo com (ii) consiste em duas subzonas de epoxidação, em que uma corrente de uma primeira subzona de epoxidação é separada por destilação em uma corrente que contém peróxido de hidrogênio não reagido e uma corrente que compreende propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; em que a corrente contendo peróxido de hidrogênio não reagido é passada para uma segunda subzona de epoxidação e a corrente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol da primeira subzona de epoxidação e/ou uma corrente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água, e o metanol da segunda subzona de epoxidação forma a corrente de efluente de acordo com (iii) compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol. Corrente inicial provida em (i)
[0066] De acordo com (i), uma corrente é provida compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico. Geralmente, a corrente que compreende propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico pode ser provida em (i) de acordo com qualquer método concebível. De preferência, a corrente fornecida de acordo com (i) compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico é preparada a partir de duas ou mais correntes. Mais preferencialmente, a corrente é provida em (i) combinando pelo menos três correntes individuais em que uma primeira corrente compreende peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, uma segunda corrente compreende propeno e propano e uma terceira corrente compreende o solvente orgânico e opcionalmente a água.
[0067] De preferência, como já descrito acima, a corrente compreendendo propeno compreende adicionalmente propano em que preferencialmente pelo menos 98% em peso, mais preferencialmente pelo menos 99% em peso, mais preferencialmente pelo menos 99,5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 99,9% em peso da corrente consistem em propeno e propano. De preferência, a razão em peso de propeno em relação ao propano na corrente é de pelo menos 7:3. Por exemplo, propeno comercialmente disponível pode ser usado, que pode ser um propeno de grau polimérico ou propeno de grau químico. Tipicamente, o propeno de grau polimérico tem um teor de propeno na faixa de 99 a 99,8% em peso e um teor de propano na faixa de 0,2 a 1% em peso. O propeno de grau químico tipicamente tem um teor de propeno na faixa de 92 a 98% em peso e um teor de propano na faixa de 2 a 8% em peso. De preferência, uma corrente é empregada com um teor de propeno na faixa de 99 a 99,8% em peso e um teor de propano na faixa de 0,2 a 1% em peso.
[0068] A corrente compreendendo peróxido de hidrogênio pode ser preparada de acordo com qualquer método concebível. É concebível obter a corrente compreendendo peróxido de hidrogênio convertendo ácido sulfúrico em ácido peroxodissulfúrico por oxidação anódica com evolução simultânea de hidrogênio no cátodo. A hidrólise do ácido peroxodissulfúrico leva então via ácido peroxomonossulfúrico ao peróxido de hidrogênio e ácido sulfúrico, que é então reciclado. A preparação de peróxido de hidrogênio a partir dos elementos também é concebível. Dependendo do método de preparação específico, a corrente compreendendo peróxido de hidrogênio pode ser, por exemplo, uma corrente aquosa ou aquosa/metanólica/peróxido de hidrogênio, preferencialmente uma corrente aquosa de peróxido de hidrogênio. No caso do uso de uma alimentação aquosa de peróxido de hidrogênio, o teor da corrente em relação ao peróxido de hidrogênio está geralmente na faixa de 3 a 85% em peso, preferencialmente de 25 a 75% em peso, mais preferencialmente de 30 a 50% em peso, tal como de 30 a 40% em peso ou de 35 a 45% em peso, de 40 a 50% em peso. Preferencialmente, pelo menos 25% em peso, mais preferencialmente pelo menos 30% em peso, mais preferencialmente pelo menos 35% em peso da corrente compreendendo peróxido de hidrogênio consistem em água e peróxido de hidrogênio. As faixas preferidas são de 30 a 80% em peso ou de 35 a 75% em peso ou de 40 a 70% em peso.
[0069] De acordo com a presente invenção, é preferível empregar uma corrente compreendendo peróxido de hidrogênio que é obtida como solução bruta de peróxido de hidrogênio por extração de uma mistura que resulta de um processo conhecido como processo de antraquinona por meio do qual praticamente toda a produção mundial de peróxido de hidrogênio é produzida (ver, por exemplo, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5a edição, volume A 13 (1989) páginas 443-466) em que uma solução de uma antraquinona é usada contendo um grupo alquila de preferência de 2 a 10 átomos de carbono, mais preferencialmente pelo menos 5 átomos de carbono, tal como 5 átomos de carbono ou 6 átomos de carbono e em que o solvente usado geralmente consiste em uma mistura de dois solventes diferentes, pelo que preferencialmente nenhum dos solventes é uma substância contendo nitrogênio. Esta solução da antraquinona é geralmente chamada de solução de trabalho. Neste processo, o peróxido de hidrogênio formado no decurso do processo de antraquinona é geralmente separado por extração da respectiva solução de trabalho após um ciclo de hidrogenação/re- oxidação. A referida extração pode ser realizada preferencialmente com água essencialmente pura, e a solução aquosa bruta de peróxido de hidrogênio é obtida. Embora seja geralmente possível purificar ainda mais a solução aquosa bruta de peróxido de hidrogênio assim obtida por destilação, é preferido, de acordo com a presente invenção, usar essa solução aquosa bruta de peróxido de hidrogênio que não tenha sido submetida a purificação por destilação. Além disso, é geralmente possível sujeitar a solução aquosa bruta de peróxido de hidrogênio a um estágio de extração adicional, em que é usado um agente de extração adequado, preferencialmente um solvente orgânico. Mais preferencialmente, o solvente orgânico usado para esta etapa adicional de extração é o mesmo solvente usado no processo de antraquinona. De preferência, a extração é realizada usando apenas um dos solventes na solução de trabalho e mais preferencialmente usando apenas o solvente mais não polar da solução de trabalho. No caso da solução aquosa bruta de peróxido de hidrogênio ser submetida a esse estágio adicional de extração, é obtida uma solução de peróxido de hidrogênio lavada bruta. De acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção, a solução bruta de peróxido de hidrogênio lavada é usada como alimentação de peróxido de hidrogênio. A produção de uma solução bruta é descrita, por exemplo, no pedido de patente europeia EP 1 122 249 A1. Quanto ao termo “água essencialmente pura”, é feita referência ao parágrafo 10, página 3 da EP 1 122 249 A1, que é incorporado por referência. O peróxido de hidrogênio também pode ser tratado para remover vestígios de metais, por exemplo, conforme descrito no documento WO 2015/049327 A1 antes do uso.
[0070] É concebível que o peróxido de hidrogênio seja preparado in situ na zona de epoxidação a partir de hidrogênio e oxigênio, preferencialmente na presença de um catalisador de metal nobre adequado, compreendido na zona de epoxidação de acordo com (ii). Um catalisador de metal nobre adequado preferencialmente compreende um ou mais de paládio, platina, prata, ouro, ródio, irídio, rutênio e ósmio. De preferência, o catalisador de metal nobre compreende paládio. O catalisador de metal nobre é preferencialmente suportado em um veículo, em que o veículo compreende preferencialmente um ou mais de SiO2, Al2O3, B2O, GeO2, Ga2O, ZrO2, TiO2, MgO, carbono e um ou mais zeólitos, preferencialmente um ou mais zeólitos de titânio. Mais preferencialmente, o veículo compreende o catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio. Se o peróxido de hidrogênio for preparado na zona de epoxidação de acordo com (ii) in situ a partir de hidrogênio e oxigênio, a corrente provida em (i) compreende propeno e preferencialmente propano, hidrogênio, oxigênio, água e solvente orgânico. Adições à corrente de efluente e catalisador de epoxidação
[0071] De preferência, a corrente provida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) adicionalmente compreende pelo menos um sal de potássio, em que o pelo menos um sal de potássio é selecionado do grupo que consiste em pelo menos um sal de potássio inorgânico, pelo menos um sal de potássio orgânico e combinações de pelo menos um sal de potássio inorgânico e pelo menos um sal de potássio orgânico.
[0072] De preferência, o pelo menos um sal de potássio é selecionado do grupo que consiste em pelo menos um sal de potássio inorgânico selecionado do grupo que consiste em hidróxido de potássio, halogenetos de potássio, nitrato de potássio, sulfato de potássio, hidrogenossulfato de potássio, perclorato de potássio, sais de potássio de um oxácido de fósforo, pelo menos um sal de potássio orgânico selecionado do grupo que consiste em sais de potássio de ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados, preferencialmente com 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 átomos de carbono, carbonato de potássio e hidrogenocarbonato de potássio e uma combinação de pelo menos um dos pelo menos um sais de potássio inorgânicos e pelo menos um dos pelo menos um sais de potássio orgânicos.
[0073] Mais preferencialmente, o pelo menos um sal de potássio é selecionado do grupo que consiste em pelo menos um sal de potássio inorgânico selecionado do grupo que consiste em hidróxido de potássio, cloreto de potássio, nitrato de potássio, hidrogenofosfato de potássio, di- hidrogeno fosfato de potássio, em pelo menos um sal de potássio orgânico selecionado do grupo que consiste em formato de potássio, acetato de potássio, carbonato de potássio e hidrogenocarbonato de potássio e uma combinação de pelo menos um dos pelo menos um dos sais de potássio inorgânicos e pelo menos um dos pelo menos um sais de potássio orgânicos. Mais preferencialmente, o pelo menos um sal de potássio compreende pelo menos um de di-hidrogenofosfato de potássio, hidrogenofosfato de dipotássio e formato de potássio.
[0074] Preferencialmente, a corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico e opcionalmente pelo menos um sal de potássio provido em (i) é líquida.
[0075] De acordo com (ii), a corrente de alimentação líquida provida em (i) é passada para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico.
[0076] De preferência, o zeólito de titânio compreendido no catalisador de epoxidação é um zeólito de titânio com estrutura de espinha dorsal ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFI, AFN, AFO, AFO, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AWO, AWW, BCT, BEA, BEC, BIK, BOG, BPH, BRE, CAN, CAS, CDO, CFI, CGF, CGS, CHA, CHI, CLO, CON, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, FAU, FERU, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO, A URI, IFR, ISV, ITE, ITH, ITW, IWR, IWW, JBW, KFI, LAU, LEV, LIO, LOS, LOV, LTA, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP, MER, MMFI, MFS, MON, MOR, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MWW, NAB, NAT, NEES, NON, NPO, OBW, OFF, OSI, OSO, PAR, PAU, PHI, PON, RHO, RON, RRO, RSN, RTE, RTH, RUT, RWR, RWY, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN SFO, SGT, SOD, SSY, STF, STI, STT, TER , THO, TON, TSC, UEI, UFI, UOZ, USI, UTL, VET, VFI, VNI, VSV, WEI, WEI, WEN, YUG, ZON ou uma estrutura mista de duas ou mais dessas estruturas, de preferência um zeólito de titânio com uma estrutura de espinha dorsal de MFI, uma estrutura de espinha dorsal MEL, uma estrutura de espinha dorsal MWW, uma estrutura de espinha dorsal ITQ, uma estrutura de espinha dorsal BEA, uma estrutura de espinha dorsal MOR ou uma estrutura mista de duas ou mais dessas estruturas de espinha dorsal, preferencialmente uma estrutura de espinha dorsal IMF, ou uma estrutura de espinha dorsal MWW.
[0077] O catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio pode ser empregado em todas as formas concebíveis, incluindo um pó, um micropó, preferencialmente um pó de pulverização, como uma moldagem compreendendo um pó, ou como uma moldagem compreendendo um micropó, de preferência um pó pulverizado. De preferência, o catalisador compreendendo o zeólito de titânio é empregado como uma moldagem compreendendo um pó ou um micropó, preferencialmente um pó de pulverização, mais preferencialmente como uma moldagem compreendendo um micropó, preferencialmente um pó de pulverização. Mais preferencialmente, o catalisador compreendendo o zeólito de titânio está presente na zona de epoxidação como uma moldagem, preferencialmente como catalisador de leito fluidizado ou catalisador de leito fixo, mais preferencialmente como catalisador de leito fixo.
[0078] Em uma primeira forma de realização preferida, o zeólito de titânio compreendido no catalisador de epoxidação é um zeólito de titânio com uma estrutura de espinha dorsal MFI, preferencialmente TS-1. De preferência, o zeólito de titânio compreendido no catalisador de epoxidação é um zeólito de titânio com espinha dorsal tipo MFI, preferencialmente TS-1, o solvente de epoxidação compreende metanol e a corrente provida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) preferencialmente compreende pelo menos um sal de potássio, preferencialmente pelo menos um sal de potássio inorgânico, que preferencialmente compreende pelo menos um dentre di-hidrogenofosfato de potássio ou hidrogenofosfato de dipotássio.
[0079] De acordo com esta primeira forma de realização, a presente invenção também se refere a um processo compreendendo (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e metanol; (ii) passar a corrente de alimentação líquida fornecida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio com estrutura tipo MFI, preferencialmente TS-1, e submetendo a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo a submissão da corrente de efluente às condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e metanol em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura solvente compreendendo metanol e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende metanol, água e pelo menos 70% em peso do propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1; em que a corrente fornecida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) compreende preferencialmente pelo menos um sal de potássio, preferencialmente pelo menos um sal de potássio inorgânico, que compreende preferencialmente pelo menos um de di-hidrogenofosfato de potássio ou hidrogenofosfato de dipotássio, mais preferencialmente pelo menos hidrogenofosfato de dipotássio.
[0080] Em uma segunda forma de realização preferida, o zeólito de titânio compreendido no catalisador de epoxidação é um zeólito de titânio com estrutura de espinha dorsal MWW, que preferencialmente compreende pelo menos um de Al, B, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, Em, Sn, Pb, Pd, Pt, Au, de preferência pelo menos um de B, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co , Ni, Zn, Ga, Ge, In, Sn, Pb, Pd, Pt, Au, mais preferencialmente Zn.
[0081] De preferência, o zeólito de titânio é um material zeolítico sem alumínio da estrutura de espinha dorsal MWW, contendo titânio, de preferência em uma quantidade de 0,5 a 5% em peso, mais preferencialmente de 1 a 2% em peso, calculado como titânio elementar e com base no peso total do zeólito contendo titânio e contendo zinco, de preferência em uma quantidade de 0,5 a 5% em peso, preferencialmente de 1 a 2% em peso, calculado como zinco elementar e com base no peso total do zeólito contendo titânio. O termo “isento de alumínio” no contexto da presente invenção refere- se a uma forma de realização de acordo com a qual o teor de alumínio do material zeolítico é de 0,05 peso-ppm no máximo, preferencialmente 0,03 peso-ppm no máximo, mais preferencialmente 0,02 peso-ppm no máximo, com base no peso total do material zeolítico. Os valores em peso -% - referem-se a uma forma de realização de acordo com a qual o material zeolítico está no estado seco, preferencialmente após secagem por pelo menos dez horas a 80°C a uma pressão inferior a 1013,25 hPa.
[0082] Mais preferencialmente, o zeólito de titânio compreendido no catalisador de epoxidação é um zeólito de titânio de estrutura de espinha dorsal MWW, preferencialmente isento de alumínio e compreendendo zinco, o solvente orgânico compreende acetonitrila e a corrente provida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) compreende preferencialmente pelo menos um sal de potássio, preferencialmente pelo menos um sal de potássio orgânico, que preferencialmente compreende pelo menos formato de potássio.
[0083] De acordo com esta segunda forma de realização preferida, a presente invenção também se refere a um processo compreendendo (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e acetonitrila; (ii) passar a corrente de alimentação de líquid provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio da estrutura de espinha dorsal MWW, preferencialmente livre de alumínio e compreendendo zinco, e sujeitando a corrente de alimentação líquida a reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo a submissão da corrente de efluente às condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e acetonitrila em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solvente compreendendo acetonitrila e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende acetonitrila, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1; em que a corrente provida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) preferencialmente compreende pelo menos um sal de potássio, preferencialmente pelo menos um sal de potássio orgânico, que preferencialmente compreende pelo menos formato de potássio.
[0084] Mais preferencialmente, a presente invenção também se refere a um processo que compreende (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e acetonitrila; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio da estrutura de espinha dorsal MWW, preferencialmente livre de alumínio e compreendendo zinco, e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo a submissão da corrente de efluente às condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação , e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e acetonitrila em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, em que a zona de separação em (v) compreende uma unidade de destilação e o depurador, em que (vi) ) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, uma corrente gasosa S1b, de preferência como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (v.ii) sujeitar a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador, em que uma mistura solvente compreendendo solvente orgânico e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende solvente orgânico, água e pelo menos 70% em peso do propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1; em que a corrente provida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) preferencialmente compreende pelo menos um sal de potássio, preferencialmente pelo menos um sal de potássio orgânico, que preferencialmente compreende pelo menos formato de potássio.
[0085] O processo para preparar o óxido de propileno, especialmente o fornecimento de uma corrente que compreende propeno, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico em (i), a passagem da corrente de alimentação líquida provida em (i) em uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico, é um processo contínuo.
[0086] A presente invenção é ainda ilustrada pelas seguintes formas de realização e combinações de formas de realização conforme indicado pelas respectivas dependências e referências anteriores. Em particular, é notado que em cada caso em que uma variedade de formas de realização é mencionada, por exemplo, no contexto de um termo tal como “O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 4”, todas as formas de realização nesta faixa devem ser explicitamente divulgadas para o especialista, ou seja, o texto deste termo deve ser entendido pelo especialista como sendo sinônimo de “O processo de qualquer uma das formas de realização 1, 2, 3 e 4”.
[0087] 1. O processo para preparar óxido de propileno, que compreende (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) em uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação , e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e solvente orgânico em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solvente contendo solvente orgânico e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende solvente orgânico, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[0088] 2. O processo da forma de realização 1, em que a mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste em (v) tem uma capacidade KAP em relação ao propeno a 25°C na faixa de 0,01 a 0,2, preferencialmente na faixa de 0,02 a 0,19.
[0089] 3. O processo da forma de realização 1 ou 2, em que a mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste em (v) tem uma capacidade KAPm com base em massa em relação ao propeno a 25°C na faixa de 4,4 a 10, preferencialmente na faixa de 4,5 a 9, mais preferencialmente na faixa de 4,6 a 8, mais preferencialmente na faixa de 4,7 a 7.
[0090] 4. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 3, em que a mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste em (v) tem uma seletividade S em relação ao propeno a 25°C na faixa de 1,3 a 3,5, preferencialmente na faixa de 1,4 a 3,4, mais preferencialmente na faixa de 1,5 a 3,3.
[0091] 5. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 4, em que o solvente orgânico compreendido na mistura de solventes usada como agente de arraste em (v) é selecionado do grupo que consiste em acetonitrila, butanona, propanona, ciclopentanona, acetato de metila, 1,3- dioxoloano, formato de etila, 1,4-dioxano, 1,3-dioxano, valeronitrila, butironitrila, formato de metila, propionitrila, carbonato de dimetila, dimetilformamida, acetofenona, 1-metoxi-2-propanona, 1-fenil-2-propanona, 1,1,1-trifluoro-2-propanona, benzonitrila, 2-(2-metoxietoxi) etanol, metanol e misturas de dois ou mais dos mesmos, preferencialmente acetonitrila, metanol e misturas de acetonitrila e metanol, mais preferencialmente acetonitrila ou metanol.
[0092] 6. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 5, em que o solvente orgânico compreendido na mistura de solventes é o mesmo solvente orgânico que compreende a corrente provida em (i).
[0093] 7. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 6, em que a mistura de solventes usada como agente de arraste em (v) compreende pelo menos 0,1% em peso, preferencialmente pelo menos 1% em peso, mais preferencialmente pelo menos 5% em peso, mais de preferência pelo menos 10% em peso, mais preferencialmente pelo menos 15% em peso, de água com base no peso total da mistura de solventes.
[0094] 8. Processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 1 a 7, compreendendo (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e acetonitrila; (ii) passar a corrente de alimentação líquida fornecida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e acetonitrila em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solventes que inclui acetonitrila e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende acetonitrila, água e pelo menos 70% em peso do propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[0095] 9. Processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 1 a 7, compreendendo (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e metanol; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e metanol em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solvente que compreende metanol e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende metanol, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[0096] 10. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 9, em que o depurador empregado em (v) é uma coluna, tendo preferencialmente de 2 a 20, mais preferencialmente de 3 a 18, mais preferencialmente de 5 a 15, bandejas teóricas.
[0097] 11. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 10, em que a mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste ao depurador empregado em (v) é adicionada em uma bandeja teórica acima da bandeja de alimentação da corrente S1, preferencialmente em uma bandeja na faixa da bandeja 1 a 10, mais preferencialmente na faixa da bandeja 1 a 5, mais preferencialmente na faixa da bandeja 1 a 3, contada a partir do topo, mais preferencialmente na parte superior do depurador (bandeja 1) .
[0098] 12. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 11, em que a razão em peso da mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste ao depurador empregado em (v) por hora à proporção em peso da corrente S1 alimentada ao depurador por a hora está na aixa de 1:10 a 10:1, preferencialmente na faixa de 1:1 a 10:1, mais preferencialmente na faixa de 2:1 a 5:1.
[0099] 13. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 12, em que o depurador é operado a uma temperatura de topo na faixa de 10 a 30°C, preferencialmente na faixa de 14 a 26°C, mais preferencialmente na faixa de 15 a 22°C.
[00100] 14. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 13, em que o depurador empregado em (v) é operado a uma temperatura de reservatório na faixa de 20 a 65°C, preferencialmente na faixa de preferência na faixa de 25 a 60°C, mais preferencialmente na faixa de 27 a 50°C.
[00101] 15. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 14, em que o depurador empregado em (v) é operado a uma pressão de reservatório na faixa de 1 a 35 bar, preferencialmente na faixa de 5 a 32 bar, mais preferencialmente na faixa de 10 a 30 bar.
[00102] 16. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 15, em que pelo menos 95% em peso, de preferência de 95 a 99,6% em peso, mais preferencialmente de 98 a 99,7% em peso, mais preferencialmente de 99 a 99,8% em peso, da corrente de efluente removida em (iii) consiste em óxido de propileno, solvente orgânico, água, propeno, oxigênio e propano.
[00103] 17. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 16, em que a corrente de efluente removida em (iii) compreende o óxido de propileno em uma quantidade de 5 a 20% em peso, preferencialmente de 6 a 18% em peso, mais preferencialmente de 7 a 14% em peso, com base no peso total da corrente de efluente; o solvente orgânico em uma quantidade de 55 a 75% em peso, de preferência de 6 a 74% em peso, com base no peso total da corrente de efluente; a água em uma quantidade de 10 a 25% em peso, preferencialmente de 15 a 20% em peso, com base no peso total da corrente de efluente; o propeno em uma quantidade de 1 a 5% em peso, de preferência de 3 a 4,5% em peso, com base no peso total da corrente de efluente; oxigénio em uma quantidade de 0,05 a 1% em peso, preferencialmente de 0,1 a 0,5% em peso, com base no peso total da corrente de efluente; e o propano em uma quantidade de 0,1 a 2% em peso, preferencialmente de 0,2 a 1% em peso, com base no peso total da corrente de efluente.
[00104] 18. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 17, em que pelo menos 90% em peso, preferencialmente de 90 a 96% em peso, mais preferencialmente de 92 a 97% em peso, mais preferencialmente de 95 a 98% em peso da corrente gasosa S1 obtida em (iv) consiste em propeno e propano.
[00105] 19. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 18, em que a razão em peso de propeno para propano na corrente gasosa S1 obtida em (iv) está na faixa de 5:1 a 100:1, preferencialmente na faixa de 6:1 a 80:1, mais preferencialmente na faixa de 7:1 a 50:1.
[00106] 20. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 19, em que a corrente gasosa S1 obtida em (iv) compreende o propeno em uma quantidade de 85 a 95% em peso, preferencialmente de 87 a 94% em peso, mais preferencialmente de 90 a 93% em peso, com base no peso total da corrente S1; o propano em uma quantidade de 1 a 10% em peso, preferencialmente de 3 a 7% em peso, mais preferencialmente de 4 a 6% em peso, com base no peso total da corrente S1, água em uma quantidade de 0 a 1% em peso com base no peso total da corrente S1 e nitrogênio em uma quantidade de 0,1 a 5% em peso com base no peso total da corrente S1.
[00107] 21. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 20, em que pelo menos 90% em peso, preferencialmente de 90 a 96% em peso, mais preferencialmente de 92 a 97% em peso, mais preferencialmente de 95 a 98% em peso do a corrente de fundo líquida S2 obtida em (iv) consiste em óxido de propileno, água e solvente orgânico.
[00108] 22. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 21, em que pelo menos 90% em peso, preferencialmente de 90 a 98% em peso, mais preferencialmente de 92 a 98,5% em peso, mais preferencialmente de 95 a 99% em peso da corrente de fundo S3 obtida em (v) consiste em solvente orgânico, água, propeno e propano, CO e CO2.
[00109] 23. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 22, em que a corrente de fundo S3 obtida em (v) compreende pelo menos 75% em peso, preferencialmente pelo menos 80% em peso, mais preferencialmente pelo menos 90% em peso, mais preferencialmente em pelo menos 95% em peso do propeno compreendido em S1.
[00110] 24. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 23, em que a razão de peso de propeno para propano na corrente de fundo S3 obtida em (v) está na faixa de 1:1 a 100:1, de preferência na faixa de 5:1 a 50:1, mais preferencialmente na faixa de 10:1 a 40:1, mais preferencialmente na faixa de 15:1 a 30:1.
[00111] 25. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 24, em que no máximo 50% em peso, preferencialmente 40% em peso, mais preferencialmente 30% em peso, mais preferencialmente 25% em peso da corrente de topo gasosa S4 consistem em propeno e propano.
[00112] 26. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 25, em que a corrente de topo gasosa S4 obtida em (v) compreende no máximo 30% em peso, preferencialmente no máximo 25% em peso, mais preferencialmente no máximo 20% em peso , mais preferencialmente no máximo 10% em peso, mais preferencialmente no máximo 5% em peso, mais preferencialmente no máximo 3% em peso do propeno compreendido em S1.
[00113] 27. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 26, em que a razão em peso de propeno para propano na corrente gasosa superior S4 obtida em (v) está na faixa de 1:1 a 15:1, preferencialmente na faixa de 2:1 a 14:1, mais preferencialmente na faixa de 3:1 a 12:1.
[00114] 28. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 27, em que antes de (iv), a corrente de efluente removida de acordo com (iii) é despressurizada.
[00115] 29. O processo da forma de realização 28, em que a partir da despressurização da corrente efluente, uma corrente gasosa e uma corrente de líquido são obtidas.
[00116] 30. O processo da forma de realização 29, em que as correntes gasosas e líquidas são passadas separadamente para a unidade de destilação empregada de acordo com (iv), de preferência para a mesma bandeja teórica da unidade de destilação empregada de acordo com (iv).
[00117] 31. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 30, em que a zona de separação em (v) compreende uma unidade de destilação e o depurador, em que (v.i) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação compreendida na zona de separação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, a corrente gasosa S1b, preferencialmente como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (v.ii) sujeitar a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador compreendido na zona de separação, em que uma mistura de solvente compreendendo solvente orgânico e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende solvente orgânico, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[00118] 32. O processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 1 a 31, compreendendo (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e acetonitrila; (ii) passar a corrente de alimentação líquida fornecida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e acetonitrila em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, em que a zona de separação em (v) compreende uma unidade de destilação e o depurador, em que (v.i) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação compreendida na zona de separação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, uma corrente gasosa S1b, preferencialmente como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (v.ii) sujeitar a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador compreendido na zona de separação, em que uma mistura de solvente compreendendo acetonitrila e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende acetonitrila, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[00119] 33. O processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 1 a 31, compreendendo (vi) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e metanol; (vii) passar a corrente de alimentação líquida fornecida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (viii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (ix) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de fluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e metanol em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (x) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, em que a zona de separação em (v) compreende uma unidade de destilação e o depurador, em que (v.i) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação compreendida na zona de separação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, uma corrente gasosa S1b, preferencialmente como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (v.ii) sujeitar a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador compreendido na zona de separação, em que uma mistura solvente compreendendo metanol e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende metanol, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
[00120] 34. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 33, em que a zona de epoxidação de acordo com (ii) compreende uma primeira subzona de epoxidação que consiste em um ou mais reatores de epoxidação A, em que, se a primeira subzona de epoxidação compreende dois ou mais reatores de epoxidação A, os dois ou mais reatores de epoxidação A estão dispostos em paralelo e em que (ii) a corrente de alimentação líquida provida em (i) é passada para pelo menos um dos reatores de epoxidação A.
[00121] 35. O processo da forma de realização 34, em que a zona de epoxidação de acordo com (ii) consiste na primeira subzona de epoxidação.
[00122] 36. O processo da forma de realização 34 ou 35, em que as condições de epoxidação de acordo com (ii) compreendem uma primeira pressão de reação de epoxidação na faixa de 14 a 100 bar, preferencialmente na faixa de 15 a 32 bar, mais preferencialmente na faixa de 15 a 25 bar, em que a primeira pressão de reação de epoxidação é definida como a pressão absoluta na saída da primeira subzona de epoxidação.
[00123] 37. O processo de qualquer uma das formas de realização 34 a 36, em que as condições de epoxidação de acordo com (ii) compreendem uma carga de catalisador na primeira subzona de epoxidação na faixa de 0,05 a 1,25 h-1, preferencialmente na faixa de 0,1 a 1 h-1, mais preferencialmente na faixa de 0,2 a 0,7 h-1, em que a carga do catalisador é definida como a razão da taxa de fluxo de massa em kg/h de peróxido de hidrogênio contida na corrente de alimentação líquida provida em (i) em relação à quantidade em kg de catalisador compreendendo um zeólito de titânio compreendido na primeira subzona de epoxidação de acordo com (ii).
[00124] 38. O processo de qualquer uma das forma de realização 34 a 37, em que a zona de epoxidação compreende adicionalmente uma segunda subzona de epoxidação que consiste em um ou mais reatores de epoxidação B em que, se a segunda subzona de epoxidação compreende dois ou mais reatores de epoxidação B, os dois ou mais reatores de epoxidação B estão dispostos em paralelo, em que a segunda subzona de epoxidação está disposta a jusante da primeira subzona de epoxidação.
[00125] 39. O processo de qualquer uma das formas de realização 34 a 38, em que a zona de epoxidação de acordo com (ii) consiste da primeira subzona de epoxidação e da segunda subzona de epoxidação.
[00126] 40. O processo da forma de realização 38 ou 39, em que a zona de epoxidação de acordo com (ii) consiste em duas subzonas de epoxidação, em que uma corrente de uma primeira subzona de epoxidação é separada por destilação em uma corrente contendo peróxido de hidrogênio não reagido e um corrente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico; em que a corrente que contém peróxido de hidrogênio não reagido é passada para uma segunda subzona de epoxidação e a corrente que compreende propeno, propano, óxido de propileno, água, e solvente orgânico da primeira subzona de epoxidação e/ou uma corrente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico da segunda subzona de epoxidação formam a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico representa a corrente de efluente de acordo com (iii).
[00127] 41. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 40, em que a corrente que compreende propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico provido em (i) é preparada a partir de duas ou mais correntes.
[00128] 42. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 41, em que a corrente provida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) adicionalmente compreende pelo menos um sal de potássio, em que o pelo menos um sal de potássio é selecionado do grupo que consiste em pelo menos um sal de potássio inorgânico, pelo menos um sal de potássio orgânico e combinações de pelo menos um sal de potássio inorgânico e pelo menos um sal de potássio orgânico.
[00129] 43. O processo da forma de realização 42, em que o pelo menos um sal de potássio é selecionado do grupo que consiste em pelo menos um sal de potássio inorgânico selecionado do grupo que consiste em hidróxido de potássio, halogenetos de potássio, nitrato de potássio, sulfato de potássio, hidrogenossulfato de potássio, perclorato de potássio, sais de potássio de um oxiácido de fósforo, pelo menos um sal de potássio orgânico selecionado do grupo que consiste em sais de potássio de ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados de preferência com 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 átomos de carbono, carbonato de potássio e hidrogenocarbonato de potássio e uma combinação de pelo menos um dos pelo menos um sais de potássio inorgânicos e pelo menos um dos pelo menos um dos sais de potássio orgânicos.
[00130] 44. O processo da forma de realização 42 ou 43, em que o pelo menos um sal de potássio é selecionado do grupo que consiste em pelo menos um sal de potássio inorgânico selecionado do grupo que consiste em hidróxido de potássio, cloreto de potássio, nitrato de potássio, hidrogeno de potássio, di-hidrogenofosfato de potássio, pelo menos um sal de potássio orgânico selecionado do grupo que consiste em formato de potássio, acetato de potássio, carbonato de potássio e hidrogenocarbonato de potássio e uma combinação de pelo menos um dos pelo menos um sais de potássio inorgânicos e pelo menos um dos pelo menos um de sais orgânicos de potássio.
[00131] 45. O processo de qualquer uma das formas de realização 43 a 44, em que o pelo menos um sal de potássio compreende pelo menos um de di-hidrogenofosfato de potássio, hidrogenofosfato de dipotássio e formato de potássio.
[00132] 46. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 45, em que a corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico e, opcionalmente, pelo menos um sal de potássio provido em (i) é líquido.
[00133] 47. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 46, em que o zeólito de titânio compreendido no catalisador de epoxidação é um zeólito de titânio com estrutura de espinha dorsal ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AWO, AWW, BCT, BEA, BEC, BIK, BOG, BPH, BRE, CAN, CAS, CDO, CFI, CGF, CGS, CHA, CHI, CLO, CON, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, FAU, FER, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO, HEU, IFR, ISV, ITE, ITH, ITW, IWR, IWW, JBW, KFI, LAU, LEV, LIO, LOS, LOV, LTA, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP, MER, MMFI, MFS, MON, MOR, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MWW, NAB, NAT, NEES, NON, NPO, OBW, OFF, OSI, OSO, PAR, PAU, PHI, PON, RHO, RON, RRO, RSN, RTE, RTH, RUT, RWR, RWY, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN SFO, SGT , SOD, SSY, STF, STI, STT, TER, THO, TON, TSC, UEI, UFI, UOZ, USI, UTL, VET, VFI, VNI, VSN, VSV, WEI, WEN, YUG, ZON ou uma estrutura mista de dois ou mais dessas estruturas de espinha dorsal, preferencialmente um zeólito de titânio com estrutura de espinha dorsal FMI, estrutura de espinha dorsal MEL, estrutura de espinha dorsal MWW, estrutura de espinha dorsal ITQ, estrutura de espinha dorsal BEA, estrutura de espinha dorsal MOR ou estrutura mista de duas ou mais dessas estruturas de espinha dorsal, preferencialmente uma estrutura de espinha dorsal MFI ou uma estrutura de espinha dorsal MWW.
[00134] 48. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 47, em que o zeólito de titânio compreendido no catalisador de epoxidação é um zeólito de titânio com uma estrutura de espinha dorsal MFI, preferencialmente TS-1.
[00135] 49. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 48, em que o zeólito de titânio compreendido no catalisador de epoxidação é um zeólito de titânio com estrutura tipo MFI, preferencialmente TS-1, o solvente de epoxidação compreende metanol e a corrente provida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) de preferência compreende pelo menos um sal de potássio, mais preferencialmente pelo menos um sal de potássio inorgânico, que preferencialmente compreende pelo menos um dentre di- hidrogenofosfato de potássio ou hidrogenofosfato de dipotássio.
[00136] 50. O processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 1 a 49, compreendendo (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e metanol; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio com estrutura tipo MFI, preferencialmente TS-1, e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e metanol em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solvente compreendendo metanol e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende metanol, água e pelo menos 70% em peso do propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1; em que a corrente provida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) compreende preferencialmente pelo menos um sal de potássio, preferencialmente pelo menos um sal de potássio inorgânico, que compreende preferencialmente em pelo menos um de di-hidrogenofosfato de potássio ou hidrogenofosfato de dipotássio, mais preferencialmente pelo menos hidrogenofosfato de dipotássio.
[00137] 51. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 47, em que o zeólito de titânio compreendido no catalisador de epoxidação é um zeólito de titânio com estrutura de espinha dorsal MWW, que preferencialmente compreende pelo menos um de Al, B, Zr, V, Nb, Ta, Cr , Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, Em, Sn, Pb, Pd, Pt, Au, de preferência pelo menos um de B, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, In, Sn, Pb, Pd, Pt, Au, mais preferencialmente Zn.
[00138] 52. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 47 ou 51, em que o zeólito de titânio é um material zeolítico livre de alumínio da estrutura de espinha dorsal MWW, contendo titânio, preferencialmente em uma quantidade de 0,5 a 5% em peso, mais preferencialmente de 1 a 2% em peso, calculado como titânio elementar e com base no peso total do zeólito contendo titânio e contendo zinco, de preferência em uma quantidade de 0,5 a 5% em peso, preferencialmente de 1 a 2% em peso, calculado como zinco elementar e com base no peso total do zeólito contendo titânio.
[00139] 53. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 47 ou 51 a 52, em que o zeólito de titânio compreendido no catalisador de epoxidação é um zeólito de titânio de estrutura de espinha dorsal MWW, preferencialmente livre de alumínio e compreendendo zinco, o solvente orgânico compreende acetonitrila e a corrente provida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) compreende preferencialmente pelo menos um sal de potássio, preferencialmente pelo menos um sal de potássio orgânico, que compreende preferencialmente pelo menos formato de potássio.
[00140] 54. O processo de acordo com qualquer uma das formas de realização 1 a 47 ou 51 a 53, compreendendo (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e acetonitrila; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio de estrutura de espinha dorsal MWW, preferencialmente livre de alumínio e compreendendo zinco, e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação em a zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e acetonitrila em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura solvente que inclui acetonitrila e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende acetonitrila, água e pelo menos 70% em peso do propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1; em que a corrente provida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) compreende preferencialmente pelo menos um sal de potássio, preferencialmente pelo menos um sal de potássio orgânico, que compreende preferencialmente pelo menos formato de potássio.
[00141] 55. O processo de acordo com a forma de realização 54, compreendendo (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e acetonitrila; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio da estrutura de espinha dorsal MWW, preferencialmente livre de alumínio e compreendendo zinco, e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação , e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e acetonitrila em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, em que a zona de separação em (v) compreende uma unidade de destilação e o depurador, em que (vi) ) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, uma corrente gasosa S1b, preferencialmente como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (vii) ) sujeitar a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador, em que uma mistura de solvente compreendendo solvente orgânico e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende solvente orgânico, água e pelo menos 70% em peso do propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1; em que a corrente provida em (i), opcionalmente a mistura de reação obtida em (ii) e opcionalmente a corrente de efluente removida em (iii) compreende preferencialmente pelo menos um sal de potássio, preferencialmente pelo menos um sal de potássio orgânico, que compreende preferencialmente pelo menos formato de potássio.
[00142] 56. O processo de qualquer uma das formas de realização 1 a 55, que é um processo contínuo.
[00143] A presente invenção é ainda ilustrada pelos seguintes exemplos de referência, exemplos comparativos e exemplos. Exemplos Exemplo de referência 1: Preparação de um catalisador TS-1 1.1 Síntese de pós
[00144] Materiais de partida: 720 kg de tetraetoxi silano (TEOS) (Wacker, TES-28) 950 kg de hidróxido de tetra-n-propilamônio (TPAOH) (40% em peso de água, Sachen, EUA) 13,5 kg de titanato de tetraetoxi (TEOT) (Du Pont, Tyzor ET)
[00145] Os TEOS (300 kg) foram carregados em um reator de tanque agitado à temperatura ambiente e a agitação (100 rpm.) foi iniciada. Em um segundo vaso, 60 kg de TEOS e 13,5 kg de TEOT foram primeiro misturados e depois adicionados ao TEOS no primeiro vaso. Posteriormente, outros 360 kg de TEOS foram adicionados à mistura no primeiro vaso. Em seguida, o conteúdo do primeiro vaso foi agitado por 10 minutos antes da adição de 950 g de TPAOH. A agitação foi continuada por 60 min. O etanol liberado por hidrólise foi separado por destilação a uma temperatura de fundo de 95°C. Adicionaram-se então 300 kg de água ao conteúdo do primeiro vaso e água em uma quantidade equivalente à quantidade de destilado foi ainda adicionada. A mistura obtida foi agitada durante 1 h. A cristalização foi realizada a 175°C dentro de 12 h à pressão autógena. Os cristais de silicalita-1 de titânio obtidos foram separados, secos e calcinados a uma temperatura de 500°C ao ar por 6 h. 1.2 Síntese de sol de sílica
[00146] Materiais de partida: 1096 kg de água destilada 760 kg de TEOS (Dynasil, Wacker) 2,5 litros de solução aquosa de amônia de (25% em peso)
[00147] Em um vaso, 1096 g de água foram providos e 2,5 l de solução aquosa de amônia foram adicionados. A mistura obtida foi agitada durante 15 min. Posteriormente, o conteúdo do vaso foi aquecido a uma temperatura de 40°C. Em seguida, foram adicionados 360 kg de TEOS e o conteúdo do vaso foi aquecido a uma temperatura de 80°C. Esta temperatura foi mantida por 2 h (sob refluxo). Finalmente, o álcool obtido por hidrólise foi destilado por aquecimento do conteúdo do recipiente a uma temperatura de 95°C. Após a destilação, o conteúdo do recipiente foi resfriado a uma temperatura de 40°C.
[00148] Este procedimento foi repetido 4 vezes. 1.3 Conformação de um catalisador TS-1
[00149] Materiais de partida 120 kg de pó TS-1 (obtido como descrito acima) 40 kg de Aerosil 200 (Degussa) 176 kg de sol de sílica obtidos como descrito acima (22,5% em peso de SiO2) 8 kg Walocel (Wolff, Walsrode, Alemanha) 4,9 kg de poli(óxido de etileno) (PEO) (Union Carbide, PolyOX Coagulant) 80 litros de água destilada
[00150] TS-1 em pó, Aerosil e Walocel foram misturados por 20 minutos em um medidor. Em seguida, o sol de sílica foi adicionado. 35 minutos após a primeira adição de TS-1, foram adicionados 70 1 de água destilada. Após mais 35 min, foram adicionados 2 kg de PEO. Após mais 20 minutos, foram adicionados 10 1 de água. Após mais 10 minutos, foram adicionados 2,9 kg de PEO. A massa moldável foi extrudada através de uma matriz com orifícios circulares com um diâmetro de 1,5 mm. Os filamentos obtidos foram calcinados em um calcinador de banda a uma temperatura de 550°C.
[00151] Este procedimento foi repetido quatro vezes.
[00152] No total, 1740 kg de filamentos foram obtidos com uma densidade aparente de 470 a 480 g/l. O teor de titânio dos filamentos era de 0,71% em peso, e o teor de Si era de 44% em peso. O volume de poros dos filamentos, determinado por porosimetria de Hg, foi de 73 ml/g. Exemplo de referência 2: Preparação de um catalisador compreendendo um zeólito de titânio com tipo de espinha dorsal MWW 2.1 Preparação de zeólito contendo boro da estrutura MWW (BMWW)
[00153] Um reator de tanque agitado de 2 m3 foi primeiro carregado com 470,4 kg de água deionizada. Depois de iniciar o agitador a 70 rpm, foi adicionado ácido bórico (162,5 kg) e a suspensão foi agitada por 3 h. Subsequentemente, piperidina (272,5 kg) foi adicionada de uma só vez fazendo com que a temperatura subisse de 28°C para 46°C. A esta solução foi adicionada sílica coloidal (Ludox® AS040, 392,0 kg). O reator foi então aquecido lentamente a 170°C dentro de 5 horas e depois mantido a esta temperatura sob agitação por 120 horas. A pressão máxima durante a reação foi de 9,3 bar. Depois, o reator foi resfriado para 50°C. O gel obtido tinha um pH de 11,3 e uma viscosidade de 15 mPa.s a 20°C. O gel foi então filtrado e o bolo do filtro lavado com água deionizada até a condutividade das lavagens ficar abaixo de 500 microSiemens/cm. O bolo do filtro foi então suspenso em água deionizada e a suspensão foi seca por pulverização a 235°C usando nitrogênio como gás transportador. O pó branco obtido (174,3 kg) continha 3,5% em peso de água. Este pó branco foi então calcinado a 650°C em um forno rotativo para dar 138,2 kg de zeólito contendo boro do tipo de estrutura MWW (BMWW) como um pó branco. 2.2 Desboranação do BMWW com água
[00154] Um reator de tanque agitado de 5 m3 foi carregado com 125 kg do BMWW obtido de acordo com a etapa anterior 1.1 e 3750 kg de água deionizada. O reator foi então lentamente aquecido a 100°C dentro de 1 hora sob agitação a 70 rpm, e então mantido a esta temperatura por 20 horas e finalmente resfriado a uma temperatura abaixo de 50°C antes de ser filtrado. O bolo do filtro foi então lavado com água deionizada até que as lavagens tivessem condutividade abaixo de 15 microSiemens/cm. O bolo do filtro foi então seco durante 6 horas sob uma corrente de nitrogênio. O bolo de filtro foi então removido e suspenso em 850 kg de água deionizada. Esta suspensão foi então seca por pulverização a 235°C, usando nitrogênio como gás transportador. O material seco por pulverização pesava 118,5 kg e continha 42,5% em peso de Si, 0,06% em peso de B e 0,23% em peso de C (carbono orgânico total, TOC). 2.3 Preparação de zeólito contendo titânio de estrutura tipo MWW (TiMWW)
[00155] Um reator de tanque agitado de 2 m3 foi primeiro carregado com 111,2 kg do material seco por pulverização da etapa anterior 1.2. Em um reator de tanque agitado separado de 2 m3 foram colocados 400 kg de água deionizada. Depois de iniciar o agitador a 80 rpm, piperidina (244,0 kg) foi adicionada. Depois de terminada a adição de piperidina, a mistura foi agitada durante 5 minutos antes da adição de ortotitanato de tetrabutila (22,4 kg). O tubo através do qual o titanato foi adicionado foi então lavado com 40 kg de água deionizada. A mistura foi então agitada durante 1 hora antes de ser adicionada ao primeiro reator de tanque agitado contendo o pó seco por pulverização sob agitação (50 rpm). O reator foi então aquecido a 170°C e mantido a esta temperatura por 120 h antes de ser resfriado a 50°C. A pressão máxima durante a reação foi de 10,6 bar. A suspensão resfriada foi então filtrada e o bolo de filtro foi lavado com água deionizada até as lavagens terem condutividade abaixo de 1300 microSiemens/cm e um valor de pH aproximadamente neutro. O bolo de filtro foi então seco sob uma corrente de nitrogênio durante 6 horas. A torta de filtro contendo cerca de 80% em peso de água foi usada diretamente para a próxima etapa. A torta de filtro da etapa anterior e 1000 kg de água deionizada foram preenchidos em um reator de tanque agitado de 2 m3. Em seguida, foram adicionados 1900 kg de ácido nítrico (53% em peso em água) sob agitação a 70 rpm. O reator foi então aquecido a 100°C e mantido a esta temperatura por 20 horas antes de ser resfriado a 50°C. A suspensão obtida foi então filtrada e o bolo de filtro foi lavado com água deionizada até a condutividade ficar abaixo de 10 microSiemens/cm e as lavagens serem aproximadamente neutras. Subsequentemente, o bolo de filtro foi seco sob uma corrente de nitrogênio durante 6 horas. Este bolo de filtro foi então suspenso em água e seco por pulverização a 235°C usando nitrogênio como gás transportador. Foram obtidos 96 kg de pó seco por pulverização. Este material foi então calcinado em um forno rotativo a 650°C. 84 kg de zeólito de titânio da estrutura tipo MWW (TiMWW) foram obtidos como um pó contendo 43% em peso de Si, 2,0% em peso de Ti e 0,2% em peso de C (TOC). O volume de poro determinado por porosimetria de Hg de acordo com a DIN 66133 foi de 7,3 ml/g e a área superficial da BET determinada de acordo com a DIN 66131 foi de 467 m2/g. 2.4 Preparação de um TiMWW contendo zinco (ZnTiMWW) por impregnação
[00156] a) Em um vaso equipado com um condensador de refluxo, uma solução de 981 kg de água deionizada e 6,0 kg de acetato de zinco di- hidratado foi preparada em 30 minutos. Sob agitação (40 rpm), 32,7 kg do material de Ti-MWW calcinado obtido de acordo com 1.3 acima foram suspensos. Posteriormente, o vaso foi fechado e o condensador de refluxo colocado em operação. A taxa de agitação foi aumentada para 70 rpm.
[00157] b) Em um recipiente equipado com um condensador de refluxo, uma solução de 585 kg de água deionizada e 3,58 kg de acetato de zinco di-hidratado foi preparada em 30 minutos. Sob agitação (40 rpm), 19,5 kg do material de Ti-MWW calcinado obtido de acordo com 1.3 acima foram suspensos. Posteriormente, o vaso foi fechado e o condensador de refluxo colocado em operação. A taxa de agitação foi aumentada para 70 rpm.
[00158] Em todos os lotes a) e b), a mistura no recipiente foi aquecida a 100°C dentro de 1 h e mantida em refluxo por 2 h a uma taxa de agitação de 70 rpm. Em seguida, a mistura foi resfriada dentro de 2 h a uma temperatura inferior a 50°C. Para cada lote a) e b), a suspensão resfriada foi submetida a filtração e o licor mãe foi transferido para a descarga de águas residuais. O bolo de filtro foi lavado cinco vezes com água deionizada sob uma pressão de nitrogênio de 2,5 bar. Após a última etapa de lavagem, o bolo de filtro foi seco em uma corrente de nitrogênio por 10 h. No total, foram obtidos 297 kg de bolo de filtro seco com nitrogênio. O material de TiMWW impregnado com Zn assim seco (ZnTiMWW) tinha um teor de Si de 42% em peso, um teor de Ti de 1,8% em peso, um teor de Zn de 1,3% em peso.
[00159] A partir de 297 kg da mistura do bolo de filtro obtido acima, uma suspensão aquosa foi preparada com água deionizada, tendo a suspensão um teor de sólido de 15% em peso. Esta suspensão foi submetida a secagem por pulverização em uma torre de pulverização com as seguintes condições de secagem por pulverização: - aparelho usado: torre de pulverização com um bico - modo de operação: nitrogênio direto - configuração: desumidificador - filtro - depurador - dosagem: bomba de tubo flexível VF 10 (fornecedor: Verder) bico com diâmetro de 4 mm (fornecedor: Niro) - material de filtragem: feltro de agulha Nomex® 10 m2 *) temperatura ambiente
[00160] A torre de pulverização era composta por um cilindro disposto verticalmente com um comprimento de 2.650 mm, um diâmetro de 1.200 mm, em que o cilindro era estreitamente cônico no fundo. O comprimento do cone era de 600 mm. Na cabeça do cilindro, os meios de atomização (um bico de dois componentes) foram dispostos. O material seco por pulverização foi separado do gás de secagem em um filtro a jusante da torre de pulverização e o gás de secagem foi então passado através de um depurador. A suspensão foi passada através da abertura interna do bico e o gás do bico foi passado através da fenda em forma de anel que circundava a abertura. O material seco por pulverização assim obtido tinha um teor de Zn de 1,4% em peso, um teor de Ti de 1,7% em peso, um teor de Si de 41% em peso e um teor de TOC <0,5% em peso. O produto seco por pulverização foi então sujeito a calcinação por 2 h a 650°C sob ar em um forno rotativo, produzindo 43,8 kg de ZnTiMWW seco por pulverização calcinado. O material seco por pulverização calcinado assim obtido tinha um teor de Zn de 1,3% em peso, um teor de Ti de 1,8% em peso, um teor de Si de 42,5% em peso e um teor de C <0,1% em peso. A densidade aparente do ZnTiMWW seco por pulverização calcinado foi de 90 g/l (grama/litro). Os mesoporos do micropó tinham um diâmetro médio de poros (4V/A) de 20,2 nm, conforme determinado por porosimetria de Hg, de acordo com a DIN 66133. Os macroporos do micropó tinham um diâmetro médio de poros (4V/A) de 67,6 nm, conforme determinado por porosimetria de Hg de acordo com a DIN 66133. Os microporos do ZnTiMWW contidos no micropó tinham um diâmetro médio dos poros de 1,06 nm, conforme determinado por adsorção de nitrogênio de acordo com a DIN 66134 (método Horward-Kawazoe). O valor de Dv10 das partículas do micropó foi de 4,10 micrômetros. O valor de Dv50 das partículas do micropó foi de 8,19 micrômetros. O valor de Dv90 das partículas do micropó foi de 14,05 micrômetros. O grau de cristalização determinado por DRX foi (77 +/- 10)%, o tamanho médio do cristalito 35,0 nm +/- 10%. Foi verificado que a fase cristalina exibe uma estrutura de MWW pura. Nenhuma outra fase de titânia cristalina, como anatase, rutilo ou brookita, ou silicato de zinco cristalino (Zn2SiO4), como willemita, puderam ser detectada. 2.5 Preparação de moldagens contendo ZnTiMWW e aglutinante de sílica
[00161] A partir do material de ZnTiMWW seco por pulverização calcinado obtido de acordo com 1.4 acima, uma moldagem foi preparada, seca e calcinada. Para tanto, foram preparados 12 lotes, cada um começando com 3,5 kg do material de ZnTiMWW seco por pulverização calcinado obtido acima, 0,226 kg de Walocel™ (Walocel MW 15000 GB, Wolff Cellulosics GmbH & Co. KG, Alemanha), 2,188 kg de Ludox® AS-40 e 6,6 l de água deionizada, como se segue:
[00162] 3,5 kg de ZnTiMWW e 0,226 kg de Walocel foram sujeitos a amassamento em uma fresa de borda por 5 min. Depois, durante mais amassamento, foram adicionados continuamente 2.188 kg de Ludox. Após mais 10 minutos, foi iniciada a adição de 6 l de água deionizada. Após mais 30 minutos, foram adicionados mais 0,6 l de água deionizada. Após um tempo total de 50 minutos, a massa amassada tornou-se extrudável. Depois disso, a massa amassada foi submetida a extrusão sob 65 a 80 bar, em que a extrusora foi resfriada com água durante o processo de extrusão. Por lote, o tempo de extrusão estava na faixa de 15 a 20 min. O consumo de energia por lote durante a extrusão foi de 2,4 A. Uma cabeça de matriz foi usada, permitindo a produção de filamentos cilíndricos com um diâmetro de 1,7 mm. Na saída do cabeçote da matriz, os filamentos não foram submetidos a um corte no comprimento. Os filamentos assim obtidos foram secos durante 16 horas a 120°C em uma câmara de secagem ao ar. No total (soma dos 12 lotes), foram obtidos 56 kg de filamentos brancos com um diâmetro de 1,7 mm. 56 kg dos filamentos secos foram submetidos a calcinação em um forno rotativo a 550°C por 1 h sob ar, produzindo 52 kg de filamentos calcinados. Depois disso, os filamentos foram peneirados (tamanho da malha 1,5 mm), e o rendimento, após peneiramento, foi de 50,0 kg. As moldagens assim obtidas exibiram uma densidade aparente de 322 g/l (grama por litro) e tinham um teor de Zn de 1,1% em peso, um teor de Ti de 1,4% em peso, um teor de Si de 43% em peso e um C teor <0,1% em peso. Os mesoporos do micropó tinham um diâmetro médio de poros (4V/A) de 20,9 nm, conforme determinado por porosimetria de Hg, de acordo com a DIN 66133. Os macroporos do micropó tinham um diâmetro médio de poros (4V/A) de 50,0 nm, conforme determinado por porosimetria de Hg de acordo com DIN 66133. O grau de cristalização determinado por DRX foi (70 +/- 10)%, o tamanho médio do cristalito de 32,5 nm +/- 10%. A resistência ao esmagamento das moldagens, determinada de acordo com o método usando uma máquina de teste de resistência ao esmagamento Z2.5/TS01S, foi de 4,4 N (desvio padrão: 0,5 N). O valor mínimo encontrado ao testar as 10 amostras foi de 3,5 N, o valor máximo de 5,1 N. No RMN 29Si MAS, após a curva ter sido desconvolvida pelas formas de linhas Gaussian-Lorentzian adequadas, seis picos foram claramente observados. A razão Q3/Q4 foi verificado ser 2,2. A quantidade total de água adsorvida conforme determinado de acordo com o Exemplo de Referência 6 da moldagem, foi de 6,9% em peso. A superfície de Langmuir é determinada por adsorção de nitrogênio a 77 K de acordo com a DIN 66133 foi de 518 m2/g, a área superficial específica de mulitponto BET determinada por adsorção de nitrogênio a 77 K de acordo com a DIN 66133 foi de 373 m2/g. O volume total de intrusão determinado de acordo com a porosimetria de Hg de acordo com a DIN 66133 foi de 1,3 ml/g (mililitro/grama), a respectiva área de poros total de 100,2 m2/g. Foi verificado que a fase cristalina das moldagens exibe uma estrutura de MWW pura. Nenhuma outra fase de titânia cristalina, como anatase, rutilo ou brookita ou silicato de zinco cristalino (Zn2SiO4), como willemita, não foi detectada por DRX.
[00163] A partir dos filamentos calcinados, uma etapa pós-tratamento foi realizada da seguinte forma: 1.000 kg de água deionizada foram preenchidos em um vaso. Em seguida, foram adicionados 50 kg das moldagens calcinadas. O vaso foi fechado (estanque à pressão) e a mistura obtida foi aquecida a uma temperatura de 145°C dentro de 1,5 h e mantida a esta temperatura sob pressão autógena (cerca de 3 bar) por 8 h. Em seguida, a mistura foi resfriada por 2 h. Os filamentos tratados com água foram submetidos a filtração e lavados com água deionizada. Os filamentos obtidos foram aquecidos em uma câmara de secagem ao ar dentro de 1 h a uma temperatura de 120°C e mantidos a esta temperatura por 16 h. Posteriormente, o material seco foi aquecido ao ar a uma temperatura de 450°C dentro de 5,5 h e mantido a esta temperatura por 2 h. Depois disso, os filamentos foram peneirados (tamanho da malha 1,5 mm), e o rendimento, após peneiramento, foi de 49,1 kg. As moldagens tratadas com água assim obtidas exibiram uma densidade aparente de 332 g/l (grama por litro) e tinham um teor de Zn de 1,1% em peso, um teor de Ti de 1,4% em peso, um teor de Si de 42% em peso, e um teor de C <0,10% em peso. Os mesoporos do micropó tinham um diâmetro médio de poros (4V/A) de 22,1 nm, conforme determinado por porosimetria de Hg, de acordo com a DIN 66133. Os macroporos do micropó tinham um diâmetro médio de poros (4V/A) de 52,0 nm, conforme determinado por porosimetria de Hg de acordo com DIN 66133. O grau de cristalização determinado por DRX foi (69 +/- 10)%, o tamanho médio do cristalito de 30,5 nm +/- 10%. A resistência ao esmagamento dos moldes, conforme determinado de acordo com o método usando uma máquina de teste de resistência ao esmagamento Z2.5/TS01S, foi de 13,7 N (desvio padrão: 2,5 N). O valor mínimo verificado ao testar as 10 amostras foi de 10,2 N, o valor máximo de 17,6 N. No RMN 29Si MAS, após a curva ter sido desconvolvida pelas formas de linhas Gaussian-Lorentzian apropriadas, seis picos foram claramente observados. A relação Q3/Q4 foi de 1,39. A quantidade total de água adsorvida da moldagem foi de 6,9% em peso. A razão de intensidade da banda de infravermelho na região de (3746 +/- 20) cm-1 atribuída aos grupos silanol livre, em relação à banda de infravermelho na região de 3688 +/- 20 cm-1 atribuída aos grupos de silanol vicinal foi menor que 1,4. A superfície de Langmuir é determinada por adsorção de nitrogênio a 77 K de acordo com a DIN 66133 foi de 421 m2/g, a área superficial específica multiponto BET determinada por adsorção de nitrogênio a 77 K de acordo com a DIN 66133 foi de 303 m2/g. O volume total de intrusão determinado de acordo com a porosimetria de Hg de acordo com a DIN 66133 foi de 1,3 ml/g (mililitro/grama), com a respectiva área total de poros de 98,7 m2/g. Foi verificado que a fase cristalina das moldagens exibe uma estrutura de MWW pura. Nenhuma outra fase de titânia cristalina, como anatase, rutilo ou brookita ou silicato de zinco cristalino (Zn2SiO4), como willemita, não foi detectada por DRX. Exemplo de referência 3: Caracterização do catalisador Exemplo de referência 3.1: Determinação dos valores de Dv10, Dv50 e Dv90
[00164] 1,0 g do micropó é suspenso em 100 g de água deionizada e agitado por 1 min. A amostra foi submetida à medição em um aparelho usando os seguintes parâmetros: Mastersizer S long bed versão 2.15, ser. No. 33544-325; fornecedor: Malvern Instruments GmbH, Herrenberg, Alemanha: largura focal 300RF mm; comprimento do feixe 10,00 mm; módulo MS017; sombreamento 16,9%; modelo de dispersão 3$$D; nenhum modelo de análise de correção polidispersa. Exemplo de Referência 3.2: Determinação da concentração de silanol das moldagens
[00165] Para a determinação da concentração de silanol, as experiências de RMN 29Si MAS foram realizadas à temperatura ambiente em um espectrômetro VARIAN Infinityplus-400 usando rotores de 5,0 mm de ZrO2. Os espectros RMN 29Si MAS foram coletados a 79,5 MHz usando um pulso de 1,9 μs π/4 (microssegundo pi/4) com atraso de reciclagem de 10 s e 4000 varreduras. Todos os espectros 29Si foram registrados em amostras centrifugadas a 6 kHz e os desvios químicos foram referenciados ao 4,4- dimetil-4-silapentano sulfonato de sódio (DSS). Para a determinação da concentração do grupo silanol, um determinado espectro de RMN 29Si MAS é desconvolvido pelas formas de linha Gaussian-Lorentzian apropriadas. A concentração dos grupos silanol em relação ao número total de átomos de Si é obtida através da integração dos espectros RMN 29Si MAS não desconvolvidos. Exemplo de referência 3.3: Determinação da resistência ao esmagamento dos moldes
[00166] A resistência ao esmagamento, conforme referido no contexto da presente invenção, deve ser entendida como determinada através de uma máquina de teste de resistência ao esmagamento Z2.5/TS01S, fornecedor Zwick GmbH & Co., D-89079 Ulm, Alemanha. Quanto aos fundamentos desta máquina e seu funcionamento, é feita referência ao respectivo manual de instruções “Registre-se 1: Manual de instruções/instruções de uso para a máquina de impressão de materiais Z2.5/TS01S”, versão 1.5, dezembro de 2001 por Zwick GmbH & Co. Technische Dokumentation, August-Nagel- Strasse 11, D-89079 Ulm, Alemanha. Com a referida máquina, um determinado filamento é submetido a uma força crescente através de um êmbolo com um diâmetro de 3 mm até o filamento ser esmagado. A força na qual o filamento tritura é chamada de força de esmagamento do filamento. A máquina está equipada com uma mesa horizontal fixa na qual o filamento é posicionado. Um êmbolo que é livremente móvel na direção vertical aciona o filamento contra a mesa fixa. O aparelho foi operado com uma força preliminar de 0,5 N, uma taxa de cisalhamento sob força preliminar de 10 mm/min e uma taxa de teste subsequente de 1,6 mm/min. O pistão verticalmente móvel foi conectado a uma célula de carga para coleta de força e, durante a medição, movido em direção à plataforma giratória fixa na qual o molde (filamento) a ser investigado está posicionado, atuando assim o filamento contra a mesa. O êmbolo foi aplicado nos suportes perpendicularmente ao seu eixo longitudinal. O controle do experimento foi realizado por meio de um computador que registrou e avaliou os resultados das medições. Os valores obtidos são o valor médio das medições para 10 filamentos em cada caso. Exemplo de referência 3.4: espectros de RMN no estado sólido 29Si em relação às estruturas Q3 e Q4
[00167] O efeito do tratamento da água da invenção sobre o molde relacionado às estruturas Q3 e Q4 no material foi distinguido pela comparação das alterações nos espectros de RMN de estado sólido 29Si em condições comparáveis. Todas os experimentos de RMN no estado sólido 29Si foram realizados usando um espectrômetro Bruker Advance com frequência Larmor 300 MHz 1H (Bruker Biospin, Alemanha). As amostras foram embaladas em rotores de 7 mm de ZrO2 e medidas sob rotação de ângulo mágico de 5 kHz à temperatura ambiente. Os espectros de polarização direta 29Si foram obtidos usando excitação de pulsos (pi/2) com 5 microssegundos de largura de pulso, uma frequência portadora 29Si correspondente a -65 ppm no espectro e um atraso de reciclagem de varredura de 120 s. O sinal foi adquirido por 25 ms sob desacoplamento de prótons de alta potência a 45 kHz e acumulado por 10 a 17 horas. Os espectros foram processados usando Bruker Topspin com ampliação de linha exponencial de 30 Hz, faseamento manual e correção manual da linha de base em toda a largura do espectro. Os espectros foram referenciados com o polímero Q8M8 como um padrão secundário externo, ajustando a ressonância do grupo trimetilsilila M para 12,5 ppm. Os espectros foram então equipados com um conjunto de formas de linhas gaussianas, de acordo com o número de ressonâncias discerníveis. Em relação aos espectros atualmente avaliados, foram usadas 6 linhas no total, representando os cinco máximos distintos (aproximadamente -118, -115, -113, -110 e -104 ppm) mais o ombro claramente visível a -98 ppm. A adaptação foi realizada usando DMFit (Massiot et al., Magnetic Resonance in Chemistry, 40 (2002) pp 70- 76). Os picos foram ajustados manualmente no pico máximo visível ou no ombro. Ambos, a posição do pico e a largura da linha foram deixadas sem restrições, ou seja, os picos de ajuste não foram fixados em uma determinada posição. O resultado do ajuste foi numericamente estável, ou seja, distorções na configuração inicial do ajuste, conforme descrito acima, levaram a resultados semelhantes. As áreas de pico ajustadas foram posteriormente usadas normalizadas como feitas pelo DMFit. Após o tratamento com água da invenção, foi observada uma diminuição da intensidade do sinal no lado esquerdo do espectro, uma região que inclui estruturas de silanol Q3 (aqui especialmente: em torno e acima de -104 ppm, ou seja, “esquerda” de -104 ppm) Além disso, foi observado um aumento de sinal no lado direito do espectro (aqui: abaixo de -110 ppm, isto é, “direita” de -110 ppm), cuja região compreende exclusivamente estruturas Q4. Para a quantificação das mudanças no espectro, uma razão foi calculada que reflete as mudanças nas áreas de pico “mão esquerda” e “mão direita”, como segue. Os seis picos foram marcados com 1, 2, 3, 4, 5 e 6, e a razão Q foi calculada com a fórmula 100 * {[a1 + a2] / [a4 + a5 + a6]} / a3. Nesta fórmula, ai, i = 1 ... 6 representa a área do pico ajustado ao qual esse número foi atribuído. Exemplo de referência 3.5: Adsorção/Dessorção de Água - Absorção de Água
[00168] As medições das isotermas de adsorção/dessorção de água foram realizadas em um instrumento VTI SA da TA Instruments, seguindo um programa de etapa isotérmica. O experimento consistiu em uma operação ou uma série de operações realizadas em um material de amostra que foi colocado na bandeja de microbalança dentro do instrumento. Antes do início da medição, a umidade residual da amostra foi removida aquecendo a amostra a 100°C (rampa de aquecimento de 5°C/min) e mantendo-a por 6 h sob um fluxo de N2. Após o programa de secagem, a temperatura na célula foi reduzida para 25°C e mantida isotérmica durante as medições. A microbalança foi calibrada e o peso da amostra seca foi equilibrado (desvio máximo de massa de 0,01% em peso). A captação de água pela amostra foi medida como o aumento de peso em relação ao da amostra seca. Primeiro, uma curva de adsorção foi medida aumentando a umidade relativa (RH) (expressa como % em peso de água na atmosfera dentro da célula) à qual as amostras foram expostas e medindo a captação de água pela amostra em equilíbrio. A RH foi aumentada com uma etapa de 10% em peso de 5 a 85% e a cada etapa o sistema controlava a RH e monitorava o peso da amostra até atingir as condições de equilíbrio e registrando a captação de peso. A quantidade total de água adsorvida pela amostra foi coletada após a amostra ter sido exposta a 85% em peso de RH. Durante a medição da dessorção, a RH foi reduzida de 85% em peso para 5% em peso, com uma etapa de 10%, e a mudança no peso da amostra (captação de água) foi monitorada e registrada. Exemplo de referência 3.6: Medições de FT-IR
[00169] As medições de FT-IR (infravermelho por transformada de Fourier) foram realizadas em um espectrômetro Nicolet 6700. A moldagem foi pulverizada e depois prensada em uma pastilha autoportante sem o uso de aditivos. A pastilha foi introduzida em uma célula de alto vácuo (HV) colocada no instrumento FT-IR. Antes da medição, a amostra foi pré-tratada em alto vácuo (10-5 mbar) por 3 horas a 300°C. Os espectros foram coletados após o resfriamento da célula a 50°C. Os espectros foram registrados na faixa de 4000 a 800 cm-1 com uma resolução de 2 cm-1. Os espectros obtidos são representados em um gráfico que tem no eixo x o número de onda (cm-1) e no eixo y a absorbância (unidades arbitrárias, a.u.). Para a determinação quantitativa das alturas dos picos e a razão entre esses picos, foi realizada uma correção da linha de base. Alterações na região de 3000 - 3900 cm-1 foram analisadas e para comparação de múltiplas amostras, como referência a banda em 1880 ± 5 cm-1 foi realizada. Exemplo de referência 3.7: Determinação da cristalinidade via DRX
[00170] A cristalinidade dos materiais zeolíticos de acordo com a presente invenção foi determinada por análise de DRX. Os dados foram coletados usando um difratômetro Bragg-Brentano padrão com uma fonte de raios-X Cu e um detector de ponto dispersivo de energia. A faixa angular de 2° a 70° (2 teta) foi digitalizada com um tamanho de passo de 0,02°, enquanto a fenda de divergência variável foi ajustada para um comprimento de amostra iluminado constante de 20 mm. Os dados foram analisados usando o software TOPAS V4, em que os picos de difração acentuados foram modelados usando um ajuste de Pawley contendo uma célula unitária com os seguintes parâmetros de partida: a = 14,4 Angstrom (1 Angstrom = 10-10 m) e c = 25,2 Angstrom no grupo espacial P6/mmm. Estes foram refinados para ajustar os dados. Picos independentes foram inseridos nas seguintes posições. 8,4 °, 22,4°, 28,2° e 43°. Estes foram usados para descrever o conteúdo amorfo. O teor cristalino descreve a intensidade do sinal cristalino até a intensidade total dispersa. Também foram incluídos no modelo um plano de fundo linear, Lorentz e correções de polarização, parâmetros de treliça, grupo espacial e tamanho de cristalito. Exemplo de referência 4: Processo de epoxidação com catalisador ZnTiMWW em acetonitrila, água
[00171] Um reator principal A era um reator de feixe de tubos verticalmente montado com 5 tubos (comprimento dos tubos: 12 m, diâmetro interno do tubo: 38 mm), cada tubo sendo equipado com um termopar multiponto axialmente posicionado com 10 pontos de medição igualmente espaçados envolto em um reservatório termométrico adequado com um diâmetro de 18 mm. Cada tubo foi carregado com 3 kg de moldes de catalisador ZnTiMWW, conforme preparado de acordo com o Exemplo de referência 2. O espaço livre eventualmente restante foi preenchido com esferas de esteatita (diâmetro de 3 mm). O calor da reação foi removido através da circulação de um meio de transferência de calor termoestatizado (mistura água/glicol) no lado do invólucro na direção de co-corrente para a alimentação. A taxa de fluxo do meio de transferência de calor foi ajustada para que a diferença de temperatura entre a entrada e a saída não excedesse 1°C. A temperatura da reação referida abaixo, também referida como TR, foi definida como a temperatura do meio de transferência de calor que entra no invólucro do reator. Na saída do reator, a pressão era controlada por um regulador de pressão e mantida constante a 20 bar (abs). A corrente de saída (5) que sai da unidade de epoxidação A foi amostrada a cada 20 minutos, a fim de determinar a concentração de peróxido de hidrogênio usando o método de sulfato de titanila e calcular a conversão de peróxido de hidrogênio. A conversão de peróxido de hidrogênio foi definida como 100 x (1- msaída/mentrada), em que mentrada é a taxa de fluxo molar de H2O2 na alimentação do reator e msaída é a taxa de fluxo molar de H2O2 na saída do reator. Com base nos valores de conversão de peróxido de hidrogênio respectivamente obtidos, a temperatura de entrada do meio de transferência de calor foi ajustada para manter a conversão de peróxido de hidrogênio essencialmente constante na faixa de 90 a 92%. A temperatura de entrada do meio de transferência de calor foi fixada em 30°C no início de uma determinada operação com um novo lote do catalisador de epoxidação e foi aumentada, se necessário, para manter a conversão de peróxido de hidrogênio na faixa mencionada. O aumento de temperatura necessário era geralmente menor que 1 K/d. O fluxo de saída (5) que sai da unidade de epoxidação A foi passado através de uma unidade de troca de calor. A corrente que sai da unidade de troca de calor foi alimentada à Unidade de Epoxidação B.
[00172] Epoxidação em um reator de acabamento (Unidade de Epoxidação B): O reator de acabamento B era um reator de leito fixo adiabaticamente operado. Nesse contexto, o termo “adiabático” refere-se a um modo de operação pelo qual nenhum resfriamento ativo é realizado e de acordo pelo qual o reator de acabamento é adequadamente isolado para minimizar as perdas de calor. O reator de acabamento B tinha um comprimento de 4 m e um diâmetro de 100 mm. O reator foi cheio com 9 kg do mesmo catalisador de epoxidação que foi usado no reator principal de epoxidação A. O espaço livre foi preenchido com esferas de esteatita (diâmetro de 3 mm). A pressão de operação do reator de acabamento B foi de 10 bar, a qual foi mantida constante por um regulador de pressão adequado na saída do reator. A saída do reator de acabamento B foi amostrada a cada 20 minutos, a fim de determinar a concentração de peróxido de hidrogênio usando o método de sulfato de titanila. O efluente do reator de acabamento B, corrente (6), foi de preferência despressurizado em um tambor flash, e ambos o líquido e o gás desse tambor foram alimentados a uma coluna de separação da caldeira leve (unidade de destilação C).
[00173] O reator principal A foi alimentado por baixo com uma corrente monofásica líquida (1). A corrente (1) foi preparada misturando cinco correntes (2), (2a), (3), (4) e (4a). A temperatura da corrente (1) estava na faixa de 20 a 40°C. As correntes foram pré-misturadas a uma pressão absoluta de 23 bar. A corrente de alimentação líquida (1) consistia em uma única fase líquida: - A corrente (2) era uma corrente de acetonitrila e tinha uma vazão de 69 kg/h.
[00174] - A corrente (2a) era uma corrente de água e tinha uma vazão de 3 kg/h.
[00175] - A corrente (3) com uma taxa de fluxo de 12,9 kg/h era uma corrente de propileno (contendo 0,35 kg/h de propeno) e era provida a partir de um tanque de armazenamento, permitindo uma alimentação contínua e alimentada usando uma bomba dosadora adequada.
[00176] - A corrente (4), com uma taxa de fluxo de 15 kg/h, era uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio com uma concentração de peróxido de hidrogênio de 40% em peso (grau “bruta/lavada” da Solvay com um TOC na faixa de 100 a 400 mg /kg). A solução aquosa de peróxido de hidrogênio foi provida a partir de um tanque de armazenamento, permitindo uma alimentação contínua, e alimentada usando uma bomba dosadora adequada.
[00177] - A corrente (4a) era uma corrente aquosa compreendendo formato de potássio dissolvido. A corrente adicional foi provida a partir de um tanque de armazenamento, permitindo uma alimentação contínua, e foi alimentada usando uma bomba dosadora adequada. A concentração do formato de potássio foi de 2,5% em peso, a taxa de alimentação da corrente foi de 500 g/h (1000 μmol de potássio/mol de peróxido de hidrogênio). A corrente (4a) foi completamente misturada com a corrente (4) antes da corrente combinada ser misturada com a corrente resultante da mistura das correntes (2), 2a) e (3).
[00178] A epoxidação foi realizada de maneira contínua.
[00179] A corrente de efluente do reator a jusante da válvula de controle de pressão foi coletada, pesada e analisada (corrente de efluente (6)). Os componentes orgânicos, com exceção do oxigênio, foram analisados em dois cromatógrafos a gás separados. O teor de peróxido de hidrogênio foi determinado colorimetricamente usando o método de sulfato de titanila. A corrente de efluente (6) compreendeu 66,5% em peso de acetonitrila, 17,4% em peso de água, 11,6% em peso de óxido de propileno, 3,8% em peso de propileno, 0,13% em peso de propileno glicol, 0,5% em peso de propileno glicol, 0,5% em peso de propano, 0,03% em peso de oxigênio, 0,02% em peso de acetaldeído, 0,01% em peso de propionaldeído. Exemplo de referência 5: Separação de propeno da corrente (6) para obter a corrente S1 Separação de ebulidores leves da corrente (6) para obter uma corrente (7) (corrente S1)
[00180] A corrente (6) foi enviada para uma coluna de separação de ebulidor leve (unidade de destilação C) operada a 1,1 bar. A coluna de destilação tinha um comprimento de 8,5 m, um diâmetro de 170 mm e era equipada com 40 bandejas de bolhas, um evaporador na parte inferior e um condensador na parte superior. A coluna foi operada como uma torre mista de lavagem/destilação, em que o agente de lavagem foi retirado de um tanque separado ou de uma etapa posterior do processo e foi introduzido a 10°C no topo da coluna. Correntes de entrada líquidas e gasosas foram introduzidas na coluna em diferentes pontos. O ponto de alimentação da porção de líquido da corrente (6) estava acima da bandeja de bolhas 37; a porção gasosa da corrente (6) foi introduzida na coluna acima da bandeja de bolhas 28 (contada a partir do topo). A corrente (S8), que representava a corrente S2, foi retirada da coluna de separação de ebulidor leve como corrente de fundo.
[00181] A corrente gasosa (7) que deixa os meios de resfriamento no topo da coluna continha principalmente propeno, propano (que estava contido como impureza no propeno de grau polímero usado) e pequenas quantidades de CO2 e N2 e estava essencialmente livre de óxido de propileno (menor que 300 volume-ppm) como mostrado na Tabela 1. Esta corrente de topo (7) representou a corrente S1. Tabela 1 Exemplo de referência 6: Processo de epoxidação com catalisador TS-1 em metanol, água
[00182] Um reator principal A era um reator de feixe de tubos verticalmente montado com 5 tubos (comprimento dos tubos: 12 m, diâmetro interno do tubo: 38 mm), cada tubo sendo equipado com um termopar multiponto axialmente posicionado com 10 pontos de medição igualmente espaçados envolto em um reservatório termométrico adequado com um diâmetro de 18 mm. Cada tubo foi carregado com 3 kg de moldes de catalisador TS-1, conforme preparado de acordo com o Exemplo de Referência 1. O espaço livre eventualmente restante foi preenchido com esferas de esteatita (diâmetro de 3 mm). O calor da reação foi removido através da circulação de um meio de transferência de calor termostatizado (mistura água/glicol) no lado do invólucro na direção de co-corrente para a alimentação. A taxa de fluxo do meio de transferência de calor foi ajustada para que a diferença de temperatura entre a entrada e a saída não excedesse 1°C. A temperatura da reação aqui referida abaixo, também referida como TR, foi definida como a temperatura do meio de transferência de calor que entra no invólucro do reator. Na saída do reator, a pressão era controlada por um regulador de pressão e mantida constante a 20 bar (abs). A corrente de saída (5) que sai da unidade de epoxidação A foi amostrada a cada 20 minutos, a fim de determinar a concentração de peróxido de hidrogênio usando o método de sulfato de titanila e calcular a conversão de peróxido de hidrogênio. A conversão de peróxido de hidrogênio foi definida como 100 x (1-msaída /mentrada), em que mentrada é a taxa de fluxo molar de H2O2 na alimentação do reator e msaída é a taxa de fluxo molar de H2O2 na saída do reator. Com base nos valores de conversão de peróxido de hidrogênio obtidos respectivamente, a temperatura de entrada do meio de transferência de calor foi ajustada para manter a conversão de peróxido de hidrogênio essencialmente constante na faixa de 90 a 92%. A temperatura de entrada do meio de transferência de calor foi fixada em 30°C no início de uma determinada operação com um novo lote do catalisador de epoxidação e foi aumentada, se necessário, para manter a conversão de peróxido de hidrogênio na faixa mencionada. O aumento de temperatura necessário era geralmente menor que 1 K/d. Epoxidação em um reator de acabamento (Unidade de Epoxidação B): O reator de acabamento B era um reator de leito fixo operado adiabaticamente. Nesse contexto, o termo “adiabático” refere-se a um modo de operação pelo qual nenhum resfriamento ativo é realizado e pelo qual o reator de acabamento é adequadamente isolado para minimizar as perdas de calor. O reator de acabamento B tinha um comprimento de 4 m e um diâmetro de 100 mm. O reator foi cheio com 9 kg do mesmo catalisador de epoxidação que foi usado no reator principal de epoxidação A. O espaço livre foi preenchido com esferas de esteatita (diâmetro de 3 mm). A pressão de operação do reator de acabamento B foi de 10 bar, a qual foi mantida constante por um regulador de pressão adequado na saída do reator. A saída do reator de acabamento B foi amostrada a cada 20 minutos, a fim de determinar a concentração de peróxido de hidrogênio usando o método de sulfato de titanila. O efluente do reator de acabamento B, corrente (6), foi de preferência despressurizado em um tambor flash, e o líquido e o gás desse tambor foram alimentados a uma coluna de separação da ebulidor leve (unidade de destilação C).
[00183] O reator principal A foi alimentado por baixo com uma corrente monofásica líquida (1). O fluxo (1) foi preparado misturando cinco correntes (2), (2a), (3), (4) e (4a). A temperatura da corrente (1) estava na faixa de 20 a 40°C. As correntes foram pré-misturadas a uma pressão absoluta de 23 bar. A corrente de alimentação líquida (1) consistiu em uma única fase líquida: - A corrente (2) era uma corrente de MeOH e tinha uma taxa de fluxo de 50,3 kg/h.
[00184] - A corrente (2a) era uma corrente de água e tinha uma vazão de 0,2 kg/h.
[00185] - A corrente (3) com uma vazão de 9,4 kg/h era uma corrente de propileno (contendo 0,25 kg/h de propeno) e era provida a partir de um tanque de armazenamento, permitindo uma alimentação contínua e alimentada usando uma bomba dosadora adequada.
[00186] - A corrente (4), com uma vazão de 14 kg/h, era uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio com uma concentração de peróxido de hidrogênio de 40% em peso (grau “bruto/lavado” da Solvay com um TOC na faixa de 100 a 400 mg/kg). A solução aquosa de peróxido de hidrogênio foi provida a partir de um tanque de armazenamento, permitindo uma alimentação contínua, e alimentada usando uma bomba dosadora adequada.
[00187] - A corrente (4a) era uma corrente aquosa compreendendo hidrogenofosfato de dipotássio dissolvido. A corrente adicional foi provida a partir de um tanque de armazenamento, permitindo uma alimentação contínua, e foi alimentada usando uma bomba dosadora adequada. A concentração do hidrogenofosfato de dipotássio foi de 2,5% em peso, a taxa de alimentação da corrente foi de 100 g/h (200 μmol de potássio/mol de peróxido de hidrogênio). A corrente (4a) foi completamente misturada com a corrente (4) antes da corrente combinada ser misturada com a corrente resultante da mistura das correntes (2), 2a) e (3). A epoxidação foi realizada de maneira contínua. A corrente de efluente do reator a jusante da válvula de controle de pressão foi coletada, pesada e analisada (corrente de efluente (6)). Os componentes orgânicos, com exceção do oxigênio, foram analisados em dois cromatógrafos a gás separados. O teor de peróxido de hidrogênio foi determinado colorimetricamente usando o método de sulfato de titanila. A corrente de efluente (6) compreendeu 66,1% em peso de MeOH, 17,2% em peso de água, 10,6% em peso de óxido de propileno, 4,2% em peso de propileno, 0,5% em peso de propileno glicol, 0,24% em peso de propileno, 0,04% em peso de propano, 0,04% em peso de oxigênio, 0,08% em peso de acetaldeído, 0,01% em peso de propionaldeído. Coluna de destilação K1
[00188] O efluente do reator a partir do reator A, o líquido e também a porção gasosa do mesmo (corrente (5)) foram passados para uma coluna de destilação K1 e destilados à pressão ambiente. A coluna de destilação (DN25 x 2600 mm de comprimento, PN 10) foi fabricada em aço inoxidável e equipada com gaxeta Sulzer CY. A unidade de destilação K1 foi operada sob pressão ambiente e outras condições operacionais (aquecimento do fundo, razão de refluxo) foram ajustadas de modo que essencialmente todo do óxido de propileno estivesse contido na corrente de topo (5a); a corrente (5a) foi enviada para uma coluna de separação de ebulidor leve (unidade de destilação C). A corrente de fundo (5b) continha cerca de 75% em peso de metanol e essencialmente todo do peróxido de hidrogênio não reagido.
[00189] Esta corrente de fundo (5b) foi passada através de um trocador de calor e levada a uma temperatura de 35°C. Antes desta corrente ser introduzida no reator B, ela foi misturada com uma corrente de propileno (4a) (propileno de grau polimérico contendo 99,9% em peso de propeno, o restante sendo essencialmente propano; taxa de fluxo: 22,5 g/h). Exemplo de referência 7: Separação de propeno da corrente (6) para obter a corrente S1 Separação de ebulidores leves da corrente (6) para obter uma corrente (7) (corrente S1)
[00190] A corrente (6) do Exemplo de referência 6 foi enviada para uma coluna de separação de ebulidor leve (unidade de destilação C) operada a 1,1 bar. A coluna de destilação tinha um comprimento de 8,5 m, um diâmetro de 170 mm e era equipada com 40 bandejas de bolhas, um evaporador na parte inferior e um condensador na parte superior. A coluna foi operada como uma torre mista de lavagem/destilação, em que o agente de lavagem foi retirado de um tanque separado ou de uma etapa posterior do processo e foi introduzido a 10°C no topo da coluna. Correntes de entrada líquidas e gasosas foram introduzidas na coluna em diferentes pontos. O ponto de alimentação da porção líquida da corrente (6) estava acima da bandeja de bolhas 37; a porção gasosa da corrente (6) foi introduzida na coluna acima da bandeja de bolhas 28 (contada a partir do topo). A corrente (S8), que representava a corrente S2, foi retirada da coluna de separação da caldeira leve como corrente de fundo. A corrente gasosa que sai dos meios de resfriamento no topo da coluna de separação de propeno continha principalmente propeno, propano (que estava contido como impureza no propeno de grau polímero usado) e pequenas quantidades de CO2 e N2 e estava essencialmente livre de óxido de propileno (menos de 300 volume-ppm), como mostrado na Tabela 2. Esse fluxo superior representou a corrente S1. Tabela 2 Composição do fluxo S1 do Exemplo de referência 7 Exemplos comparativos e inventivos 1.1 Cálculos
[00191] Em relação à reciclagem de propeno a partir do gás composto principalmente de propeno, propano e dióxido de carbono, a capacidade relativa de absorção de propeno e a seletividade relativa contra propano e CO2 foram elaboradas com base nos coeficientes de atividade limitantes a 298K, calculados por Cosmo-RS (COSMOthermX, versão C30_1601, desenvolvida e direitos autorais da COSMOlogic GmbH & Co.KG, Imbacher Weg 46, 51379 Leverkusen, ALEMANHA). A parametrização BP_TZVPD_FINE_C30_1601 foi aplicada. O cálculo do Cosmo-RS é baseado em um modelo de coeficiente de atividade com fase gasosa ideal. Portanto, a fugacidade e o efeito da pressão na fase gasosa não são considerados, o coeficiente de atividade não depende da pressão. Separação dos coeficientes de atividade limitante em diluição infinita (g“(CO2), g“ (propano) e g“ (propeno)) a 25°C seletividade (S) e capacidade (KAP, KAPm com base na massa, considerando o peso molar MW (g/mol) da mistura de solventes) foram calculados levando-se em consideração diferentes quantidades de água nos solventes de acetonitrila ou metanol. Os seguintes critérios foram calculados: S1 = g“ (propano) / g“ (propeno) S2 = g“ (CO2) / g“ (propeno) KAP = 1 / g“ (propeno) KAPm = 1 / g“ (propeno) / MW (mistura de solventes) • 1000
[00192] Na Tabela 3 e na Tabela 4, os coeficientes de atividade limitante e os critérios de seletividade e capacidade (capacidade relacionada à massa multiplicada por 1000 para facilitar a leitura) são compilados com o aumento da concentração de água (w (g/g) fração ponderal de água) que parte da solventes puros acetonitrila ou metanol. Com o aumento da concentração de água em acetonitrila e metanol, a capacidade de absorção de propeno é diminuída e a seletividade contra propano é aumentada. Tabela 3 Parâmetros para misturas de acetonitrila - solvente água a 298 K Tabela 4 Parâmetros para misturas de solvente metanol - água a 298 K
[00193] Para os componentes propeno e propano, bem como para dióxido de carbono e nitrogênio, uma equação cúbica do modelo de estado (versão da regra de mistura NRTL da equação de estado PSRK, T. Holderbaum e J. Gmehling, PSRK: A Equação de Estado de Contribuição de Grupo Baseada em UNIFAC, Fluid Phase Equilib. 70 (1991) páginas 251265) foi criado a fim de levar em conta a faixa de pressão mais alta e as condições quase ou supercríticas, aplicando dados experimentais de componentes puros e dados experimentais de mistura para os sistemas binários com acetonitrila ou metanol. A adição de água ao respectivo solvente acetonitrila ou metanol foi considerada escalonando a pressão parcial dos solutos em uma base molar em um solvente puro pela razão de coeficiente de atividade limitante calculada por Cosmo-RS para o solvente contendo água em comparação ao solvente puro. 1.2 Simulações
[00194] Os dados do Exemplo comparativo e dos Exemplos inventivos foram obtidos a partir de simulações com o pacote de programas AspenONE V8.6 (empresa Aspentech). 1.3 Configuração do depurador
[00195] O depurador era uma torre de destilação, operada a uma pressão máxima na faixa de 6 a 30 bar, uma pressão de reservatório de 18 bar e foi calculada com 20 bandejas teóricas (sem reboiler, condensador exclusivo). O ponto de alimentação do fluxo S1 estava no estágio 6 contado a partir do topo. O fluxo S1 da separação de ebulidor leve (unidade de destilação C) ou a corrente S1a da unidade de destilação D1 representou a corrente de alimentação S1 para todos os exemplos, conforme descrito em detalhes para cada exemplo abaixo, e foi alimentado com uma temperatura de 15°C (temperatura ajustada por trocador de calor) e uma corrente de massa de 3710 kg/h e tinha a seguinte composição: 91% em peso de propeno (3458 kg/h), 0% em peso de água (0 kg/h), 0,65% em peso de dióxido de carbono (24,7 kg/h), 5,5% em peso de propano (209 kg/h), 2,85% em peso de nitrogênio (108,3 kg/h) de acordo com as Tabelas 1, 2. O agente de arraste (EA) foi introduzido na parte superior. As temperaturas no topo e no reservatório da torre de destilação estão indicadas nas Tabelas 5-9. A corrente S4 foi retirada como corrente de topo e introduzida em um condensador. A concentração de propeno na corrente S4 após a passagem do condensador foi ajustada para uma perda de 1% em peso em relação à quantidade de propeno compreendida em S1. A corrente EA, usada como agente de arraste, continha acetonitrila e água como indicado nas Tabelas 5 a 6 ou metanol e água como indicado nas Tabelas 7 a 9. Essa corrente foi alimentada no topo da torre como um líquido com uma temperatura de 25°C e uma vazão entre 4-50 t/h (ver exemplos). 1.4 Exemplo 1: acetonitrila - água como agente de arraste com teor de água na faixa de 0 a 20% em peso
[00196] A corrente S1 da separação de ebulidor leve (unidade de destilação C) de acordo com o Exemplo de referência 5 representou a corrente de alimentação S1. Acetonitrila pura (ACN) e misturas de acetonitrila com água foram usadas como agente de arraste (corrente EA) em um depurador, conforme descrito em 1.3. As concentrações das misturas de solventes e das composições da corrente condensada S4 e da corrente de fundo S3 estão indicadas na Tabela 5. A Figura 4 mostra a pureza do propeno expressa em razão em peso de propeno/propano na corrente S3 em relação ao teor de água do agente de arraste (fração em peso da água [g/g]). Tabela 5 Composições da corrente de fundo S3 e da corrente condensada S4 após o condensador, agente de arraste ACN com 0 a 20% em peso de água Tabela 5 (cont.) Agente de arraste Perda de propeno Reservatório (corrente S3)
[00197] Surpreendentemente, foi verificado que o aumento do teor de água no agente de arraste permite uma separação melhorada de propeno e propano. Assim, o uso de um depurador com agente de arraste de acetonitrila/água permite a recuperação de propeno no reservatório, que pode ser reciclado novamente no processo. 1.5 Exemplo 2: acetonitrila - água como agente de arraste, teor de água 10% em peso.
[00198] A corrente S1 da separação de ebulidor leve (unidade de destilação C) de acordo com o Exemplo de referência 5 representou a corrente de alimentação S1. Uma mistura de acetonitrila com água foi usada como agente de arraste (corrente EA) como no Exemplo 1, com uma razão em peso ACN: água = 9: 1.
[00199] As concentrações da mistura de solventes e das composições da corrente condensada S4 e da corrente de fundo S3 são indicadas na Tabela 6. Tabela 6 Composições da corrente de fundo S3 e da corrente condensada S4 após o condensador, agente de arraste ACN com 10% em peso de água
[00200] Foi surpreendentemente verificado que um aumento de pressão de 5 a 30 bar resulta em um aumento da capacidade de absorção da mistura ACN/água para compostos C3, isto é, propeno e propano, em que a quantidade de agente de arraste necessária pode ser reduzida para menos 10% da quantidade inicial a 5 bar. 1.6 Exemplo 3: metanol - água como agente de arraste, teor de água 10% em peso
[00201] A corrente S1 da separação de ebulidor leve (unidade de destilação C) de acordo com o Exemplo de referência 6 representou a corrente de alimentação S1. Uma mistura de metanol com água foi usada como agente de arraste (corrente EA) como no Exemplo 1, com uma razão em peso MeOH:água = 9: 1. Ao contrário do Exemplo 1, a pressão do reservatório foi ajustada em 15 bar, a perda de propeno foi ajustada em 5% em peso e o depurador tinha 40 bandejas teóricas (sem reboiler e condensador exclusivo).
[00202] As concentrações da mistura de solventes e as composições da corrente de fundo S3 e da corrente condensada S4 estão indicadas na Tabela 7. A Figura 5 mostra a pureza do propeno expressa em razão em peso de propeno/propano na corrente S3 em relação ao teor de água do agente de arraste (fração em peso da água [g/g]). Tabela 7 Composições da corrente de fundo S3 e da corrente condensada S4 após o condensador, agente de arraste MeOH com 0 a 20% em peso de água
[00203] Surpreendentemente, foi verificado que o aumento do teor de água no agente de arraste permite uma separação (melhorada) de propeno e propano. Assim, o uso de um depurador com agente de arraste acetonitrila/ água permite a recuperação de propeno no reservatório, que pode ser reciclado para o processo. 1.7 Exemplo 4: metanol - água como agente de arraste, teor de água 10% em peso.
[00204] A corrente S1 da separação do ebulidor leve (unidade de destilação C) de acordo com o Exemplo de referência 6 representou a corrente de alimentação S1. Uma mistura de MeOH com água foi usada como agente de arraste (corrente EA) como no Exemplo 3, com uma razão em peso MeOH:água = 9: 1. A perda de propeno foi fixada em 1% em peso. As concentrações da mistura de solventes e as composições da corrente de fundo S3 e da corrente condensada S4 são indicadas na Tabela 8. Tabela 8 Composições da corrente de fundo S3 e da corrente condensada S4 após o condensador, agente de arraste MeOH com 10% em peso de água
[00205] Também aqui, foi verificado que um aumento de pressão de 5 a 30 bar resultou em uma diminuição da quantidade de necessidade de agente de arraste. No entanto, ao usar metanol/água, a pureza do propeno diminui ligeiramente com o aumento da pressão. 1.8 Exemplo 5: metanol - água como agente de arraste
[00206] A corrente S1 da separação do ebulidor leve (unidade de destilação C) de acordo com o Exemplo de referência 6 representou a corrente de alimentação S1. Uma mistura de MeOH com água foi usada como agente de arraste (corrente EA) como no Exemplo 4 com uma razão de peso MeOH: água = 8: 2. A perda de propeno foi fixada em 3% em peso.
[00207] As concentrações da mistura de solventes e as composições da corrente de fundo S3 e da corrente condensada S4 são indicadas na Tabela 9. Tabela 9 Composições da corrente de fundo S3 e da corrente condensada S4 após o condensador, agente de arraste MeOH com 20% em peso de água; perda de propeno 1 e 3% em peso, respectivamente
[00208] Surpreendentemente, foi verificado que, apesar de uma maior perda de propeno, isto é, 3 em vez de 1%, a pureza do propeno na corrente de fundo foi aumentada. 1.9 Exemplo 6: acetonitrila - água como agente de arraste com o purificador D2 e unidade de destilação a jusante D1
[00209] Uma corrente gasosa (7) da unidade de separação de leves C com uma composição como mostrado na Tabela 10 foi usada. Tabela 10 Composição da corrente (7)
[00210] A corrente (7), como na Tabela 10, foi enviada para uma unidade de destilação D1 operada a uma pressão de reservatório de 25 bar, temperatura de reservatório de 68°C e temperatura máxima de 55°C, calculada com 90 bandejas teóricas (incluindo um reboiler). A corrente (7) foi introduzida acima da bandeja teórica 28, contada de cima a uma temperatura de 69°C. A corrente (9) foi retirada através de uma retirada lateral acima da bandeja teórica 8, contada a partir do topo e continha principalmente propeno, propano e enriquecida em propeno em comparação com a corrente (7) (razão da corrente de massa propeno:propano em (9) = 16) A corrente de fundo líquida (11) retirada no reservatório de D1 tinha uma razão de corrente de massa de propeno: propano de 0,06, contendo 0,4% do propeno introduzido em S1.
[00211] A corrente de topo S1a da unidade de destilação D1, contendo 6,2% do propeno introduzido em S1, foi enviada para o depurador D2. Ao contrário da configuração do depurador descrita em 1.3 acima, o depurador D2 tinha 5 bandejas teóricas e o agente de arraste foi adicionado na bandeja um, contada de cima, com uma temperatura de 17,5°C. O depurador foi operado com uma temperatura no topo de 18,1°C, uma temperatura de reservatório de 41,3°C e uma pressão de reservatório de 24 bar. Uma mistura de acetonitrila com água foi usada como agente de arraste (corrente EA) com uma razão em peso ACN:água = 8:2. As razões das correntes individuais e as razões propeno/propano são indicadas abaixo: unidade de destilação D1: - corrente (9) (S1b): razão propeno/propano = 16 - razão corrente (7) / corrente (10) (S1a) = 10,2 (razão de correntes de massa) purificador D2: - corrente S3: razão propeno/propano = 23,43 - relação fluxo S4 / fluxo EA = 0,26 (razão fluxos de massa) - razão corrente (9) (S1b) / corrente S3 = 28 (razão de correntes de massa) - razão corrente/ S1 (S1a) = 0,26 (razão correntes de massa) 1.10 Exemplo Comparativo 1: nenhum agente de arraste.
[00212] Em vez de um depurador, conforme descrito em “1.3 Exemplo de referência”, uma torre de destilação simples com refluxo interno foi usada para o Exemplo Comparativo 1, que foi operada a uma pressão máxima de 24,1 bar, uma pressão de reservatório de 25 bar e foi calculada com 90 bandejas teóricas (inclusive 1 bandeja de reboiler). O ponto de alimentação da corrente S1 estava no estágio 28 contado a partir do topo. A corrente S1 da separação do ebulidor leve que representava a corrente de alimentação tinha uma composição como indicado na Tabela 11 e foi alimentada à torre de destilação com uma temperatura de 69°C. As temperaturas no topo e no reservatório da torre de destilação foram de 55 e 68°C, respectivamente. A corrente S4 que consistia principalmente em propeno foi retirada como corrente lateral na fase 8 contada a partir do topo. As concentrações na corrente condensada S4 foram medidas e correspondiam a uma razão propeno/propano (corrente de massa) de 16 (= pureza). Nenhum agente de arraste foi alimentado na torre de destilação. Tabela 11 Composição da corrente S1 do Exemplo comparativo 1
[00213] As razões das correntes individuais e as razões propeno/propano são indicadas abaixo: razão corrente alimentação/corrente de topo (corrente de massa): 10,2 razão alimentação/retirada lateral S4 (corrente de massa): 1,13 razão corrente de alimentação/fundo (corrente de massa): 16,4 razão propeno/propano na corrente de topo (corrente de massa): 3,79 razão propeno/propano na corrente de fundo (corrente de massa): 0,09 o propeno contido na corrente de topo ou de fundo foi considerado perdido. A perda relativa de propeno foi calculada em 6,6%. 1.11 Exemplo comparativo 2: nenhum agente de arraste
[00214] Em vez de um depurador como descrito em “1.3 Exemplo de referência”, uma torre de destilação simples com refluxo interno foi usada para o Exemplo comparativo 2. que foi operado a uma pressão máxima de 42,1 bar, uma pressão do reservatório de 25 bar e foi calculada com 90 bandejas teóricas (inclusive um reboiler). As temperaturas no topo e no reservatório da torre de destilação eram de 54 e 65°C, respectivamente.
[00215] O ponto de alimentação da corrente S1 estava no estágio 30 contado a partir do topo. Corrente S1 da separação do ebulidor leve. que representava a corrente de alimentação. tinha uma composição como indicado na Tabela 12 e foi alimentada à torre de destilação com uma temperatura de 74°C. Corrente S4. que consistia principalmente em propeno. foi retirada como corrente lateral no estágio 5. contado a partir do topo. As concentrações na corrente condensada S4 foram medidas e correspondiam a uma razão propeno/propano (corrente de massa) de 14 (= pureza). Nenhum agente de arraste foi alimentado na torre de destilação. Tabela 12 Composição da corrente S1 do Exemplo Comparativo 1
[00216] As razões das correntes individuais e as razões propeno/ propano são indicadas abaixo: razão de alimentação/corrente de topo (corrente de massa): 10,5 razão de alimentação/retirada lateral S4 (corrente de massa): 1,17 razão da corrente de alimentação/fundo (corrente de massa): 18,3 razão propeno/propano na corrente de topo (corrente de massa): 105,5 razão propeno/propano na corrente de fundo (corrente de massa): 0,42 o propeno contido na corrente de topo ou de fundo foi considerado perdido. A perda relativa de propeno foi calculada em 8,1%. Breve descrição das figuras
[00217] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos do processo de acordo com a presente invenção com uma unidade de destilação C para separação dos leves e um depurador D. Na Figura 1, as letras e os números têm os seguintes significados: A unidade de epoxidação A B unidade de epoxidação B C unidade de destilação C D depurador EA Agente de arraste
[00218] (1) - (8) correntes de acordo com um processo especificamente preferido, conforme descrito nos exemplos S1, S3, S4correntes de acordo com um processo preferido, conforme descrito na descrição geral e nos exemplos
[00219] A Figura 2 mostra um diagrama de blocos do processo de acordo com a presente invenção com uma zona de separação em dois estágios após a unidade de destilação C para a separação dos leves compreendendo uma unidade de destilação D1 e um depurador D2. Na Figura 2, as letras e os números têm os seguintes significados: A unidade de epoxidação A B unidade de epoxidação B C unidade de destilação D1 unidade de destilação D2 depurador EA Agente de arraste
[00220] (1) - (11) correntes de acordo com um processo especificamente preferido, conforme descrito nos exemplos S1, S1a, S1b, S3, S4 correntes de acordo com um processo preferido, conforme descrito na descrição geral e nos exemplos
[00221] A Figura 3 mostra um diagrama de blocos do processo de acordo com a presente invenção com uma coluna de destilação K1 entre a primeira zona de epoxidação A e a segunda zona de epoxidação B. Na Figura 3, as letras e os números têm os seguintes significados: A unidade de epoxidação A B unidade de epoxidação B C unidade de destilação C D depurador EA agente de arraste K1 unidade de destilação
[00222] (1) - (8) correntes de acordo com um processo especificamente preferido, conforme descrito nos exemplos S1, S3, S4 correntes de acordo com um processo preferido, conforme descrito na descrição geral e nos exemplos
[00223] A Figura 4 mostra a pureza do propeno expressa como razão em peso de propeno/propano na corrente S3 (eixo y) em relação ao teor de água do agente de arraste (fração em peso da água [g/g]; eixo x) do Exemplo 1 ( agente de arraste: misturas de água, acetonitrila (ACN))
[00224] A Figura 5 mostra a pureza do propeno expressa como uma razão em peso de propeno/propano na corrente S3 (eixo y) em relação ao teor de água do agente de arraste (fração em peso da água [g/g]; eixo x) do Exemplo 3 ( agente de arraste: misturas de água, metanol (MeOH)) Literatura Citada - WO 2004/037802 A1 - WO 02/102496 A1 - EP 1 122 246 A1 - EP 1 485 366 B1 - EP 1 122 249 A1 - WO 2015/049327 A1 - T. Holderbaum e J. Gmehling, PSRK: Equação de Estado de Contribuição de Grupo Baseada no UNIFAC, Equilib. de fase fluida 70 (1991), páginas 251-265
Claims (15)
1. Processo para a preparação de óxido de propileno, caracterizado pelo fato de que compreende (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e um solvente orgânico; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e o solvente orgânico; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e solvente orgânico em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solventes contendo solvente orgânico e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende solvente orgânico, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste em (v) tem uma capacidade KAP em relação ao propeno a 25°C na faixa de 0,01 a 0,2, preferencialmente na faixa de 0,02 a 0,19.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste em (v) tem uma capacidade KAPm com base em massa em relação ao propeno a 25°C na faixa de 4,4 a 10, preferencialmente na faixa de 4,5 a 9, mais preferencialmente na faixa de 4,6 a 8, ainda mais preferencialmente na faixa de 4,7 a 7.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste em (v) tem uma seletividade S em relação ao propeno a 25°C na faixa de 1,3 a 3,5, preferencialmente na faixa de 1,4 a 3,4, mais preferencialmente na faixa de 1,5 a 3,3.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o solvente orgânico compreendido na mistura de solventes adicionada como agente de arraste em (v) é o mesmo solvente orgânico como compreendido na corrente provida em (i).
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a mistura de solventes adicionada como agente de arraste em (v) compreende pelo menos 0,1% em peso, preferencialmente pelo menos 1% em peso, mais preferencialmente pelo menos 5% em peso, ainda mais preferencialmente pelo menos 10% em peso, o mais preferencialmente pelo menos 15% em peso, de água com base no peso total da mistura de solventes.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e acetonitrila; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e acetonitrila em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solventes que inclui acetonitrila e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende acetonitrila, água e pelo menos 70% em peso do propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e metanol; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e metanol em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, compreendendo sujeitar a corrente S1 a condições de lavagem em um depurador, em que uma mistura de solventes que compreende metanol e água é adicionada como agente de arraste, obtendo uma corrente de fundo S3, que compreende metanol, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e uma corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o depurador usado em (v) é uma coluna, de preferência com 2 a 20, mais preferencialmente de 3 a 18, mais preferencialmente de 5 a 15, bandejas teóricas.
10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste ao depurador empregado em (v) é adicionada a uma bandeja teórica acima da bandeja de alimentação da corrente S1, de preferência em uma bandeja na faixa da bandeja 1 a 10, mais preferencialmente na faixa da bandeja 1 a 5, mais preferencialmente na faixa da bandeja 1 a 3, contada a partir do topo, mais preferencialmente na parte de topo do depurador (bandeja 1); e em que, de preferência, a razão em peso da mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água adicionada como agente de arraste ao depurador empregado em (v) por hora à razão em peso da corrente S1 alimentada ao depurador por hora está na faixa de 1:10 a 10:1, mais preferencialmente na faixa de 1:1 a 10:1, mais preferencialmente na faixa de 2:1 a 5:1.
11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o depurador é operado a uma temperatura máxima na faixa de 10 a 30°C, preferencialmente na faixa de 14 a 26°C, mais preferencialmente na faixa de 15 a 22°C; em que preferencialmente o depurador empregado em (v) é operado a uma temperatura de reservatório na faixa de 20 a 65°C, mais preferencialmente na faixa de 25 a 60°C, mais preferencialmente na faixa de 27 a 50°C; e em que, de preferência, o depurador usado em (v) é operado a uma pressão de reservatório na faixa de 1 a 35 bar, mais preferencialmente na faixa de 5 a 32 bar, mais preferencialmente na faixa de 10 a 30 bar.
12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a zona de separação em (v) compreende uma unidade de destilação e o depurador, em que (v.i) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação compreendida na zona de separação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, a corrente gasosa S1b, preferencialmente como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (v.ii) sujeitar a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador compreendido na zona de separação, em que uma mistura de solventes compreendendo solvente orgânico e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende solvente orgânico, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e acetonitrila; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e acetonitrila; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e acetonitrila em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, em que a zona de separação em (v) compreende uma unidade de destilação e o depurador, em que (v.i) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação compreendida na zona de separação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, uma corrente gasosa S1b, preferencialmente como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (v.ii) sujeitar a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador compreendido na zona de separação, em que uma mistura de solvente compreendendo acetonitrila e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende acetonitrila, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende (i) prover uma corrente compreendendo propeno, propano, peróxido de hidrogênio ou uma fonte de peróxido de hidrogênio, água e metanol; (ii) passar a corrente de alimentação líquida provida em (i) para uma zona de epoxidação compreendendo um catalisador de epoxidação compreendendo um zeólito de titânio e sujeitando a corrente de alimentação líquida a condições de reação de epoxidação na zona de epoxidação, obtendo uma mistura de reação compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iii) remover uma corrente de efluente da zona de epoxidação, a corrente de efluente compreendendo propeno, propano, óxido de propileno, água e metanol; (iv) separar propeno e propano da corrente de efluente por destilação, compreendendo sujeitar a corrente de efluente a condições de destilação em uma unidade de destilação, obtendo uma corrente gasosa S1 que é enriquecida em propeno e propano em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação, e uma corrente de fundo líquida S2 que é enriquecida em óxido de propileno, água e metanol em comparação com a corrente de efluente sujeita a condições de destilação; (v) separar o propano da corrente S1 em uma zona de separação, em que a zona de separação em (v) compreende uma unidade de destilação e o depurador, em que (v.i) o propano é separado da corrente gasosa S1 por destilação na unidade de destilação compreendida na zona de separação, obtendo uma corrente gasosa S1a, preferencialmente como corrente de topo, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação, uma corrente gasosa S1b, preferencialmente como corrente lateral, que é enriquecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação e uma corrente de fundo S1c, que é empobrecida em propeno em comparação com a corrente S1 sujeita a condições de destilação; e (v.ii) sujeitar a corrente gasosa S1a obtida em (v.i) a condições de lavagem no depurador compreendido na zona de separação, em que uma mistura de solvente compreendendo metanol e água é adicionada como agente de arraste, obtendo a corrente de fundo S3, que compreende metanol, água e pelo menos 70% em peso de propeno compreendido em S1; e a corrente de topo gasosa S4, que compreende pelo menos 5% em peso do propano compreendido na corrente S1.
15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que é um processo contínuo.
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
EP17167780 | 2017-04-24 | ||
EP17167780.0 | 2017-04-24 | ||
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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BR112019021920A2 BR112019021920A2 (pt) | 2020-05-26 |
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