BR112019023830B1 - Processo para preparar metacroleína - Google Patents
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Abstract
É fornecido um processo para preparar metacroleína que maximiza a captura de metanol. Também são fornecidos processos para produzir ácido metacrílico e metil metacrilato.
Description
[001] A presente invenção se refere a um processo para preparer metacroleína seca e a processos para fazer ácido metacrílico e metil metacrilato.
[002] Metacroleína (2-metilprop-2-enal; “MA”) é um intermediário comum na produção de ácido metacrílico (“MAA”). MA pode ser produzida de estoque de alimentação de etileno (C2), tal como via uma condensação de propionaldeído de fase líquida como divulgado em US 4.496.770. A corrente de produto de MA contém metanol que é fornecido com formaldeído que é usado na condensação de propionaldeído. Esse metanol pode ser prejudicial em um processo de oxidação subsequente, que converte MA na presença de oxigênio em MAA em uma única etapa. Assim, uma corrente de MA de processos convencionais deve estar suficientemente livre de metanol para ser usada como uma corrente de alimentação para um processo de oxidação a jusante, além de ter uma ausência substancial de certas impurezas (por exemplo, propionaldeído, formaldeído, ácido acético e pesados orgânicos incluindo, mas não limitados a, ácido propiônico, dímero de metacroleína, 2- metil-2-pentenal e outros oligômeros de metacroleína) que podem ter um efeito negativo na eficiência do processo de oxidação.
[003] Processos para preparar MA seca foram descritos na técnica. Por exemplo, US 2016/0229779 divulga um processo que compreende (a) fornecer uma corrente de MA úmida contendo MA, metanol e pelo menos 8% em peso de água a um separador de fase, (b) separar a corrente de MA em fases orgânica e aquosa, (c) destilar a fase orgânica para produzir uma corrente de produto contendo MA e uma primeira corrente aérea, (d) enviar a primeira corrente aérea de volta ao separador de fase e (e) destilar a fase aquosa para produzir uma segunda corrente aérea que é reciclada de volta ao separador de fase. A técnica anterior, no entanto, divulga um processo que minimiza ainda mais o teor de metanol na corrente de produto de MA para uso em um processo de oxidação a jusante, ou minimiza ainda certas impurezas que podem afetar negativamente a eficiência do processo de oxidação.
[004] Por conseguinte, existe uma necessidade de desenvolver processos para preparar MA preparada de um estoque de alimentação de etileno (C2), em que a corrente de MA tem um baixo teor de metanol adequado para uso em um processo de oxidação a jusante, embora também removendo impurezas prejudiciais.
[005] Um aspecto da invenção fornece um processo para preparer metacroleína compreendendo (a) misturar água e um catalisador de amina- ácido para fornecer uma corrente de catalisador, (b) enviar a corrente de catalisador e uma corrente de reação compreendendo propionaldeído, formaldeído e metanol para um reator para produzir uma primeira corrente intermediária compreendendo metacroleína, metanol e pelo menos 8% em peso de água, (c) fornecer a primeira corrente intermediária a um primeiro separador de fase para produzir (i) uma primeira fase aquosa compreendendo metacroleína, metanol, catalisador de amina-ácido e pelo menos 65% em peso de água e (ii) uma primeira fase orgânica compreendendo água e pelo menos 85% em peso de metacroleína e menos de 5% em peso de metanol, (d) destilar a primeira fase aquosa em uma primeira coluna de destilação para produzir (i) uma segunda corrente intermediária compreendendo metacroleína, água e menos de 60% em peso de metanol, (ii) uma corrente de fundo compreendendo catalisador de amina-ácido e (iii) uma corrente de extração lateral compreendendo metanol e água, (e) fornecer a segunda corrente intermediária e água a um segundo separador de fase para produzir (i) uma segunda fase orgânica compreendendo metacroleína, água e menos de 55% em peso de metanol e (ii) uma segunda fase orgânica, (f) destilar a primeira fase orgânica e a segunda fase orgânica em uma segunda coluna de destilação para produzir (i) uma terceira corrente intermediária compreendendo metacroleína e menos de 2% em peso de metanol e (ii) uma corrente aérea, (g) destilar a terceira corrente intermediária em uma terceira coluna de destilação para produzir (i) uma corrente de produto compreendendo metacroleína e água em uma quantidade combinada de pelo menos 97% em peso, menos de 2% em peso de metanol e menos de 1% em peso de impurezas compreendendo um ou mais de ácido acético, ácido propiônico, dímero de metacroleína e 2-metil-2-pentenal, e (ii) uma corrente de resíduo, (h) reciclar pelo menos parte da corrente aérea para o primeiro separador de fase e (i) reciclar pelo menos parte da corrente de fundo para a corrente de catalisador.
[006] FIG. 1 é um esquemático de uma modalidade da invenção.
[007] Os inventores encontraram agora, surpreendentemente, um processo para preparar metacroleína (“MA”) preparada de um estoque de alimentação de etileno (C2), em que a corrente de MA tem um baixo teor de metanol adequado para uso em um processo de oxidação a jusante, embora também removendo impurezas prejudiciais.
[008] Uma modalidade da invenção é mostrada na FIG 1. Uma corrente de catalisador 10 é fornecida misturando água e um catalisador de amina-ácido. Em certas modalidades, a água e o catalisador são misturados em um tanque de catalisador. O catalisador de amina-ácido é capaz de catalisar a condensação de Mannich do propionaldeído e formaldeído em metacroleína. O processo de condensação de Mannich é conhecido na técnica, por exemplo, como descrito na Patente US 4.496.770 e Patente US 7.141.702. Catalisadores de amina-ácido adequados incluem, por exemplo, aqueles compreendendo uma amina secundária, por exemplo, dimetilamina, e um ácido, por exemplo, ácido acético.
[009] Ácidos adequados dos catalisadores de amina-ácido incluem, por exemplo, ácidos inorgânicos e ácidos mono, di ou policarboxílicos orgânicos. Ácidos carboxílicos adequados incluem, por exemplo, ácidos C1-C10 monocarboxílicos alifáticos, ácidos C2-C10 dicarboxílicos, ácidos C2-C10 policarboxílicos. Em certas modalidades, o ácido compreende pelo menos um de ácido acético, ácido propiônico, ácido metoxiacético, ácido n-butírico, ácido isobutírico, ácido oxálico, ácido succínico, ácido tartárico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido maleico, ácido fumárico e combinações dos mesmos. Ácidos inorgânicos adequados incluem, por exemplo, ácido sulfúrico e ácido fosfórico.
[010] Aminas adequadas dos catalisadores de amina-ácido incluem, por exemplo, aquelas da fórmula NHR2R3, onde R2 e R3 são cada um independentemente C1-C10 alquil que é opcionalmente substituído por um éter, hidroxil, grupo amino secundário ou um grupo amino terciário, ou R2 e R3, junto com o átomo de nitrogênio adjacente, podem formar um anel C5-C7 heterocíclico, contendo opcionalmente um átomo de nitrogênio e/ou um átomo de oxigênio adicional, e que são opcionalmente substituídos por um C1-C4 alquil ou C1-C4 hidroxialquil. Em certas modalidades, a amina compreende pelo menos uma de dimetilamina, dietilamina, metiletilamina, metilpropilamina, dipropilamina, dibutilamina, di-isopropilamina, di- isobutilamina, metilisopropilamina, metilisobutilamina, metil-sec.-butilamina, metil-(2-metilpentil)-amina, metil-(2-etilhexil)-amina, pirrolidina, piperidina, morfolina, N-metilpiperazina, N-hidroxietilpiperazina, piperazina, hexametilenoimina, dietanolamina, metiletanolamina, metilciclo-hexilamina, metilciclopentilamina e diciclo-hexilamina e combinações das mesmas.
[011] Em certas modalidades, o catalisador de amina-ácido compreende dimetilamina e ácido acético. Em certas modalidades, a razão molar da amina para ácido é tal que o pH resultante seja de 2,5 a 7. Por exemplo, em certas modalidades, o catalisador de amina-ácido contém uma razão molar de dimetilamina para ácido acético em uma quantidade de 10:1 a 1:10, preferivelmente de 5:1 a 1:5 e, mais preferivelmente, de 1:1 a 1:1,2.
[012] A reação de condensação de Mannich é realizada enviando a corrente de catalisador 10 e uma corrente de reação 20 contendo propionaldeído, formaldeído e metanol para um reator 200 para produzir uma primeira corrente intermediária 30 contendo metacroleína, metanol e água através da reação de condensação de Mannich. A reação pode ser realizada sob quaisquer condições adequadas nas quais a reação prossiga. Por exemplo, a reação pode ser conduzida a uma temperatura de pelo menos 20°C e pelo menos pressão atmosférica. Em certas modalidades, a reação é conduzida na fase líquida acima de 100°C, por exemplo, 150-220°C, e a pressão superatmosférica, por exemplo, 10-80 bar. A razão molar de propionaldeído para formaldeído não é particularmente limitada. Por exemplo, em certas modalidades, a corrente de reação 20 contém uma razão de propionaldeído para formaldeído em uma quantidade de 1,1:1 a 1:2, preferivelmente de 1,1:1 a 1:1,5 e, mais preferivelmente, de 1,05:1 a 1:1,05. A primeira corrente intermediária 30 é considerada uma corrente de metacroleína “úmida”, em que ela compreende pelo menos 8% em peso, ou pelo menos 10% em peso de água, ou pelo menos 20% em peso de água ou pelo menos 40% em peso de água, com base no peso total da primeira corrente intermediária 30. Em certas modalidades, o metanol e o formaldeído presentes na corrente de reação 20 são fornecidos na forma de formalina. Em certas modalidades, a formalina utilizada no processo da invenção é uma solução de água saturada contendo formaldeído em uma quantidade de cerca de 37% em peso e metanol em uma quantidade de 10 a 15% em peso, com base no peso total da formalina. O metanol presente na formalina pode ser prejudicial em um processo de oxidação subsequente, que converte metacroleína na presença de oxigênio em ácido metacrílico. Os inventores descobriram surpreendentemente que a remoção eficiente de metanol da primeira corrente de alimentação intermediária 30 antes de seu uso a jusante como uma fonte para o subsequente processo de oxidação é beneficamente alcançada pelo processo da presente invenção.
[013] Por conseguinte, a primeira corrente intermediária 30 é enviada para um primeiro separador de fase 300 para produzir uma fase orgânica 50 e uma fase aquosa 40. A fase aquosa 40 contém metacroleína, metanol, catalisador de amina-ácido e principalmente água. Em certas modalidades, a água está presente na fase aquosa 40 em uma quantidade de pelo menos 65% em peso, preferencialmente pelo menos 75% em peso e mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, com base no peso total da fase aquosa 40.
[014] A fase aquosa 40 é, então, destilada em uma primeira coluna de destilação 400 para produzir uma segunda corrente intermediária 60, uma corrente de fundo 41 e uma corrente de extração lateral 42. A segunda corrente intermediária 60 contém água, metanol e metacroleína. Em certas modalidades, metanol está presente na segunda corrente intermediária 60 em uma quantidade inferior a 60% em peso, preferencialmente inferior a 40% em peso e ainda mais preferencialmente inferior a 20% em peso, com base no peso total da segunda corrente intermediária 60. Em certas modalidades, metacroleína e água estão presentes na segunda corrente intermediária 60 em uma quantidade superior a 40% em peso, preferencialmente superior a 60% em peso e mais preferencialmente superior a 80% em peso, com base no peso total da segunda corrente intermediária 60. A corrente de fundo 41 contém catalisador de amina-ácido da corrente de catalisador 10 que é recuperado através do processo da invenção. Em certas modalidades, pelo menos parte da corrente de fundo 41 é reciclada para a corrente de catalisador 10, a qual nas modalidades preferidas é misturada no tanque de catalisador 100. A corrente de extração lateral 42 contém principalmente água e certos compostos orgânicos do processo.
[015] A segunda corrente intermediária 60 e água 61 são, então, enviadas para um segundo separador de fase 500 para produzir uma segunda fase orgânica 70 e uma segunda fase aquosa 62. A segunda fase orgânica 70 contém metacroleína, água e metanol. Em certas modalidades, o metanol está presente na segunda fase orgânica 70 em uma quantidade inferior a 55% em peso, preferencialmente inferior a 35% em peso e mais preferencialmente inferior a 15% em peso, com base no peso total da segunda fase orgânica 70. Em certas modalidades, metacroleína e água estão presentes na segunda fase orgânica 70 em uma quantidade superior a 45% em peso, preferencialmente superior a 65% em peso e mais preferencialmente superior a 85% em peso, com base no peso total da segunda fase orgânica 70. Embora não desejando estar vinculado à teoria, acredita-se que operar o segundo separador de fase 500 a baixas temperaturas resulta na segunda fase orgânica 70 contendo quantidades mais baixas de metanol, o que é benéfico para a destilação a jusante da segunda fase orgânica 70. Por conseguinte, em certas modalidades, o segundo separador de fase 500 é operado a uma temperatura inferior a 25°C, preferencialmente inferior a 15°C e mais preferencialmente inferior a 10°C. Em certas modalidades, a razão da água 61 entrando no segundo separador de fase 500 para a segunda corrente intermediária 60 entrando no segundo separador de fase 500 é de 1:10 a 100:1, preferencialmente de 3:10 a 10:1 e, mais preferencialmente, de 5:10 a 1:1.
[016] A fase orgânica 50 contém água, metanol e principalmente metacroleína. Em certas modalidades, a metacroleína está presente na fase orgânica 50 em uma quantidade de pelo menos 85% em peso, preferencialmente pelo menos 88% em peso e mais preferencialmente pelo menos 92% em peso, com base no peso total da fase orgânica 50. Em certas modalidades, o metanol está presente na fase orgânica 50 em uma quantidade inferior a 5% em peso, preferencialmente inferior a 4% em peso e mais preferencialmente inferior a 3% em peso, com base no peso total da fase orgânica 50. Embora não desejando estar vinculado à teoria, acredita-se que operar o primeiro separador de fase 300 a baixas temperaturas resulta na fase orgânica 50 contendo quantidades mais baixas de metanol, o que é benéfico para a destilação a jusante da fase orgânica 50. Por conseguinte, em certas modalidades, o primeiro separador de fase 300 é operado a uma temperatura inferior a 15°C, preferencialmente inferior a 10°C e mais preferencialmente inferior a 5°C.
[017] A primeira fase orgânica 50 e a segunda fase orgânica 70 são, então, destiladas em uma segunda coluna de destilação 600 para produzir uma terceira corrente intermediária 80 e uma corrente aérea 51. Em certas modalidades, a segunda coluna de destilação 600 é operada como uma coluna de separação, em que os vapores aéreos são condensados sem qualquer líquido sendo refluxado de volta para a coluna. Em certas modalidades, a razão da terceira corrente intermediária 80 saindo da segunda coluna de destilação 600 para a quantidade combinada da primeira fase orgânica 50 e a segunda fase orgânica 70 entrando na segunda coluna de destilação 600 é de 1:10 a 9:10, preferencialmente de 2:10 a 8:10 e, mais preferencialmente, de 3:10 a 7:10. A terceira corrente intermediária 80 contém água, metanol e principalmente metacroleína. Em certas modalidades, metanol está presente na terceira corrente intermediária 80 em uma quantidade inferior a 2% em peso, preferencialmente inferior a 1% em peso e, mais preferencialmente, inferior a 0,5% em peso, com base no peso total da terceira corrente intermediária 80. Em certas modalidades, metacroleína está presente na terceira corrente intermediária 80 em uma quantidade de pelo menos 90% em peso, preferencialmente 92% em peso e mais preferencialmente 95% em peso, com base no peso total da terceira corrente intermediária 80. A corrente aérea 51 contém água, metanol e principalmente metacroleína. Em certas modalidades, pelo menos parte da corrente aérea 51 é reciclada para o separador de fase 300.
[018] A terceira corrente intermediária 80 é, então, destilada em uma terceira coluna de destilação 700 para produzir uma corrente de produto 90 e uma corrente de resíduo 81. A primeira corrente de produto 90 contém água, metanol e principalmente metacroleína. Em certas modalidades, a metacroleína e a água estão presentes na corrente de produto 90 em uma quantidade de pelo menos 97% em peso, preferencialmente pelo menos 98% em peso e mais preferencialmente pelo menos 99% em peso, com base no peso total da corrente de produto 90. Em certas modalidades, metanol está presente na corrente de produto 90 em uma quantidade menor que 2% em peso, preferencialmente menor que 1% em peso e mais preferencialmente menor que 0,5% em peso, com base no peso total da corrente de produto 90. A corrente de resíduo 81 contém compostos orgânicos indesejados do processo, por exemplo, dímero de metacroleína, 2-metil-2-pentenal, inibidor e outros compostos orgânicos pesados do processo.
[019] Os inibidores podem ser introduzidos no processo através de um ou mais locais, por exemplo, o tanque de catalisador 100, o reator 200, o primeiro separador de fase 300, o segundo separador de fase 500, a primeira coluna de destilação 400, a segunda coluna de destilação 600, a terceira coluna de destilação 700, a corrente aérea 51 e a corrente de produto 90. Inibidores adequados incluem, por exemplo, 4-hidroxi-2,2,6,6- tetrametilpiperidin-1-oxil (4-Hidroxi-TEMPO).
[020] Em certas modalidades, o propionaldeído na corrente de reação 10 é preparado pela hidroformilação do etileno. O processo de hidroformilação é conhecido na técnica, por exemplo, como descrito na Patente US 4.427.486, Patente US 5.087.763, Patente US 4.716.250, Patente US 4.731.486 e Patente US 5.288.916. A hidroformilação de etileno em propionaldeído envolve contatar etileno com CO e hidrogênio na presença de um catalisador de hidroformilação. Catalisadores de hidroformilação adequados incluem, por exemplo, complexos de ligando de organofosforosos de metal. Ligandos organofosforosos adequados incluem, por exemplo, organofosfinas, organofosfitos e organofosforamiditas. Em certas modalidades, a razão de CO para hidrogênio está na faixa de 1:10 a 100:1, preferencialmente de 1:10 a 10:1. Em certas modalidades, a reação de hidroformilação é conduzida a uma temperatura de reação de -25°C a 200°C, preferencialmente de 50°C a 120°C.
[021] Em certas modalidades, pelo menos parte da corrente de produto 90 é utilizada em um processo de oxidação a jusante. O processo de oxidação compreende contatar a metacroleína com um gás contendo oxigênio na presença de um catalisador de oxidação sob condições suficientes para produzir ácido metacrílico. O processo de oxidação é conhecido na técnica, por exemplo, como descrito na Patente US 9.751.822, Patente US 8.716.523, Publicação de Patente US 2016/0051970 e Patente US 7.999.133. As baixas quantidades de metanol na corrente de produto 90 o tornam particularmente vantajoso como uma alimentação de fonte para o processo de oxidação. A razão molar de oxigênio para metacroleína empregada no processo de oxidação não é particularmente limitada e pode ser realizada através de uma ampla faixa de razões molares, tal como de 1:10 a 1.000:1, preferencialmente de 1:1 a 10:1. Gases contendo oxigênio que são adequados para o processo de oxidação incluem, por exemplo, gás oxigênio, ou um gás misturado compreendendo gás oxigênio e um diluente inerte à reação (por exemplo, nitrogênio, dióxido de carbono e outros). Em certas modalidades, ar pode ser utilizado como um gás contendo oxigênio adequado para o processo de oxidação. Catalisadores de oxidação adequados incluem, por exemplo, V, Mo, Cs e Bi. Os elementos catalíticos podem ser suportados em um transportador, por exemplo, sílica ou alumina. Em certas modalidades, o processo de oxidação é conduzido a uma temperatura de reação de 200°C a 450°C,preferencialmente de 250°C a 350°C.
[022] Em certas modalidades, pelo menos parte do ácido metacrílico produzido submetendo a corrente de produto 90 a um processo de oxidação é utilizada em um processo de esterificação a jusante. O processo de esterificação compreende contatar o ácido metacrílico com metanol na presença de um catalisador de esterificação sob condições de reação suficientes para produzir metil metacrilato. O processo de esterificação é conhecido na técnica, por exemplo, como descrito na Patente US 3.821.286. A razão molar de metanol para ácido metacrílico empregado no processo de esterificação não é particularmente limitada e pode ser realizada através de uma ampla faixa de razões molares, tal como de 1:10 a 1.000:1, preferencialmente de 1:1 a 10:1. Os catalisadores de esterificação adequados incluem, por exemplo, ácido sulfúrico, ácidos sulfônicos, resinas de troca iônica, ácidos de lewis e poliácidos de metal misturados. Os elementos catalíticos podem ser suportados em um transportador, por exemplo, sílica ou alumina. Em certas modalidades, o processo de esterificação é conduzido a uma temperatura de reação de 10°C a 250°C, preferencialmente de 50°C a 150°C.
[023] Algumas modalidades da invenção serão agora descritas em detalhes no Exemplo a seguir.
[024] Um misturador estático de 29” de comprimento e 0,1315” de diâmetro interno é usado como um reator. Dimetil amina, ácido acético e água são misturados em um recipiente de mistura de catalisador do qual o fluxo de saída é de 550 g/h contendo 4,5% em peso de dimetil amina e uma quantidade de ácido acético suficiente para manter o pH da corrente em 5,5. Uma corrente compreendendo propionaldeído e 37% em peso de solução de formaldeído em água também contendo 10-15% de metanol (razão molar 1:1 propionaldeído:formaldeído) a um fluxo total de 1.575 g/h é misturada com a solução de catalisador aquosa e adicionada ao reator a qual é aquecida até 160°C e mantida a 900 psig. Uma solução de inibidor contendo 8% em peso de 4-Hidroxi-TEMPO em água é adicionada ao reator a uma taxa de fluxo de 20 g/h. A saída do reator é resfriada até 20°C, despressurizada até 1 atm e enviada para um primeiro separador de fase com uma temperatura interna de 10°C e pressão de 1 atm. A taxa de fluxo aquoso do separador de fase é de 1.471 g/h e contém 81% em peso de água. A taxa de fluxo orgânico do separador de fase é de 1.487 g/h e contém mais de 90% em peso de metacroleína. A fase aquosa é enviada para uma coluna de destilação com 30 bandejas das quais o fluxo aéreo é de 255 g/h, consistindo em 51% em peso de metanol, 38% em peso de metacroleína e 11% em peso de água. Uma solução de inibidor contendo 8% em peso de 4-Hidroxi-TEMPO em metanol é adicionada ao condensador da coluna de destilação a uma taxa de fluxo de 10 g/h. O fluxo de extração lateral da coluna de destilação é de 650 g/h, compreendendo mais de 99% em peso de água. Uma solução de inibidor contendo 8% em peso de 4-Hidroxi-TEMPO em metanol é adicionada ao receptor de extração lateral da coluna de destilação a uma taxa de fluxo de 2 g/h. A corrente de fundo da coluna de destilação contém catalisador de amina- ácido recuperado que é reciclado de volta para o recipiente de mistura de catalisador a uma fração de 0,7. A corrente de destilado e 77,5 g/h de água são enviados para um segundo separador de fase. A fase aquosa do segundo separador de fase contém 40% em peso de água e 49% em peso de metanol. O fluxo de fase orgânica do segundo separador de fase é de 81 g/h e contém 89% em peso de metacroleína. Esta fase orgânica do primeiro separador de fase e a fase orgânica do segundo separador de fase são enviadas para uma coluna de separação com 9 bandejas no total a uma taxa de fluxo total de 1.487 g/h. Os vapores aéreos da coluna de separação são condensados e reciclados de volta ao separador de fase. Uma solução de inibidor contendo 8% em peso de 4-Hidroxi-TEMPO em metanol é adicionada ao condensador da coluna de separação a uma taxa de fluxo de 6 g/h. A corrente de fundo da coluna de separação é enviada para uma coluna de destilação a uma taxa de fluxo de 715 g/h com 22 bandejas em que a corrente aérea é enviada para uma etapa de oxidação para produzir ácido metacrílico e a corrente de fundo é enviada para descarte. A corrente aérea consiste em 99,3% em peso de metacroleína, 0,4% em peso de água, 0,1% em peso de metanol e menos de 0,1% em peso de impurezas indesejadas combinadas (por exemplo, ácido acético, ácido propiônico, dímero de metacroleína e 2-metil-2-pentenal) a uma taxa de fluxo de 700 g/h. Uma solução de inibidor contendo 8% em peso de 4-Hidroxi-TEMPO em metanol é adicionada ao condensador da coluna de destilação a uma taxa de fluxo de 10 g/h.
[025] O exemplo demonstra que o processo desta invenção é eficaz na remoção de metanol e outras impurezas prejudiciais de uma corrente contendo metacroleína preparada por um processo de condensação de Mannich, de modo que a corrente de metacroleína tenha um baixo teor de metanol não alcançado anteriormente pelos vários métodos da técnica anterior. O baixo teor de metanol e impureza da corrente de metacroleína a torna adequada para uso em um processo de oxidação da metacroleína a jusante.
Claims (10)
1. Processo para preparar metacroleína, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) misturar água e um catalisador de amina-ácido para fornecer uma corrente de catalisador; (b) enviar a corrente de catalisador e uma corrente de reação compreendendo propionaldeído, formaldeído e metanol para um reator para produzir uma primeira corrente intermediária compreendendo metacroleína, metanol e pelo menos 8% em peso de água; (c) fornecer a primeira corrente intermediária a um separador de fase para produzir (i) uma primeira fase aquosa compreendendo metacroleína, metanol, catalisador de amina-ácido e pelo menos 65% em peso de água e (ii) uma primeira fase orgânica compreendendo água, pelo menos 85% em peso de metacroleína e menos de 5% em peso de metanol; (d) destilar a primeira fase aquosa em uma primeira coluna de destilação para produzir (i) uma segunda corrente intermediária compreendendo metacroleína, água e menos de 60% em peso de metanol, (ii) uma corrente de fundo compreendendo catalisador de amina-ácido e (iii) uma corrente de extração lateral compreendendo metanol e água; (e) fornecer a segunda corrente intermediária e água a um segundo separador de fase para produzir (i) uma segunda fase orgânica compreendendo metacroleína, água e menos de 55% em peso de metanol e (ii) uma segunda fase aquosa; (f) destilar a primeira fase orgânica e a segunda fase orgânica em uma segunda coluna de destilação para produzir (i) uma terceira corrente intermediária compreendendo metacroleína e menos de 2% em peso de metanol e (ii) uma corrente aérea; (g) destilar a terceira corrente intermediária em uma terceira coluna de destilação para produzir (i) uma corrente de produto compreendendo metacroleína e água em uma quantidade combinada de pelo menos 97% em peso, menos de 2% em peso de metanol e menos de 1% em peso de impurezas compreendendo um ou mais de ácido acético, ácido propiônico, dímero de metacroleína e 2-metil-2-pentenal e (ii) uma corrente de resíduo; (h) reciclar pelo menos parte da corrente aérea para o primeiro separador de fase; e (i) reciclar pelo menos parte da corrente de fundo para a corrente de catalisador.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o propionaldeído é produzido contatando etileno com CO e H2 na presença de um catalisador de hidroformilação.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fornecer pelo menos parte da corrente de produto a um processo compreendendo contatar a metacroleína com um gás contendo oxigênio na presença de um catalisador de oxidação para produzir ácido metacrílico.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fornecer o ácido metacrílico a um processo compreendendo contatar o ácido metacrílico com metanol na presença de um catalisador de esterificação para produzir metil metacrilato.
5. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fornecer pelo menos parte da corrente de produto a um processo compreendendo contatar a metacroleína com um gás contendo oxigênio na presença de um catalisador de oxidação para produzir ácido metacrílico.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fornecer o ácido metacrílico a um processo compreendendo contatar o ácido metacrílico com metanol na presença de um catalisador de esterificação para produzir metil metacrilato.
7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro separador de fase é operado a uma temperatura inferior a 15°C.
8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo separador de fase é operado a uma temperatura inferior a 25°C.
9. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão da água entrando no segundo separador de fase para a segunda corrente intermediária entrando no segundo separador de fase é de 1:10 a 100:1.
10. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão da terceira corrente intermediária saindo da segunda coluna de destilação para a quantidade combinada da primeira fase orgânica e da segunda fase orgânica entrando na segunda coluna de destilação é de 1:10 a 9:10.
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