BR112021001724A2 - processo para a purificação de cianeto de hidrogênio - Google Patents

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Michael EICKER
Catrin Dorothee BECKER
Thorsten MERKER
Marko BUSSMANN
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Abstract

A presente invenção se refere a um processo para a purificação de cianeto de hidrogênio, que compreende as etapas de a) dividir uma corrente de alimentação de líquido (1) compreendendo cianeto de hidrogênio em pelo menos uma primeira corrente de líquido (2) e uma segunda corrente de líquido (3), b) introduzir a primeira corrente de líquido (2) em uma coluna de destilação (4) em um ponto entre o topo e o fundo da coluna de destilação, c) introduzir a segunda corrente de líquido (3) na coluna de destilação (4) no topo da coluna de destilação, d) retirar uma corrente superior de vapor (5) enriquecida em cianeto de hidrogênio da coluna de destilação (4), e e), retirar uma corrente de fundo (6) empobrecida em cianeto de hidrogênio, em que a temperatura da segunda corrente de líquido (3) na etapa c) é inferior à temperatura da primeira corrente de líquido (2) na etapa b).

Description

“PROCESSO PARA A PURIFICAÇÃO DE CIANETO DE HIDROGÊNIO” Campo da invenção
[0001] A presente invenção se refere a um processo para a purificação de cianeto de hidrogênio. Além disso, a presente invenção também se refere a um processo para a preparação de 2-hidroxi-4-(metiltio)butironitrila pela reação do cianeto de hidrogênio obtido a partir do processo de purificação de acordo com a presente invenção com 3- mercaptopropionaldeído. Antecedentes da invenção
[0002] O cianeto de hidrogênio (HCN) pode ser preparado no assim chamado processo Andrussow ou no assim chamado processo BMA ou processo Degussa. O processo Andrussow fornece cianeto de hidrogênio em uma reação de fase gasosa de metano, amônia e oxigênio na presença de um catalisador de platina: CH4 + NH3 + 1,5 O2 → HCN + 3 H2O, ΔHR = - 481,06 kJ/mol
[0003] Amônia, gás natural (metano) e oxigênio são alimentados em um reator e reagem na presença de um catalisador de platina a uma temperatura na faixa de 800 a 1500 °C. Normalmente, o metano é fornecido a partir do gás natural, que pode ser posteriormente purificado; C2, C3 e hidrocarbonetos superiores (por exemplo, etano, eteno, propano, propeno, butano, buteno, isobuteno, etc., denominados coletivamente hidrocarbonetos C2+) podem estar presentes no gás natural. Embora o ar possa ser usado como fonte de oxigênio, a reação também pode ser realizada usando oxigênio não diluído ou ar enriquecido com oxigênio (isto é, em um processo Andrussow com oxigênio). O calor de reação fornecido pela reação principal leva a uma infinidade de reações colaterais, que são discutidas em detalhes na literatura, por exemplo, em Waletzko, N., Schmidt, L.D. “Modeling Catalytic Gauze Reactors: HCN Synthesis”, AIChE Journal vol. 34, nº 7, 1146-1156 (1988).
[0004] No processo Andrussow, a saída do reator primário, portanto, inclui cianeto de hidrogênio, amônia não reagida, monóxido de carbono, nitrogênio e outros subprodutos da reação, em particular nitrilas, como acetonitrila, acrilonitrila e propionitrila.
[0005] O nome processo BMA é abreviado de Blausaure (cianeto de hidrogênio) de Methan (metano) e Ammoniak (amônia) em alemão. Nesse sentido, o nome BMA já indica que esse processo é para a produção de cianeto de hidrogênio a partir do metano e da amônia na presença de um catalisador de platina. A equação da reação é análoga à reação de reforma a vapor do metano (SMR) de metano e água: CH4 + NH3 → HCN + 3 H2, ΔHR = 251 kJ/mol
[0006] A reação é extremamente endotérmica e os reagentes metano e amônia são feitos reagir em um tubo de alumina revestido com um catalisador de platina a aproximadamente 1400 °C. A mistura de produtos assim obtida contém cerca de 23 % em volume de cianeto de hidrogênio e cerca de 72 % em volume de hidrogênio, bem como pequenas quantidades de amônia.
[0007] Em ambos os processos, a corrente gasosa de produto contendo cianeto de hidrogênio e amônia não reagida é aquecida a temperaturas de cerca de 100 a 400 °C na saída. Posteriormente, a corrente de produto assim resfriada é enviada para um processo de remoção de amônia,
no qual a amônia é convertida em um sal de amônia não volátil pelo contato da amônia com uma solução aquosa ácida, por exemplo, ácido fosfórico ou ácido sulfúrico.
Em seguida, a corrente gasosa de produto livre de amônia é enviada a uma coluna de absorção de HCN, onde o HCN é absorvido em água.
A solução aquosa de HCN assim obtida é então purificada em uma coluna de destilação para dar uma corrente superior contendo cianeto de hidrogênio e uma corrente aquosa de fundo, que pode ser reciclada ou descartada.
Em detalhe, a solução aquosa de HCN é purificada em uma coluna de destilação padrão, na qual é introduzida em um único ponto entre o topo e o fundo de uma coluna de destilação, o assim chamado estágio de alimentação.
Este ponto de introdução ou estágio de alimentação também subdivide a coluna de destilação em uma seção de retificação acima do estágio de alimentação e uma seção de extração abaixo do estágio de alimentação.
Nos processos da técnica anterior, o vapor que atinge o topo da coluna é resfriado e condensado em líquido no condensador superior, que pode ser colocado dentro do topo da coluna de destilação ou fora da coluna de destilação (ver por exemplo, o artigo de visão geral Cyano Compounds, Inorganic in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wi ley- VCH Verlag GmbH & Co.
KGaA, Weinheim, 2012, Vol. 10, páginas 673 a 710, em particular capítulo 1.2, páginas 675 a 678 e Figura 3 na página 676). Parte desse líquido é devolvido à coluna como refluxo e o restante é retirado como destilado, ou produto de topo.
Este padrão de fluxo geral em uma coluna de destilação fornece contato em contracorrente de correntes de vapor e líquido, que descem na(s) embalagem(ns) ou nas bandejas, em todas a(s) embalagem(ns) ou bandejas ao longo de toda a coluna. No entanto, o refluxo, que é necessário para atingir a pureza desejada de cianeto de hidrogênio, leva a um acúmulo de nitrilas superiores, por exemplo, acetonitrila, acrilonitrila e propionitrila dentro da coluna. Quando as ditas nitrilas estão presentes em altas concentrações, duas fases líquidas separadas podem ocorrer dentro da coluna, o que leva ao problema de polimerização, que normalmente ocorre no limite de fase entre as duas fases líquidas, e à formação de espuma.
[0008] O pedido de patente publicado WO 2017/011428 A1 revela um processo para reduzir as quantidades de nitrilas em cianeto de hidrogênio. Especificamente, este documento ensina um processo que inclui alimentar um produto de reação incluindo HCN, água e nitrilas para um vaso de separação, tomando uma corrente de deslizamento de líquido compreendendo HCN, água e nitrilas do vaso de separação e alimentando a corrente de deslizamento de líquido em um extrator de corrente lateral para purgar nitrilas da mistura compreendendo HCN. No entanto, os dados experimentais do WO 2017/011428 A1 mostram que este processo não suprime ou, pelo menos, reduz significativamente o acúmulo de nitrilas no vaso de separação. Em vez disso, a corrente de purga de nitrilas que sai do extrator de corrente lateral contém quantidades consideráveis de nitrilas.
[0009] Assim, ainda havia a necessidade de um método que suprimisse o acúmulo de nitrilas e também a formação de subprodutos poliméricos na purificação do cianeto de hidrogênio, como o obtido pelo processo Andrussow ou BMA. Sumário da invenção
[0010] Foi constatado que este problema é resolvido em que a corrente superior de vapor enriquecida em cianeto de hidrogênio, que é retirada de uma coluna de destilação, não é liquefeita em um condensador ou trocador de calor externo, como nos processos de destilação padrão. Consequentemente, não há refluxo externo de uma corrente superior liquefeita de volta ao topo da coluna de destilação. Em vez disso, a corrente de alimentação contendo cianeto de hidrogênio é alimentada a um processo de destilação especial, que em contraste com os processos de destilação padrão envolve a divisão da corrente de alimentação de líquido contendo cianeto de hidrogênio (1) em pelo menos duas correntes (2) e (3). A corrente (2) é introduzida na coluna de destilação em um ponto entre o topo e o fundo da coluna de destilação. Além da dita corrente (2), uma corrente adicional opcional, também separada da corrente de alimentação (1), pode ser introduzida na coluna de destilação em um ponto entre o topo e o fundo da coluna de destilação, que é diferente do ponto de introdução da corrente (2). A corrente (3) é introduzida na coluna de destilação no topo da dita coluna de destilação. A fim de proporcionar o refluxo, que é necessário para conseguir a separação dos componentes na coluna, em particular com um grau específico de purificação, a corrente (3) é introduzida na coluna de destilação a uma temperatura inferior à temperatura da corrente (2) e a corrente adicional opcional. Uma corrente de fundo empobrecida em cianeto de hidrogênio é retirada do fundo da coluna de destilação e uma corrente superior de vapor enriquecida em cianeto de hidrogênio é retirada da coluna de destilação.
[0011] Um objeto da presente invenção é, portanto, um processo para a purificação de cianeto de hidrogênio, que compreende as etapas de a) dividir uma corrente de alimentação de líquido (1) compreendendo cianeto de hidrogênio em pelo menos uma primeira corrente de líquido (2) e uma segunda corrente de líquido (3), b) introduzir a primeira corrente de líquido (2) com uma temperatura T1 em uma coluna de destilação (4) em um ponto entre o topo e o fundo da coluna de destilação, c) introduzir a segunda corrente de líquido (3) com uma temperatura T2 na coluna de destilação (4) no topo da coluna de destilação, d) retirar uma corrente superior de vapor (5) enriquecida em cianeto de hidrogênio da coluna de destilação (4), e e) retirar uma corrente de fundo (6) empobrecida em cianeto de hidrogênio da coluna de destilação (4), em que a temperatura T2 da segunda corrente de líquido (3) na etapa c) é inferior à temperatura T1 da primeira corrente de líquido (2) na etapa b). Breve descrição de desenhos
[0012] A Fig. 1 é uma representação esquemática de um processo para a purificação de cianeto de hidrogênio de acordo com a presente invenção.
[0013] A Fig. 2 mostra uma modalidade do processo da invenção em que a primeira corrente de líquido (2) é aquecida por troca de calor com a corrente de fundo (6) antes de ser introduzida na coluna de destilação (4).
[0014] A Fig. 3 mostra uma modalidade do processo da invenção em que a totalidade ou parte da corrente superior de vapor (5) retirada da coluna de destilação (4) é condensada para dar uma corrente liquefeita (13) e, se aplicável, uma corrente de vapor residual (14).
[0015] A Fig. 4 mostra uma modalidade do processo da invenção combinando as características mostradas nas figuras 2 e 3.
[0016] A Fig. 5 mostra um processo da técnica anterior para a purificação de cianeto de hidrogênio, onde a corrente superior de vapor (5) retirada da coluna de destilação (4) é condensada e uma parte da corrente liquefeita resultante (13) é retornada à coluna de destilação (4) como corrente de refluxo (15). Descrição detalhada da invenção
[0017] A coluna de destilação usada no processo de acordo com a presente invenção compreende pelo menos uma caldeira ou refervedor, que fornece a energia necessária para a evaporação dos componentes da coluna de destilação.
[0018] A coluna de destilação usada no processo de purificação de acordo com a presente invenção não está limitada a um tipo específico de coluna de destilação e pode ser uma coluna de bandeja, uma coluna embalada aleatoriamente ou uma coluna com uma embalagem estruturada.
[0019] A corrente de alimentação de líquido (1) da etapa a) pode ser obtida a partir de uma coluna de absorção de
HCN, onde o HCN é absorvido em água. Neste caso, a corrente de alimentação de líquido (1) da etapa a) é uma corrente aquosa de cianeto de hidrogênio que compreende, de preferência, uma quantidade combinada de água e cianeto de hidrogênio de pelo menos 90 % em peso, mais preferencialmente pelo menos 98 % em peso. O mesmo se aplica então à primeira e segunda correntes de líquido (2) e (3), bem como a qualquer outra corrente opcional, que também é separada da corrente de alimentação de líquido (1) que compreende cianeto de hidrogênio. O processo de acordo com a presente invenção não está limitado no que diz respeito à concentração de componentes específicos, em particular cianeto de hidrogênio, nesta corrente de alimentação de líquido (1). O mesmo se aplica necessariamente à primeira e segunda correntes de líquido (2) e (3), e a qualquer outra corrente, separada da dita corrente de alimentação (1). Portanto, a corrente de alimentação de líquido (1) pode conter de 1 a 99 % em peso de cianeto de hidrogênio, de preferência de 1 a 75 % em peso, de 1 a 50 % em peso, de 1 a 25 % em peso de cianeto de hidrogênio. Em particular, a corrente de alimentação de líquido (1) compreende de 1 a 7 % em peso de cianeto de hidrogênio, muito particularmente de 4 a 5 % em peso de cianeto de hidrogênio. Normalmente, o teor de nitrilas depende fortemente da composição da corrente de alimentação que compreende gás natural, alimentada no reator de cianeto de hidrogênio. De preferência, a quantidade combinada de acetonitrila e acrilonitrila na corrente de alimentação de líquido (1) está na faixa de 1 a 5000 ppm em peso.
[0020] Verificou-se que o processo de purificação de acordo com a presente invenção leva a uma redução significativa no acúmulo de nitrilas e subprodutos poliméricos dentro da coluna de destilação.
Em particular, verificou-se que a acumulação de acetonitrila e acrilonitrila é significativamente reduzida no processo de acordo com a presente invenção.
Especificamente, a quantidade de subprodutos acetonitrila e acrilonitrila está próxima a zero em cada bandeja de uma coluna de destilação de bandeja usada no processo de acordo com a presente invenção.
Em comparação, os subprodutos acetonitrila e acrilonitrila podem se acumular até quase 60 % no topo da coluna de destilação em um processo de destilação da técnica anterior para purificar o cianeto de hidrogênio bruto.
Sem desejar estar vinculado a uma teoria específica, acredita-se que este efeito é baseado no perfil de temperatura diferente ao longo da coluna de destilação no processo de acordo com a presente invenção, em comparação com o perfil de temperatura ao longo da coluna de destilação em um processo de destilação da técnica anterior para purificar o cianeto de hidrogênio.
Uma temperatura de cerca de 26 °C é medida no topo de uma coluna de destilação da técnica anterior quando um cianeto de hidrogênio bruto é destilado com uma razão de refluxo de 1. Nitrilas superiores, como a acetonitrila e a acrilonitrila, têm pontos de ebulição entre os pontos de ebulição do HCN e da água.
Portanto, esses subprodutos normalmente se acumulam na coluna de destilação.
No entanto, qualquer acúmulo de nitrilas na coluna inevitavelmente favorece a formação de duas fases líquidas separadas.
Ainda mais problemática é a formação de subprodutos poliméricos, que ocorre no limite de fase entre as fases. Consequentemente, a dita separação rápida favorece a polimerização, o que inevitavelmente leva à incrustação no interior do aparelho de destilação e pode requerer o encerramento da destilação. Em comparação com os processos de destilação da técnica anterior, o processo de acordo com a presente invenção pode atingir temperaturas mais elevadas no topo da coluna de destilação. Especificamente, temperaturas superiores a 30 °C são medidas no topo da coluna de destilação (4) no processo de acordo com a presente invenção. Estas temperaturas mais elevadas no topo da coluna de destilação do processo de acordo com a presente invenção conduzem a maiores quantidades de água no topo da coluna de destilação, em comparação com os processos da técnica anterior. Isso evita a separação de fases na coluna de destilação do processo de acordo com a presente invenção, bem como o acúmulo de subprodutos, como acetonitrila e acrilonitrila, em uma fase líquida separada.
[0021] Além disso, o processo de acordo com a presente invenção também leva a economias significativas na entrada de energia para a operação da coluna de destilação (4), em comparação com um processo da técnica anterior para a purificação de cianeto de hidrogênio. Especificamente, verificou-se que o processo de acordo com a presente invenção reduz o requerimento energético de refervedor da coluna de destilação (4) em mais de 20 %, em comparação com um processo de destilação da técnica anterior para a purificação de cianeto de hidrogênio.
[0022] A fim de evitar qualquer separação de fases durante a purificação de correntes de líquido compreendendo cianeto de hidrogênio, a coluna de destilação (4) é preferencialmente operada a uma temperatura de pelo menos 30 °C, de preferência pelo menos 35, 40 ou 45 °C no topo da coluna.
[0023] Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a coluna de destilação (4) é operada a uma temperatura de pelo menos 30 °C no topo da coluna.
[0024] Em uma modalidade preferencial do processo de acordo com a presente invenção, a coluna de destilação (4) é operada com uma temperatura na faixa de 30 °C a 50 °C no topo da coluna.
[0025] Em particular, a coluna de destilação (4) é operada a uma temperatura na faixa de 35 °C a 50 °C, 40 °C a 50 °C ou 45 °C a 50 °C no topo da coluna.
[0026] A divisão da corrente de alimentação (1) também permite um ajuste das frações de cada uma das correntes (2) e (3), bem como de qualquer outra corrente além das correntes (2) e (3). As taxas de fluxo escolhidas das correntes assim obtidas (2), (3) e quaisquer outras correntes opcionais além da corrente (2) correspondem à fração desejada para essas correntes. O total das correntes (2) e (3), bem como de qualquer corrente além da corrente (2), é igual ao fluxo de entrada da corrente de alimentação (1). Portanto, a divisão da corrente de alimentação (1) também permite ajustar uma razão de fluxo de massa específica ou fração da primeira corrente de líquido (2) para a segunda corrente de líquido (3).
[0027] Verificou-se que uma razão de fluxo de massa da primeira corrente de líquido (2) para a segunda corrente de líquido (3) na faixa de 95:5 a 50:50 não é apenas adequada para suprimir o acúmulo de nitrilas e a formação de subprodutos poliméricos na coluna de destilação (4), mas também economiza todo ou pelo menos parte do resfriamento requerido para condensar o vapor que atinge o topo da coluna de destilação e a energia necessária para evaporar o vapor condensado, que é realimentado para a coluna de destilação como refluxo. Já uma pequena corrente (3), em relação à corrente (2), é suficiente para obter uma purificação de cianeto de hidrogênio com um grau de qualidade comparável a um procedimento da técnica anterior. No processo de acordo com a presente invenção, a razão de fluxo de massa da primeira corrente de líquido (2) para a segunda corrente de líquido (3) varia de preferência de 95:5 a 50:50, de 90:10 a 50:50, de 85:15 a 50:50, de 80:20 a 50:50, de 75:25 a 50:50, de 70:30 a 50:50, de 65:35 a 50:50, de 60:40 a 50:50 ou de 55:45 a 50:50. Ao diminuir a razão de fluxo de massa da corrente (2) para a corrente (3) de 85:15 para 75:25, a carga do refervedor da coluna de destilação é diminuída em mais de 8 %. Ao mesmo tempo, o teor de água na corrente superior de vapor diminui de 13,9 % em peso para 6,9 % em peso. Além disso, uma razão de fluxo de massa da corrente (2) para a corrente (3) com pelo menos 50 % da corrente (2) reduz a concentração máxima de nitrilas na fase líquida dentro da coluna de destilação de mais de 56 % em um processo de destilação da técnica anterior para purificar cianeto de hidrogênio em valores inferiores a 1 %. Assim, o acúmulo de nitrilas é significativamente reduzido.
[0028] Em uma modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a razão de fluxo de massa da primeira corrente de líquido (2) para a segunda corrente de vapor líquido (3) varia de 95:5 a 50:50.
[0029] Quando o processo de acordo com a presente invenção envolve a introdução de uma corrente adicional na coluna de destilação (4), além da primeira corrente de líquido (2), as figuras mencionadas acima e abaixo para o fluxo de massa da primeira corrente de líquido (2) correspondem à soma do fluxo de massa da primeira corrente de líquido (2) e da dita corrente adicional além da corrente (2).
[0030] Uma razão de fluxo de massa da primeira corrente de líquido (2) para a segunda corrente de líquido (3) na faixa de 90:10 a 75:25 tem vários benefícios de uma vez: Em primeiro lugar, ele fornece uma corrente superior de vapor com um teor de água inferior a 7 % em peso, o que é aceitável para o processamento posterior de cianeto de hidrogênio em processos em grande escala. Segundo, uma temperatura de cerca de 47 °C é medida no topo da coluna de destilação (4). Essa condição suprime o acúmulo de nitrilas e também suprime a formação de subprodutos poliméricos na coluna de destilação (4). Além disso, o consumo de energia do refervedor da coluna de destilação (4) diminui em um fator de 5 %, em comparação com um processo de destilação da técnica anterior.
[0031] Em uma modalidade preferencial do processo de acordo com a presente invenção, a razão de fluxo de massa da primeira corrente de líquido (2) para a segunda corrente de líquido (3) varia de 90:10 a 70:30.
[0032] Sem desejar se limitar a uma teoria específica, acredita-se que a economia na carga do refervedor resulta do fluxo de massa diminuído da primeira corrente de líquido (2), em comparação com um processo de destilação da técnica anterior. O fluxo de massa inferior da corrente (2), portanto, pode ser aquecido a temperaturas mais altas do que a corrente de alimentação completa de um procedimento de destilação da técnica anterior, o que leva a um menor consumo de energia do que em um procedimento de destilação da técnica anterior.
[0033] Pode-se especular que uma redução semelhante no consumo de energia ocorreria no procedimento de destilação da técnica anterior, quando a proporção de refluxo é reduzida. No entanto, os resultados da simulação demonstram que a redução da razão de refluxo em uma destilação da técnica anterior de HCN bruto para um valor de cerca de 0,26 não oferece economia de vapor ou água gelada. Por comparação, a purificação de HCN com a mesma qualidade de produto no processo de acordo com a presente invenção, não só economiza a água gelada completa, que é necessária no processo da técnica anterior para a purificação de cianeto de hidrogênio, mas também economiza mais de 20 % de vapor. A água gelada precisa ser produzida de uma forma cara e intensiva em energia. Assim, o processo de acordo com a presente invenção leva a uma economia global de energia de mais de 34 % em comparação com a purificação de HCN da técnica anterior que dá a mesma qualidade de produto.
[0034] De acordo com a presente invenção, o refluxo, que é requerido para atingir um grau desejado de purificação, é fornecido pela introdução da segunda corrente de líquido (3), que foi separada da corrente de alimentação (1). Em contraste com um procedimento de destilação padrão para purificar HCN, a segunda corrente de líquido (3) não é aquecida antes de sua introdução na coluna de destilação (4). Em vez disso, a dita corrente (3) é introduzida na coluna de destilação (4) com uma temperatura, que é de preferência inferior à temperatura da cabeça da coluna de destilação no processo de acordo com a presente invenção. De preferência, a temperatura da segunda corrente de líquido (3) na etapa c) é inferior a 30 °C, inferior a 25 °C, 20 °C no máximo, 15 °C no máximo, ou 10 °C no máximo. De preferência, a temperatura da segunda corrente de líquido (3) na etapa c) está na faixa de 5 °C a menos de 30 °C, de 5 °C a menos de 25 °C, de 5 °C a 20 °C no máximo, de 5 °C a 15 °C no máximo, ou de 5 °C a 10 °C no máximo.
[0035] Em uma outra modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a temperatura T2 da segunda corrente de líquido (3) na etapa c) é inferior a 25 °C.
[0036] Em uma outra modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira corrente de líquido (2) é aquecida antes da sua introdução na coluna de destilação (4).
[0037] A corrente assim aquecida (2) é então introduzida como corrente aquecida (8) na coluna de destilação (4).
[0038] Em uma modalidade preferencial do processo de acordo com a presente invenção, a primeira corrente de líquido (2) é aquecida a uma temperatura T1 de 25 °C a 130 °C no máximo. A faixa de desde 25 °C até 130 °C, no máximo, compreende todas as condições para realizar o processo de acordo com a presente invenção, que compreende uma razão de 50:50 da corrente (2) para a corrente (3), uma corrente de líquido totalmente aquecida (8) e uma corrente de fundo com água pura, com a menor capacidade térmica. Preferencialmente, a primeira corrente de líquido (2) é aquecida a uma temperatura T1 de 25 °C a 95 °C no máximo. Esta temperatura T1 é particularmente adequada para uma razão de fluxo de massa da corrente (2) para a corrente (3) de 75:25, como mostrado no exemplo.
[0039] É preferencial que no processo de acordo com a presente invenção a temperatura T3 da segunda corrente de líquido (3) na etapa c) seja inferior a 25 °C e a temperatura T1 da primeira corrente de líquido (2) na etapa b) varie de 25 °C a 130 °C no máximo.
[0040] Para uma integração de calor otimizada, é preferencial aquecer a primeira corrente de líquido (2) por troca de calor com a corrente de fundo (6) da coluna de destilação (4). A dita corrente de fundo tem uma alta capacidade térmica e, portanto, pode transferir a maior parte do calor para a corrente (2). Este aquecimento pode ser feito em um trocador de calor (7). Após a transferência de calor da corrente de fundo (6) para a corrente (2), a corrente assim aquecida (8) é introduzida na coluna de destilação (4) e a corrente de fundo assim resfriada (6) é descartada ou enviada para um posterior utilização como corrente (11). A dita corrente (11) contém principalmente água e, no máximo, apenas algumas ppm de subprodutos de alto ponto de ebulição da destilação. No entanto, a quantidade extremamente baixa desses subprodutos não tem impacto sobre o cianeto de hidrogênio. Portanto, é preferencial enviar a corrente (11) para uma torre de absorção na preparação de cianeto de hidrogênio, na qual o cianeto de hidrogênio é absorvido em água.
[0041] Em ainda outra modalidade do processo de acordo com a presente invenção, a primeira corrente de líquido (2) é aquecida por troca de calor com a corrente de fundo (6) da coluna de destilação (4).
[0042] Um resfriamento da segunda corrente de líquido (3) antes de sua introdução na coluna de destilação (4) leva a um aprimoramento adicional em relação ao grau de pureza do cianeto de hidrogênio. O dito resfriamento pode ser realizado por meio do trocador de calor (9), e a corrente assim resfriada (3) é introduzida na coluna de destilação (4) como corrente (10).
[0043] De preferência, a segunda corrente de líquido (3) é resfriada antes de sua introdução na coluna de destilação (4).
[0044] É ainda mais preferencial que a segunda corrente de líquido (3) seja resfriada a uma temperatura T2 entre 5 e 20 °C antes de sua introdução na coluna de destilação (4).
[0045] De acordo com a presente invenção, a primeira corrente de líquido (2) é introduzida em um ponto entre o topo e o fundo da coluna de destilação (4). Este ponto particular também é conhecido como estágio de alimentação, que subdivide a coluna de destilação em uma seção de extração abaixo do estágio de alimentação e uma seção de retificação acima do estágio de alimentação. O estágio de alimentação é preferencialmente escolhido para fornecer de 30 a 70 %, de preferência de 50 a 65 %, dos estágios de separação da coluna de destilação (4) na seção de extração e o restante na seção de retificação. Por exemplo, quando uma coluna de destilação tem 20 estágios de separação, com o primeiro estágio no topo da coluna e o 20º estágio no fundo, o estágio de alimentação está entre o 6º e 14º dos ditos 20 estágios de separação, de preferência entre o 7º e 10º dos ditos 20 estágios de separação.
[0046] No entanto, o processo de acordo com a presente invenção não está sujeito a quaisquer limitações em relação ao número de correntes nas quais a corrente de alimentação (1) é dividida e que são introduzidas na coluna de destilação. Portanto, o processo de acordo com a presente invenção também não está sujeito a quaisquer limitações em relação ao número de outras correntes além da primeira corrente de líquido (2), que também são introduzidas em um ponto ao longo da coluna de destilação. Quando a corrente de alimentação (1) é dividida em mais de duas correntes, a uma ou mais correntes, além da primeira corrente de líquido (2) são preferencialmente introduzidas em um ponto ao longo da seção de retificação da coluna de destilação, que é diferente do ponto de introdução da primeira corrente de líquido (2). De preferência, esta corrente adicional, além da primeira corrente de líquido (2), é introduzida em um ponto entre o topo e o fundo da coluna de destilação (4), que é diferente do ponto de introdução da primeira corrente de líquido (2), em particular em um ponto entre os pontos de introdução da primeira e da segunda correntes de líquido (2) e (3). É ainda preferencial que a dita corrente adicional seja introduzida na coluna de destilação com uma temperatura T3 que está entre a temperatura T1 da primeira corrente de líquido (2) após a introdução na coluna de destilação e a temperatura T2 da segunda corrente de líquido (3) após a introdução na coluna de destilação.
[0047] Em uma modalidade, o processo de purificação de acordo com a presente invenção compreende ainda a etapa de f) introduzir pelo menos uma corrente de líquido adicional, que também é separada da corrente de alimentação de líquido (1) compreendendo cianeto de hidrogênio, além da primeira corrente de líquido (2) na coluna de destilação (4) em um ponto entre os pontos de introdução da primeira e segunda correntes de líquido (2) e (3), em que a temperatura T3 da corrente adicional está entre a temperatura T2 da segunda corrente de líquido (3) na etapa c) e a temperatura T1 da primeira corrente de líquido (2) na etapa b).
[0048] Em uma modalidade preferencial do processo de purificação de acordo com a presente invenção, o fluxo de massa da primeira corrente de líquido (2) que é introduzida na coluna de destilação na etapa b) é maior do que o fluxo de massa da pelo menos uma corrente adicional, que é introduzida na dita coluna de destilação além da primeira corrente de líquido (2).
[0049] Em princípio, o processo de acordo com a presente invenção visa evitar condensar uma parte ou toda a corrente superior de vapor (5) enriquecida em cianeto de hidrogênio e a alimentação do refluxo da corrente assim liquefeita ao topo da coluna de destilação (4). Assim, na etapa d), a dita corrente superior de vapor (5) enriquecida em cianeto de hidrogênio não é de preferência condensada após ser retirada da coluna de destilação (4). Consequentemente, a dita corrente superior de vapor (5) é preferencialmente processada adicionalmente sem qualquer condensação após ser retirada da coluna de destilação (4).
[0050] No entanto, pelo menos uma parte da corrente superior de vapor (5), após ser retirada da coluna de destilação (4), pode, alternativamente, ser condensada para dar uma corrente liquefeita (13), que é alimentada para um processamento posterior ou para um tanque de armazenamento. Quando a corrente superior de vapor (5) não está completamente condensada, a parte não condensada da corrente superior de vapor (5) constitui a corrente de vapor residual (14). A condensação (parcial) da corrente superior de vapor (5) é realizada em um condensador (12). Esta condensação não tem qualquer impacto no processo de purificação de acordo com a presente invenção e nos efeitos benéficos assim alcançados, não importa quanto da corrente superior de vapor seja condensada após ser retirada da coluna de destilação. Em vez disso, esta modalidade permite reagir nas flutuações no consumo do cianeto de hidrogênio obtido a partir do processo de acordo com a presente invenção ou fornecer cianeto de hidrogênio nas quantidades necessárias e em uma melhor forma transportável para um cliente. Portanto, esta modalidade particular não está limitada a qualquer razão específica de corrente liquefeita (13) para corrente de vapor residual (14).
[0051] Em uma modalidade alternativa, o processo de purificação de acordo com a presente invenção compreende ainda as etapas de g) condensar pelo menos uma parte da corrente superior de vapor (5) retirada da coluna de destilação (4) para dar uma corrente liquefeita (13) e, se aplicável, uma corrente de vapor residual (14), e h) alimentar a corrente liquefeita (13) da etapa g) para um processamento adicional ou para um tanque de armazenamento.
[0052] Quando a corrente superior de vapor (5) não está completamente condensada na etapa g), a parte não condensada da corrente superior de vapor (5), que constitui a corrente de vapor residual (14), é preferencialmente alimentada diretamente, ou seja, sem qualquer condensação, para um posterior processamento. Alternativamente, a corrente superior de vapor (5) pode ser completamente condensada na etapa g) para se obter uma corrente liquefeita (13), a qual é alimentada para um processamento adicional ou para um tanque de armazenamento na etapa h).
[0053] De acordo com o processo da presente invenção, a corrente superior de vapor enriquecida com cianeto de hidrogênio (5) e/ou a corrente de vapor residual enriquecida com cianeto de hidrogênio (14) não é/são liquefeita(s) e pode(m), portanto, ser enviada(s) para um processamento adicional na forma de vapor na qual foi obtida a partir da destilação. Portanto, o processamento adicional da corrente superior de vapor (5) ou da corrente de vapor residual (14) não envolve qualquer armazenamento das correntes. Em vez disso, qualquer uma dessas correntes é posteriormente processada diretamente, isto é, conforme obtida a partir do processo de purificação de acordo com a presente invenção, para dar um novo produto químico ou uma mistura com o cianeto de hidrogênio.
[0054] Em uma modalidade do processo de purificação de acordo com a presente invenção, a corrente superior de vapor (5) retirada da coluna de destilação (4) na etapa d) é posteriormente processada sem condensação da dita corrente superior de vapor.
[0055] Em outra modalidade do processo de purificação de acordo com a presente invenção, a corrente de vapor residual (14) da etapa h) é posteriormente processada sem condensação da dita corrente de vapor.
[0056] No contexto da presente invenção, um processamento adicional é qualquer tratamento da corrente superior de vapor (5) e/ou da corrente de vapor residual (14), na qual qualquer uma das ditas correntes é ainda reagida e/ou misturada com quaisquer outros componentes, com a exceção de uma liquefação de qualquer uma das ditas correntes como tal.
[0057] Um aprimoramento adicional em relação aos aspectos de segurança é alcançado quando a corrente superior de vapor (5) ou a corrente de vapor residual (14), ambas enriquecidas em cianeto de hidrogênio e obtidas pelo processo de purificação de acordo com a presente invenção, são convertidas em um composto menos perigoso. Isso reduz significativamente o potencial de risco do cianeto de hidrogênio. De um ponto de vista econômico, o composto derivado de cianeto de hidrogênio assim obtido deve ser um produto final ou intermediário relevante. No caso de um produto intermediário, o dito composto derivado de cianeto de hidrogênio deve ser facilmente conversível em outros compostos de relevância econômica.
[0058] O cianeto de hidrogênio é um composto de partida importante na produção em grande escala do aminoácido essencial D,L-metionina e neste processo o cianeto de hidrogênio é reagido com 3-metiltiopropanal, também conhecido como 3-metilmercaptopropionaldeído ou sob sua abreviatura MMP, para dar nitrila de ácido 2-hidroxi-4- metiltiobutítico.
Esta reação pode ser realizada na presença de catalisadores adequados, como piridina ou trimetilamina.
A nitrila de ácido 2-hidroxi-4- metiltiobutítico assim obtida pode ser hidrolisada na presença de ácido mineral para dar ácido 2-hidroxi-4- metilbutírico, também conhecido como hidróxi análogo de metionina ou sob a sua abreviatura MHA.
Alternativamente, a nitrila de ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutítico é ainda reagida com hidrogenocarbonato de amônio para dar a hidantoína correspondente, que é saponificada com uma base para dar uma solução contendo metionato, a partir da qual a metionina neutra é precipitada por acidificação da solução com dióxido de carbono ou um ácido.
Um outro benefício da reação de cianeto de hidrogênio com 3-metiltiopropanal a nitrila de ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutítico é que o último composto tem uma estabilidade de armazenamento muito melhor do que o 3-metiltiopropanal.
A preparação de nitrila de ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutítico é revelada, por exemplo, no pedido de patente publicado US 2012/215022 A1. No entanto, o processo revelado neste documento envolve o uso de um produto gasoso bruto da produção de cianeto de hidrogênio de acordo com o processo Andrussow, que tem, portanto, um baixo conteúdo de cianeto de hidrogênio, mas um conteúdo bastante maior de outros componentes.
No entanto, esses componentes adicionais não contribuem para nenhum benefício adicional na preparação de nitrila de ácido 2-hidroxi-4-metiltiobutítico.
Em vez disso, eles conduzem a uma corrente de substância muito grande, cujo aquecimento e condução ao longo do processo requerem um projeto de aparelho amplo e uma grande entrada de energia. Isso, no entanto, torna o processo do documento US 2012/215022 A1 um tanto pouco atraente do ponto de vista energético e econômico. Por comparação, o processo de purificação de acordo com a presente invenção permite o uso de correntes de vapor enriquecidas com cianeto de hidrogênio, isto é, a corrente superior de vapor (5) ou a corrente de vapor residual (14), na preparação de 2- hidroxi-4-(metiltio)butironitrila pela reação de uma dessas correntes com 3-metilmercaptopropionaldeído. O processo para a preparação de 2-hidroxi-4-(metiltio)butironitrila de acordo com a presente invenção, portanto, permite dar um 2- hidroxi-4-(metiltio)butironitrila com uma pureza mais alta e menos entrada de energia do que no processo do documento 2012/215022 A1.
[0059] Outro objeto da presente invenção é, portanto, um processo para a preparação de 2-hidroxi-4- (metiltio)butironitrila que compreende as etapas de i) purificar cianeto de hidrogênio no processo para a purificação de cianeto de hidrogênio de acordo com a presente invenção para fornecer uma corrente superior de vapor (5) enriquecida em cianeto de hidrogênio ou uma corrente de vapor residual (14) enriquecida em cianeto de hidrogênio, e ii) fazer reagir a dita corrente superior de vapor (5) enriquecida em cianeto de hidrogênio ou a dita corrente de vapor residual (14) enriquecida em cianeto de hidrogênio com 3- mercaptopropionaldeído para dar 2-hidroxi-4- (metiltio)butironitrila.
[0060] É um benefício adicional deste processo para a preparação de 2-hidroxi-4-(metiltio)butironitrila que o 3- mercaptopropionaldeído, um composto que é suscetível a reações de polimerização e degradação, seja convertido no composto estável em armazenamento 2-hidroxi-4- (metiltio)butironitrila.
[0061] No que diz respeito à etapa i) deste objeto adicional, todas as modalidades mencionadas acima do processo de purificação de acordo com a presente invenção se aplicam. Exemplos:
[0062] Os exemplos no presente documento foram realizados usando um modelo computacional de um processo baseado no processo de destilação mostrado na figura 2. A modelagem de processos é uma metodologia estabelecida e confiável usada por engenheiros para simular processos químicos complexos antes de construir a planta real. No contexto dos exemplos no presente documento, o software de modelagem comercial Aspen Plus® (Aspen Technology, Inc., 20 Crosby Roads, Bedford, Massachusetts 01730, EUA) foi usado em combinação com dados de propriedade física disponíveis em bancos de dados públicos. Exemplo 1 Purificação de uma corrente de cianeto de hidrogênio, compreendendo cianeto de hidrogênio, de acordo com a invenção
[0063] Usando o software de modelagem Aspen Plus®, a purificação da corrente compreendendo cianeto de hidrogênio foi simulada para o processo de destilação mostrado na figura 2: Uma corrente aquosa de alimentação (1) de uma torre de absorção de HCN compreendendo 4 a 5 % em peso de cianeto de hidrogênio é dividida em uma primeira corrente de líquido (2) e uma segunda corrente de líquido (3). A corrente (2) é aquecida a uma temperatura de 92 °C no trocador de calor (7) por troca de calor com a corrente de fundo (6) da coluna de destilação (4) para dar uma corrente aquecida (8). A dita corrente (8) é introduzida entre o 7º e o 10º estágio de uma coluna de destilação (4) que tem 20 etapas. A corrente de fundo resfriada assim obtida (11), que contém principalmente água, é reciclada para a torre de absorção de HCN. A corrente (3) é introduzida no topo da coluna de destilação (4) com uma temperatura de 24,9 °C. Uma corrente superior de vapor (5) enriquecida em cianeto de hidrogênio é retirada do topo da coluna de destilação (4). Uma corrente de fundo (11), empobrecida em cianeto de hidrogênio e enriquecida em água, é retirada do fundo da coluna de destilação e alimentada ao trocador de calor (7).
[0064] O teor de água na corrente superior de vapor (5), retirada da coluna de destilação (4), muda com a razão de fluxo de massa da primeira corrente de líquido (2) para a segunda corrente de líquido (3).
[0065] Especificamente, o teor de água na corrente superior de vapor (5) é reduzido de quase 14 % em peso para menos de 7 % em peso, aumentando a fração da corrente (3) de 15 para 25 % em peso, ou seja, diminuindo-se a razão de fluxo de massa da corrente (2) para a corrente (3) de 85:15 para 75:25. Ao mesmo tempo, o requerimento energético de refervedor da coluna de destilação (4) diminui em quase
9 %. Um aumento adicional da fração da corrente (3) para mais de 25 % em peso não resulta em uma redução adicional do teor de água na corrente superior de vapor (5), nem resulta em uma redução adicional do requerimento energético de refervedor da coluna de destilação (4). A Tabela 1 resume esses resultados.
Nesta tabela, a técnica anterior (última entrada na Tabela 1) indica os resultados calculados para um processo de destilação da técnica anterior para purificar o cianeto de hidrogênio como mostrado na Fig. 5. Em comparação com o processo de acordo com a técnica anterior, o processo de acordo com a presente invenção dá um maior teor de água na corrente superior de vapor, o que, no entanto, não é nenhum problema para o processamento posterior do cianeto de hidrogênio assim obtido.
Mais importante do que isso é que o processo de acordo com a presente invenção leva a uma redução tremenda na acumulação máxima de nitrilas acetonitrila e acrilonitrila na fase líquida (de mais de 56 % em peso para menos de 0,1 % em peso) e uma redução significativa no requerimento energético de refervedor da coluna de destilação (de 7190 kW para 5700 kW). Razão de Requerimento Teor de água Acúmulo máx. fluxo de energético de na corrente de nitrilas massa da refervedor da superior de na fase corrente (2) coluna de vapor (5) [% líquida [% para a destilação (4) em p.] em p.] corrente (3) [kW] 85:15 13,9 6232 0,20 % 80:20 9,5 5892 0,10 % 75:25 6,9 5700 0,90 %
Razão de Requerimento Teor de água Acúmulo máx. fluxo de energético de na corrente de nitrilas massa da refervedor da superior de na fase corrente (2) coluna de vapor (5) [% líquida [% para a destilação (4) em p.] em p.] corrente (3) [kW] 70:30 6,9 5700 0,60 % 65:35 6,9 5700 0,60 % 60:40 6,9 5700 0,60 % 55:45 6,9 5700 0,60 % 50:50 6,9 5700 0,60 % Padrão: - ~ 0 % 7190 56,40 %
[0066] Tabela 1: Influência da razão de divisão da primeira corrente de líquido (2) para a segunda corrente de líquido (3) no teor de água na corrente superior de vapor (5) e no requerimento energético de refervedor da coluna de destilação (4).
[0067] Uma melhor integração de calor conduz a mais aprimoramentos para o requerimento energético de refervedor da coluna de destilação (4) no processo de acordo com a presente invenção. Em detalhe, a segunda corrente de líquido (3), que constituía 25 % em peso da corrente de alimentação (1), é resfriada a uma temperatura na faixa de 5 a quase 25 °C, para dar uma corrente resfriada (10), que é introduzida no topo da coluna de destilação (4). Além disso, a corrente (2), que constitui 75 % em peso da corrente (1), é aquecida a uma temperatura de 93 °C, para dar uma corrente aquecida (8), que é introduzida no estágio de alimentação da coluna de destilação (4). O dito resfriamento leva a uma diminuição adicional do teor de água na corrente superior de vapor (5) em 1,5 % em peso. A maior capacidade de resfriamento do refrigerador (9), que é requerida para o resfriamento da segunda corrente de líquido (3), deve ser compensada pelo refervedor da coluna de destilação (4). Portanto, o requerimento energético de refervedor na coluna de destilação (4) aumenta novamente, mas apenas ligeiramente (ver tabela 2). Requerimento Teor de água energético de Temperatura Temperatura na corrente refervedor da de corrente de corrente superior de coluna de (10) [°C] (8) [°C] vapor (5) [% destilação (4) em p.] [kW] 10 93 5,4 6258 15 93 5,8 6069 20 93 6,3 5876 24,9 93 6,9 5700
[0068] Tabela 2: Influência da temperatura da corrente (10) no teor de água na corrente superior de vapor (5) e no requerimento energético de refervedor da coluna de destilação (4). Exemplo 2 Comparação com um procedimento da técnica anterior
[0069] Neste exemplo, o resultado da purificação de uma corrente compreendendo cianeto de hidrogênio no processo de destilação da técnica anterior como mostrado na Fig. 5 (dados experimentais) é comparado com os resultados da purificação de uma corrente compreendendo cianeto de hidrogênio no processo de acordo com a presente invenção (dados de simulação usando Aspen Plus® para o processo mostrado na figura 2). O processo da técnica anterior foi realizado com uma temperatura de 47,3 °C no topo da coluna de destilação para dar uma corrente superior de vapor (5) da mesma composição e qualidade, a fim de permitir uma comparação dos parâmetros operacionais dos dois processos. O mesmo se aplica ao processo de acordo com a presente invenção. No processo de destilação da técnica anterior, a temperatura no topo da coluna de destilação foi ajustada por uma razão de refluxo de 0,26. No processo de acordo com a presente invenção, a temperatura no topo da coluna de destilação (4) é ajustada ajustando-se uma fração de 22,5 % em peso para a segunda corrente de líquido (3). Outras diferenças no funcionamento das duas colunas de destilação são evitadas para uma melhor comparação dos dois processos. Portanto, a segunda corrente de líquido (3) não é aquecida antes de ser introduzida na coluna de destilação (4) no processo de acordo com a presente invenção.
[0070] Em comparação com o processo de destilação da técnica anterior, o processo de acordo com a presente invenção tem um consumo de energia significativamente menor para fornecer uma corrente superior de vapor da mesma qualidade. Em detalhe, existe não só uma economia significativa em água gelada, que tem de outro modo que ser fornecida por uma máquina de refrigeração, omitindo-se o refluxo no processo de acordo com a presente invenção, mas há também uma grande economia de vapor. A Tabela 3 resume esses resultados.
Purificação de Purificação acordo com a de acordo com técnica a invenção anterior Parâmetro de processo Razão de refluxo 0,26 - Porcentagem de corrente de alimentação não - 22,5 % aquecida Recursos Água gelada [kW] 1530 0 Vapor [kW] 7190 5700 Corrente superior de vapor (5) HCN [% em p.] 93,0 93,0 H2O [% em p.] 6,9 6,9 T [°C] 47,3 47,3
[0071] Tabela 3: Comparação da demanda de energia em uma purificação de acordo com a técnica anterior e uma purificação de acordo com a invenção em qualidades de produto iguais
[0072] Este exemplo comparativo mostra que não é possível compensar os menores requisitos de resfriamento e o menor consumo de vapor do processo de acordo com a presente invenção reduzindo-se a razão de refluxo no processo da técnica anterior.
[0073] Lista de sinais de referência (1) corrente de alimentação de líquido compreendendo cianeto de hidrogênio (2) primeira corrente de divisão de líquido a ser introduzida na coluna de destilação (4) em um ponto entre as seções de topo e as de fundo da coluna de destilação (4) (3) segunda corrente de divisão de líquido a ser introduzida na coluna de destilação (4) no topo da coluna de destilação (4) (4) coluna de destilação (5) corrente superior de vapor enriquecida em cianeto de hidrogênio (6) corrente de fundo empobrecida em cianeto de hidrogênio (7) trocador de calor para aquecer a primeira corrente de líquido (2) (8) corrente aquecida do trocador de calor (7) a ser introduzida na coluna de destilação (4) em um ponto entre o topo e o fundo da coluna de destilação (4) (9) trocador de calor para resfriar a segunda corrente de líquido (3) (10) corrente resfriada do trocador de calor (9) a ser introduzida no topo da coluna de destilação (4) (11) corrente de fundo do trocador de calor (7) (12) condensador (parcial) para corrente superior de vapor (5) (13) corrente liquefeita do condensador (parcial) (12) (14) corrente de vapor residual a ser alimentada para processamento posterior (15) corrente de refluxo do condensador (12)

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. Processo para a purificação de cianeto de hidrogênio caracterizado por compreender as etapas de a) dividir uma corrente de alimentação de líquido (1) compreendendo cianeto de hidrogênio em pelo menos uma primeira corrente de líquido (2) e uma segunda corrente de líquido (3), b) introduzir a primeira corrente de líquido (2) com uma temperatura T1 em uma coluna de destilação (4) em um ponto entre o topo e o fundo da coluna de destilação, c) introduzir a segunda corrente de líquido (3) com uma temperatura T2 na coluna de destilação (4) no topo da coluna de destilação (4), d) retirar uma corrente superior de vapor (5) enriquecida em cianeto de hidrogênio da coluna de destilação (4), e e) retirar uma corrente de fundo (6) empobrecida em cianeto de hidrogênio da coluna de destilação (4), em que a temperatura T2 da segunda corrente de líquido (3) na etapa c) é inferior à temperatura T1 da primeira corrente de líquido (2) na etapa b).
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a coluna de destilação é operada com uma temperatura de pelo menos 30 °C no topo da coluna de destilação (4).
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a coluna de destilação é operada com uma temperatura na faixa de desde 30 até 50 °C no topo da coluna de destilação (4).
4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a razão de fluxo de massa da primeira corrente de líquido (2) para a segunda corrente de líquido (3) varia de 95:5 a 50:50.
5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a razão de fluxo de massa da primeira corrente de líquido (2) para a segunda corrente de líquido (3) varia de 90:10 a 70:30.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a temperatura T2 da segunda corrente de líquido (3) na etapa c) é inferior a 25 °C.
7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a primeira corrente de líquido (2) é aquecida antes da sua introdução na coluna de destilação.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a primeira corrente de líquido (2) é aquecida a uma temperatura T1 de 25 °C a 130 °C no máximo.
9. Processo, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a primeira corrente de líquido (2) é aquecida por troca de calor com a corrente de fundo (6) da coluna de destilação (4).
10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por compreender ainda a etapa de f) introduzir pelo menos uma corrente de líquido adicional, que também é dividida da corrente de alimentação de líquido (1) compreendendo cianeto de hidrogênio, além da primeira corrente de líquido (2) e da segunda corrente de líquido (3), na coluna de destilação (4) em um ponto entre os pontos de indução da primeira e segunda correntes de líquido (2) e (3), em que a temperatura T3 da corrente adicional está entre a temperatura T2 da segunda corrente de líquido (3) na etapa c) e a temperatura T1 da primeira corrente de líquido (2) na etapa b).
11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a primeira corrente de líquido (2) é introduzida na coluna de destilação na etapa b) a uma taxa de fluxo de massa maior do que a da pelo menos uma corrente adicional, que é introduzida na dita coluna de destilação além da primeira corrente de líquido (2).
12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a corrente superior de vapor (5) retirada da coluna de destilação (4) na etapa d) não é condensada.
13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por compreender ainda as etapas de g) condensar pelo menos uma parte da corrente superior de vapor (5) retirada da coluna de destilação (4) para dar uma corrente liquefeita
(13) e, se aplicável, uma corrente de vapor residual (14), e h) alimentar a corrente liquefeita (13) da etapa g) para um processamento adicional ou para um tanque de armazenamento.
14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a corrente de vapor residual (14) da etapa h) não é condensada.
15. Processo para a preparação de 2-hidroxi-4- (metiltio)butironitrila caracterizado por compreender as etapas de i) purificar uma corrente de alimentação de líquido (1) compreendendo cianeto de hidrogênio por um processo para a purificação de cianeto de hidrogênio conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14 para fornecer uma corrente superior de vapor (5) enriquecida em cianeto de hidrogênio, e ii) fazer reagir a dita corrente superior de vapor (5) enriquecida em cianeto de hidrogênio com 3- mercaptopropionaldeído para dar 2-hidroxi-4- (metiltio)butironitrila.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023072998A1 (de) 2021-10-29 2023-05-04 Röhm Gmbh Optimiertes verfahren zur herstellung und isolierung von blausäure sowie verfahren zu deren umsetzung zu methacrylsäure (mas) und/oder alkylmethacrylat

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2198895B1 (pt) * 1972-09-07 1977-02-25 Du Pont
DE10317929A1 (de) 2003-04-17 2004-11-11 Basf Ag Verfahren zur Aufreinigung von Blausäure
WO2006100218A1 (en) 2005-03-22 2006-09-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for deriching a stream of liquefied natural gas
CN101091835B (zh) * 2006-06-22 2010-05-12 中国石油化工股份有限公司 一种并联换热的抽提蒸馏方法
DE102008044218A1 (de) * 2008-12-01 2010-06-02 Evonik Röhm Gmbh Verfahren zur Herstellung von einem Carbonsäureamid aus einer Carbonylverbindung und Blausäure
CN103347854B (zh) 2011-02-23 2017-04-26 赢创德固赛有限公司 由3‑(甲硫基)丙醛和氢氰酸制备2‑羟基‑4‑(甲硫基)丁腈的方法
TWM501890U (zh) * 2012-12-18 2015-06-01 Invista Tech Sarl 用於製造氰化氫之反應總成
CN204057983U (zh) * 2012-12-18 2014-12-31 因温斯特技术公司 用于减少安德卢梭法中催化剂中毒的系统
EP3019509B1 (en) * 2013-07-10 2019-09-11 Boehringer Ingelheim International GmbH Novel chiral nitrogen-phosphorus ligands and their use for asymmetric hydrogenation of alkenes
CN110127724A (zh) * 2013-07-12 2019-08-16 英威达纺织(英国)有限公司 使用第二废热锅炉的氰化氢制造方法
FR3008991B1 (fr) * 2013-07-26 2016-11-04 Roquette Freres Procede de fermentation de chlorelles en mode discontinu alimente par apports sequentiels et automatises en glucose
CN104922926A (zh) * 2014-03-21 2015-09-23 英尼奥斯欧洲股份公司 头馏分塔塔顶系统
PL3256252T3 (pl) 2015-02-13 2021-10-25 Basf Se Sposób regeneracji katalizatora na bazie zeolitu tytanowego do epoksydowania propylenu
WO2017011428A1 (en) 2015-07-14 2017-01-19 The Chemours Company Fc, Llc Method for removing nitriles from hydrogen cyanide
CN105366692B (zh) * 2015-12-04 2018-03-30 中国天辰工程有限公司 一种制取高纯液态氰化氢工艺及系统
CN106365178B (zh) * 2016-08-29 2018-07-27 重庆紫光化工股份有限公司 一种氢氰酸的提纯方法

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