BRPI0305750B1 - método de purificação de uma corrente compreendendo pelo menos um composto termicamente instável. - Google Patents

Abstract

"aparelho de separação, e, métodos de purificação de ácido acrílico, de re-equipamento de uma coluna de destilação existente e de purificação de compostos termicamente instáveis". processos e aparelhos de separação capazes de purificar materiais termicamente sensíveis em alta capacidade. um aparelho tendo uma seção de retificação e uma seção de extração, a seção de extração tendo uma bandeja de extração com de 5 a 50% de área aberta, uma queda de pressão de 0,02 psi (0,138 kpa) e 0,2 psi (1,38 kpa) e uma eficiência de bandeja durante a operação da coluna que é igual ou maior do que 20%.

Description

“MÉTODO DE PURIFICAÇÃO DE UMA CORRENTE COMPREENDENDO PELO MENOS UM COMPOSTO TERMICAMENTE INSTÁVEL” CAMPO DA INVENÇÃO [0001] Esta invenção está relacionada a métodos e aparelhos para a purificação em alta capacidade de compostos termicamente sensíveis, instáveis ou reativos.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [0002] A purificação de compostos termicamente sensíveis, instáveis ou reativos, tais que o ácido acrílico, é tipicamente tentada através de destilação a vácuo contínua ou de outros processos de separação de vapor - líquido utilizando bandejas de queda em baixa pressão. [0003] As colunas de destilação conhecidas (coluna(s)) usualmente empregadas na separação de compostos termicamente instáveis e reativos experimentam instabilidade hidráulica, oscilação e comportamento não-previsível. As bandejas de coluna são processadas a seco ou possuem manchas secas. Estas colunas e bandejas experimentam a deposição de polímero, desvio de fluido, hidráulica deficiente, fraca mistura, canalização de fluxo e má distribuição de fluxo, exsudação de líquido, e interação líquido -vapor deficiente. Qualquer um, ou uma combinação, destes fatores pode resultar em redução de eficiência da bandeja e um baixo desempenho de coluna. [0004] A presença de polímero em processos de separação é um problema significativo. O polímero pode estar presente ou se acumular em bandejas de coluna, ou em qualquer local em toda a coluna. A condensação da fase vapor, ou a polimerização da fase líquida possui uma igual possibilidade de semeadura sobre qualquer superfície da coluna interna. Altos gradientes de volume de polímero podem ser observados através ou abaixo de um perfil físico da coluna. O polímero pode migrar através de toda a coluna equipamento associado. Como um resultado, filtros e bombas de corrente são obstruídos com polímero. As colunas precisam ser limpadas freqüentemente. Os custos de manutenção e pessoal são pesados e os tempos de corrida são curtos. [0005] Em processos de destilação tradicionais para materiais termicamente sensíveis, altas temperaturas e/ou altas quedas de pressão por bandeja foram determinadas para aumentar a polimerização indesejável e criar dificuldades de produção, incluindo perda de eficiência, capacidade reduzida, dano ao equipamento altos custos de manutenção e custos de energia aumentados. Podem ser empregados inibidores para reduzir a polimerização, no entanto o custo dos inibidores é significativo e reduz a pureza do produto. Tendo em vista estes problemas, é comum que os fabricantes empreguem colunas de diâmetro menor ou colunas múltiplas. Tais abordagens são de operação complicada e de montagem cara. [0006] Os problemas baseados em polímero e hidráulica precedentemente mencionados reduzem a eficiência da bandeja e da coluna e impedem que os processos de separação satisfaçam às especificações quanto à pureza. Eles também geram dificuldades de controle de processo, resultam em dados de sensor não confiáveis e impedem uma simulação de processo precisa. [0007] Os processos de purificação utilizados pelos fabricantes de ácido acrílico (um composto industrialmente importante, que é reativo e termicamente instável) experimentam problemas incluindo, mas não limitados, àqueles acima expostos quando a capacidade de produção é elevada.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0008] Em uma modalidade, a presente invenção refere-se a um aparelho de separação tendo uma seção de retificação; a uma seção de extração tendo pelo menos uma bandeja de extração, na qual a bandeja de extração se estende através da área de seção transversal da coluna e possui uma área de seção transversal da bandeja e áreas abertas, através das quais o vapor pode passar, em que cada uma das áreas abertas possui uma área de seção transversal aberta, e em que a soma de todas as áreas em seção transversal possui um valor na faixa de a partir de 5% a cerca de 50% da área de seção transversal da bandeja. A bandeja de extração produz uma queda de pressão de bandeja durante a operação do aparelho e a queda de pressão da bandeja está em uma faixa de cerca de 1 mmHg (0,02 psi)(0,138 kPa) a cerca de 10 mmHg (0,2 psi) (1,38 kPa) e a bandeja de extração possui uma eficiência de bandeja durante a operação da coluna que é igual ou maior do que 20%. O aparelho pode ter uma primeira bandeja de extração e uma segunda bandeja de extração, em que a primeira bandeja de extração e a segunda bandeja de extração são separadas por uma distância vertical, que é de, pelo menos, 8 polegadas (20,32 cm). Não é necessário que a bandeja de extração possua um tubo de descida. [0009] A presente invenção pode ser usada em uma modalidade para a purificação de ácido acrílico e pode produzir uma corrente de produtos de fundo tendo ácido acrílico em uma concentração de mais do que 50%, em peso. [00010] A presente invenção pode ser realizada através do re-equipamento de uma coluna de destilação existente pela substituição de pelo menos duas bandejas na seção de extração por uma bandeja única, capaz de produzir uma queda de pressão de bandeja durante a operação do aparelho na faixa de cerca de 4 mmHg (0,08 psi) (0,552 kPa) a cerca de 6 mmHg (0,12 psi) (0,82 kPa). [00011] Em ainda outra modalidade, a presente invenção pode ter uma coluna de destilação tendo uma entrada de alimentação, uma saída de topo, uma saída de produtos de fundo, uma entrada de refluxo e uma entrada de retorno de refervedor, a coluna tendo também uma área de seção transversal interna ligada através de um diâmetro de coluna interno. A coluna de destilação pode alojar uma seção de retificação localizada acima da entrada de alimentação e uma seção de extração localizada abaixo da entrada de alimentação. [00012] A presente invenção pode ter uma coluna de destilação com uma parede tendo uma superfície interna definida pelo diâmetro interno da coluna, em que as áreas abertas propiciam o fluxo do vapor através de uma velocidade suficiente, de modo a arrastar um líquido presente sobre a superfície de pelo menos uma bandeja de extração, proporcionando a transferência de massa de líquido, de tal modo que o líquido estabeleça contato com a superfície interna, de modo a umedecer a superfície interna. [00013] A presente invenção inclui outra modalidade tendo bandejas suficientes para prover 8 ou mais estágios teóricos de separação, em que a seção de retificação possui bandejas de retificação suficientes para prover pelo menos 4 estágios teóricos de separação e em que a seção de extração possui bandejas suficientes, de modo a prover pelo menos 4 estágios teóricos de separação. [00014] Qualquer das modalidades da presente invenção pode ser utilizada para purificar compostos reativos e/ou termicamente instáveis. A presente invenção pode produzir uma corrente de topo tendo uma composição de ácido acrílico de menos do que 10%, em peso.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00015] A figura 1 é uma ilustração esquemática de uma configuração de coluna única típica da presente invenção. [00016] A figura 2 é uma ilustração esquemática de uma configuração de coluna dupla típica da presente invenção. [00017] A figura 3 é uma perspectiva de topo de uma modalidade típica de uma bandeja de destilação da presente invenção. [00018] A figura 4 é uma ilustração em perspectiva lateral de duas bandejas sob operação hidráulica típica da presente invenção. [00019] A figura 5 é uma ilustração em perspectiva lateral de uma bandeja de controle de temperatura da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [00020] A presente invenção refere-se a métodos e aparelhos para a purificação em alta capacidade de compostos termicamente sensíveis, instáveis ou reativos. A presente invenção inclui um processo de destilação, que utiliza menos bandejas e fornece separações em alta pureza sem requerer temperaturas elevadas ou pressões de coluna. As bandejas podem ter uma área aberta e uma queda de pressão, projetadas para aperfeiçoar a eficiência da bandeja e da coluna e menos bandejas são requeridas para alcançar as especificações de produto desejadas. [00021 ] A presente invenção inclui o equipamento para conduzir separações, os processos para a obtenção da pureza de produto desejada e métodos para o re-equipamento das colunas existentes, de modo a que sejam alcançados os parâmetros mecânicos e/ou de desempenho da presente invenção. [00022] Estes processos de separação incluem, mas não estão limitados à destilação contínua, destilação reativa, destilação azeotrópica, destilação extrativa, destilação de múltiplos componentes, destilação por cintilação única e por cintilação múltipla, processos de equilíbrio de vapor - líquido, e quaisquer processos, que utilizem o contato de vapor/líquido para efetuar a transferência de massa. O equipamento pode incluir pressão vertical e horizontal e vasos a vácuo, reatores que efetuam separações, e processos e equipamento de troca de calor para proporcionar separações e contato de vapor - líquido. [00023] Em toda esta especificação e reivindicações, a não se que indicado de outro modo, referências a percentuais estão em percentual em peso e todas as temperaturas estão em graus centígrados. A não ser que especificado de outro modo, os pontos terminais das faixas são considerados como sendo aproximados e como incluindo outros valores que estão dentro do conhecimento daquele versado na técnica como sendo insignificantemente diferentes do respectivo ponto terminal (isto é, um valor “cerca de” ou “próximo a” ou “ perto de” cada respectivo ponto terminal). Deve ser também entendido para os propósitos desta especificação e reivindicações, que os limites de faixa e razão, citados nesta, podem ser combinados. Por exemplo, se faixas de 1-20 e de 5-15 forem citadas para um parâmetro particular, é entendido que as faixas de 1-5, 1-15, 5-20 ou 15-20 são também contempladas. Além disso, o termo “ quantidade principal” é entendido como significando mais do que 50 por cento, em peso, da composição total. O termo “quantidade menor” é entendido como significando menos do que 50 por cento, em peso, da composição total. O termo “água de rejeito” é entendido como significando qualquer corrente de água tendo impurezas, compostos orgânicos e/ou aditivos contidos na mesma. De um modo similar, o termo “ gás de rejeito” é entendido como compreende um gás ou mistura de gases tendo impurezas e/ou aditivos contidos na mesma. O termo “ácido (met) acrílico” é entendido como abrangendo tanto ácido acrílico e ácido metacrílico. Do mesmo modo, o termo “ácido acrílico” é entendido como abrangendo “ácido (met) acrílico” e compostos relacionados/similares. De modo similar “(met)acrilonitrila” é entendido como abrangendo tanto acrilonitrila e metacrilonitrila. O termo “metacrilonitrila” abrange acrilonitrila e o inverso é também verdadeiro, “(metil)estireno” segue o mesmo padrão. “(metil)estireno” abrange tanto estireno como metilestireno. O termo “estireno” abrange metilestireno e o inverso é também verdadeiro. A não ser que mencionado de outro modo, os valores em ppm estão em peso. O termo “altura da espuma” e “ nível de líquido” são usados de modo sinônimo. A não ser que especificado de outro modo, as pressões são absolutas. [00024] Os processos e equipamento (aparelhos) da presente invenção incluem todos os componentes requeridos para executar a purificação de um composto desejado através de separações de líquido- vapor. [00025] A figura 1 é uma ilustração de uma modalidade de configuração de coluna única típica (modalidade de coluna única) da presente invenção. As operações unitárias representadas na Figura 1 são: uma coluna de destilação (1), condensador principal/de exaustão (5), jatos de vácuo ou outro sistema de vácuo (30), condensador intermediário/posterior (35), um separador por gravidade (10), uma bomba de refluxo (15), uma bomba de produto destilado (40), um refervedor (25), uma bomba do aparelho de circulação do refervedor (20), uma bomba de produto de fundo (45). A coluna de destilação inclui uma zona de alimentação (2), uma seção de retificação (3), e uma seção de extração (4). [00026] O processo ilustrado na Figura 1 inclui uma corrente de alimentação (100), que é alimentada à coluna de destilação (1) na zona de alimentação (2). Os vapores da coluna se elevam através da seção de retificação (3), e os líquidos na coluna caem através da seção de extração (4). A coluna de destilação (1) possui uma saída de topo e a corrente de topo (110) é alimentada a um condensador principal/de exaustão (5). O condensado a partir do condensador principal/de exaustão (5) forma o destilado condensado (112), que é combinado com o término de solvente (150), e alimentado ao separador por gravidade (10). O condensado destilado (112) também contém condensado de jato (113). O condensado de jato (113) se origina a partir da corrente (111), extraída através dos jatos de vácuo (30) e alimentada ao condensador intermediário/posterior (35). Os não- condensáveis são removidos a partir do condensador intermediário/posterior (35) através de uma corrente de exaustão de não- condensáveis (140). Os líquidos gerados pelo condensador intermediário/posterior (35) constituem o condensado de jato (113), que é misturado com o destilado condensado (112). O separador por gravidade (10) produz uma corrente de refluxo (116), que alimenta a bomba de refluxo (15), que fornece refluxo (120) à coluna de destilação (1). A corrente de destilado (115) a partir do separador por gravidade (10) é alimentada a uma bomba de produto destilado (40), que produz a corrente de produto destilado (130). A coluna de destilação (1) também produz uma corrente de produtos de fundo (160), que alimenta uma bomba de aparelho de circulação de refervedor (20). A bomba de aparelho de circulação de refervedor (20), bombeia a corrente de produtos de fundo a um T, onde a corrente de produtos de fundo é dividida em uma corrente de alimentação de refervedor (161) e em uma corrente de alimentação de bomba de produto de fundo (162). O refervedor (25) gera a corrente de retomo de refervedor (170). A bomba de produto de fundo (45) bombeia a corrente de produto de fundo (180). [00027] A figura 2 ilustra uma modalidade de configuração de coluna dupla (modalidade de coluna dupla) também mostrada como uma configuração de coluna dividida, que utiliza a presente invenção. Nesta modalidade, a seção de retificação e a seção de extração podem ser distribuídas a colunas ou vasos múltiplos. A prática de destilação ou separações através do produto de coluna dupla ou dividida pode incluir algum ou todo o equipamento ilustrado na Figura 2. Ela pode também incluir equipamento adicional não ilustrado na Figura 2, que é tipicamente utilizado em tal processamento. [00028] O vaso(s) de destilação (colunas, torres, etc) tipicamente utilizados na presente invenção possuem um diâmetro interno, uma área de seção transversal interna, uma parede de coluna com uma espessura e um diâmetro externo, bandejas de destilação, vedação opcional (ou outros meios para promover o contato de vapor - líquido) e uma variedade de outros dispositivos internos. São tipicamente providos acessos para o controle e a manutenção do equipamento. O fundo da coluna pode incluir um recipiente de produtos de fundo com um volume de retenção e uma saída de produtos de fundo. As Figuras 3-5 ilustram configurações de coluna e de bandeja típicas. [00029] Um vaso (s) de destilação típico, como ilustrado na Figura 1, pode incluir as seguintes seções ou zonas: zona de alimentação (2), que inclui uma bandeja de alimentação e dispositivos internos; uma seção de retificação (ou zona de retificação) (3); uma seção de extração (ou zona de extração) (4) abaixo da entrada de alimentação de um vaso ou recipiente de contenção de produtos de fundo (6). Estas zonas possuem, cada qual, a capacidade de passar o vapor em um direção ascendente e líquido em uma direção descendente. [00030] Os conceitos inventivos da presente invenção podem ser aplicados a qualquer diâmetro de vaso. As modalidades incluem colunas com diâmetros superiores a 8 pés (2,44 m). Colunas tão grandes quanto 30 pés (9,15 m) ou maiores em diâmetro podem ser usadas com esta invenção. Um diâmetro de coluna preferido está entre 10 e 15 pés (3,05 a 4,57 m). A coluna do Exemplo 3 possui um diâmetro de 14 pés, 4 polegadas (59,78 m, 10,16 cm). [00031] Uma coluna de destilação recebe tipicamente uma corrente de alimentação em uma entrada de alimentação normalmente localizada entre as seções de retificação e de extração. Em uma modalidade, os azeótropos de tolueno/água e tolueno/ácido acético são separados a partir do ácido acrílico na seção de retificação o azeótropo de tolueno/água e o azeótropo de tolueno/ácido acético e o ácido acético são extraídos a partir do ácido acrílico na seção de extração. [00032] Na presente invenção, as bandejas de destilação (bandejas) estão presentes em cada uma das seções de retificação e de extração. Cada bandeja, ou cada seção, pode ser designado a um critério diferente (por exemplo, queda de pressão, hidráulica da bandeja) com base nos perfis de temperatura, fluxo e composição da coluna ou nas condições de cada bandeja individual. À parte do acima, é também comum ter mais do que uma bandeja, ou todas as bandejas, projetadas nas mesmas especificações. As bandejas na seção de retificação são denominadas bandejas de retificação. Bandejas na seção de extração são denominadas bandejas de extração. [00033] A figura 3 é uma perspectiva de topo de uma bandeja de destilação típica. A bandeja inclui tanto áreas abertas, representadas por orifícios, como áreas sólidas. O orifício (1000) é típico de uma pluralidade de orifícios incluídos naquela bandeja. O metal em folha ou outro material que forma a superfície sem orifício é indicado como a bandeja (1020). A bandeja possui um diâmetro (1010). [00034] A figura 4 ilustra uma bandeja de coluna típica sob condições operacionais. A figura 4 indica uma bandeja superior (2100) e uma bandeja inferior (2200). A ilustração mostra vapores indicados por setas ascendendo através da coluna, e também os líquidos indicados por setas separadas passando descendentemente através da bandeja, para baixo da coluna. O espaçamento da bandeja (2040) é indicado entre a bandeja superior (2100) e a bandeja inferior (2200). A altura da espuma (2000) é mostrada como tendo um nível de líquido sobre a bandeja inferior (2200). Existe um transporte de líquido volumoso (2010) descendente através da coluna. Existe uma transporte de vapor volumoso (2020) ascendendo através da coluna. À medida em que o vapor se eleva através dos orifícios ou da área aberta, ele cria correntes de jato, que arrastam o líquido criando uma pulverização (2030). É mostrado que a pulverização é gerada acima e através de toda a espuma e que irá umedecer o interior do diâmetro da coluna. [00035] A figura 5 é uma ilustração de uma bandeja de destilação tendo um nível de líquido e uma altura de espuma (3300), sobre uma bandeja inferior (3200), na qual o reservatório térmico (3010) está localizado abaixo da altura da espuma (3300) no nível de líquido. O nível de líquido sobre uma bandeja pode ser inferior a ou igual à altura de espuma (3300). A ilustração também representa o nível de líquido (3300), assim como a altura entre a bandeja inferior e o diâmetro inferior do reservatório térmico. A figura 5 também ilustra o afastamento do reservatório térmico (3500), o alojamento da coluna (3030) e o líquido volumoso bem distribuído (3020) caindo a partir de uma bandeja superior (3100). 100036] Embora qualquer tipo de bandeja possa ser potencialmente empregado nesta invenção, os Exemplos 1, 2 e 3 abaixo expõem bandejas de fluxo duplo empregadas tanto nas seções de retificação como de extração. Exemplos de outros tipos de bandeja aceitáveis incluem bandejas de peneira, bandejas de válvula, bandejas de chaminé, bandejas com tubos de descida, além de vedação por descarga, aleatória e estruturada podem ser usadas. Outros meios de contato de vapor - líquido podem ser empregados. [00037] A seção de retificação experimenta tipicamente menos formação de polímero e incrustação do que a seção de extração e ambas as bandejas e a vedação podem ser empregadas. Em uma modalidade, bandejas de fluxo duplo (são bandejas de placa perfurada com/sem tubos de descida) são usadas. Deste modo, o vapor e o líquido passa através das mesmas aberturas de orifício. [00038] A invenção inclui modalidades que empregam bandejas de queda de pressão mais altas de espaçamento de bandeja aumentado na seção de extração da coluna. As bandejas incluem orifícios tendo uma área de seção transversal, através da qual os vapores podem passar. Em muitas bandejas, tanto líquidos, como vapores (líquidos e vapores são coletivamente denominados “fluidos”) passam através da área do orifício. A área aberta de uma bandeja é a soma total de todas as áreas de orifício individuais, através das quais os fluidos podem passar. A área aberta possui um impacto sobre a eficiência da transferência de massa entre as fases de vapor e líquida. A eficiência da bandeja é a razão do número de estágios de equilíbrio (ou teóricos) requeridos de separação desejados para o número de bandejas efetivo, que é requerido. A área aberta também afeta a queda de pressão, que é experimentada através de uma bandeja durante a operação da coluna. A queda de pressão da bandeja (queda de pressão) é o valor absoluto da diferença em pressão, que existe entre os dois lados de uma bandeja sob condições operacionais. [00039] A instabilidade hidráulica é reduzida nesta invenção através do nivelamento horizontal (por exemplo, estabilização ou nivelamento da altura da espuma, nível de líquido) da carga de vapor/líquido sobre o piso da bandeja da área de formação de bolhas. O nivelamento do líquido é alcançado pela redução da área de orifício percentual sobre os painéis da bandeja, de modo a que seja alcançada uma faixa de cerca de 24% de área aberta para uma faixa de cerca de 14% a 20% de área aberta (vide Exemplos 1, 2 e 3). A área aberta é projetada para aumentar a carga de líquido/vapor da bandeja, o que resulta em uma queda de pressão aumentada e eficiência de bandeja aumentada. A invenção alcança uma queda de pressão elevada por bandeja para estas bandejas. As bandejas são projetadas a partir de quedas de pressão na faixa inferior a cera de 1 mmHg (0,02 psi) (0,138 kPa) a cerca de 2 mmHg (0,04 psi) (0,276 kPa) para aquelas de uma faixa de queda de pressão mais alta de cerca de 4 mmHg (0,08 psi) (0,552 kPa) a 5 mmHg (0,1 psi) (0,69 kPa). Faixas mais altas e mais baixas de queda de pressão por bandeja são também possíveis com base nos requerimentos de projeto para a queda de pressão de coluna total, concentrações de corrente, condições operacionais, etc. No Exemplo 2, a queda de pressão por bandeja está na faixa superior de cerca de 4 mmHg (0,08 psi) (0,552 kPa) a cerca de 6 mmHg (0,12 psi) (0,828 kPa). [00040] A implementação de bandejas de queda de pressão mais alta na coluna reduz a formação de polímero e aumenta a eficiência de separação. A queda de pressão mais alta por bandeja permite a produção de produto de fundo, no qual as concentrações de ácido acético são reduzidas a partir de um valor típico de 1200 ppm a 1500 ppm a uma faixa de menos do que 500 ppm. Valores inferiores para uma determinada modalidade de um projeto de bandeja inventivo podem ser também alcançados pela variação das condições operacionais e das correntes de processo da coluna. [00041] Bandejas tendo orifícios de 1,0 polegada (2,54 cm) e uma área de orifício percentual fornecendo a mesma queda de pressão de 4-6 mmHg (0,08 -0,12 psi) como bandejas tendo orifícios de 0,5 polegada, operadas sob as mesmas taxas de fluxo de líquido e vapor e 16% de área de orifício, acumulam menos polímero. De modo típico, a área de orifício percentual é de cerca de 16% a 18%. A utilização de bandejas de orifício de diâmetro de 1 polegada (2,54 cm) exibe 50% menos acumulação de polímero do que uma modalidade utilizando bandejas de diâmetro de orifício de Vi polegada (1,27 cm) no mesmo serviço. Na primeira modalidade de re-equipamento (vide Exemplos), a taxa de acumulação de polímero demonstrada pelos orifícios de Vi polegada (1,27 cm) foi de 3,0 pés3/dia (0,0852 m3/dia) e a modificação das bandejas para que tivessem orifícios de 1 polegada (2,54 cm) de diâmetro resultou em 1,5 pés3/dia (0,0426 m3/dia) de polímero. Esta é uma redução de 50% na taxa de acumulação de polímero para estas bandejas. [00042] As bandejas da invenção são projetadas para uma carga de vapor /líquido aumentada e aperfeiçoam a interação de vapor - líquido, assim como o umedecimento das paredes interiores da coluna. Isto é alcançado pelo aumento da velocidade de vapor através das aberturas do orifício a partir de 35 pés/s a 45 pés/s (10,67 m/s a 13,72 m/s) e a carga de líquido de 20 gpm/pé2 a 30 gpm/pé2 (215,1 gpm/m2 a 322,6 gpm/m2). A unidade “gpm/pé2” é calculada como o fluxo volumétrico/(área de orifício fracional da área de seção transversal da bandeja). Esta invenção provê a purificação ao mesmo tempo em que reduz a formação de polímero sobre as paredes através do umedecimento aumentado e da exposição ao inibidor da fase líquida. [00043] As modificações de bandeja da invenção podem aumentar a estabilidade hidráulica da bandeja, o arraste de líquido e eliminar os “pontos mortos”, que reduzem a formação de polímero. De modo adicional, os orifícios nos anéis da bandeja e grampos do projeto de cantiléver triangular podem ser também usados para auxiliar a reduzir o acúmulo de polímero. Bandejas com orifícios de 1 polegada (2,54 cm) de diâmetro acumulam menos polímero total do que as bandejas da invenção com orifícios de diâmetro de Vi polegada (1,27 cm). As bandejas de acordo com a invenção, que empregam queda de pressão mais alta com orifícios de diâmetro de 1 polegada (2,54 cm) possuem um desempenho com igual estabilidade, comparadas às bandejas com orifícios de Vi polegada (1,27 cm) de diâmetro. [00044] A invenção pode utilizar uma bandeja de fluxo duplo na seção de extração com uma inundação percentual de 50-98% e emprega uma queda de pressão em uma faixa de cerca de 4 mmHg a cerca de 6 mmHg (0,08 psi a 0,12 psi) (0,552 kPa a 0,828 kPa). As bandejas de fluxo duplo da invenção podem Ter uma faixa típica de cerca de 50% a cerca de 90% de inundação, ou uma faixa mais carregada, em que as cargas de vapor/líquido estão entre 80% e 98% de inundação. O ponto de inundação é definido como a velocidade do vapor, na qual o fluxo de líquido descendente através da coluna é cessado (velocidade de inundação) resultando em acumulação excessiva de líquido no interior da coluna. O percentual de inundação é o percentual da velocidade, se comparado à velocidade de inundação. 100045] Em uma modalidade, a queda de pressão por bandeja está em uma faixa de cerca 4mmHg (0,08 psi (0,552 kPa) a cerca de 5 mmHg (0,1 psi) (0,69 kPa) e o percentual de inundação das bandejas está em uma faixa de cerca de 80% a cerca de 90%. Estes requerimentos de bandeja aperfeiçoam a eficiência e menos bandejas são requeridas para alcançar uma queda de pressão desejada. [00046] Atualmente na indústria, a eficiência de bandejas de grande diâmetro da seção de extração são de aproximadamente cerca de 5-10% de eficiência. A invenção aumenta a eficiência da bandeja a mais do que cerca de 20%. Com esta invenção, podem ser alcançadas bandejas com eficiência na faixa de 40-50% e mais elevadas. [00047] Nas seções de extração e retificação, o espaçamento da bandeja está geralmente em uma faixa de a partir de cerca de 8 polegadas (20,32 cm) a cerca de 60 polegadas (152,4 cm). O espaçamento de bandeja típico é de 18 a 36 polegadas (45,72 cm a 91,44 cm). O espaçamento é usualmente de 36 polegadas (91,44 cm) nas modalidades da presente invenção. De modo típico, as bandejas possuem orifícios que estão em uma faixa de diâmetro de cerca de Vi polegada (1,27 cm) a cerca de 1 Vi polegadas (3,81 cm). As bandejas com orifícios de diâmetro de 1 polegada (2,54 cm) aumentam a altura da espuma de 3 polegadas (7,62 cm) para 4 polegadas (10,16 cm) e aumentam o arraste de fluido em uma fator de 4, em comparação com bandejas de diâmetro de orifício de Vi, projetadas para alguma queda de pressão e inundação percentual. Os orifícios das bandejas não precisam ser do mesmo diâmetro em uma determinada bandeja ou entre bandejas. [00048] Na presente invenção, a queda de pressão da bandeja na seção de extração pode ser mantida em uma faixa de cerca de 3 mmHg (0,06 psi) (0,414 kPa) a cerca de 5 mmHg (0,1 psi) (0,69 kPa), ou de cerca de 4 mmHg (0,08 psi) (0,552 kPa) a cerca de 6 mmHg (0,12 psi) (0,828 kPa). [00049] A invenção acomoda requerimentos de queda de pressão mínima para a coluna e pode manter uma temperatura de produtos de fundo da ordem de 109°C (228°F) e uma queda de pressão total de 130-150 mmHg (2,5 - 2,9 psi) (17,25 - 20,01 kPa). A composição de produto de topo é ajustada pelos azeótropos de ebulição mínimos e pelo tolueno em excesso percentual, que é controlado indiretamente pela % de controlador de topo de água. [00050] Quando as bandejas são removidas ou reduzidas em número, a queda de pressão por bandeja é aumentada, de modo proporcional, para que seja alcançada uma queda de pressão desejada. Por exemplo, 2 bandejas a 3 mmHg (0,06 psi) (0,414 kPa) são comparáveis a 1 bandeja da invenção com uma queda de pressão de 6 mmHg (0,12 psi) (0,828 kPa). [00051] A alteração do percentual de água no produto de topo de 11,5% a 13,0% reduz a temperatura dos produtos de fundo requerida em 1°C (1,8°F) ou mais. A temperatura da bandeja de controle é também empregada para otimizar o perfil da composição e da temperatura da coluna. As bandejas de maior eficiência da invenção permitem melhor controle quando do ajuste da temperatura da bandeja de controle. A concentração de ácido acético na corrente do produto de fundo responde, de modo previsível, a alterações da temperatura da bandeja de controle. [00052] As especificações de bandeja e de coluna desta invenção podem ser aplicadas à seção de retificação, assim como à seção de extração, conforme acima discutido. Dependendo da carga de vapor /líquido, uma área de orifício menor pode ser requerida para alcançar a mesma queda de pressão desejada. Além disso, o aumento em capacidade efetuado pelas bandejas da presente invenção diminuiríam a concentração de ácido β-acriloxipropiônico (AOPA; dímero do ácido acrílico) em uma faixa de 2% em peso a 3% em peso no produto de fundo (vide Exemplos 1 e 2). [00053] O percentual de inundação das bandejas na seção de retificação pode ser de 50-98% e a queda de pressão é de cerca de 4 mmHg (0,08 psi) (0,552 kPa) a cerca de 6 mmHg (0,12 psi) (0,828 kPa). Uma faixa típica para a operação de bandejas de fluxo duplo na seção de retificação é de 50% a 90% de inundação, ou as bandejas podem ser mais pesadamente carregadas e a operarem em uma faixa de 80% a 98% de inundação. A área de orifício percentual é de 14-20%. Um valor em uma faixa de 14-17% é típico. [00054] O período de tempo de processamento do processo inventivo e do equipamento relacionado está, de modo típico, na faixa de entre 30 e 50 dias. Períodos de tempo de processamento mais curtos e mais longos são possíveis com base na capacidade de produção desejada, e na tolerância quanto a variação nas especificações do produto. As temperaturas da bandeja de controle estão, de modo típico, na faixa entre 66°C (151°F) e 73°C (163°F). A taxa de corrente de produto de fundo está na faixa entre 30.000 e 60.000 libra/hora (13,62 kg/hora a 27.24 kg/hora). O percentual de água na corrente de produtos de topo (corrente aquosa, corrente de produto destilado aquosa) está, de modo típico, na faixa de 10 a 13%. A queda de pressão total de uma coluna de destilação contínua está dentro da faixa de 130 mmHg a 150 mmHg (2,5 - 2,9 psi (17,25 - 20,01 kPa). A coluna opera com uma pressão de topo em uma faixa de 110 mmHg a 115 mmHg (2,1 -2,2 psi) (14,49 - 15,18 kPa). A temperatura dos produtos de fundo da coluna está na faixa de 105°C a 113°C (221-235°F). A taxa de alimentação aquosa para a coluna de destilação está na faixa de 40.000 a 70.000 libras /hora (18,16- 31, 78 kg/hora). A taxa de alimentação aquosa máxima para a coluna é maior do que 70.000 libras/hora (31, 78 kg/hora). [00055] A concentração de água na corrente de alimentação está em uma faixa de 23% a 40%. A concentração de água pode estar entre 27% em peso e 36% em peso. A concentração de ácido acético na alimentação para a coluna está em uma faixa de 2-4%, em peso. De modo típico, a concentração de ácido acético está entre 2%, em peso, e 3%, em peso. [00056] O ácido acético encontrado no produto de fundo está tipicamente abaixo de 5.000 ppm, de modo desejável é inferior a 2.000 ppm, e de modo preferido está na faixa de 400 ppm a 1.300 ppm. Concentrações muito baixas de ácido acético no produto de fundo, inferiores a 800 ppm, abaixo de 500 ppm (vide Exemplo 3) e tão baixas quanto 300 ppm podem ser alcançadas na presente invenção. O AOPA nos produtos de fundo está em uma faixa de 5% em peso a 10% em peso e está, de modo típico, dentro de uma faixa de 4%, em peso e 6%, em peso, e pode estar entre 4% em peso e 5% em peso. O ácido acético presente no destilado aquoso está entre 1% em peso e 10% em peso. De modo típico, as concentrações de ácido acético no destilado aquoso estão entre 4,0% em peso e 8,0% em peso. [00057] Conforme exposto na Tabela 5 do Exemplo 3, a invenção inclui uma temperatura de bandeja de controle média de 66,3°C (151 °F); uma taxa de corrente de produto de fundo média de 35.200 libra/hora (15. 98 kg/hora): uma concentração de água de topo de 11, 9% em peso; uma queda de pressão de coluna total de 139 mmHg (2,7 psi) (18,63 kPa); uma pressão de topo de 110 mmHg (2,1 psi) (14,49 kPa), uma temperatura de produtos de fundo de 112,2°C (234°F); uma alimentação aquosa de 52.700 libra/hora (23,92 kg /hora). Uma concentração de água na alimentação de 34,7% em peso; uma concentração de ácido acético na alimentação de 2,3% em peso; uma concentração de ácido acético nos produtos de fundo de 463 ppm; uma concentração de AOPA nos produtos de fundo de 6,7% em peso; e uma concentração de ácido acrílico no destilado aquoso de 1,3%, em peso. [00058] O controle da destilação é tipicamente executado através da utilização de equipamento, que inclui, mas não está limitado a, sensores de temperatura, pressão e fluxo, em conjunção com equipamento de processamento de dados e válvulas de controle. Existem muitos métodos de controle de coluna e equipamentos utilizados para obter o controle da coluna. Os sistemas de controle podem incluir quaisquer componentes típicos para comunicar dados operacionais e efetuar alterações nas condições operacionais, tais que computadores, controladores lógicos programáveis, calibradores, sensores, etc. [00059] Em uma modalidade da invenção, o sistema de controle é ajustado para monitorar variáveis, que incluam o percentual de água na corrente de produtos de topo e a média de temperatura da bandeja de controle. A presente invenção pode ser utilizada com qualquer sistema de controle, que possa controlar um processo de separações. [00060] O controlador do percentual de água do produto de topo é usado para ajustar a composição de azeótropo no produto de topo. Em uma pressão absoluta de 110 mmHg (2,1 psi) (14,49 kPa), o tolueno forma um azeótropo de ebulição mínimo a 39°C (102°F) com água em aproximadamente 85% em peso de tolueno/15% em peso de água. O tolueno também forma um azeótropo de ebulição mínimo a 52°C (126°F) com ácido acético a aproximadamente 79% em peso de tolueno/21% em peso de ácido acético. Em uma modalidade, a coluna inventiva é tipicamente processada com de 15-30% de tolueno em excesso (do que é requerido para satisfazer, de modo teórico, a composição do azeótropo) de modo a assegurar que os azeótropos para a água e o ácido acético sejam satisfeitos. Uma faixa típica para esta invenção é de cerca de 11, 5%, em peso de produto de topo de água a cerca de 13%, em peso. Para uma determinada taxa, o processo em uma composição com percentual de água mais alto também diminui a carga de líquido/vapor na seção superior da coluna e reduz a queda de pressão da coluna total e a temperatura dos produtos de fundo. [00061] A presente invenção inclui a instalação de bandejas hidraulicamente estáveis como bandejas de controle de temperatura (vide Figura 5). Uma bandeja hidraulicamente estável é aquele que é projetada e opera em uma queda de pressão de 4-6 mmHg (0,8 - 0,12 psi (5,52- 0,828 kPa) e a bandeja opera com distribuição uniforme de líquido sobre a bandeja. Isto assegura com que os reservatórios térmicos, nos quais os pares térmicos que calculam a média estão alojados, estejam sempre submersos. Quando ambos os pares térmicos não estão submersos, ou quando existe instabilidade hidráulica, o controle de temperatura correto é difícil. Bandejas de controle podem estar localizadas de modo a abrangerem qualquer ponto de controle sensível à temperatura ou de temperatura/separação da coluna. Os pontos selecionados para a localização das bandejas de controle podem ser escolhidos porque eles estão em uma região sensível, na qual a alteração de temperatura está relacionada a separações de componente chave. [00062] A presente invenção provê um controle de processo aperfeiçoado. O ajuste da temperatura da bandeja de controle permite agora o controle acurado da concentração de ácido acético no produto de fundo. O aumento da temperatura da bandeja de controle impulsiona o pico de ácido acético ainda mais na coluna, fornecendo mais estágios para a separação entre o ácido acético e o ácido acrílico, o resultado sendo um decréscimo na concentração de ácido acético no produto de fundo. A redução da temperatura da bandeja de controle permite com que a concentração de ácido acético seja aumentada no produto de fundo. A utilização das bandejas da presente invenção reduziu a temperatura da bandeja de controle requerida e aperfeiçoou a resposta de controle para a coluna. [00063] Em uma modalidade da invenção, a variabilidade no controle de temperatura, cuja faixa é tão alta quanto +/- 10°C (18°F) foi determinado como estando dentro da faixa de +/- cerca de 1°C (1, 8°F) a cerca de 3°C (5,4°F). O controle de temperatura em faixas de menos do que +/- 1°C (1, 8°F) está incluído nesta invenção. [00064] É também possível alcançar o projeto da presente invenção através do re-equipamento de um processo existente ou de um sistema de destilação (Vide exemplo 3). [00065] Uma coluna existente ou projetada pode ser novamente processada em bandeja e as condições operacionais podem ser modificadas de modo a que sejam alcançados os elementos da presente invenção. Por exemplo, a coluna pode ser novamente processada em bandeja e os perfis de pressão temperatura e composição da bandeja podem ser alterados. Quando problemas, tais que polimerização, ou qualidade de produto e/ou oscilação são observados, as características do projeto do processo da coluna podem ser alteradas. Por exemplo, a entrada da alimentação pode ser elevada para um local mais alto na coluna. Esta ação irá reduzir a quantidade de estágios teóricos na seção de retificação e alterar a linha operacional da coluna. Ela irá também aumentar a quantidade de estágios teóricos na seção de extração. À parte do deslocamento da corrente de alimentação, as razões de refluxo, assim como as temperaturas do produto de topo e dos produtos de fundo podem ser alteradas. A temperatura operacional do condensador pode ser alterada e a temperatura operacional do refervedor pode ser alterada. É também possível modificar a alimentação do inibidor e do ativador do inibidor para a coluna. [00066] A invenção pode ser alcançada pela substituição das bandejas, tanto nas seções de retificação como de extração da coluna. Uma vez que a queda de pressão total para a coluna seja estabelecida e que a queda de pressão para a seção de retificação e a queda de pressão para a seção de extração desejadas sejam determinadas, então estas seções podem ser novamente processadas em bandeja para alcançar a queda de pressão desejada, ao mesmo tempo em que o número total de bandejas é reduzido, aumentando cada queda de pressão das bandejas individuais, de tal modo que a queda de pressão total para cada seção, seja de retificação ou de extração, seja equivalente aos critérios do projeto. As modificações de bandeja, que irão aumentar a queda de pressão e aperfeiçoar a eficiência das bandejas incluem a modificação da área de orifício percentual, o nivelamento da bandeja e a carga da bandeja. Alterações nas condições operacionais, tais que o aumento da razão de refluxo, irão também aumentar as cargas de líquido sobre as bandejas. [00067] Pela modificação das bandejas, conforme acima discutido, cada bandeja terá uma maior queda de pressão individualmente, no entanto, o número de bandejas requerido para prover a queda de pressão desejada ou para a seção de retificação ou de extração será menor. Deste modo, como haverão menos bandejas requeridas na coluna re-equipada para alcançar uma queda de pressão de projeto em cada seção identificada, o espaçamento da bandeja poderá ser aumentado. [00068] Um aspecto da invenção é o de que o umedecimento da parede da coluna é aumentado através destas modificações. A redução da área de orifícios aumenta a velocidade do vapor e o nível de líquido (altura da espuma) sobre a bandeja. A elevação do nível de líquido e a redução da área de orifícios aumenta a velocidade do vapor através da bandeja. Este aumento na velocidade do vapor através de uma camada mais espessa de retenção de líquido sobre a bandeja irá aumentar a turbulência de líquido e a velocidade do fluxo do jato. O resultado integral de todas estas alterações dinâmicas de fluido é um aperfeiçoamento na eficiência da bandeja e no umedecimento da parede da coluna, o que reduz a polimerização. Um aspecto da invenção consiste na adição de um inibidor de polimerização (inibidor) ao processo. Este inibidor é encontrado na retenção de líquido de cada bandeja e o umedecimento da parede da coluna irá incluir a presença do inibidor na parede da coluna, reduzindo, de modo adicional, a polimerização. [00069] Portanto, este aspecto da invenção pode ser alcançado tomando-se um processo de separação existente, aparelho, ou preferivelmente uma coluna de destilação e modificando as operações unitárias de modo a obter os elementos da invenção e obter os benefícios de separação mais eficiente, capacidade aumentada, tempos de processamento mais longos e operações previsíveis. [00070] Na segunda modalidade de re-equipamento, uma série de 2 bandejas foram substituídas entre as 20 bandejas na seção de retificação da coluna. A concentração de ácido acrílico do destilado aquoso (produto de topo de destilado aquoso, corrente de produtos de topo) foi reduzida. Uma coluna, que operava tipicamente a 4 a 5%, em peso, de ácido acrílico no destilado aquoso foi reduzida para uma concentração de ácido acrílico de 1,5%, em peso, no destilado aquoso. Uma faixa típica para a concentração de ácido acrílico na corrente de destilado aquoso para a presente invenção está em uma faixa de cerca de 1 a cerca de 2%, em peso (vide Exemplo 2). [00071] Além disso, na segunda modalidade de re-equipamento, 4 bandejas de acordo com a invenção (2 bandejas em adição àquelas do parágrafo acima) foram instaladas de modo a estabilizar a hidráulica das bandejas de controle de temperatura. As bandejas contendo os pares térmicos e as bandejas, que distribuem líquido a partir de cima foram incluídas nas bandejas que foram substituídas. As bandejas abaixo das bandejas de alimentação (bandejas 43 e 45) tinham bandejas com 17% de área de orifício com orifícios de 1 polegada (2,54 cm) sendo instalados. As bandejas acima da entrada de alimentação (bandejas 62 e 64) tinham 14% de área de orifícios com orifícios de diâmetro de Vi polegada (2,57 cm) instalados. O controle de temperatura em uma faixa de +/- cerca de 1°C (1,8°F) a cerca de +/- 3°C (5,4°F) é típico da invenção. [00072] A presente invenção inclui não apenas os aparelhos envolvidos na purificação de compostos termicamente instáveis, mas também inclui os processos e condições envolvidos na produção de correntes, que são enriquecidas em tais compostos. O equipamento tendo as características acima discutidas pode ser utilizado para processar muitos tipos diferentes de carga de alimentação e para produzir muitos tipos diferentes de correntes de produto. [00073] O processo de destilação de acordo com a invenção inclui 8 ou mais estágios teóricos (um estágio teórico ou placa teórica é definido como sendo um estágio de vaporização único, no qual o líquido e os vapores evolvidos a partir do líquido estão em equilíbrio). A seção de retificação possui 4 ou mais estágios teóricos e a seção de extração possui também 4 ou mais estágios teóricos. Em uma modalidade, é empregada uma coluna de destilação com 19 estágios teóricos totais, em que a seção de extração possui 13 estágios teóricos e a seção de retificação possui 6 estágios teóricos. Outra modalidade possui 25 estágios teóricos totais com 17 estágios teóricos na seção de extração e 8 estágios teóricos na seção de retificação. Em ainda outra modalidade, existem 10 estágios teóricos totais com 17 estágios teóricos na seção de extração e 8 estágios teóricos na seção de retificação. Em ainda outra modalidade, existem 10 estágios teóricos com 7 estágios teóricos na seção de extração e 3 estágios teóricos na seção de retificação. [00074] Em uma modalidade (vide Exemplo 3), uma corrente de ácido acrílico aquosa (vapor de alimentação, vapor de alimentação total, alimentação aquosa) é alimentada a uma coluna de destilação, em que ela é submetida à destilação azeotrópica na presença de pelo menos um solvente de destilação para formar uma corrente de ácido acrílico bruta (corrente de ácido acrílico, corrente de produto de fundo). Em serviço de ácido acrílico, um processo para uma tal purificação emprega a destilação contínua. A destilação utiliza uma coluna de destilação e produz um destilado aquoso, que é uma corrente enriquecida em ácido acético (incluindo outras impurezas finais leves e ácido acrílico) e uma corrente de produtos de fundo de ácido acrílico bruto, que é enriquecida em ácido acrílico (vide Figuras 7 e 8). Esta invenção pode ser praticada com qualquer tipo de coluna tendo dispositivos internos para o contato de vapor/líquido. Por exemplo, uma bandeja de peneira, uma configuração de bandeja de fluxo duplo, ou uma coluna recheada podem ser usadas. A coluna de destilação possui uma seção de retificação e uma seção de extração. A seção de retificação produz a corrente de produtos de topo, que é um destilado aquoso. O destilado aquoso (destilado) é passado através de um separador por gravidade, que separa o produto destilado criando a corrente de produto destilado (produto destilado) e o refluxo orgânico (corrente de refluxo). A seção de extração produz uma corrente de produtos de fundo, que fornece alimentação ao refervedor e uma corrente de produto de fundo (produto de fundo). A alimentação do refervedor é aquecida e a coluna recebe alimentação térmica através de uma corrente de retomo de refervedor (retomo de refervedor). [00075] Componentes típicos da corrente de alimentação incluem, mas não estão limitados, a um ou mais de água, ácido propiônico, ácido acético, benzaldeído, protoanemonina, acroleína, acetaldeído, éter metüico, metil vinil cetona, ácido acético, furfural, formaldeído, propionaldeído, compostos maleicos incluindo ácido maleico e anidrido de ácido maleico, ácido acrílico, ácido β-acriloxipropiônico (AOPA; dímero de ácido acrílico), ácido fórmico e hidroquinona (e outros inibidores discutidos adicionalmente abaixo). [00076] Compostos reativos termicamente instáveis são encontrados em muitas classes de compostos e podem ser purificados com a presente invenção. Os compostos incluem, mas não estão limitados, aos seguintes, que podem ser purificados: alcanos e álcoois; alquenos; alquinos; aromáticos; haloalcanos; éteres; epóxidos; aminas; aldeídos; cetonas; ácidos carboxílicos; ésteres; amidas e nitrilas. Espécies exemplificativas das classes acima, que podem ser purificadas com a invenção incluem, mas não estão limitadas a octano, octeno, pirimidina, aromáticos substituídos, cloropentano, hexanol, éter dietílico, epicloroidrina. Compostos adicionais, que podem ser purificados, incluem ácido acrílico, ácido metacrflico, ésteres de (met) acrilato (por exemplo metilmetacrilato, acrilato de etila, e acrilato de butila), cianeto de hidrogênio, acrilonitrila, metacrilonitrila, estireno, metilestireno, cloreto de vinila, acetato de vinila, acetato de etila, anidrido ftálico, anidrido maleico, ácido ascórbico, e 3,5,5-trimetilciclo-hexa-3-en-l-ona. Olefinas e compostos aromáticos podem ser também purificados. Outros compostos incluem, mas não estão limitados a, monômeros vinila polimerizáveis, moléculas termicamente sensíveis pequenas e grandes, moléculas biológicas, compostos farmacêuticos, proteínas, enzimas, ácidos, lipídeos, furfural, e compostos aromáticos olefinicamente substituídos. [00077] Quando a invenção é utilizada para purificar ácido acrílico, a composição de alimentação para a coluna de destilação possui uma concentração de ácido acrílico igual ou maior do que cerca de 40%, em peso. Reatores para produzir ácido acrílico e/ou acroleína, assim como catalisadores e processamento básico, são geralmente conhecidos na técnica e são descritos, por exemplo, nas patentes U.S. 4.203.906; 4. 256. 783; 4.365.087; 4. 873.368; 5.161.605; 5. 177.260; 5.198. 578; 5.739. 391; 5. 821. 390,e US 6. 384.274 Bl, cada uma das quais são aqui incorporadas a título referencial. Os documentos de patente EPA 1. 070.700, EPA 1.106.598, EP 1. 035.103 (A2) e a patente U.S. N° 6. 399. 817 referem-se à purificação de ácido acrílico e cada qual é aqui incorporada a título referencial. Em outra modalidade, a corrente de alimentação possui uma composição de ácido acrílico de mais do que cerca de 60%, em peso., Os percentuais de ácido acrílico da corrente de alimentação podem ser tão altos quanto de 80%. De modo típico, as concentrações de ácido acrílico na corrente de alimentação estão na faixa de cerca de 40%, em peso, a cerca de 80%, em peso. A modalidade preferida utiliza uma corrente de alimentação com ácido acrílico em uma faixa de cerca de 65%, em peso, a cera de 70%, em peso, de ácido acrílico. [00078] O ácido acético pode estar também presente na corrente de alimentação em uma variedade de faixas. De modo típico, o ácido acético está presente em uma faixa de cerca de 1%, em peso, a cerca de 5%, em peso. Em uma modalidade, a composição de ácido acético está em uma faixa de cerca de 2%, em peso, a cerca de 4%, em peso. [00079] As concentrações de água podem variar amplamente na corrente de alimentação. De modo típico, a água pode estar presente em uma composição em mais do que 25%, em peso. No entanto, valores mais baixos são também conhecidos. Em uma modalidade, a composição de água está presente em uma faixa de 27%, em peso, a cerca de 32%, em peso. [00080] A Tabela 1 inclui as composições de alimentação da segunda modalidade de re-equipamento da presente invenção.

Tabela 1: Composição de Alimentação da Segunda Modalidade de Re-equipamento da Invenção. [00081 ] As taxas de fluxo de corrente de alimentação para esta invenção são tipicamente maiores do que 40.000 libras/hora (18,16 kg/hora), inclusive maiores do que 50.000 libras/hora (22,7 kg/hora). A taxa de alimentação de uma modalidade é de 66.000 libras/hora (29,96 kg/hora) (vide Exemplo 3). O limite superior das taxas de fluxo de corrente de alimentação não está limitado. Taxas de produção de 100.000 libras/hora (45,4 kg/hora) ou maiores estão incluídas nesta invenção. [00082] Na invenção, a alimentação penetra através da zona de alimentação. De modo típico, a seção de retificação está acima da entrada da alimentação e a seção de extração abaixo da entrada para a coluna. [00083] O destilado aquoso pode conter qualquer composto, que seja alimentado à coluna de destilação. A composição de destilado aquosa inclui tipicamente, mas não está limitada a água, benzaldeído, acroleína, ácido acético, formaldeído, propionaldeído, ácido acrílico, ácido fórmico e tolueno. [00084] Quando a invenção é utilizada para a purificação de ácido acrílico, a destilado aquoso é, de modo típico, superior a 75%, em peso de água. Concentrações de água de mais do que 85%, em peso, estão incluídas.

Em uma modalidade, a concentração de água no destilado aquoso está na faixa de cerca de 85%, em peso, a cerca de 95%, em peso, o ácido acético está geralmente presente no destilado aquoso em concentrações de menos do que 25%, em peso. Em uma modalidade, a concentração de ácido acético está em uma faixa de cerca de 4%, em peso, a cerca de 10%, em peso. É preferível manter a concentração de ácido acrílico no destilado aquoso em uma concentração relativamente baixa. De modo típico, a concentração de ácido acrílico é inferior a 10%, em peso, no destilado aquoso. Concentrações de ácido acrílico no destilado aquoso de cerca de 5%, em peso, ou menos, são incluídas. Em uma modalidade, a concentração de ácido acrílico no destilado aquoso está em uma faixa de cerca de 1%, em peso, a cerca de 3%, em peso. Tolueno está também presente no destilado aquoso. De modo típico, tolueno constitui menos do que 5% do destilado aquoso. Concentrações de tolueno de menos do que 1%, em peso, estão incluídas na presente invenção. Em uma modalidade, a concentração de tolueno do destilado aquoso está em uma faixa de cerca de 0,05%, em peso, a cerca de 0,2%, em peso. [00085] A corrente de produtos de topo, que emana a partir do topo da coluna de destilação, inclui de modo geral, mas não limitado a, azeótropos de água, ácido acético e/ou ácido acrílico com o solvente de destilação. Por exemplo, se o tolueno for utilizado como um solvente de destilação, azeótropos de tolueno/água, tolueno /ácido acético, e tolueno/ácido acrílico devem ser tomados aereamente em um sistema de duas fases líquidas. O azeótropo de tolueno/ácido acrílico é de 99%, em peso de tolueno/1%, em peso, de ácido acrílico, de tal modo que as perdas teóricas de ácido acrílico devido à formação do azeótropo são pequenas. A corrente dos produtos de topo é separada por fase em fases orgânica e aquosa. A separação de fase pode ser executada através de qualquer meio conhecido na técnica. [00086] Em uma modalidade, o destilado condensado é introduzido em um tanque e deixado separar em fases em uma fase orgânica, criando uma corrente orgânica, e em uma fase aquosa, criando uma fase aquosa. A corrente orgânica inclui, de modo predominante, o solvente de destilação. A corrente aquosa inclui, mas não está limitada a, ácido acrílico, ácido acético, solvente de destilação e água. A corrente orgânica é reciclada de volta à coluna de destilação como uma corrente de refluxo. Pelo menos uma porção da corrente aquosa pode ser reciclada como água de rejeito. [00087] A Tabela 2 fornecer faixas e valores típicos para a corrente de destilado aquoso para a Segunda modalidade de re-equipamento da invenção. Tabela 2: Composição de Corrente de Destilado Aquoso para a Segunda Modalidade de Re-equipamento da Presente Invenção. [00088] O solvente ou solventes de destilação da presente invenção pode(m) ser quaisquer solvente(s) adequados apara a destilação azeotrópica de uma corrente incluindo ácido acrílico. Em uma modalidade, o solvente é substancialmente insolúvel em água, geral mente tendo uma solubilidade em água em temperatura ambiente de 0,5%, em peso, ou menos, preferivelmente de 0,2%, em peso, ou menos. Exemplos adequados de um tal solvente insolúvel em água incluem, mas não estão limitados a heptano; hepteno; ciclo-heptano; ciclo-hepteno; ciclo-heptatrieno; metilciclo-hexano; etilciclopentano; 1,2-dimetilciclo-hexano; etilciclo-hexano; tolueno; etilbenzeno; orto-, meta- ou para- xileno; tricloroetileno; tricloropropeno; 2,3-diclorobutano; 1 -cloropentano; 1-cloro-hexano; e 1 -clorobenzeno. Em outra modalidade, o solvente é selecionado a partir de acetato de etila, acetato de butila, éter dibutüico, hexano, heptano, metacrilato de etila, dietil cetona, metil propil cetona, metil isobutil cetona, e metil terc-butil cetona. Em uma modalidade adicional, o solvente de destilação é um solvente misto, que inclui pelo menos dois solventes. Exemplos adequados de solventes úteis em tal solvente misto incluem, mas não estão limitados a, dietil cetona, metil propil cetona, metil isobutil cetona, metil terc-butil cetona, acetato de isopropila, acetato de n-propila, tolueno, heptano e metilciclo-hexano. O solvente de destilação preferido inclui tolueno isoladamente ou em combinação com um ou mais outros solventes. [00089] Corrente de refluxo pode incluir qualquer composição ou solvente compatível com o processo. Exemplos destes solventes incluem acetato de isopropila, tolueno, metil isobutil cetona, e combinações dos mesmos. A corrente de refluxo contém tipicamente tolueno, água, acroleína, ácido acético, propionaldeído, ácido acrílico e ácido fórmico. [00090] Em uma modalidade, a corrente de refluxo é predominantemente tolueno. De modo típico, mais do que 95% do refluxo é tolueno. Em uma modalidade, a concentração de tolueno está em uma faixa de cerca de 98%, em peso, de tolueno a 99,5%, em peso, de tolueno. O refluxo contém ácido acrílico em uma concentração geralmente de menos do que 5%, em peso. Concentrações de menos do que 1% de ácido acrílico estão incluídas na presente invenção. Em uma modalidade, a concentração de ácido acrílico está em uma faixa de cerca de 0,1%, em peso, a cerca de 0,6%, em peso. O ácido acético está tipicamente presente na corrente de refluxo em concentrações de menos do que 5%, em peso. Concentrações de menos do que 2,5%, em peso, ou 1,0%, em peso, estão incluídas na presente invenção. Em uma modalidade, a concentração de ácido acético está em uma faixa de cerca de 0,1%, em peso, a cerca de 0,4%, em peso. A água está tipicamente presente na corrente de refluxo em concentrações de menos do que 5%, em peso. Concentrações de água de menos do que 1,5%, em peso, estão incluídas.

Uma concentração de 1,0%, em peso, está incluída. Em uma modalidade, a concentração de água esta em uma faixa de 0,05%, em peso, a 0,1%, em peso. Em outra, a faixa é de cerca de 0,2%, em peso a cerca de 0,5%, em peso. A razão de refluxo (isto é, taxa de refluxo/taxa de corrente do produto destilado) está tipicamente em uma faixa de cerca de 5,0 a 8,0. Em uma modalidade, a razão de refluxo está em uma faixa de cerca de 6,0 a 7,0. [00091 ] A Tabela 3 fornece faixas e valores típicos para a corrente de refluxo para a segunda modalidade de re-equipamento da invenção.

Tabela 3: Composição da Corrente de Refluxo para a Segunda Modalidade de Re-equipamento da Presente Invenção. [00092] De modo geral, a corrente de ácido acrílico bruta (corrente de ácido acrílico, corrente de produto de fundo) possui menos do que 1000 ppm, preferivelmente menos do que 800 ppm, mais preferivelmente menos do que 500 ppm de água. A corrente de ácido acrílico bruto (corrente de ácido acrílico, corrente de produto de fundo) pode também conter qualquer um ou uma combinação dos seguintes: ácido acético, ácido propiônico, ácido β-acriloxipropiônico (AOPA), acroleína, furfural, benzaldeído, ácido maleico, anidrido maleico, protoanemonina, e acetaldeído. A corrente de ácido acrílico bruto (corrente de ácido acrílico, corrente de produto de fundo) é geral mente enviada para ser usada como uma matéria prima na produção de polímero de acrilato ou éster acrílico. O ácido acrílico pode ser usado como tal ou pode ser adicionalmente processado, incluindo mas não limitado, à destilação adicional para remover impurezas específicas e processamento adicional para formar vários graus de ácido acrílico. [00093] A corrente de produtos de fundo da invenção pode conter qualquer componente, que esteja incluído em qualquer corrente que seja introduzida na coluna. [00094] A corrente de produtos de fundo contém tipicamente água, ácido propiônico, benzaldeído, ácido acético, furfural, protoanemonina, compostos de ácido maleico incluindo ácido maleico e anidrido de ácido maleico, ácido acrílico, AOPA, hidroquinona e inibidor 4-hidróxi tempo (4 HT). [00095] Quando a invenção é utilizada para a purificação de ácido acrílico, a corrente de produtos de fundo extraída a partir da seção de extração da coluna é tipicamente superior a 75%, em peso, de ácido acrílico, no entanto, durante o início, a paralisação e a operação em estado contínuo a concentração de produtos de fundo pode variar dramaticamente, incluindo faixas de 50%, em peso, ou mais baixas. Concentrações de ácido acrílico superiores a 85%, em peso, são incluídas. Em uma modalidade, a concentração de ácido acrílico no produto de fundo está na faixa de 95%, em peso, a cerca de 96%, em peso (vide Exemplo 2). Uma faixa de 92%, em peso, a 96%, em peso, é incluída. Valores superiores a 96%, em peso, de ácido acrílico são possíveis através da variação das concentrações de ácido acrílico na corrente de alimentação, modificação das correntes de refluxo ou adição de mais estágios à coluna de destilação. O dímero de ácido acrílico (APA) está também presente na corrente de produto de fundo De modo típico, a concentração de AOPA é inferior a 10%, em peso, com valores típicos inferiores a 6%, em peso. Uma concentração preferida de AOPA no produto de fundo está em uma faixa de cerca de 4%, em peso, a cerca de 6% em peso. A corrente de produto de fundo contém ácido acético em concentrações inferiores a 2000 ppm. Concentrações inferiores a 1500 ppm ou 1000 ppm estão incluídas nesta invenção. Concentrações de ácido acético em uma faixa de cerca de 300 ppm a cerca de 1000 ppm são preferidas. Concentrações de ácido acético iguais ou inferiores a 500 ppm são mais preferidas. Concentrações inferiores a 300 ppm são alcançáveis através da variação das composições de alimentação, estágios teóricos, refluxo, etc. A água está também presente na corrente de produto de fundo. De modo típico, a água está presente em concentrações inferiores a 2000 ppm. Concentrações de água inferiores a 1000 ppm estão incluídas nesta invenção. Em uma modalidade, a concentração de água da corrente de produto de fundo do produto está em uma faixa de cerca de 100 ppm a cerca de 300 ppm. A taxa de fluxo da corrente de produto de fundo de produto está em uma faixa de a partir de cerca de 40.000 a 60.000 libra/hora (18,16 kg/hora a 27,24 kg/hora), com uma produção média de cerca de 40.000 a 50.000 libras/hora (18,16 kg/hora a 22,7 kg/hora). Uma taxa de fluxo de corrente de produto de fundo típico é de 46.000 libra/hora (20,88 kg/hora). Em uma modalidade, o ácido acrílico está presente em concentrações de cerca de 94%, em peso, a cerca de 96%, em peso, e o AOPA é reduzida a uma faixa de cerca de 3%, em peso, a cerca de 5%, em peso. [00096] A presente invenção inclui o novo projeto e operação do vaso de produtos de fundo da coluna de destilação. [00097] A capacidade de produção mais alta e o tempo de residência diminuído resultante nos produtos de fundo da coluna permite uma redução de AOPA a partir de uma concentração típica na faixa de 7%, em peso, ou 8%, em peso, a cerca de 4 ou cerca de 5%, em peso, ou menos. [00098] A Tabela 4 fornece faixas e valores típicos para a corrente de produtos de fundo para a segunda modalidade de re-equipamento da invenção.

Tabela 4: Composição da Corrente de Produto de fundo para a Segunda Modalidade de re-equipamento da Presente Invenção. [00099] Outros compostos encontrados de modo usual na corrente de processo de uma modalidade incluem, mas não estão limitados a formaldeído, acroleína, e compostos maleicos, assim como Fe, Mo e outros contaminantes típicos encontrados nas plantas de processamento químico. [000100] O inibidor é adicionado à seção de retificação e opcionalmente à seção de extração. De modo típico, 50-90% do inibidor são alimentados com o refluxo e o inibidor remanescente é alimentado com a corrente de alimentação aquosa. De modo geral, a hidroquinona está presente na corrente de alimentação aquosa em uma concentração típica de 325 ppm. [000101] Inibidores de polimerização são úteis para evitar a polimerização, tanto durante o processo de preparação como de purificação de compostos termicamente sensíveis incluindo ácidos acrílico e (met)acrilatos e durante o seu armazenamento e remessa. Na segunda modalidade de re-equipamento, o inibidor é adicionado à coluna. Os inibidores de polimerização podem incluir aqueles que são solúveis em água, solúveis em álcool ou solúveis e m material orgânico. Exemplos adequados incluem, mas não estão limitados a: [000102] Hidroquinona (HQ); 4-metoxifenol (MEHQ); 4-etoxifenol; 4- propoxifenol: 4-butoxifenol; 4-heptoxifenol; éter monobenzílico de hidroquinona; 1,2-diidroxibenzeno; 2-metoxifenol; 2,5-dicloroidroquinona; 2,5-di-terc-butilidroquinona; 2-acetilidroquinona; monobenzoato de hidroquinona; 1,4-dimercaptobenzeno; 1,2-dimercaptobenzeno; 2,3,5-trimetilidroquinona; 4-aminofenol; 2-aminofenol; 2- N,N-dimetilaminofenol; 2-mercaptofenol; 4-mercaptofenol; éter monobutüico de catecol; 4-etilaminofenol; 2,3-diidroxiacetofenona; 1,2-dimetil éter de pirogalol; 2-metiltiofenol; t-butil catecol; nitróxido de di-terc-butila; nitróxido de di-terc-amila; 2,2,6,6-tetrametil-piperidinilóxi; 4-hidróxi-2,2,6,6-tetrametil-piperidinilóxi; 4-oxo-2,2,6,6-tetrametil-piperidinilóxi; 4-dimetilamino- 2.2.6.6- tetrametil-piperidinilóxi; 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-pirrolidinilóxi; 3- amino-2,2,5,5-tetrametil-pirrolidinilóxi; 2,2,5,5-tetrametil-pirrolidinilóxi; 3-amino-2,2,5,5-tetrametil-pirrolidinilóxi; 2,2,5,5-tetrametil-l-oxao3- azaciclopentil-3-óxi; ácido 2,2,5,5-tetrametil-3- pirrolinil-l-oxi-3-carboxílico; 2.2.3.3.5.5.6.6- octametil-l,4-diazaciclo-hexil-l,4-dióxi; sais de 4-nitrosofenolato; 2-nitrosofenol; 4-nitrosofenol; dimetilditiocarbamato de cobre; dietilditiocarbamato de cobre; dibutilditiocarbamato de cobre; salicilato de cobre; azul de metileno; ferro; fenotiazina (PTZ); 3-oxofenotiazina; 5-oxofenotiazina; dímero de fenotiazina; 1,4-benzenodiamina; N-( 1,4-dimetilpentil)-N’-fenil-1,4-benzenodiamina; N-( 1,3-dimetilbuti^-bT-fenil-l^-benzenodiamina; N-nitrosofenil hidroxilamina e sais dos mesmos; óxido nítrico; nitrosobenzeno; p-benzoquinona; naftenato de cobre; acetato de cobre; dimetilditiocarbamato de manganês; dietilditiocarbamato de manganês; dibutilditiocarbamato de manganês; naftenato de manganês; acetato de manganês; actilacetonato de manganês; acetato de cobalto; carbonato de cobalto; acetato de cobalto; dióxido de nitrogênio; nitrobenzeno; nitrosobutano; N-nitrosodifenilamina; difenildifenilenodiamina; nitrosocarbazol; l-nitroso-2-naftol; 2,4-dinitrobenzeno; trifenilfosfina; trietilfosfina; tributilfosfina; trifenilfosfita; tríetilfosfita; Tri-i-propilfosfita; tributilfosfita; triciclo-hexilfosfita; bissulfito de sódio; butil mercaptana; dodecil mercaptana; Ν,Ν-dietilidroxilamina; ou isômeros dos mesmos; misturas de dois ou mais dos mesmos; misturas de dois ou mais dos acima com oxigênio molecular. O(s) inibidor(es) podem ser usados isoladamente ou combinados com um diluente adequado. O inibidor de polimerização é usado, de modo típico, em faixas de 100 ppm a 4.000 ppm (com base na taxa de fluxo de produtos de fundo total). [000103] Um inibidor de fase vapor, tal que n-fenil hidroxilamina ou derivados do mesmo podem ser úteis. Inibidores de fase líquida podem ser também úteis. Em uma modalidade preferida, o inibidor de fase vapor é adicionado ao topo e à alimentação da coluna. A quantidade de inibidor de fase líquida pode estar na faixa de 1 ppm a 1000 ppm, dependendo da taxa de alimentação à coluna. [000104] O oxigênio é comum particularmente em sistemas de separação de ácido acrílico como um componente necessário para trabalhar com inibidores, tais como hidroquinona. O oxigênio é adicionado ao sistema para ativar os inibidores. [000105] Outro benefício da invenção consiste na carga de rejeito reduzida. O destilado aquoso contém tanto ácido acrílico como ácido acético, assim como solvente (tolueno) e qualquer outro componente que possa ser arrastado na corrente de topo. Pelo aumento da eficiência da bandeja e da coluna na presente invenção, a capacidade para satisfazer à especificação de alta pureza no produto de fundo de ácido acrílico, assim como uma composição de topo reduzida de ácido acrílico reduz a carga de rejeito total. A flexibilidade operacional da invenção e a eficiência de bandeja aumentada permitem com que a especificação de produto do ácido acrílico seja aumentada e que a especificação de ácido acrílico de topo no rejeito de destilado aquoso seja reduzida em tanto quanto 80%, ou mais. [000106] A invenção não está limitada aos processos e ao equipamento acima descrito. A presente invenção pode ser também alcançada através de uma configuração de coluna dupla, conforme ilustrado na Figura 2. Esta modalidade inclui a configuração de processo, em que as seções de retificação e de extração são distribuídas através de colunas separadas. [000107j A Figura 2 ilustra uma primeira seção de destilação, uma segunda seção de destilação, e uma terceira seção de destilação. A primeira seção de destilação contém uma primeira coluna de destilação (500), um condensador principal/de exaustão (505), um separador por gravidade (510), uma bomba de refluxo (515), uma bomba de destilado de produto (540), uma bomba do aparelho de circulação do refervedor de primeira coluna (520), um refervedor da primeira coluna (525), e uma bomba de produtos de fundo da primeira coluna (545). A bomba de produtos de fundo da primeira coluna alimenta a segunda coluna de destilação (600). [000108] A primeira coluna de destilação (500) é alimentada através de uma corrente de alimentação da primeira coluna (5100). A primeira coluna de destilação (500) produz uma primeira corrente de produtos de topo de primeira coluna (5110), que é alimentada a um condensador principal/de exaustão (505) da primeira coluna. O condensador principal/de exaustão (5050 da primeira coluna é conectado a um sistema de vácuo da primeira coluna (506). Os não - condensáveis deixam o sistema de vácuo da primeira coluna (505) através da corrente de não- condensáveis da primeira coluna (5111). O condensado é alimentado a um separador por gravidade (510) através da corrente de destilado condensada da primeira coluna (5112). A corrente de destilado condensado da primeira coluna (5112) recebe completamento de solvente (5150) antes de ser introduzida no separador por gravidade (510). O refluxo a partir do separador por gravidade (510) é alimentado á bomba de refluxo (515). A bomba de refluxo (515) provê a corrente de refluxo da primeira coluna (5120) à primeira coluna de destilação (500). A primeira coluna de destilação (500) também produz uma corrente de produtos de fundo da primeira coluna (5160), que é alimentada à bomba do aparelho de circulação do refervedor da primeira coluna (520). A bomba de do aparelho de circulação do refervedor da primeira coluna (520) produz uma corrente de alimentação da bomba de produtos de fundo da primeira coluna (5162) que é dividida para alimentar o refervedor (525) da primeira coluna como uma corrente de alimentação de refervedor de primeira coluna (5161). O refervedor da primeira coluna (525) fornece a corrente de retomo de refervedor da primeira coluna (5170) à primeira coluna de destilação (500). A corrente de produto destilado (5115) é bombeada através da bomba de produto destilado (540). [000109] A bomba de produtos de fundo da primeira coluna (545) fornece a alimentação à segunda coluna de destilação (600). Esta é a corrente de alimentação da segunda coluna (6100). A segunda coluna de destilação (600) produz uma segunda corrente de produtos de topo da segunda coluna (6110), que alimenta um condensador principal/de exaustão da segunda coluna (605), a corrente de não- condensáveis da segunda coluna (6111) é removida através de um sistema a vácuo da Segunda coluna (606). O destilado condensado da segunda coluna (6112) é fornecido a partir do condensador principal/de exaustão da segunda coluna (605) a um receptor de destilado da segunda coluna (610). O receptor de destilado da segunda coluna (610) provê uma corrente de destilado da segunda coluna (6113), que é alimentada à bomba de destilado da segunda coluna (640), que provê a corrente de alimentação da terceira coluna (7000) à terceira coluna de destilação (700). A segunda coluna de destilação (600) também produz uma corrente de produtos de fundo da segunda coluna (6160), a corrente de produtos de fundo da segunda coluna (6160) é bombeada através da bomba do aparelho de circulação do refervedor da segunda coluna (620), e é dividida em uma corrente de alimentação de refervedor de segunda coluna (6161) para um refervedor de Segunda coluna (625), que provê a corrente de retomo de refervedor da segunda coluna (6170) para a segunda coluna de destilação (600). A corrente de produtos de fundo da segunda coluna (6160) também produz a corrente de alimentação da bomba de produtos de fundo da segunda coluna (6162) alimentada à bomba de produtos de fundo da Segunda coluna (645), que bombeia a corrente de produto de fundo da segunda coluna (648). [000110] A bomba de destilado da segunda coluna (640) provê a corrente de alimentação da terceira coluna (7000) à terceira coluna de destilação (700). A terceira coluna de destilação produz uma corrente de topo de terceira coluna (7110) que alimenta o condensador principal/de exaustão da terceira coluna (705). O condensador principal/de exaustão de terceira coluna (705) produz uma corrente de não- condensáveis de terceira coluna (7111), que é extraída ao interior do sistema a vácuo da terceira coluna (706). O condensador principal/de exaustão da terceira coluna (705) também produz o destilado condensado da terceira coluna (7162). O destilado condensado da terceira coluna (7162) é alimentado ao receptor de destilado da terceira coluna (710). O receptor de destilado da terceira coluna (710) produz a corrente de destilado da terceira coluna (7113), que é alimentada à bomba de destilado da terceira coluna (740) produzindo tanto a corrente de refluxo da terceira coluna (7120) como a corrente de destilado de produto da terceira coluna (8100). [000111] A terceira coluna de destilação (700) também produz uma corrente de produtos de fundo d terceira coluna (7160), que alimenta a bomba do aparelho de circulação do refervedor da terceira coluna (720). A bomba do aparelho de circulação de refervedor da terceira coluna (720) bombeia a corrente de produtos de fundo da terceira coluna (7160), que é dividida na corrente de alimentação de refervedor da terceira coluna (7161) e na corrente de alimentação de bomba de produtos de fundo da terceira coluna (7165). A corrente de alimentação da bomba de produtos de fundo da terceira coluna (7165) é alimentada á bomba de produtos de fundo da terceira coluna (615), que fornecer a corrente de refluxo da segunda coluna (7167) à segunda coluna de destilação (600). A corrente de alimentação do refervedor da terceira coluna (7161) é provida ao refervedor da terceira coluna (725). A refervedor da terceira coluna (725) fornece a corrente de retorno do refervedor da terceira coluna (7170) à terceira coluna de destilação (700). 1000112] A invenção será descrita, de modo mais específico abaixo, com referência aos exemplos, não - limitativos, que se seguem.

Exemplo 1 1000113] O ácido acrílico foi produzido de acordo com o diagrama de processo ilustrado na Figura 1. Com referência à Figura 1, solução de alimentação aquosa contendo ácido acrílico (100), coluna de destilação azeotrópica (1), vapor de topo da coluna de destilação azeotrópica (110), condensador (5), separador aquoso- orgânico (10), fase de refluxo contendo solvente azeotrópico (120), fase de destilado contendo água (130), produtos de fundo de coluna de desidratação azeotrópica (180). 1000114] A coluna de destilação azeotrópica (1) tinha as seguintes características físicas: (000115] 1. coluna com diâmetro interno de 172 polegadas (436,88 cm) 1000116] 2. 71 bandejas de fluxo duplo [000117] 3. bandejas inferiores tinham 24% de área aberta 1000118] 4. bandejas superiores tinham 20% de área aberta [000119] Solução de alimentação aquosa contendo ácido acrílico (63-67%, em peso, de ácido acrílico, 2-4%, em peso, de ácido acético, 1-3%, em peso, de impurezas, e 26-34% de água) foi alimentada à coluna (1). A pressão de topo na coluna (1) foi ajustada para 110 mmHg (2,1 psi) (14,49 kPa) absoluto e a queda de pressão total através das bandejas foi mantida em 120 mmHg (2,3 psi) (15,87 kPa) para minimizar a temperatura dos produtos de fundo, que era de 109°C (228°F). A queda de pressão por bandeja foi mantida em 1-2 mmHg (0,02- 0,04 psi) (0,138 kPa - 0,276 kPa). [000120] O produto de fundo (180) continha: 92-94%, em peso, de ácido acrílico, 6-8%, em peso de dímero de ácido acrílico, e 0,1 -0,2%, em peso, de ácido acético. O produto destilado aquoso (130 continha: 4-5%, em peso, de ácido acrílico, 6-8%, em peso, de ácido acético, e 87-90%, em peso, de água. A eficiência da bandeja para bandejas de 24% de área aberta foi inferior a 10%. A eficiência da bandeja para bandejas de 20% de área aberta foi de 30%.

Exemplo 2 1000121] A coluna de destilação azeotrópica (1) tinha as seguintes características físicas: [000122] 1. Diâmetro interno da coluna 172 polegadas (436,88 cm). [000123] 2. 54 bandejas de fluxo duplo [000124] 3. Bandejas inferiores tinham 16-18% de área aberta [000125] 4. Bandejas superiores tinham 14-20% de área aberta [000126] Solução de alimentação aquosa contendo ácido acrílico (63-67%, em peso, de ácido acrílico, 2-4%, em peso, de ácido acético, 1-3%, em peso, de impurezas, e 26-34%, em peso, de água) foi alimentada à coluna (1). A pressão de topo na coluna (1) foi ajustada para 110 mmHg (2,1 psi) (14,49 kPa) e a queda de pressão total através das bandejas foi deixada se elevar para 140 mmHg (2,7 psi) (18,63 kPa), resultando em uma temperatura de produtos de fundo de 111°C (232°F). A queda de pressão por bandeja foi aumentada para 4-6 mmHg (0,08 -0,12 psi) (0,552 kPa - 0,828 kPa) pela instalação de uma pluralidade de bandejas de área aberta menor na coluna (1). [000127] O produto de fundo (180) continha: 94- 96% de ácido acrílico, 4-6% de dímero de ácido acrílico, e 0,05- 0,1 %, em peso, de ácido acético. O produto destilado aquoso (130) continha: 1-2%, em peso, de ácido acrílico, 6; 8%, em peso, de ácido acético, e 90-93%, em peso, de água. A eficiência da bandeja para as bandejas com 16-18% de área aberta foi de 40%. A eficiência da bandeja para bandejas com 14-17% de área aberta foi de 50%. A modalidade do Exemplo2 alcançou uma capacidade superior em 25% em relação à modalidade do Exemplo 1.

Exemplo 3 [000128] Uma coluna de ácido acrílico existente foi re-equipada (modificada, emendada, re-equipada) de modo a alcançar uma primeira modalidade de re-equipamento e uma segunda modalidade de re-equipamento da presente invenção. A coluna “após re-equipamento” da Tabela 5 contém os dados da segunda modalidade de Re-equipamento. Os dados operacionais antes e depois da modificação são encontrados na tabela abaixo. [000129] As bandejas de coluna neste exemplo são do tipo de fluxo duplo. As modificações iniciais recentes na primeira modalidade de re-equipamento foram as que se seguem: 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25 e 27 removidas (total de 71 bandejas originais). Painéis de bandeja de área de orifício de 16,24% instalados (1 /diâmetro interno dos orifícios xh “ (1,27 cm)) nas bandejas 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, e 24. Foi instalado um painel de bandeja de área de orifício de 20,00% (1 /diâmetro interno dos orifícios de Vi' (1,27 cm) na bandeja 26. [000130] As modificações finais, que resultam na segunda modalidade de re-equipamento foram as que se seguem: Os painéis de bandeja com área de orifício de 16,24% foram removidos (1 /diâmetro interno dos orifícios Vi' (1,27 cm) nas bandejas 14, 16, 18, 20, 22, e 24 (total de bandejas originais 72). Os painéis de bandeja com área de orifício de 18,42% (1/diâmetro dos orifícios 1” (2,54 cm) foram instalados nas bandejas 14, 16, 18, 20, 22 e 24. Foram novamente instalados na bandeja em espaçamento de 27” (68,58 cm) abaixo da bandeja 35 painéis de bandeja com 18,95% de área de orifícios (1/orifícios com diâmetro interno de Vi' (1,27 cm). Esta modificação também reduziu o espaçamento da bandeja 34 a menos do que 33” (83,82 cm). As modificações adicionais se referiram ao suporte de bandeja. Estas incluem: orifícios de reservatório 1 /1” (2,54 cm) para configuração de grampo triangular/cantiléver para os grampos 1, 8, 9 e 16; Anel da Bandeja 32 - orifícios de reservatório l/o 1” (2,54 cm) para configuração de grampo triangular/cantiléver instalados para os grampos 1, 8, 9 e 16; Anel da Bandeja 33 - orifícios de reservatório l/o 1” para configuração de grampo perpendicular instalados para os grampos 1, 8, 9, e 16.

Tabela 5: Resultados da Segunda Modalidade de Re-equipamento [000131 j Embora a invenção tenha sido descrita em conjunção com uma modalidade específica, muitas alternativas e variações serão evidentes para aqueles versados na técnica, à luz desta descrição e dos desenhos anexos. Deste modo, a invenção tem a intenção de abranger todas as alternativas e variações que recaiam dentro do espírito e do escopo das reivindicações apenas. Além disso, as matérias de estudo das patentes U.S. acima citadas são incorporadas a esta a título referencial.

Claims (3)

1. Método de purificação de uma corrente compreendendo pelo menos um composto termicamente instável, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (a) prover um vaso de destilação possuindo um diâmetro interno maior do que 8 pés (2,44 m), uma área de seção transversal interna e pelo menos uma bandeja de extração se estendendo através da dita área de seção transversal interna, em que a porcentagem de área aberta da bandeja está na faixa de 14 a 24%; (b) prover dita corrente compreendendo pelo menos um composto termicamente instável ao dito vaso de destilação em uma taxa de 40.000 lb/h (5,04 kg/s) a 70.000 lb/h (8,82 kg/s), em que dito pelo menos um composto termicamente instável compreende ácido (met)acrílico e pelo menos um outro composto compreendendo ácido acético, em que dito ácido acético está presente em uma quantidade entre 1 e 5 porcento em peso, com base no peso total da corrente; (c) purificar dita corrente operando dito vaso de destilação e mantendo uma queda de pressão através de pelo menos uma de ditas bandejas de extração em uma faixa entre 1 mmHg (133,3 Pa) e 10 mmHg (1333 Pa), em que a bandeja de extração possui uma eficiência de bandeja durante a operação da coluna que é pelo menos 20%; e (d) produzir uma corrente de produto de fundo purificada compreendendo menos que 5000 partes por milhão de ácido acético, e a temperatura dos produtos de fundo da coluna está na faixa de 105 a 113°C.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita etapa de purificação é realizada operando dito vaso de destilação e mantendo dita queda de pressão em uma faixa entre 1 mmHg (133,3 Pa) e 6 mmHg (799 Pa);

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma bandeja é de pelo menos um tipo selecionado a partir do grupo consistindo de: uma bandeja de fluxo duplo, uma bandeja de peneira, uma bandeja de válvula, uma bandeja de placa perfurada, uma bandeja de chaminé, uma bandeja sem um tubo de descida e uma bandeja com um tubo de descida.