BRPI0610751A2 - processo e instalação de fabricação de um epóxido, composição azeotrópica, epóxido e epicloridina - Google Patents
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Abstract
PROCESSO E INSTALAçãO DE FABRICAçãO DE UM EPóXIDO,COMPOSIçãO AZEOTRóPICA, EPóXIDO E EPICLORjIDINA Processo de fabricação de um epóxido em que cetonas halogenadas são formadas como sub-produtos e que compreende pelo menos um tratamento destinado a eliminar pelo menos uma parte das cetonashalogenadas formadas.
Description
"PROCESSO E INSTALAÇÃO DE FABRICAÇÃO DE UM EPÓXIDO,COMPOSIÇÃO AZEOTRÓPICA, EPÓXIDO E EPICLORIDINA"
O presente pedido de patente afirma o benefício do pedido depatente FR 05.05120 e o pedido de patente EP 05104321.4, depositados em20 de Maio de 2005 e dos pedidos de patente US provisórios 60/734659,60/734627, 60/734657, 60/734658, 60/734635, 60/734634, 60/734637 e60/734636, depositados em 8 de Novembro de 2005, cujos conteúdos sãoincorporados aqui por referência.
A presente invenção se refere a um processo de fabricação deum epóxido. Os epóxidos são matérias primas importantes para a produçãode outros compostos.
O óxido de etileno é utilizado, por exemplo, para a produçãode etileno glicol, de di e polietileno glicóis, de mono-, di- e trietanolaminas,etc. (ver K. Weissermel and H. - J. Arpe in Industrial Organic Chemistry,Third Completely Revised Edition, VCH Editor, 1997, page 149). O óxido depropileno é um intermediário importante na fabricação de 1,2-propilenoglicol, de dipropileno glicol, de éteres do propileno glicol, de isopropilaminasetc. (ver K. Weissermel and H. - J. Arpe in Industrial Organic Chemistry,Third Completely Revised Edition, VCH Editor, 1997, page 275). Aepicloridrina é uma matéria prima importante para a produção de glicerol, deresinas epóxi, de elastômeros sintéticos, de éteres de glicidila, de resinaspoliamidas, etc. (ver Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, FifthEdition, Vol. A9, p.539).
Na produção industrial do óxido de propileno, a tecnologiamais utilizada compreende as seguintes etapas: hipocloração do propileno emmonocloropropanol e desidrocloração do monocloropropanol em óxido depropileno por uma solução aquosa alcalina.
Na produção industrial da epicloridrina, tecnologia maisutilizada compreende as seguintes etapas: cloração substitutiva radicalar àalta temperatura do propileno em cloreto de alila, hipocloração do cloreto dealila assim sintetizado em dicloropropanol e desidrocloração dodicloropropanol em epicloridrina por uma solução aquosa alcalina. Umaoutra tecnologia utilizada à menor escala compreende as seguintes etapas:acetoxilação catalítica do propileno em acetato de alila, hidrólise do acetatode alila em álcool alílico, cloração catalítica do álcool alílico emdicloropropanol e desidrocloração alcalina do dicloropropanol emepicloridrina. Outras tecnologias que ainda não receberam uma aplicaçãoindustrial podem ser encaradas dentre as quais a oxidação catalítica direta docloreto de alila em epicloridrina por meio de peróxido de hidrogênio ou acloração do glicerol em dicloropropanol seguido de um desidrocloraçãoalcalina do dicloropropanol assim formado em epicloridrina.
Em conformidade com a invenção, se descobriu que umproblema, notadamente quando se emprega cloridrinas obtidas por cloraçãode hidrocarbonetos alifáticos em poli-hidroxilados em uma reação dedesidrocloração, é a presença de cetonas halogenadas formadas como sub-produtos. Estas cetonas halogenadas podem apresentar temperaturas deebulição próximas a estas dos epóxidos e ser dificilmente separáveis por umaoperação de destilação. Em conformidade com a invenção, se descobriuigualmente que as cetonas halogenadas, mesmo à fraca concentração, sãoresponsáveis pelo desenvolvimento de uma coloração indesejável do epóxidoou dos produtos fabricados à partida deste último. E mais particularmente ocaso para a cloroacetona formada no processo de desidrocloração dodicloropropanol para formar a epicloridrina.
Também se descobriu que, de maneira surpreendente, se podiaeliminar estas cetonas durante a fabricação do epóxido.
A invenção se refere então a um processo de fabricação de umepóxido no qual cetonas halogenadas são formadas como sub-produtos e quecompreende pelo menos um tratamento de eliminação de pelo menos umaparte das cetonas halogenadas formadas.
A invenção se refere mais especificamente a um processo defabricação de um epóxido no qual cetonas halogenadas são formadas comosub-produtos e que compreende pelo menos um tratamento destinado aeliminar pelo menos uma parte das cetonas halogenadas formadas, e no qualse efetua a fabricação do epóxido por desidrocloração de uma cloridrina.
A cloridrina pode ser obtida por um processo de hipocloraçãode um olefina ou por um processo de cloração de um hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado ouuma mistura dentre eles.
A expressão "epóxido" é utilizada aqui para descrever umcomposto que comporta pelo menos um oxigênio ligado em ponte sobre umaligação carbono-carbono. Geralmente os átomos de carbono da ligaçãocarbono-carbono são adjacentes e o composto pode conter outros átomosalém dos átomos de carbono e de oxigênio, tais como átomos de hidrogênio ehalogênios. Os epóxidos preferidos são o óxido de etileno, o óxido depropileno, o glicidol e a epicloridrina.
A expressão "olefina" é utilizada aqui para descrever umcomposto que comporta pelo menos uma ligação dupla carbono-carbono.Geralmente o composto pode conter outros átomos além dos átomos decarbono, como átomos de hidrogênio e halogênios. As olefinas preferidas sãoo etileno, o propileno, o cloreto de alila e as misturas de pelo menos doisentre eles.
A expressão "hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado" serefere a um hidrocarboneto que contém pelo menos dois grupamentoshidroxilas unidos a dois átomos de carbono diferentes saturados. Ohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado pode conter, mas não são limitados,de 2 a 60 átomos de carbono.
Cada um dos carbonos de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado que trazem o grupamento hidroxil (OH) funcional não podepossuir mais de um grupamento OH5 e deve ser de hibridação sp3. O átomode carbono que traz o grupamento OH pode ser primário, secundário outerciário. O hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado utilizado na presenteinvenção deve conter pelo menos dois átomos de carbono de hibridação sp3que trazem um grupamento OH. O hidrocarboneto alifático poli-hidroxiladoinclui qualquer hidrocarboneto que contenha um diol vicinal (1,2-diol) outriol vicinal (1,2,3-triol) aqui incluídos ordens mais elevadas destas unidadesrepetitivas, vicinais ou contíguas. A definição do hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado inclui também, por exemplo, um ou mais grupamentosfuncionais 1,3-, 1,4-, 1,5- e 1,6-diol. O hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado pode também ser um polímero como o álcool polivinílico. Osdióis geminados, por exemplo, são excluídos desta classe de hidrocarbonetosalifáticos poli-hidroxilados.
Os hidrocarbonetos alifáticos poli-hidroxilados podem conterentidades aromáticas ou heteroátomos que incluem, por exemplo, osheteroátomos de tipo halogênio, enxofre, fósforo, nitrogênio, oxigênio, silícioe boro, e suas misturas.
Hidrocarbonetos alifáticos poli-hidroxilados utilizáveis napresente invenção compreendem por exemplo, o 1,2-etanodiol (etilenoglicol), o 1,2-propanodiol (propileno glicol), o 1,3-propanodiol, o 1-cloro-2,3-propanodiol (cloropropanodiol), o 2-cloro-1,3-propanodiol(cloropropanodiol), o 1,4-butanodiol, o 1,5-pentanodiol, os ciclo-hexanodióis, o 1,2-butanodiol, o 1,2-ciclo-hexanodimetanol, o 1,2,3-propanotriol (também conhecido como "glicerol" ou "glicerina"), e suasmisturas. De maneira preferida, o hidrocarboneto alifático poli-hidroxiladoutilizado na presente invenção inclui, por exemplo, o 1,2-etanodiol, o 1,2-propanodiol, o 1,3-propanodiol, o cloropropanodiol e 1,2,3-propanotriol, e asmisturas de pelo menos dois dentre eles. De maneira mais preferida, ohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado utilizado na presente invençãoinclui, por exemplo, o 1,2-etanodiol, o 1,2-propanodiol, o cloropropanodiol e1,2,3-propanotriol, e as misturas de pelo menos dois dentre eles. O 1,2,3-propanotriol ou glicerol é o mais preferido.
Os ésteres de hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado podemestar presentes no hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado e/ou serproduzidos no processo de fabricação da cloridrina e/ou ser fabricadospreviamente ao processo de fabricação da cloridrina. Exemplos de ésteres dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado compreendem o monoacetato doetileno glicol, os monoacetatos de propanodiol, os monoacetatos de glicerol,os monoestearatos de glicerol, os diacetatos de glicerol e suas misturas.
No processo de acordo com a invenção, os ésteres dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado podem provir da reação entre ohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado e um ácido orgânico, antes, duranteou nas etapas que se seguem à reação com o agente de cloração.
A expressão "cloridrina" é utilizada aqui para descrever umcomposto que contém pelo menos um grupamento hidroxilado e pelo menosum átomo de cloro unido a diferentes átomos de carbono saturados. Umacloridrina que contém pelo menos dois grupamentos hidroxilas é também umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado. Conseqüentemente, o material departida e o produto da reação podem cada um ser cloridrinas. Neste caso, acloroidrina "produto" é mais clorada que a cloridrina de partida, ou seja quetem mais átomos de cloro e os menos grupamentos hidroxilas que a cloridrinade partida. Cloridrinas preferidas são o cloroetanol, o cloropropanol, ocloropropanodiol, o dicloropropanol e as misturas de pelo menos dois dentreeles. O dicloropropanol é particularmente preferido. Cloridrinas maisparticularmente preferidas são o 2-cloroetanol, o 1-cloropropano-2-ol, o 2-cloropropano-l-ol, o l-cloropropano-2,3-diol, o 2-cloropropano-l, 3-diol, I el,3-dicloropropano-2-ol, o 2,3-dicloropropano-l-ol e as misturas de pelomenos dois dentre eles.
A cloridrina no processo de acordo com a invenção pode serobtido à partida de matérias primas fósseis ou a partida de matérias primasrenováveis, de preferência à partida de matérias primas renováveis.
Por matérias primas fósseis se entende designar materiaisprovenientes do tratamento dos recursos naturais petroquímicos, porexemplo, o petróleo, o gás natural, e o carvão. Dentre estes materiais, oscompostos orgânicos que comportam 2 e 3 átomos de carbono são preferidos.
Quando a cloridrina é o dicloropropanol, ou o cloropropanodiol, o cloreto dealila, o álcool alílico e o glicerol "sintético" são particularmente preferidos.
Por glicerol "sintético" se entende designar um glicerol geralmente obtido apartir de recursos petroquímicos. Quando a cloridrina é o cloroetanol, oetileno e o etileno glicol "sintético" são particularmente preferidos. Poretileno glicol "sintético" se entende designar um etileno glicol geralmenteobtido a partir de recursos petroquímicos. Quando a cloridrina é omonocloropropanol, o propileno e o propileno glicol "sintético" sãoparticularmente preferidos. Por propileno glicol "sintético" se entendedesignar um propileno glicol geralmente obtido a partir de recursospetroquímicos.
Por matérias primas renováveis se entendem designarmateriais provenientes do tratamento dos recursos naturais renováveis.
Dentre estes materiais, o etileno glicol "natural", o propileno glicol "natural"e o glicerol "natural" são preferidos. O etileno glicol, o propileno glicol e oglicerol "natural" são, por exemplo, obtidos por conversão de açúcares viaprocessos termoquímicos, estes açúcares podendo ser obtidos à partida debiomassa, como descrito em "Industrial Bioproducts: Today and Tomorrow,Energetics, Incorporated for the US Department of Energy, Office of EnergyEfficiency and Renewable Energy, Office of the Biomass Program, July2003, páginas 49, 52 to 56". Um destes processos é, por exemplo, ahidrogenólise catalítica do sorbitol obtido por conversão termoquímico daglicose. Outro processo é, por exemplo, a hidrogenólise catalítica do xilitolobtido por hidrogenação a xilose. A xilose pode, por exemplo, ser obtida porhidrólise da hemicelulose contida nas fibras de milho. Por "glicerol natural"ou por "glicerol obtido a partir de matérias primas renováveis" se entendedesignar em particular o glicerol obtido durante a fabricação de biodiesel ouainda o glicerol obtido durante transformações de gorduras ou óleos deorigem vegetal ou animal em geral tais como reações de saponificação, detransesterificação ou de hidrólise.
Dentre os óleos utilizáveis para fabricar o glicerol natural,pode-se citar todos os óleos correntes, como os óleos de palma, de palmito,de copra, de babaçu, de colza antiga ou nova, de girassol, de milho, de rícinoe de algodão, os óleos de amendoim, de soja, de linho e crambe e todos osóleos procedentes, por exemplo, das plantas de girassol ou de colza obtidaspor modificação genética ou hibridação.
Pode-se mesmo utilizar óleos de fritura usados, óleos animaisvariados, como os óleos de peixe, o sebo, a banha e mesmo óleo de mocotó.
Dentre os óleos utilizados, pode-se ainda indicar os óleosparcialmente modificados, por exemplo, por polimerização ouoligomerização como, por exemplo, "standolies" de óleos de linho, degirassol e os óleos vegetais insuflados.
Um glicerol particularmente adaptado pode ser obtido durantea transformação de gorduras animais. Outro glicerol particularmenteadaptado pode ser obtido durante a fabricação de biodiesel. Um terceiroglicerol particularmente muito bem adaptado pode ser obtido durante atransformação de gorduras ou de óleos, animais ou vegetais, portransesterificação na presença de um catalisador heterogêneo, tal comodescrito nos documentos FR 2752242, FR 2869612 e FR 2869613. Maisespecificamente, o catalisador heterogêneo é escolhido dentre os óxidosmistos de alumínio e zinco, os óxidos mistos de zinco e titânio, os óxidosmistos de zinco, titânio e alumínio, e os óxidos mistos de bismuto e alumínio,e o catalisador heterogêneo é empregado sob forma de leito fixo. Este últimoprocesso pode ser um processo de fabricação de biodiesel.
O cloroetanol pode ser obtido à partida destas matérias primaspor qualquer processo. Os processos de hipocloração do etileno e cloração doetileno glicol "sintético" e/ou "natural" são preferidos. O processo decloração do etileno glicol "sintético" e/ou "natural" é particularmentepreferido.
O cloropropanol pode ser obtido à partida destas matériasprimas por qualquer processo. Os processos de hipocloração do propileno ecloração do propileno glicol "sintético" e/ou "natural" são preferidos.
O processo de cloração do propileno glicol "sintético" e/ou"natural" é particularmente preferido.
O cloropropanodiol pode ser obtido à partida destas matériasprimas por qualquer processo. O processo de cloração do glicerol "sintético"e/ou "natural" é preferido.
O dicloropropanol pode ser obtido à partida destas matériasprimas por qualquer processo. Os processos de hipocloração do cloreto dealila, cloração do álcool alílico e cloração do glicerol "sintético" e/ou"natural" são preferidos. O processo de cloração do glicerol "sintético" e/ou"natural" é particularmente preferido.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, é preferível que pelo menos uma fração da cloridrina seja fabricadapor cloração de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado. Ohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado pode ser "sintético" ou "natural" nosentido definido acima.
No processo de fabricação de acordo com a invenção, quandoo epóxido é a epicloridrina, o glicerol "natural", ou seja, obtido durante afabricação de biodiesel, ou durante transformações de gorduras ou de óleos,de origem vegetal ou animal, as transformações sendo selecionadas dentre asreações de saponificação, transesterificação e de hidrólise, é preferido. Oglicerol obtido por transesterificação de gorduras ou de óleos, de origemvegetal ou animal, e no qual a transesterificação é realizada na presença deum catalisador heterogêneo, é particularmente preferido. No processo defabricação do epóxido de acordo com a invenção, o hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado pode ser tal como descrito no pedido de patente "Processode preparação de cloridrina por conversão de hidrocarbonetos alifáticos poli-hidroxilados" depositada em nome de SOLVAY SA no mesmo dia que opresente pedido, cujo conteúdo é incorporado aqui por referência.
Menção particular é feita de um processo de fabricação deuma cloridrina no qual se faz reagir um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, ouuma mistura dentre eles, cujo teor total em metais expressos sob forma deelementos é superior ou igual 0,1 μg/kg e inferior ou igual a 1.000 mg/Kg,com um agente de cloração.
Uma primeira vantagem ligada a este último tipo de glicerol éque ele contém pouco ou nada de metais. Estes metais podem ser incômodosem certas etapas da fabricação do dicloropropanol, como, por exemplo,etapas de tratamento de resíduos. Uma segunda vantagem ligada a este últimotipo de glicerol é que ele contém pouco ou nada de compostos orgânicospesados que podem se acumular na fabricação do dicloropropanol. Asoperações de depuração destinadas a eliminar estes produtos orgânicospesados podem conseqüentemente ser reduzidas.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, o emprego da cloridrina obtida à partida do hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado por reação com um agente de cloração, pode serefetuada, por exemplo, de acordo com o processo descrito no pedido WO2005/054167 de SOLVAY SA cujo conteúdo é incorporado aqui porreferência.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado pode ser um produtobruto ou um produto depurado tal como descrito no pedido WO 2005/054167de SOLVAY SA, da página 2, linha 8, a página 4, linha 2.
O produto bruto pode conter ácidos graxos, ésteres de ácidosgraxos tais como em particular monoglicerídeos ou diglicerídeos,eventualmente em combinação com a água e/ou um sal de metal. Prefere-seutilizar um glicerol depurado ou seja que contenha pelo menos 80% e nomáximo 99,9% em peso de glicerol, pelo menos 0,1% e no máximo 20% empeso de água, pelo menos 1 mg/Kg e no máximo 0,1% em peso de aldeído epelo menos 10 mg/Kg e no máximo 10% em peso de metanol e/ou de etanol.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado pode ser umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado cujo teor de metais alcalino e/oualcalino-terrosos é inferior ou igual a 5 g/kg tal como descrito no pedidointitulado "Processo de fabricação de uma cloridrina por cloração de umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado" depositado em nome de SOLVAYSA no mesmo dia que o presente pedido, cujo conteúdo é incorporado aquipor referência.
O processo de acordo com a invenção, o teor de metaisalcalinos e/ou alcalino-terrosos do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado,de um éster de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, ou da misturadentre eles, é inferior ou igual a 5 g/kg, freqüentemente inferior ou igual a 1g/kg, particularmente inferior ou igual a 0,01 g/kg e em alguns casos inferiorou igual a 2 mg/Kg. O teor metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é geralmente superior ou igual a 0,1No processo de acordo com a invenção, os metais alcalinossão geralmente o lítio, o sódio, o potássio e o césio, freqüentemente o sódio eo potássio, e freqüentemente o sódio.
No processo de fabricação de uma cloridrina de acordo com ainvenção, o teor em lítio do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, doéster de hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, ou da mistura dentre eles, égeralmente inferior ou igual a 1 g/kg, freqüentemente inferior ou igual a 0,1g/kg e particularmente inferior ou igual a 2 mg/Kg. Este teor é geralmentesuperior ou igual a 0,^g/kg.
No processo de acordo com a invenção, o teor em sódio dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, do éster de hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado, ou da mistura dentre eles, é geralmente inferior ou igual a 1g/kg, freqüentemente inferior ou igual a 0,1 g/kg e particularmente inferiorou igual a 2 mg/Kg. Este teor é geralmente superior ou igual a 0,1 μg/kg.
No processo de acordo com a invenção, o teor em potássio dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, do éster de hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado, ou da mistura dentre eles, é geralmente inferior ou igual a 1g/kg, freqüentemente inferior ou igual a 0,1 g/kg e particularmente inferiorou igual a 2 mg/Kg. Este teor é geralmente superior ou igual a 0,1 μg/kg.
No processo de acordo com a invenção, o teor de rubídio dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, do éster de hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado, ou da mistura dentre eles, é geralmente inferior ou igual a 1g/kg, freqüentemente inferior ou igual a 0,1 g/kg e particularmente inferiorou igual a 2mg/Kg. Este teor é geralmente superior ou igual a 0,1 μg/kg.
No processo de acordo com a invenção, o teor em césio dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, do éster de hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado, ou da mistura dentre eles, é geralmente inferior ou igual a 1g/kg, freqüentemente inferior ou igual a 0,1 g/kg e mais particularmenteinferior ou igual a 2 mg/kg. Este teor é geralmente superior ou igual a 0,1No processo de acordo com a invenção, os elementos alcalino-terrosos são geralmente o magnésio, o cálcio, o estrôncio e o bário,freqüentemente o magnésio e o cálcio e freqüentemente o cálcio.
No processo de acordo com a invenção, o teor em magnésiodo hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, do éster de hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado, ou da mistura dentre eles, é geralmente inferior ouigual a 1 g/kg, freqüentemente inferior ou igual a 0,1 g/kg e maisparticularmente inferior ou igual a 2 mg/Kg. Este teor é geralmente superiorou igual a 0,1 μg/kg.
No processo de acordo com a invenção, o teor em cálcio dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, do éster de hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado, ou da mistura dentre eles, é geralmente inferior ou igual a 1g/kg, freqüentemente inferior ou igual a 0,1 g/kg e mais particularmenteinferior ou igual a 2 mg/Kg. Este teor é geralmente superior ou igual a 0,1μg/kg.
No processo de acordo com a invenção, o teor em estrôncio dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, do éster de hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado, ou a mistura dentre eles, é geralmente inferior ou igual a 1g/kg, freqüentemente inferior ou igual a 0,1 g/kg e mais particularmenteinferior ou igual a 2 mg/Kg. Este teor é geralmente superior ou igual a 0,1μg/kg.
No processo de acordo com a invenção, o teor em bário dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, do éster de hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado, ou da mistura dentre eles, é geralmente inferior ou igual a 1g/kg, freqüentemente inferior ou igual a 0,1 g/kg e mais particularmenteinferior ou igual a 2 mg/Kg. Este teor é geralmente superior ou igual a0,μg/kg.
No processo de acordo com a invenção, os metais alcalinose/ou alcalino-terrosos são geralmente presentes sob a forma de sais,freqüentemente sob a forma de cloretos, de sulfatos e suas misturas. O cloretode sódio é mais freqüentemente encontrado.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, o agente de cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxiladopode ser o cloreto de hidrogênio e/ou ácido clorídrico tal como descrito nopedido WO 2005/054167 de SOLVAY SA, da página 4, linha 30, a página 6,linha 2.
O cloreto de hidrogênio pode provir de um processo depirólise de compostos orgânicos clorados como, por exemplo, de umafabricação de cloreto de vinila, um processo de fabricação de 4,4-metilenodifenil di-isocianato (MDI) ou de tolueno di-isocianato (TDI), deprocessos de decapagem dos metais ou uma reação entre um ácido inorgânicocomo o ácido sulfurico ou fosfórico e um cloreto metálico tal como o cloretode sódio, o cloreto de potássio ou o cloreto de cálcio.
Em um modo de realização vantajoso do processo defabricação do epóxido de acordo com a invenção, o agente de cloração dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é o cloreto de hidrogênio gasoso ouuma solução aquosa de cloreto de hidrogênio ou uma combinação dos dois.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, o agente de cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado,pode ser o ácido clorídrico aquoso ou o cloreto de hidrogênio de preferênciaanidra, proveniente de um processo de fabricação de cloreto de alila e/ou declorometanos e/ou de clorinólise e/ou de oxidação à alta temperatura decompostos clorados tais como descrito no pedido intitulado "Processo defabricação de uma cloridrina por reação entre um hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado e um agente de cloração" depositado em nome de SOLVAYSA no mesmo dia que o presente pedido, cujo conteúdo é incorporado aquipor referência.Menção particular é feita de um processo de fabricação deuma cloridrina a partir de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, deum éster de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, ou de uma misturadentre eles, e de um agente de cloração, este último contendo pelo menos umdos seguintes compostos: nitrogênio, oxigênio, hidrogênio, cloro, umcomposto orgânico hidrocarbonado, um composto orgânico halogenado, umcomposto orgânico oxigenado e um metal.
Menção particular é feita de um composto orgânicohidrocarbonado que é escolhido dentre os hidrocarbonetos aromáticos,alifáticos saturados ou não saturados e suas misturas.
Menção particular é feita de um hidrocarboneto alifáticoinsaturado que é escolhido dentre o acetileno, o etileno, o propileno, obuteno, o propadieno, o metilacetileno, e suas misturas, de umhidrocarboneto alifático saturado que é escolhido dentre o metano, o etano, opropano, o butano, e suas misturas, e de um hidrocarboneto aromático que é obenzeno.
Menção particular é feita de um composto orgânicohalogenado que é um composto orgânico clorado escolhido dentre osclorometanos, os cloroetanos, os cloropropanos, os clorobutanos, o cloreto devinila, o cloreto de vinilideno, os monocloropropenos, o percloroetileno, otriclorotileno, os clorobutadieno, os clorobenzenos e suas misturas.
Menção particular é feita de um composto orgânicohalogenado que é um composto orgânico fluorado escolhido dentre osfluorometanos, os fluoroetanos, o fluoreto de vinila, o fluoreto de vinilideno,e suas misturas.
Menção particular é feita de um composto orgânico oxigenadoque é escolhido dentre os álcoois, os cloroálcoois, os cloroéteres e suasmisturas.
Menção particular é feita de um metal escolhido dentre osmetais alcalinos, os metais alcalino-terrosos, o ferro, o níquel, do cobre, ochumbo, o arsênico, o cobalto, o titânio, o cádmio, o antimônio, o mercúrio, ozinco, o selênio, o alumínio, o bismuto, e suas misturas.
Menção é particularmente feita de um processo no qual oagente de cloração é proveniente pelo menos parcialmente de um processo defabricação de cloreto de alila e/ou de um processo de fabricação declorometanos e/ou de um processo de clorinólise e/ou de um processo deoxidação de compostos clorados a uma temperatura superior ou igual a800°C.
Em um modo de realização vantajoso do processo defabricação do epóxido de acordo com a invenção, o agente de cloração dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado não contém cloreto de hidrogêniogasoso.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a reação de cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado,pode ser efetuada em um reator tal como descrito no pedido WO2005/054167 de SOLVAY SA, na página 6, linhas 3 a 23.
Menção é particularmente feita de uma instalação realizadaem, ou recoberta de, materiais resistentes nas condições da reação aos agentesde cloração, em particular ao cloreto de hidrogênio. Menção é maisparticularmente feita de uma instalação realizada em aço esmaltado outântalo.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a reação de cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado,do éster de hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, ou da mistura dentreeles, pode ser efetuada em equipamentos realizados em ou recobertos demateriais resistentes aos agentes de cloração, tais como descrito no pedidointitulado "Processo de fabricação de uma cloridrina em equipamentosresistentes à corrosão" depositado em nome de SOLVAY SA no mesmo diaque o presente pedido, cujo conteúdo é incorporado aqui por referência.
Menção particular é feita de um processo de fabricação deuma cloridrina compreendendo uma etapa na qual se submete umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado, ou uma mistura dentre eles, a uma reação com umagente de cloração contendo o cloreto de hidrogênio, e pelo menos uma outraetapa efetuada em um equipamento realizado em ou recoberto de materiaisresistentes ao agente de cloração, nas condições de realização desta etapa.Menção é particularmente feita de materiais metálicos tais como o açoesmaltado, o ouro e o tântalo e materiais não-metálicos como o polietilenoelevada densidade, o polipropileno, o poli(fluoreto-de-vinilideno), opolitetrafluoroetileno, os perfluoro alcoxialcanos e opoli(perfluoropropilviniléter), as polissulfonas e os polissulfetos, o grafite e ografite impregnado.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a reação de cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado,do éster de hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, ou da mistura dentreeles, pode ser efetuada em um meio reacional, tal como descrito no pedidointitulado "Processo contínuo de fabricação de cloridrinas" depositado emnome de SOLVAY SA no mesmo dia que o presente pedido, cujo conteúdo éincorporado aqui por referência.
Menção particular é feita de um processo contínuo deprodução de cloridrina no qual se faz reagir um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado ou umamistura dentre eles, com um agente de cloração e um ácido orgânico em ummeio reacional líquido cuja composição no estado estacionário compreende ohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado e ésteres do hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado cuja soma dos teores expressa mol de hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado é superior a 1,1 mol% e inferior ou igual a 30 mol%, a porcentagem sendo trazida à parte orgânica do meio reacional líquido.
A parte orgânica do meio reacional líquido consiste noconjunto dos compostos orgânicos do meio reacional líquido, ou seja, oscompostos cuja molécula contém pelo menos 1 átomo de carbono.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a reação de cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado,pode ser efetuada em presença de um catalisador tal como descrito no pedidoWO 2005/054167 de SOLVAY SA, na página 6, linha 28, na página 8, linha 5.
Menção é particularmente feita de um catalisador baseado emum ácido carboxílico ou em um derivado de ácido carboxílico que tem umponto de ebulição atmosférico superior ou igual a 200°C, em particular oácido adípico e os derivados do ácido adípico.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a reação de cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxiladopode ser efetuada a uma concentração de catalisador, uma temperatura, a umapressão e para duração tais como descritos no pedido WO 2005/054167 deSOLVAY SA, na página 8, linha 6, na página 10, linha 10.
Menção é particularmente feita de uma temperatura de pelomenos 20°C e no máximo 160°C, de uma pressão de pelo menos 0,3 bar e,100 bar, e uma duração de pelo menos lhe mais 50 h.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a reação de cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxiladopode ser efetuada na presença de um solvente tal como descrito no pedidoWO 2005/054167 de SOLVAY SA, na página 11, linhas 12 a 36.
Menção é particularmente feita de um solvente orgânico comoum solvente orgânico clorado, um álcool, uma cetona, um éster ou éter, umsolvente não aquoso miscível com o hidrocarboneto alifático poli-hidroxiladotal como o cloroetanol, o cloropropanol, o cloropropanodiol, odicloropropanol, o dioxano, ο fenol, ο cresol, e as misturas decloropropanodiol e de dicloropropanol, ou produtos pesados da reação taiscomo os oligômeros de hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado pelo menosparcialmente clorados e/ou esterificados.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a reação de cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxiladopode ser efetuada na presença de uma fase líquida que compreendecompostos pesados além do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, comodescrito no pedido intitulado "Processo de fabricação de uma cloridrina emuma fase líquida" depositado em nome de SOLVAY SA no mesmo dia que opresente pedido, cujo conteúdo é incorporado aqui por referência.
Menção particular é feita de um processo de fabricação deuma cloridrina, no qual se submete um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, ou umamistura dentre eles, a uma reação com um agente de cloração, na presença deuma fase líquida que compreende compostos pesados além do alifático poli-hidroxilado e cuja temperatura de ebulição sob uma pressão de 1 bar absolutoé de pelo menos 15 0C superior à temperatura de ebulição da cloridrina sobuma pressão de 1 bar absoluto.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a reação de cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado,do éster de hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, ou da mistura dentreeles, pode ser efetuada em modo batch ou em modo contínuo. O modocontínuo é particularmente preferido.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a reação de cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, épreferencialmente efetuada em um meio reacional líquido. O meio reacionallíquido pode ser mono- ou multifásico.
O meio reacional líquido é constituído pelo conjuntocomposto sólidos dissolvidos ou dispersados, líquidos dissolvidos oudispersados e gasosos dissolvidos ou dispersados, à temperatura da reação.
O meio reacional compreende os reagentes, o catalisador, osolvente, as impurezas presentes nos reagentes, no solvente e no catalisador,nos intermediários de reação, os produtos e os sub-produtos da reação.
Por reagentes se entende designar o hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado, o éster de hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado e oagente de cloração.
Dentre as impurezas presentes no hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado, pode-se citar os ácidos carboxílicos, os sais de ácidoscarboxílicos, os ésteres de ácido graxo com o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, os ésteres de ácido graxo com os álcoois utilizados durante atransesterificação, os sais inorgânicos tais como os cloretos e os sulfatosalcalinos ou alcalino-terrosos.
Quando o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é oglicerol, pode-se citar dentre as impurezas do glicerol os ácidos carboxílicos,os sais de ácidos carboxílicos, os ésteres de ácido graxo como o mono-, os di-e os triglicerídeos, os ésteres de ácido graxo com os álcoois utilizadosdurante a transesterificação, os sais inorgânicos tais como os cloretos e ossulfatos alcalinos ou alcalino-terrosos.
Dentre os intermediários reacionais pode-se citar asmonocloridrinas do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado e seus ésterese/ou poliésteres, os ésteres e/ou poliésteres do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado e os ésteres das policloridrinas.
Quando a cloridrina é o dicloropropanol, pode-se citar dentreos intermediários reacionais, a monocloridrina de glicerol e seus ésteres e/oupoliésteres, os ésteres e/ou poliésteres de glicerol e os ésteres dedicloropropanol.
O éster de hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado podeentão ser, dependendo do caso, um reagente, uma impureza dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado ou um intermediário reacional.
Por produtos da reação se entende designar a cloridrina e aágua. A água pode ser a água formada na reação de cloração e/ou ser a águaintroduzida no processo, por exemplo, via o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado e/ou o agente de cloração, tal como descrito no pedido WO2005/054167 de SOLVAY SA, na página 2, linhas 22 a 28, na página 3,linhas 20 a 25, na página 5, linhas 7 a 31 e na página 12, linhas 14 a 19.
Dentre os sub-produtos, pode-se citar por exemplo, osoligômeros, o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado parcialmente cloradose/ou esterificados.
Quando o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é oglicerol, dentre os sub-produtos, pode-se citar, por exemplo, os oligômerosdo glicerol parcialmente clorados e/ou esterificados.
Os intermediários reacionais e os sub-produtos podem serformados nas diferentes etapas do processo como, por exemplo, durante aetapa de fabricação da cloridrina e durante as etapas de separação dacloridrina.
O meio reacional líquido pode assim conter o hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado, o agente de cloração dissolvido ou dispersado sobforma de bolhas, o catalisador, o solvente, as impurezas presentes nosreagentes, o solvente e o catalisador, como sais dissolvidos ou sólidos porexemplo, os intermediários reacionais, os produtos e os sub-produtos dareação.
No processo de acordo com a invenção, a separação dacloridrina e dos outros compostos do meio reacional, pode ser efetuada deacordo com os modos tais como descritos no pedido WO 2005/054167 deSOLVAY SA, da página 12, linha 1, na página 16, linha 35 e na página 18,linhas 6 a 13. Menção particular é feita de uma separação por destilaçãoazeotrópica de uma mistura água/cloridrina/agente de cloração em condiçõesque minimizam as perdas em agente de cloração seguida de uma separaçãoda cloridrina por decantação. Estes outros compostos são os mencionadosacima e compreendem os reagentes não consumidos, as impurezas presentesnos reagentes, o catalisador e o solvente, o solvente, o catalisador, osintermediários reacionais, na água e os sub-produtos da reação.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a separação da cloridrina e dos outros compostos do meio reacionalde cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, pode ser efetuada deacordo com modos tais como descritos no pedido de patente EP 05104321.4depositado em nome de SOLVAY SA em 20 de Maio de 2005 cujo conteúdoé incorporado aqui por referência.
Menção particular é feita de um processo de fabricação deuma cloridrina por reação entre um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado,um éster de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado ou uma misturadentre eles, e um agente de cloração no qual o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado ou umamistura dentre eles, utilizado contém pelo menos um sal metálico sólido oudissolvido, o processo compreendendo uma operação de separação destinadaa retirar uma parte do sal metálico. Menção, mais particularmente, é feita deum processo de fabricação de uma cloridrina por reação entre umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de um hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado ou uma mistura dentre eles, e um agente decloração no qual o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado ou uma mistura dentre eles,utilizado contém pelo menos um cloreto e/ou um sulfato de sódio e/oupotássio e no qual a operação de separação destinada a retirar uma parte dosal metálico é uma operação de filtração. Menção é, também particularmente,feita de um processo de fabricação de uma cloridrina no(a) qual se submeteum hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de um hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado ou uma mistura dentre eles, a uma reação com umagente de cloração em um meio reacional, (b) retira-se continua ouperiodicamente uma fração do meio reacional que contém pelo menos a águae a cloridrina, (c) pelo menos uma parte da fração obtida à etapa (b) éintroduzida em uma etapa de destilação e (d) a taxa de refluxo da etapa dedestilação é controlada fornecendo a água à referida etapa de destilação.
Menção é muito particularmente feita de um processo de fabricação de umacloridrina no(a) qual se submete um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado ou umamistura dentre eles, a uma reação com o cloreto de hidrogênio em um meioreacional, (b) retira-se em contínuo ou periodicamente uma fração do meioreacional que contém pelo menos a água e a cloridrina, (c) pelo menos umaparte da fração obtida à etapa (b) é introduzida em uma etapa de destilação,na qual a relação entre a concentração em cloreto de hidrogênio e aconcentração de água na fração introduzida na etapa de destilação é menor doque a relação de concentrações cloreto de hidrogênio/água na composiçãobinária azeotrópica cloreto de hidrogênio/água à temperatura e a pressão dedestilação.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a separação da cloridrina e de outros compostos do meio reacionalde cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, do éster dehidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, ou as misturas entre eles, pode serefetuada de acordo com os modos tais como descritos no pedido intitulado"Processo de fabricação de uma cloridrina" depositado em nome deSOLVAY SA, no mesmo dia que o presente pedido, e cujo conteúdo éincorporado aqui por referência.
Menção particular é feita de um processo de fabricação deuma cloridrina compreendendo as seguintes etapas: (a) faz-se reagir umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de um hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado, ou uma mistura dentre eles, com um agente decloração e um ácido orgânico de forma a obter uma mistura que contém acloridrina e os ésteres da cloridrina, (b) submete-se pelo menos uma parte damistura obtida à etapa (a) a um ou vários tratamentos em etapas posteriores àetapa (a) e (c) se acrescenta o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado a pelomenos em uma das etapas posteriores à etapa (a), de modo que reaja, a umatemperatura superior ou igual a 20°C, com os ésteres da cloridrina de maneiraa formar pelo menos parcialmente ésteres do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado.
Menção é particularmente feita de um processo no qual ohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é o glicerol e a cloridrina é odicloropropanol.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a separação da cloridrina e de outros compostos do meio reacionalde cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, do éster dehidrocarboneto polimento hidroxilado, ou a mistura dentre eles, pode serefetuada de acordo com os modos tais como descritos no pedido intitulado"Processo de fabricação de uma cloridrina à partida de um hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado" depositado em nome de SOLVAY SA no mesmodia que o presente pedido, e cujo conteúdo é incorporado aqui por referência.
Menção particular é feita de um processo de fabricação decloridrina por reação entre um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, uméster de hidrocarboneto polimento hidroxilado, ou uma mistura dentre eles, eum agente de cloração em um reator que é alimentado em um ou váriosfluxos líquidos que contêm menos de 50% em peso do hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado, do éster de hidrocarboneto poli-hidroxilado, ou damistura dentre eles, em relação ao peso da totalidade dos fluxos líquidosintroduzidos no reator. Menção mais particular é feita de um processocompreendendo as seguintes etapas: (a) faz-se reagir um hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado, um éster de hidrocarboneto poli-hidroxilado, ouuma mistura dentre eles, com um agente de cloração de forma a obter pelomenos um meio que contém a cloridrina, a água e o agente de cloração, (b)retira-se pelo menos uma fração do meio formado à etapa (a) e (c) submete-sea fração retirada à etapa (b) a uma operação de destilação e/ou de extração naqual se acrescenta o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado de modo aseparar a fração retirada à etapa (b) uma mistura que contém a água e acloridrina apresentando um teor reduzido em agente de cloração comparada aesta da fração retirada à etapa (b).
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a separação da cloridrina e de outros compostos do meio reacionalde cloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado pode ser efetuada deacordo com os modos tais como descritos no pedido intitulado "Processo deconversão de hidrocarbonetos alifáticos poli-hidroxilados em cloridrinas"depositado em nome de SOLVAY SA no mesmo dia que o presente pedido, ecujos conteúdos são incorporados aqui por referência.
Menção particular é feita de um processo de preparação deuma cloridrina que compreende as seguintes etapas: (a) faz-se reagir umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de um hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado, ou uma mistura dentre eles, com um agente decloração de forma a obter uma mistura que contém a cloridrina, ésteres decloridrina e a água, (b) submete-se pelo menos uma fração da mistura obtidaà etapa (a) a um tratamento de destilação e/ou de extração de forma a obteruma parte concentrada de água, de cloridrina e de ésteres de cloridrina, e (c)submete-se pelo menos uma fração da parte obtida à etapa (b) a umaoperação de separação na presença de pelo menos um aditivo de maneira aobter uma porção concentrada em cloridrina e em ésteres de cloridrina e quecontém menos de 40% em peso de água.A operação de separação é mais particularmente umadecantação. No processo de fabricação o epóxido de acordo com a invenção,a separação e o tratamento dos outros compostos do meio reacional decloração do hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado podem ser efetuados deacordo com modos tais como descritos no pedido intitulado "Processo defabricação de uma cloridrina por cloração de um hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado" depositado em nome de SOLVAY SA no mesmo dia que opresente pedido. Um tratamento preferido consiste em submeter uma fraçãodos sub-produtos da reação a uma oxidação à alta temperatura. Mençãoparticular é feita de um processo de fabricação de uma cloridrinacompreendendo as seguintes etapas: (a) faz-se reagir um hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, ou uma mistura dentre eles, cujo teor de metais alcalinos e/oualcalino-terrosos é inferior ou igual a 5/Kg, um agente oxidante e um ácidoorgânico de forma a obter uma mistura que contém pelo menos a cloridrina eos sub-produtos, (b) submete-se pelo menos uma parte da mistura obtida àetapa (a) a um ou vários tratamentos em etapas posteriores à etapa (a) e (c)pelo menos uma das etapas posteriores à etapa (a) consiste em uma oxidaçãoa uma temperatura superior ou igual a 800°C.
Menção mais particular é feita de um processo no qual naetapa posterior, retira-se uma parte da mistura obtida à etapa (a) e submete-seesta parte a uma oxidação a uma temperatura superior ou igual a 800°C,durante a retirada. Menção particular é também feita de um processo no qualo tratamento da etapa (b) é uma operação de separação escolhida dentre asoperações de decantação, de filtração, de centrifugação, de extração, delavagem, de evaporação, de extração, de destilação, de adsorção ou ascombinações de pelo menos duas dentre elas.
No processo de acordo com a invenção, quando a cloridrina éo cloropropanol, este último é geralmente obtido sob forma de mistura decompostos que compreendem os isômeros de l-cloropropano-2-ol e de 2-cloropropano-l-ol. Esta mistura contém geralmente mais de 1% em peso dedois isômeros, de preferência mais de 5% em peso e de maneira particularmais de 50 %. A mistura contém usualmente menos de 99,9% em peso dedois isômeros, de preferência menos de 95% em peso e muitoparticularmente menos 90% em peso. Os outros constituintes da misturapodem ser compostos que provêm dos processos de fabricação docloropropanol, tais como reagentes residuais, sub-produtos de reação,solventes e notadamente a água.
A relação mássica entre os isômeros l-cloropropano-2-ol e 2-cloropropano-l-ol é geralmente superior ou igual a 0,01, de preferênciasuperior ou igual 0,4. Esta relação é usualmente inferior ou igual 99 e depreferência inferior ou igual a 25.
No processo de acordo com a invenção, quando a cloridrina éo cloroetanol, este último é geralmente obtido sob a forma de mistura decompostos que compreendem o isômero 2-cloroetanol. Esta mistura contémgeralmente mais de 1% em peso do isômero, de preferência mais de 5% empeso e de maneira particular mais de 50 %. A mistura contém usualmentemenos de 99,9% em peso do isômero, de preferência menos de 95% em pesoe muito particularmente menos de 90% em peso. Os outros constituintes damistura podem ser compostos que provêm dos processos de fabricação docloroetanol, tais como reagentes residuais, sub-produtos de reação, solventese notadamente a água.
No processo de acordo com a invenção, quando a cloridrina éo dicloropropanol, este último é obtido geralmente sob a forma de mistura decompostos que compreendem os isômeros de l,3-dicloropropano-2-ol e de2,3-cloropropano-l-ol. Esta mistura contém geralmente mais de 1% em pesode dois isômeros, de preferência mais de 5% em peso e de maneira particularmais de 50 %. A mistura contém usualmente menos de 99,9% em peso dedois isômeros, de preferência menos de 95% em peso e muitoparticularmente menos 90% em peso. Os outros constituintes da misturapodem ser compostos que provêm dos processos de fabricação dodicloropropanol, como reagentes residuais, sub-produtos de reação, solventese notadamente a água.
A relação mássica entre os isômeros l,3-dicloropropano-2-ol e2,3-dicloropropano-l-ol é geralmente superior ou igual a 0,01, de preferênciasuperior ou igual 0,4. Esta relação é usualmente inferior ou igual a 99 e depreferência inferior ou igual a 25.
No processo de acordo com a invenção, quando a cloridrina éo dicloropropanol e que este último é obtido em um processo à partida decloreto de alila, a mistura de isômeros apresenta uma relação mássica 1,3-dicloropropano-2-ol: 2,3-dicloropropano-l-ol que é freqüentemente de 0,3 a0,6, tipicamente de cerca de 0,5. Quando o dicloropropanol é obtido em umprocesso à partida de glicerol sintético e/ou natural, a relação mássica 1,3-dicloropropano-2-ol: 2,3-dicloropropano-l-ol é habitualmente superior ouigual a 1,5, freqüentemente superior ou igual a 3,0, freqüentemente superiorou igual 7,0 e muito particularmente superior ou igual a 20,0. Quando odicloropropanol é obtido à partida de álcool alílico, a relação mássica 1,3-dicloropropano-2-ol: 2,3-dicloro-propano-l-ol é freqüentemente da ordem de 0,1.
Por cetonas halogenadas se entende designar as cetonas quecompreendem de 3 a 18 átomos de carbono, de preferência de 3 a 12 átomosde carbono e de maneira muito particularmente preferida de 3 a 6 átomos decarbono, e nos quais um ou vários átomos de hidrogênio foram substituídospor um átomo de halogênio. Trata-se freqüentemente de cetonas cloradas emais particularmente da cloroacetona.
Estas cetonas halogenadas podem ser produzidas em certascondições durante a desidrocloração da cloridrina e ou previamente a estaúltima, nos processos de fabricação da cloridrina. No primeiro caso, quando acloridrina é o dicloropropanol, e sem querer se vincular a qualquer teoria,pensa-se que a cloroacetona é gerada essencialmente à partida do isômero1,3-dicloropropano-2-ol. No segundo caso, se descobriu de maneirasurpreendente que as cetonas halogenadas podem estar presentes em grandequantidade na cloridrina obtida por um processo de hidrocloração de umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado. Neste caso, o teor da cloridrinaobtida em cetonas halogenadas é habitualmente superior ou igual a 0,005%em peso em relação à mistura dos isômeros da cloridrina e freqüentementesuperior ou igual a 0,01% em peso. Este teor é habitualmente inferior ouigual a 0,4% em peso em relação à mistura dos isômeros da cloridrina e depreferência inferior ou igual a 0,3% em peso.
De acordo com uma primeira variante do processo de acordocom a invenção, o tratamento destinado a eliminar pelo menos uma parte dascetonas halogenadas é efetuado durante a desidrocloração da cloridrina.
Por desidrocloração se entende designar a eliminação de ácidoclorídrico, independentemente do mecanismo desta eliminação e a formafinal sob a qual se encontra o ácido clorídrico eliminado.
A desidrocloração pode ser efetuada por qualquer meioconhecido, por exemplo, por aquecimento da cloridrina na ausência dereagente que não a cloridrina, por tratamento da cloridrina por um compostobásico, nas presença ou não um catalisador. Prefere-se efetuar adesidrocloração tratando a cloridrina por um composto básico.
Por composto básico se entende designar compostos orgânicosbásicos ou compostos inorgânicos básicos. Os compostos inorgânicos básicossão preferidos. Estes compostos inorgânicos básicos podem ser óxidos,hidróxidos e sais de metais, como carbonatos, hidrogenocarbonatos, fosfatosou as suas misturas, por exemplo. Dentre os metais, os metais alcalinos ealcalino-terrosos são preferidos. O sódio, o potássio e o cálcio e suas misturassão particularmente preferidos. Os compostos inorgânicos básicos podem seapresentar sob a forma de sólidos, de líquidos, de soluções ou de suspensõesaquosas ou orgânicas. As soluções ou as suspensões aquosas são preferidas.
As soluções e suspensões de NaOH, de Ca(OH)2, a salmoura alcalinadepurada e suas misturas particularmente são preferidas. Por salmouraalcalina epurada se entende designar a soda cáustica que contém o NaCl talcomo esta produzida em um processo de eletrólise com diafragma. O teor emcomposto básico na solução ou a suspensão é geralmente superior ou igual a1% em peso, de preferência superior ou igual a 4% em peso e de maneiramuito particularmente preferida superior ou igual a 6% em peso. Este teor éhabitualmente inferior ou igual a 60% em peso. Um teor de cerca de 50% empeso convém particularmente bem.
O composto básico pode ser utilizado em quantidades sobre-estoquiométricas, sub-estoquiométricas ou estequiométricas em relação àcloridrina. Quando o composto básico é utilizado em quantidades sub-estoquiométricas, utiliza-se geralmente mais 2 moles de cloridrina por mol debase. Utiliza-se freqüentemente no máximo 1,5 moles de cloridrina por molde base e de preferência no máximo 1,05 moles de cloridrina por mol debase. Quando o agente básico é utilizado em quantidades sobre-estoquiométricas, se utiliza no máximo 2 moles de base por mol decloridrina. Neste caso, se utiliza geralmente pelo menos de 1,05 moles debase por mol de cloridrina.
O teor de água da mistura compreendendo a cloridrina e ocomposto básico é geralmente superior a 8% em peso.
Quando a desidrocloração é realizada por tratamento dacloridrina por um composto básico, o meio de reação pode também conterum solvente como os descritos na patente US 3,061,615 em nome deSOLVAY AS. A desidrocloração pode ser efetuada como descrita no pedidointitulado "Processo de fabricação de um epóxido à partida de umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado e um agente de cloração"depositado em nome de SOLVAY SA no mesmo dia que o presente pedido ecujo conteúdo é incorporado aqui por referência.
Menção particular é feita de um processo de fabricação de umepóxido no qual se submete um meio reacional resultante da reação entre umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, um éster de um hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado, ou uma mistura dentre eles, e um agente decloração, o meio reacional contendo pelo menos 10 g de cloridrina por Kg demeio reacional, a uma reação química posterior sem tratamento intermédio.
Menção é igualmente feita de fabricação de um epóxidocompreendendo as seguintes etapas: (a) faz-se reagir um hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, ou uma mistura dentre eles, com um agente de cloração e umácido orgânico de modo a formar a cloridrina e os ésteres de cloridrina emum meio reacional que contém o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, oéster de hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, a água, o agente decloração e o ácido orgânico, o meio reacional contendo pelo menos 10 g decloridrina por Kg de meio reacional, (b) submete-se pelo menos uma fraçãodo meio reacional obtido à etapa (a), fração que tem a mesma composiçãoque o meio reacional obtida à (a), a um ou vários tratamentos nas etapasposteriores à etapa (a), e (c) adiciona-se um composto básico pelo menos emuma das etapas posteriores à etapa (a) de modo que ele reaja, pelo menosparcialmente, com a cloridrina, os ésteres de cloridrina, o agente de cloraçãoe o ácido orgânico de modo a formar o epóxido e sais.
O meio líquido de reação pode ser monofásico ou bifásico.
O tratamento básico de desidrocloração pode ser efetuado emmodo contínuo ou descontínuo.
A duração do tratamento básico ou dependendo do caso, aduração dos reagentes durante o tratamento básico é geralmente superior ouigual a 0,1 s, de preferência superior ou igual a 0,3 s e de maneira muitoparticularmente preferida superior ou igual a 0,4 s. Esta duração ou estetempo de permanência é habitualmente inferior ou igual a 2 h, maisespecialmente inferior ou igual a 1 h. A duração dos reagentes é definidacomo a relação entre o volume do reator ocupado pelas fases líquidas e avazão acumulada dos reagentes.
O tratamento básico de desidrocloração de acordo com ainvenção é efetuado geralmente a uma temperatura de pelo menos 0°C.
Freqüentemente esta temperatura é de pelo menos 20°C. De preferência, ela éde pelo menos 30°C. No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a reação é efetuada geralmente a uma temperatura no máximo de140°C. De preferência ela é de no máximo 120°C. Em uma primeira varianteparticular, a temperatura é de 25 a 50°C. Em uma segunda variante particular,a temperatura é de 50 a 90°C.
No processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção, a desidrocloração é geralmente efetuada a uma pressão de pelomenos 0,08 bar absoluto. Freqüentemente esta pressão é de pelo menos 0,1bar absoluto. De preferência é de pelo menos 0,2 bar absoluto. No processode fabricação do epóxido de acordo com a invenção, a desidrocloração éefetuada geralmente a uma pressão de no máximo 25 bar absoluto. Depreferência ela é de no máximo 6 bar absoluto. Em uma primeira varianteparticular, a pressão é de 0,4 a 0,8 bar absoluto. Uma segunda varianteparticular, a pressão é de 1 a 3 bar.
O epóxido que é formado no processo de desidrocloração dacloridrina, pode ser eliminado progressivamente de sua formação, pordestilação ou extração. O stripping pode ser efetuado por meio de qualquergás inerte em face do epóxido. Prefere-se efetuar este stripping ao vapor deágua.
Após tratamento básico, o teor em cetonas halogenadas doepóxido é habitualmente inferior ou igual a 0,01% em peso, de preferênciainferior ou igual a 0,005% em peso e de maneira muito particularmentepreferida inferior ou igual a 0,003% em peso. Freqüentemente, o epóxidocontém pelo menos 0,0001% em peso de cetonas halogenadas.
A invenção se refere então igualmente a um epóxido cujo teorem cetonas halogenadas é inferior ou igual a 0,01% em peso. Quando oepóxido é a epicloridrina, sua pureza é de preferência superior ou igual a 999g/kg.
Sem querer se vincular a qualquer teoria, pensa-se que asreatividades da cloridrina, das cetonas halogenadas e do epóxido são tais queé possível eliminar as cetonas halogenadas sem afetar o rendimento emepóxido escolhendo judiciosamente as condições de desidrocloração dacloridrina.
De acordo com uma segunda variante do processo de acordocom a invenção, o tratamento destinado a eliminar pelo menos uma parte dascetonas halogenadas compreende uma destilação, uma evaporação e/ou umstripping na presença de água, este tratamento é efetuado previamente aodesidrocloração, e permite eliminar uma fração constituída essencialmente deágua e cetonas halogenadas, e recuperar a cloridrina que apresenta um teorreduzido em cetonas halogenadas.
Após este tratamento, o teor em cetonas halogenadas dacloridrina é habitualmente inferior ou igual a 0,1% em peso em relação àmistura dos isômeros da cloridrina, de preferência inferior ou igual a 0,04%em peso e de maneira muito particularmente preferida inferior ou igual0,005% em peso. Freqüentemente, a cloridrina contém pelo menos 0,0001%em peso de cetonas halogenadas em relação à mistura ou à mistura dosisômeros da cloridrina.
Este tratamento é de preferência uma destilação azeotrópicaem presença de água. Com efeito se descobriu que quando a cetonahalogenada é a cloroacetona por exemplo, a água e a cloroacetona formamuma mistura azeotrópica binária com ponto baixo, cuja composição pode sercaracterizada pela sua temperatura de ebulição que é de 92°C a 1013 mbar.
Esta composição é constituída, a esta temperatura e pressão de 28% em pesode água e 72% em peso de cloroacetona. Duas fases líquidas se separam apóscondensação a 25°C; a fase orgânica mais densa contém 95% em peso decloroacetona e 5% em peso de água enquanto que a fase aquosa contém 5%em peso de cloroacetona e 95% em peso de água. Descobriu-se que aexploração das propriedades dos equilíbrios líquido-vapor da composiçãobinária água-cloroacetona permitia retirar a cloroacetona do dicloropropanol.
A água necessária para a destilação azeotrópica pode provir, por exemplo, deum processo de síntese do dicloropropanol, em particular por cloração doglicerol ou ser conduzida posteriormente no processo.
A invenção se refere portanto também a uma composiçãoazeotrópica que compreende a água e a cloroacetona.
A figura 1 mostra um primeiro esquema particular de umainstalação que pode ser utilizada para conduzir o processo de fabricação deum epóxido de acordo com a invenção.
Uma coluna de destilação (3) é alimentada via a linha (1) coma cloridrina. A água é acrescentada à cloridrina via a linha (2). Um fluxo quecontém a água e a maior parte das cetonas halogenadas continuamente ésubtraída da coluna (3) via a linha (4). O resíduo da coluna que contém acloridrina epurada é subtraído via a linha (5). Um composto básico éacrescentado ao resíduo da coluna (3) via a linha (6) e a mistura obtidaalimenta um reator que pode eventualmente servir de coluna de destilação (8)via a linha (7). O vapor é introduzido no pé do reator (8) via a linha (9). Umfluxo gasoso é continuamente subtraído do reator (8) via a linha (10) ealimenta um condensador (12). Um fluxo líquido é continuamente subtraídodo reator (8) via a linha (11). O fluxo condensado (13) alimenta umdecantador (14). A fase aquosa decantada é reenviada na parte superior doreator (8) pela canalização (15) a fim de assegurar um refluxo. O epóxidobruto produzido constitui a fase orgânica decantada que é subtraída pelacanalização (16). Este epóxido bruto é purificado em um setor de destilação.
Em um primeiro aspecto particular do processo de acordo coma invenção, se emprega da cloridrina que contém pelo menos uma parte dacloridrina proveniente de uma fabricação à partida de um hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado por reação com um agente de cloração. Nesteaspecto, a parte da cloridrina proveniente de uma fabricação à partida dohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado por reação com um agente decloração, constitui geralmente pelo menos 1% em peso em relação ao pesototal da cloridrina, de preferência pelo menos 5% em peso, e maisparticularmente pelo menos 35% em peso. Neste aspecto particular, estafração é geralmente de no máximo 99% em peso e de preferência de nomáximo 60% em peso. O excedente da cloridrina que pode ser provenientede qualquer um dos outros processos de fabricação da cloridrina encaradosacima é geralmente de pelo menos 1% em peso, de preferência de pelo menos5% em peso, e mais particularmente pelo menos 35% em peso. Esta fração éde no máximo 99% em peso e de preferência de no máximo 60% em peso.Dentre estes outros processos de fabricação da cloridrina, a hipocloração deuma olefina é preferida.
A invenção se refere portanto também ao primeiro processode fabricação de um epóxido que compreende:
(a) uma etapa de fabricação de uma cloridrina porhipocloração de um olefina
(b) uma etapa de fabricação da cloridrina por cloração de umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, efetuado em paralelo com a etapa(a), e
(c) uma etapa comum de desidrocloração na qual se emprega acloridrina obtida de acordo com as etapas (a) e (b).
De preferência, este primeiro processo de fabricação doepóxido compreende uma etapa de tratamento destinada a eliminar pelomenos uma parte das cetonas halogenadas formadas no processo.
De acordo com um primeiro modo de realização do primeiroprocesso de fabricação do epóxido de acordo com a invenção, se emprega àetapa (c) uma mistura da cloridrina obtida de acordo com as etapas (a) e (b).
A figura 2 mostra um segundo esquema particular de umainstalação que pode ser utilizada para conduzir o processo de fabricação deum epóxido de acordo com este modo de realização.
Uma coluna de destilação (20) é alimentada via a linha (18)com a cloridrina que provém de um reator de cloração de um hidrocarbonetoalifático poli-hidroxilado (17). A água é acrescentada à cloridrina via a linha(19). Um fluxo que contém a água e cetonas halogenadas continuamente ésubtraído da coluna (20) via a linha (21). O resíduo da coluna é subtraído viaa linha (22) e é misturado um fluxo da cloridrina (24) proveniente de umreator de hipocloração de um olefina (23). Um composto básico é adicionadoao fluxo misto da cloridrina via a linha (25) e a mistura obtida alimenta umreator que pode eventualmente servir de coluna de destilação (27) via a linha(26). O vapor é introduzido no pé do reator (27) via a linha (28). Um fluxogasoso é continuamente subtraído do reator (27) via a linha (29) e alimentadoum condensador (31). Um fluxo líquido é continuamente subtraído do reator(27) via a linha (30). O fluxo condensado (32) alimenta um filtro (33). A faseaquosa decantada é enviada à parte superior do reator (27) pela canalização(34) a fim de assegurar um refluxo. O epóxido bruto produzido constitui afase orgânica decantada que é subtraída pela canalização (35). Este epóxidobruto é purificado em um setor de destilação.
De acordo com um segundo modo de realização do primeiroprocesso de fabricação do epóxido de acordo com a invenção, se emprega àetapa (c) alternativa ou simultaneamente a cloridrina obtida de acordo com aetapa (a) ou de acordo com a etapa (b).
A invenção se refere igualmente a uma instalação defabricação de um epóxido que compreende:
(a) um reator de hipocloração de um olefina do qual sai ummeio reacional que contém uma cloridrina
(b) um reator de cloração de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado do qual sai um meio reacional que contém a cloridrina, e
(c) um reator de desidrocloração alimentado pelos meiosreacionais que saem do reator (a) e o reator (b).
Esta instalação de fabricação de um epóxido compreende depreferência um reator para o tratamento de eliminação de pelo menos umaparte das cetonas halogenadas formadas na instalação.
As condições da etapa (b) podem ser estas descritas no pedidoWO 2005/054167 de SOLVAY SA e no pedido EP 05104321.4 depositadoem nome de SOLVAY SA em 20/05/2005. As condições da etapa (c), porexemplo, como são descritas acima no presente pedido.
A figura 3 mostra um terceiro esquema particular de umainstalação que pode ser utilizada para conduzir o processo de fabricação deum epóxido de acordo com a invenção.
Um fluxo de cloridrina (37) vindo de um reator de cloração deum hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado (36) é misturado a um fluxo dacloridrina (39) proveniente de um reator de hipocloração de um olefina (38).
Um composto básico é acrescentado ao fluxo misto de cloridrina via a linha(40) e a mistura obtida alimenta um reator que pode eventualmente servir decoluna de destilação (42) via a linha (41). O vapor é introduzido no pé doreator (42) via a linha (43). Um fluxo gasoso é continuamente subtraído doreator (42) via a linha (44) e alimenta um condensador (46). Um fluxo líquidoé continuamente subtraído do reator (42) via a linha (45). O fluxocondensado (47) alimenta um decantador (48). A fase aquosa decantada éenviada para a parte elevada do reator (42) pela canalização (49) a fim deassegurar o refluxo. O epóxido bruto produzido constitui a fase orgânicadecantada què é subtraída pela canalização (50). Este epóxido bruto épurificado em um setor de destilação.
Em um segundo aspecto particular do processo de acordo coma invenção, obtém-se o epóxido do qual uma parte pelo menos é provenientede uma fabricação separada do epóxido à partida de uma cloridrina obtida porreação de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado com um agente decloração. Neste aspecto, a parte da cloridrina proveniente de uma fabricação àpartida do hidrocarboneto alifático clorado por reação com um agente decloração, constitui geralmente pelo menos 1% em peso em relação ao pesototal do epóxido, de preferência pelo menos 5% em peso, e maisparticularmente pelo menos 35% em peso. Neste aspecto particular, estafração é geralmente de máximo 99% em peso e de preferência de máximo60% em peso. O excedente do epóxido pode ser proveniente de qualquer umdos outros processos de fabricação da cloridrina encarados acima e égeralmente de pelo menos 1% em peso, de preferência de pelo menos 5% empeso, e mais particularmente de pelo menos 35% em peso. Esta fração é deno máximo 99% em peso e de preferência de no máximo 60% em peso.
Dentre estes outros processos de fabricação da cloridrina, ohipocloração de um olefina é preferido.
A invenção se refere portanto também ao segundo processo defabricação de um epóxido que compreende:
(a) uma etapa de fabricação de uma cloridrina porhipocloração de um olefina
(b) uma etapa de desidrocloração da cloridrina obtida deacordo com a etapa (a) de forma a obter o epóxido em um meio reacional dedesidrocloração,(c) uma etapa de fabricação da cloridrina por cloração de umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado
(d) uma etapa de desidrocloração da cloridrina obtida deacordo com a etapa (c) de forma a obter o epóxido em um meio reacional dedesidrocloração, e
(e) uma etapa de separação do epóxido dos meios reacionaisde desidrocloração no qual se emprega o meio reacional de desidrocloraçãoque contém o epóxido obtido de acordo com as etapas (b) e (d), e no qual, aetapa (b) é consecutiva à etapa (c), e o par constituído das etapas (a) e (b) éparalelo ao par constituído das etapas (c) e (d).
De preferência, este segundo processo de fabricação de umepóxido compreende uma etapa de tratamento destinada a eliminar pelomenos uma parte das cetonas halogenadas formadas no processo.
De acordo com um primeiro modo de realização do segundoprocesso de fabricação do epóxido de acordo com a invenção, se emprega àetapa (e) uma mistura do epóxido obtido de acordo com as etapas (b) e (d).
De acordo com um segundo modo de realização do segundoprocesso de fabricação do epóxido de acordo com a invenção, se emprega àetapa (e) alternativa ou simultaneamente o epóxido obtido de acordo com aetapa (b) ou de acordo com a etapa (d).
A invenção se refere igualmente a uma instalação defabricação de um epóxido que compreende:
(a) um reator de hipocloração de um olefina do qual sai ummeio reacional que contém uma cloridrina
(b) um reator de desidrocloração alimentado pelo meioreacional que sai do reator (a) do qual sai um meio reacional que contém oepóxido
(c) um reator de cloração de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado do qual sai um meio reacional que contém a cloridrina(d) um reator de desidrocloração alimentado pelo meioreacional que sai do reator (b), do qual sai um meio reacional que contém oepóxido e
(e) um separador alimentado(a) pelos meios reacionais quesaem do reator (b) e o reator (d)
e no qual, o reator (b) é consecutivo ao reator (a), o reator (d)é consecutivo ao reator (a) e (b) é paralelo ao par constituído pelos reatores(c) e (d).
Esta instalação de fabricação de um epóxido compreende depreferência um reator para o tratamento de eliminação de pelo menos umaparte das cetonas halogenadas formadas na instalação.
As condições da etapa (c) podem ser estas descritas no pedidoWO 2005/054167 em nome de SOLVAY SA e no pedido EP 05104321.4.depositado em nome de SOLVAY SA em 20 de Maio de 2005. As condiçõesdas etapas (c) e (d), por exemplo, como são descritas acima, no presentepedido.
O processo de fabricação do epóxido de acordo com ainvenção pode ser integrado em um esquema global tal como descrito nopedido intitulado "Processo de fabricação de um epóxido à partida de umacloridrina" depositado em nome de SOLVAY SA no mesmo dia que opresente pedido, e cujo conteúdo é incorporado aqui por referência.
Menção particular é feita de um processo de fabricação de umepóxido compreendendo pelo menos uma etapa de purificação do epóxidoformado, o epóxido sendo, pelo menos, em parte fabricado por um processode desidrocloração de uma cloridrina, esta última sendo, pelo menos emparte, fabricada por um processo de cloração de um hidrocarboneto alifáticopoli-hidroxilado, de um éster de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado,ou de uma mistura dentre eles.
Provou-se que é possível aumentar de maneira econômica acapacidade de instalações de fabricação de epóxidos à partida de matériasprimas fósseis sem aumento de consumo destas matérias primas.
A figura 4 mostra um quarto esquema particular de umainstalação que pode ser utilizada para conduzir o processo de fabricação deum epóxido de acordo com a invenção.
Uma coluna de destilação (54) é alimentada em cloridrina queprovém de um reator de cloração de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado (51) via a linha (52). A água é adicionada à cloridrina via a linha(53). Um fluxo que contém a água e cetonas halogenadas é continuamentesubtraído da coluna (54) via a linha (55). O resíduo da coluna (54) ésubtraído via a linha (56). Um composto básico é adicionado ao resíduo dacoluna (54) via a linha (57) e a mistura obtida alimenta um reator que podeeventualmente servir de coluna de destilação (59) via a linha (58). O vapor éintroduzido no pé do reator (59) via a linha (60). Um fluxo gasoso écontinuamente subtraído do reator (59) via a linha (61) e alimenta umcondensador (63). Um fluxo líquido é continuamente subtraído do reator (59)via a linha (62). O fluxo condensado (64) alimenta um decantador (65). Afase aquosa decantada é enviada para a parte superior do reator (59) pelacanalização (66) a fim de assegurar o refluxo. O epóxido bruto produzidoconstitui a fase orgânica decantada que é subtraída pela canalização (67).
Um outro reator que pode eventualmente servir de coluna dedestilação (71) é alimentado em cloridrina que provém de um reator dehipocloração de um olefina (68) via a linha (69) e um composto básico éadicionado à cloridrina via a linha (70). O vapor é introduzido no pé do reator(71) via a linha (72). Um fluxo gasoso é continuamente subtraído do reator(71) via a linha (73) e alimentado um condensador (75). Um fluxo líquidocontinuamente é subtraído do reator (71) via a linha (74). O fluxocondensado (76) alimenta um filtro (77). A fase aquosa decantada é enviada àparte superior do reator (71) pela canalização (78) a fim de assegurar orefluxo. O epóxido bruto produzido constitui a fase orgânica decantada que ésubtraída pela canalização (79). Os dois fluxos do epóxido bruto são reunidospreviamente para uma purificação em um setor de destilação comum via alinha (80).
Os processos e instalações descritos acima, são preferidosquando o epóxido é o óxido de etileno, a cloridrina é o cloroetanol, ohidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é o etanodiol e a olefina é o etileno.
Os processos e instalações descritos acima, são maispreferidos quando o epóxido é o óxido de propileno, a cloridrina é ocloropropanol, o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é o propanodiol e aolefina é o propileno.
Os processos e instalações descritos acima, sãoparticularmente preferidos quando o epóxido é o glicidol, a cloridrina é ocloropropanodiol, o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é o glicerol e aolefina é o cloreto de alila.
Os processos e instalações descritos acima, são muitoparticularmente preferidos quando o epóxido é a epicloridrina, a cloridrina éo dicloropropanol, o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é o glicerol e aolefina é o cloreto de alila.
Quando o epóxido é a epicloridrina, os processos e instalaçõesde fabricação do epóxido podem ser seguidos de processos e de instalaçõesde fabricação de resinas epóxi.
Os exemplos seguintes se propõem a ilustrar a invenção semcontudo limitá-la.
Exemplo 1
Adiciona-se 84 g de soda aquosa concentrada a 50% em peso(1,05 mol) a uma solução de 129 g de l,3-dicloropropan-2-ol em 950 ml deágua. O dicloropropanol contém 3 g/kg de cloroacetona. Após 1 minuto dereação à temperatura ambiente, a conversão do l,3-dicloro-propan-2-ol estácompleta, a seletividade em epicloridrina é de 99,9% e o teor relativo emcloroacetona em relação aa epicloridrina produzido é reduzido ali mg/Kg. Aseletividade em produtos de hidrólise de epicloridrina é 0,1 %.
Exemplo 2
Uma mistura de 434,6 g de l,3-dicloropropan-2-ol contendo3,7 g/kg de cloroacetona foi destilada após adição de 66,5 g de água.
A destilação foi realizada à pressão atmosférica por meio deuma coluna adiabática com bandejas sobrepostas de um dispositivo quepermite refluir na parte superior de coluna uma parte da fase vapor. A taxa derefluxo na parte superior de coluna foi fixada a 57%.
A tabela de resultado abaixo descreve a composição dasdiferentes frações coletadas:
<table>table see original document page 43</column></row><table>
Recolheu-se 40,43 g de destilado em 6 frações e cada fraçãode destilado seriam bifásicas. As concentrações dadas na tabela se referem àsoma das duas fases. Esta destilação permitiu eliminar 60% da cloroacetonainicialmente presente com uma perda total limitada a 1,8% de 1,3-dicloropropan-2-ol nos destilados.
Claims (38)
1. Processo de fabricação de um epóxido caracterizado pelofato de que cetonas halogenadas são formadas como sub-produtos e quecompreende pelo menos um tratamento de eliminação de pelo menos umaparte das cetonas halogenadas formadas.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que se efetua a fabricação do epóxido por desidrocloração de umacloridina.
3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que pelo menos uma fração da cloridina é fabricada por cloraçãode um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, de um éster de umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado ou de uma mistura deles.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3 caracterizadopelo fato de que o hidrocarboneto poli-hidroxilado é obtido a partir dematérias primas renováveis
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2a 4, caracterizado pelo fato de que o tratamento destinado a eliminar pelomenos uma parte das cetonas halogenadas é efetuado durante adesidrocloração.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2a 5, caracterizado pelo fato de que a desidrocloração é efetuada tratando acloridina por um composto básico, e onde o composto básico é selecionadodentre as soluções ou as suspensões aquosas de NaOH5 de Ca(OH)2, asalmoura alcalina depurada e suas misturas.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2a 6, caracterizado pelo fato de que as cetonas halogenadas estão presentes nacloridina, o tratamento destinado a eliminar pelo menos uma parte das cetonashalogenadas compreende uma destilação, uma evaporação e/ou um strippingem presença de água, este tratamento é efetuado previamente àdesidrocloração, e ele permite eliminar uma fração constituída essencialmentede água e das cetonas halogenadas, e recuperar a cloridina apresentando umteor reduzido de cetonas halogenadas.
8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que o teor de cetonas halogenadas da cloridina após o tratamentoé inferior ou igual a 0,1% em peso e superior ou igual a 0,0001 % em peso.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2a 8, caracterizado pelo fato de que a desidrocloração é efetuada de mododescontínuo ou de modo contínuo, por uma duração ou um tempo deresidência dos reativos superior ou igual a 0,1 se inferior ou igual a 2 h e auma temperatura de pelo menos 0°C e de no máximo 140°C, a uma pressãode pelo menos 0,8 bar absoluta e de no máximo 25 bar absoluta.
10. Processo de fabricação de um epóxido caracterizado pelofato de que compreende :(a) uma etapa de fabricação de uma cloridina por hipocloraçãode uma olefina(b) uma etapa de fabricação da cloridina por cloração de umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado, efetuada em paralelo com a etapa(a), e(c) uma etapa comum de desidrocloração na qual se emprega acloridina obtida de acordo com as etapas (a) e (b).
11. Processo de fabricação de um epóxido de acordo com areivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa detratamento destinada a eliminar pelo menos uma parte das cetonashalogenadas formadas no processo.
12. Processo de acordo com a reivindicação 10 ou 11,caracterizado pelo fato de que se emprega na etapa (c) uma mistura dacloridina obtida de acordo com as etapas (a) e (b).
13. Processo de acordo com a reivindicação 10 ou 11,caracterizado pelo fato de que se emprega na etapa (c) alternativamente ousimultaneamente a cloridina obtida de acordo com a etapa (a) ou de acordocom a etapa (b).
14. Processo de fabricação de um epóxido caracterizado pelofato de que compreende :(a) uma etapa de fabricação de uma cloridina por hipocloraçãode uma olefina(b) uma etapa de desidrocloração da cloridina obtida de acordocom a etapa (a) de maneira a obter o epóxido em um meio reacional dedesidrocloração,(c) uma etapa de fabricação da cloridina por cloração de umhidrocarboneto alifático poli-hidroxilado(d) uma etapa de desidrocloração da cloridina obtida de acordocom a etapa (c) de maneira a obter o epóxido em um meio reacional dedesidrocloração, e(e) uma etapa de separação do epóxido dos meios reacionaisde desidrocloração na qual se emprega o meio reacional de desidrocloraçãocontendo o epóxido obtido de acordo com as etapas (b) e (d),e em que a etapa (b) é consecutiva à etapa (a), a etapa (d) éconsecutiva à etapa (c), e o par constituído pelas etapas (a) e (b) é paralelo aopar constituído pelas etapas (c) e (d).
15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que compreende uma etapa de tratamento destinada a eliminarpelo menos uma parte das cetonas halogenadas formadas no processo.
16. Processo de acordo com a reivindicação 14 ou 15,caracterizado pelo fato de que se emprega na etapa (e) uma mistura doepóxido obtido de acordo com as etapas (b) e (d).
17. Processo de acordo com a reivindicação 14 ou 15,caracterizado pelo fato de que se emprega na etapa (e) alternativamente ousimultaneamente o epóxido obtido de acordo com a etapa (b) ou de acordocom a etapa (d).
18. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado pelo fato de que a olefina é escolhida dentre o etileno, opropileno, o cloreto de alila, e as misturas de pelo menos dois dentre eles.
19. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 3a 18, caracterizado pelo fato de que o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é escolhido dentre, o etileno glicol, o propileno glicol, ocloropropanodiol, o glicerol e as misturas de pelo menos dois dentre eles.
20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2a 19, caracterizado pelo fato de que a cloridina é escolhida dentre ocloroetanol, o cloropropanol, o cloropropanodiol, o dicloropropanol e asmisturas de pelo menos dois dentre eles.
21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 20, caracterizado pelo fato de que o epóxido é escolhido dentre, o óxidode etileno, o óxido de propileno, o glicidol, a epicloridina e as misturas depelo menos dois dentre eles.
22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 21, caracterizado pelo fato de que o epóxido é a epicloridina, a cloridinaé o dicloropropanol, o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é o glicerol ea olefina é o cloreto de alila.
23. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 22, caracterizado pelo fato de que a cetona halogenada é a cloroacetona.
24. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 3a 23 caracterizado pelo fato de que o hidrocarboneto alifático poli-hidroxiladoé o glicerol obtido no curso da fabricação de biodiesel, ou no curso detransformações de gorduras e óleos, de origem vegetal ou animal, astransformações sendo selecionadas dentre as reações de saponificação, detransesterificação e de hidrólise.
25. Processo de acordo com a reivindicação 24 caracterizadopelo fato de que a reação de transesterificação é realizada em presença de umcatalisador heterogêneo.
26. Instalação de fabricação de um epóxido caracterizada pelofato de que compreende:(a) um reator de hipocloração de uma olefina do qual sai ummeio reacional contendo uma cloridina(b) um reator de cloração de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado do qual sai um meio reacional contendo a cloridina e(c) um reator de desidrocloração alimentado pelos meiosreacionais que saem do reator (a) e do reator (b).
27. Instalação de fabricação de um epóxido de acordo com areivindicação 26, caracterizada pelo fato de que compreende um reator para otratamento de eliminação de pelo menos uma parte das cetonas halogenadasformadas na instalação.
28. Instalação de fabricação de um epóxido caracterizada pelofato de que compreende:(a) um reator de hipocloração de uma olefina do qual sai ummeio reacional contendo uma cloridina(b) um reator de desidrocloração alimentado pelo meioreacional que sai do reator (a) do qual sai um meio reacional contendo oepóxido(c) um reator de cloração de um hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado do qual sai um meio reacional contendo a cloridina(d) um reator de desidrocloração alimentado pelo meioreacional que sai do reator (b), do qual sai um meio reacional contendo oepóxido e(e) um separador alimentado pelos meios reacionais que saemdo reator (b) e do reator (d)e na qual, o reator (b) é consecutivo ao reator (a), o reator (d) éconsecutivo ao reator (c), e o par constituído pelos reatores (a) e (b) é paraleloao par constituído pelos reatores (c) e (d).
29. Instalação de fabricação de um epóxido de acordo com areivindicação 28, caracterizada pelo fato de que compreende um reator para otratamento de eliminação de pelo menos uma parte das cetonas halogenadasformadas na instalação.
30. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 29, caracterizada pelo fato de que a olefina é escolhida dentre o etileno, opropileno, o cloreto de alila, e as misturas de pelo menos dois dentre eles.
31. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 30, caracterizada pelo fato de que o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é escolhido dentre o etileno glicol, o propileno glicol, ocloropropanodiol, o glicerol e as misturas de pelo menos dois dentre eles.
32. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 31, caracterizada pelo fato de que a cloridina é escolhida dentre ocloroetanol, o cloropropanol, o cloropropanodiol, o dicloropropanol e asmisturas de pelo menos dois dentre eles.
33. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 32, caracterizada pelo fato de que o epóxido é escolhido dentre o óxidode etileno, o óxido de propileno, o glicidol, a epicloridina e as misturas depelo menos dois dentre eles.
34. Instalação de acordo com a reivindicação 33 ou 34,caracterizada pelo fato de que o epóxido é a epicloridina, a cloridina é odicloropropanol, o hidrocarboneto alifático poli-hidroxilado é o glicerol e aolefina é o cloreto de alila.
35. Composição azeotrópica caracterizada pelo fato de quecompreende água e cloroacetona.
36. Epóxido, caracterizado pelo fato de que o teor de cetonashalogenadas é inferior ou igual a 0,01 % em peso.
37. Epóxido de acordo com a reivindicação 36, caracterizadopelo fato de que ele é a epicloridina.
38. Epicloridina de acordo com a reivindicação 37,caracterizada pelo fato de que a sua pureza é superior ou igual a 999 g/kg.
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