BRPI0620615A2 - método e aparelho para produção de metil isobutil cetona purificada - Google Patents
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Abstract
MéTODO E APARELHO PARA PRODUçãO DE METIL ISOBUTIL CETONA PURIFICADA. A presente invenção refere-se a um método de produção de metil isobutil cetona (MIBK) purificada que compreende submeter uma corrente de alimentação contendo MIBK e impurezas a um primeiro procedimento de destilação do qual é recuperada acetona e retirado um produto de fundo contendo MIBK e impurezas. Este produto de fundo é alimentado a uma segunda coluna de destilação, onde um produto vapor de topo é retirado, con densado, e alimentado a um separador líquido-líquido de topo. Parte de uma fase orgânica do separador líquido-líquido de topo é alimentada à segunda coluna de destilação e parte é alimentada a uma terceira coluna de destilação. Um produto vapor de topo é retirado da terceira coluna, sendo condensado no mesmo condensador referido, O produto condensado é alimentado ao mesmo separador líquido-líquido de topo referido, e MIBK purificada é retirada da terceira coluna de destilação. A presente invenção refere-se também a um aparelho usado nesse método.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO E APARELHO PARA PRODUÇÃO DE METIL ISOBUTIL CETONA PURIFI- CADA".
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção refere-se a um método de produção de me- til isobutil cetona (MIBK) purificada. A presente invenção refere-se também a um aparelho para uso nesse método.
TÉCNICA ANTECEDENTE
Processos que incluem condensação de um ou mais reagentes contendo carbonila para formar um composto contendo carbonila insaturada, e hidrogenação do referido composto insaturado a um produto contendo carbonila saturada, são bem-conhecidos.
Um desses processos é a preparação de metil isobutil cetona (MIBK) a partir de acetona. Neste processo, condensação de duas molécu- las de acetona fornece diacetona álcool (DAA) que é desidratado para pro- duzir oxido de mesitila (MSO), e o MSO é hidrogenado a MIBK. A reação de condensação e desidratação ocorre na presença de um catalisador ácido, e a hidrogenação ocorre na presença de um catalisador de hidrogenação co- mo um metal nobre.
A produção de MIBK pode ocorrer em duas etapas de processo como indicado acima ou em uma etapa única de processo na presença de um catalisador único de condensação e hidrogenação. Estes processos de etapa única são descritos em, por exemplo, Patente US 3 574 763 ; EP 1 32 1450 e Pedido de patente completa da África do Sul número 2004/8988.
A MIBK produzida por condensação e hidrogenação de acetona inclui uma ou mais impurezas como propano, isobutano, metil pentano, ace- tona, 2-propanol, água, diacetona álcool (DAA), oxido de mesitila (MSO) e compostos de alto ponto de ebulição como diisobutil cetona, C9 parafinas e cetonas.
Métodos de purificação de MIBK são também conhecidos na técnica. O artigo "Why not do it in one step", Chemtech, Janeiro de 1977 descreve um processo em que os produtos de reação de MIBK são submeti- dos a um separador de gás para remover hidrogênio não reagido para reci- clo para o reator de MIBK. O líquido proveniente do separador de gás é ali- mentado a uma primeira coluna de destilação onde acetona é recuperada como um produto de topo e reciclada para o reator de MIBK. O produto de fundo da primeira coluna é, então, alimentado a um separador líquido - líqui- do (decantador), onde a fase aquosa é removida e a fase orgânica é alimen- tada a uma segunda coluna de destilação em algum lugar entre a retirada do produto de fundo e uma posição de entrada de refluxo. Um produto de topo de baixo ponto de ebulição é removido como destilado na segunda coluna. O produto de fundo da segunda coluna é, então, alimentado a uma terceira coluna de destilação onde compostos de alto ponto de ebulição são removi- 1,1 dos como produto de fundo e MIBK é removida como destilado.
"Methyl Isobutyl Ketone by Direct Condensation of Acetone", SRI Reports, Maio 1972, descreve um processo similar ao descrito acima. A principal diferença é que a primeira coluna de destilação descrita acima é substituída por duas colunas, a saber, a primeira coluna de destilação onde produtos de baixo ponto de ebulição (particularmente metil pentano como um azeótropo com acetona) são removidos como destilado. O produto de fundo é, então, alimentado a uma segunda coluna onde a acetona não rea- gida é removida como destilado e reciclada para o reator de MIBK. Outra diferença é que a terceira coluna (função similar à da segunda coluna acima) é equipada com um decantador de produtos de topo.
Na presente invenção é fornecido um método e aparelho para produção e/ou purificação de MIBK em que é fornecido um sistema de topo pelo menos parcialmente partilhado entre duas colunas de destilação.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO MÉTODO
De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é fornecido um método de produção de metil isobutil cetona (MIBK) purificada compreendendo:
- submeter uma corrente de alimentação contendo MIBK e impu- rezas na forma de pelo menos água e compostos orgânicos (incluindo ace- tona não reagida) proveniente de uma reação de condensação e hidrogena- ção de acetona a um primeiro procedimento de destilação do qual é recupe- rada pelo menos acetona, sendo retirado um produto de fundo contendo MIBK e impurezas;
- alimentar o produto de fundo do primeiro procedimento de des- tilação a uma segunda coluna de destilação, retirar um produto vapor de to- po da segunda coluna de destilação ; condensar o referido produto de topo em um condensador; alimentar o produto de topo condensado resultante a um separador líquido-líquido de topo onde uma fase orgânica e uma fase aquosa são separadas; e alimentar parte da fase orgânica do separador lí- quido-líquido de topo à segunda coluna de destilação;
- alimentar parte da fase orgânica do separador líquido-líquido de topo a uma terceira coluna de destilação; retirar um produto vapor de to- po da terceira coluna, que é condensado no mesmo condensador utilizado para condensar o produto vapor de topo da segunda coluna de destilação, e alimentado ao separador líquido-líquido de topo (ao qual o produto de topo condensado da segunda coluna de destilação é também alimentado); e reti- rar MIBK purificada da terceira coluna de destilação.
O método pode também incluir uma etapa de produção de MIBK, preferivelmente por condensação e hidrogenação de acetona para prover a corrente de alimentação contendo MIBK e impurezas na forma de pelo menos água e compostos orgânicos (inclusive acetona não reagida).
PRODUÇÃO DE MIBK
O MIBK pode ser produzido por qualquer processo conhecido, mas preferivelmente é produzido na presença de um único catalisador de condensação e hidrogenação (por exemplo, uma resina catalisadora basea- da em paládio) preferivelmente em uma única etapa de processo. O MIBK pode ser produzido como descrito no pedido de patente completa da África do Sul número 2004/8988. O MIBK pode ser produzido alimentando acetona e hidrogênio a um reator adequado como um reator tubular, preferivelmente um reator tubular de leito de gotejamento.
REMOÇÃO DE HIDROGÊNIO O método pode também incluir uma etapa de remoção de hidro- gênio da corrente de alimentação contendo MIBK e impurezas da reação de condensação e hidrogenação de acetona. O hidrogênio será usualmente hidrogênio não reagido da condensação e hidrogenação de acetona para produzir MIBK. O hidrogênio pode ser removido em qualquer estágio ade- quado, preferivelmente antes do primeiro procedimento de destilação. O hi- drogênio pode ser removido por meio de um separador de hidrogênio, prefe- rivelmente um tambor de separação de hidrogênio, e o hidrogênio removido pode ser reciclado para a etapa de produção de MIBK.
PRIMEIRO PROCEDIMENTO DE DESTILAÇÃO -
O primeiro procedimento de destilação pode ser realizado em 1,1 uma ou mais colunas de destilação e preferivelmente impurezas de baixo ponto de ebulição são retiradas separadamente da acetona recuperada. Pre- ferivelmente o primeiro procedimento de destilação é realizado em uma úni- ca primeira coluna de destilação alimentando a corrente contendo MIBK e impurezas à primeira coluna de destilação e retirando as impurezas de baixo ponto de ebulição como produto de topo; acetona é removida como uma reti- rada lateral, e MIBK e impurezas são retiradas como produto de fundo.
O produto de topo desta coluna usualmente conterá compostos como propano, isobutano, metil pentano e alguma acetona. O produto de topo pode ser refluxado. Em uma modalidade da invenção o produto de topo pode ser condensado e alimentado a um tambor de refluxo do qual algum produto de topo é refluxado e algum é descarregado.
A acetona recuperada (preferivelmente como uma retirada late- ral) pode ser reciclada para a etapa de produção de MIBK.
O produto de fundo retirado usualmente contém MIBK e impure- zas de alto ponto de ebulição. As impurezas podem incluir acetona, 2- propanol, água e compostos de ponto de ebulição mais alto. O teor de MIBK neste estágio pode estar na região de 80 % em peso.
A SEGUNDA COLUNA DE DESTILAÇÃO
O produto de fundo da primeira coluna de destilação pode ser primeiramente alimentado a um segundo separador líquido-líquido ou sepa- rador líquido-líquido de fundo, onde uma fase orgânica e uma fase aquosa são separadas; e a fase orgânica pode então, ser alimentada à segunda co- luna de destilação. A fase aquosa do separador líquido-líquido de fundo po- de ser retirada, pode ser descarregada e pode ser alimentada a uma unida- de de recuperação de água.
Preferivelmente o produto de fundo do primeiro procedimento de destilação é resfriado antes de ser alimentado ao separador líquido-líquido de fundo.
O separador líquido-líquido de fundo pode incluir um decantador.
Como indicado acima, o produto de topo da segunda coluna é condensado, e pode ser sub-resfriado, preferivelmente em um condensador, antes de ser alimentado ao separador líquido-líquido de topo.
A fase orgânica do separador líquido-líquido de topo alimentada à segunda coluna de destilação pode ser alimentada como refluxo à região de topo da segunda coluna. A fase aquosa do separador líquido-líquido de topo pode ser retirada, pode ser descarregada e pode ser alimentada a uma unidade de recuperação de água.
O separador líquido-líquido de topo pode incluir um decantador.
Será observado que o separador líquido-líquido de fundo retirará alguma água e compostos orgânicos (como acetona e propanol) na fase a- quosa.
Será também observado que acetona remanescente, 2-propanol e água da fase orgânica do separador líquido-líquido de fundo alimentada à segunda coluna e algum MIBK usualmente se apresentarão no produto de topo da segunda coluna como um azeótropo heterogêneo. A fase orgânica do separador líquido-líquido de topo é, então, refluxada, para as segunda e terceira colunas para recuperar o MIBK. A acetona e 2- propanol se apresen- tam primariamente na fase aquosa do separador líquido-líquido de topo.
Uma purga de produto leve pode ser retirada da fase orgânica do separador líquido-líquido de topo, e a referida purga pode ser reciclada para a primeira coluna para recuperar acetona. O produto de fundo do primeiro procedimento de destilação, ou a fase orgânica do separador líquido-líquido de fundo pode ser alimentado(a) à segunda coluna de destilação em uma posição entre uma posição de ali- mentação de refluxo e uma posição de retirada de produto de fundo.
6 TERCEIRA COLUNA DE DESTILAÇÃO
A fase orgânica da separação líquido-líquido de topo alimentada à terceira coluna de destilação pode ser alimentada como refluxo à região de topo da terceira coluna.
O produto de topo da terceira coluna pode incluir MIBK e produ- tos leves de decomposição.
PRIMEIRA MODALIDADE PARTICULAR
Em uma modalidade particular da invenção um produto de fundo contendo MIBK e impurezas de alto ponto de ebulição pode ser retirado do fundo da segunda coluna de destilação; o referido produto de fundo é, então, alimentado à terceira coluna de destilação; impurezas de alto ponto de ebuli- ção são retiradas como um produto de fundo da terceira coluna de destila- ção; e MIBK purificada é retirada lateralmente da terceira coluna de destila- ção. O produto de fundo retirado do fundo da segunda coluna de destilação é preferivelmente alimentado à terceira coluna de destilação em uma posi- ção entre uma posição de alimentação de refluxo e uma posição de retirada de produto de fundo.
Preferivelmente a MIBK purificada é retirada lateralmente da terceira coluna na seção de retificação da mesma. A MIBK pode ter uma pu- reza de pelo menos 99,5 % em peso.
O produto de fundo da terceira coluna contém impurezas de alto ponto de ebulição e pode ser tratado como produto residual.
SEGUNDA MODALIDADE PARTICULAR
Em outra modalidade da invenção impurezas de alto ponto de ebulição podem ser retiradas como produto de fundo da segunda coluna de destilação. Este produto de fundo pode ser removido do sistema. Será ob- servado que as condições da segunda coluna devem ser tais que uma por- ção maior (e preferivelmente o máximo possível) de MIBK se apresente no produto de topo e, assim, uma porção menor (preferivelmente o mínimo pos- sível) de MIBK se apresente no produto de fundo.
Neste caso, a MIBK purificada pode ser retirada como um pro- duto de fundo, do fundo da terceira coluna de destilação. Alternativamente a MIBK purificada pode ser retirada lateralmente, preferivelmente na seção de stripping da terceira coluna de destilação, e compostos de alto ponto de ebu- lição podem ser removidos como um produto de fundo da terceira coluna de destilação.
APARELHO
De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é fornecido um aparelho adequado para produzir metil isobutil cetona (MIBK) purificada compreendendo :
- um primeiro aparelho de destilação que inclui uma linha de a- limentação de uma corrente contendo MIBK e impurezas na forma de pelo menos água e compostos orgânicos (incluindo acetona) proveniente da rea- ção de condensação e hidrogenação de acetona ao primeiro aparelho de destilação, o primeiro aparelho de destilação incluindo adicionalmente uma linha de saída para retirada de acetona, e uma linha de saída para retirada de produto de fundo, na forma de MIBK e impurezas, do fundo do primeiro aparelho de destilação;
- uma linha de alimentação para alimentar o produto de fundo do primeiro aparelho de destilação a uma segunda coluna de destilação; uma linha de saída de produto vapor de topo para retirar um produto vapor de topo da segunda coluna de destilação; um condensador para condensar o referido produto de topo da segunda coluna de destilação; uma linha de alimentação para alimentar o produto de topo condensado a um separador líquido-líquido de topo onde ocorre separação de uma fase orgânica e uma fase aquosa; e uma linha de alimentação para alimentar parte da fase orgâ- nica do separador líquido-líquido de topo à segunda coluna de destilação; e
- uma linha de alimentação para alimentar parte da fase orgâni- ca do separador líquido-líquido de topo a uma terceira coluna de destilação; uma linha de saída de vapor de topo para retirada de um produto de topo da terceira coluna de destilação; um condensador para condensar o referido produto de topo (que é o mesmo condensador utilizado para condensar va- por da segunda coluna de destilação); uma linha de alimentação para ali- mentar o produto de topo condensado ao separador líquido-líquido de topo (ao qual o produto de topo condensado da segunda coluna de destilação é também alimentado); e uma linha de saída de MIBK para retirada de MIBK purificada da terceira coluna de destilação.
O aparelho pode também incluir um reator para produção de MIBK, preferivelmente por condensação e hidrogenação de acetona para prover a corrente de alimentação contendo MIBK e impurezas na forma de pelo menos água e compostos orgânicos (incluindo acetona).
Reatorde MIBK
O reator de MIBK pode consistir em qualquer reator de MIBK adequado, preferivelmente um reator para produção de MIBK na presença de um único catalisador de condensação e hidrogenação (por exemplo uma resina catalisadora baseada em paládio), preferivelmente em uma única eta- pa de processo. O reator de MIBK pode consistir em um reator tubular, pre- ferivelmente um reator tubular de leito de gotejamento com uma ou mais li- nhas de alimentação para alimentação de acetona e hidrogênio ao reator.
SEPARADOR DE HIDROGÊNIO
O aparelho pode também incluir meios para remoção de hidro- gênio da corrente de alimentação contendo MIBK e impurezas, proveniente da reação de condensação e hidrogenação de acetona. Os meios para re- moção de hidrogênio podem incluir um separador de hidrogênio, preferivel- mente um tambor de separação de hidrogênio, que pode ser localizado an- tes do primeiro aparelho de destilação.
Uma linha de alimentação de reciclo de hidrogênio pode ser for- necida para alimentar o hidrogênio recuperado do separador de hidrogênio à linha de alimentação de hidrogênio para o reator de MIBK.
PRIMEIRO APARELHO DE DESTILAÇÃO
O primeiro aparelho de destilação pode conter uma ou mais co- lunas de destilação e preferivelmente inclui uma linha de saída de produto de topo para retirada de impurezas de baixo ponto de ebulição separada- mente da linha de saída de acetona. Preferivelmente o primeiro aparelho de destilação inclui uma única primeira coluna de destilação que preferivelmen- te inclui a linha de alimentação da corrente de MIBK e impurezas; uma linha de saída de produto de topo para retirada de impurezas de baixo ponto de ebulição; uma linha de saída de acetona para retirada lateral de acetona; e uma linha de saída de produto de fundo para retirada de produto de fundo na forma de MIBK e impurezas.
O primeiro aparelho de destilação pode também incluir um con- densador para condensar o produto de topo. O primeiro aparelho de destila- ção pode também incluir um tambor de refluxo para receber o produto de topo condensado e uma linha de alimentação para alimentar pelo menos parte do produto de topo condensado do tambor de refluxo, como refluxo, ao primeiro aparelho de destilação. O tambor de refluxo pode também incluir uma linha de descarga para descarregar pelo menos algum do produto de topo condensado do tambor de refluxo.
O primeiro aparelho de destilação pode incluir uma linha de re- ciclo para reciclar a acetona retirada da primeira coluna de destilação para o reator de MIBK.
SEGUNDA COLUNA DE DESTILAÇÃO
A linha de alimentação para alimentar o produto de fundo do primeiro aparelho de destilação à segunda coluna de destilação pode incluir um segundo separador líquido-líquido ou separador de fundo em que são separadas uma fase orgânica e uma fase aquosa; e o separador líquido- líquido inclui uma linha de saída para retirar e alimentar a fase orgânica do separador líquido-líquido de fundo à segunda coluna de destilação. O sepa- rador líquido-líquido de fundo pode também incluir uma linha de saída para retirada da fase aquosa.
A linha de alimentação ao separador líquido-líquido de fundo pode incluir um resfriador para resfriar o produto de fundo da primeira coluna de destilação antes de ser alimentado ao separador líquido-líquido de fundo.
O separador líquido-líquido de fundo pode incluir um decanta- dor.
O separador líquido-líquido de topo pode incluir um decantador. A linha de alimentação que alimenta a fase orgânica do separador líquido- líquido de topo à segunda coluna preferivelmente alimenta a referida fase orgânica do separador líquido-líquido como refluxo à região de topo da se- gunda coluna. O separador líquido-líquido de topo pode também incluir uma linha de saída para retirada da fase aquosa.
O separador líquido-líquido de topo pode também incluir uma li- nha de saída de purga de produto leve para retirada de uma purga de produ- to leve da fase orgânica;_e a referida linha de saída pode também incluir uma linha de reciclo para reciclar a purga, preferivelmente para a primeira coluna.
TERCEIRA COLUNA DE DESTILACÁO
A linha de alimentação para alimentar parte da fase orgânica do separador líquido-líquido de topo à terceira coluna preferivelmente alimenta a referida parte da fase orgânica a uma posição de alimentação de refluxo na terceira coluna.
PRIMEIRA MODALIDADE PARTICULAR
Em uma modalidade particular da invenção a segunda coluna pode incluir uma linha de saída de produto de fundo para retirada de um produto de fundo na forma de MIBK e impurezas de alto ponto de ebulição do fundo da segunda coluna; uma linha de alimentação para alimentar o re- ferido produto de fundo à terceira coluna de destilação; uma linha de saída de produto de fundo para retirada de impurezas de alto ponto de ebulição do fundo da terceira coluna de destilação; e uma linha de saída de MIBK para retirar MIBK purificada lateralmente da terceira coluna de destilação. A linha de alimentação para alimentar o produto de fundo à terceira coluna preferi- velmente alimenta o produto de fundo à terceira coluna em uma posição en- tre uma posição de alimentação de refluxo e uma posição de retirada de produto de fundo.
SEGUNDA MODALIDADE PARTICULAR
Em outra modalidade da invenção a segunda coluna de destila- ção pode incluir uma linha de saída de produto de fundo para retirada e re- moção de um produto de alto ponto de ebulição do fundo da segunda colu- na.
Neste caso, a terceira coluna pode incluir uma linha de saída de MIBK para retirada de MIBK como produto de fundo. Alternativamente a ter- ceira coluna pode incluir uma linha de saída de MIBK para retirada de MIBK lateralmente, preferivelmente na seção de stripping da terceira coluna de destilação; e preferivelmente a terceira coluna inclui uma linha de saída de produto de fundo para retirada de um produto de alto ponto de ebulição do fundo da terceira coluna.
EXEMPLO
A invenção será agora descrita por meio do seguinte exemplo não Iimitativo em que:
A figura 1 é uma representação esquemática de um aparelho para produzir MIBK purificada de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção; e a figura 2 é uma representação esquemática de um aparelho para produzir MIBK purificada de acordo com uma segunda moda- lidade da presente invenção
Com referência agora às figuras 1 e 2, os aparelhos 10 e 100 para produzir MIBK purificada consistem em um reator 20 para produzir MIBK por condensação e hidrogenação de acetona; um separador de hidro- gênio 30; um primeiro aparelho de destilação 40; um separador líquido- líquido de topo 50; uma segunda coluna de destilação 60 e uma terceira co- luna de destilação 70.
O reator 20 para produção de MIBK inclui dois reatores tubula- res de leito de gotejamento 20.1 e 20.2 para produção de MIBK a partir de acetona e hidrogênio na presença de um único catalisador de condensação e hidrogenação (por exemplo uma resina catalisadora baseada em paládio) e em uma única etapa. Os reatores 20.1 e 20.2 incluem uma linha de alimen- tação de acetona 20.3 e uma linha de alimentação de hidrogênio 20.4.
Produto vapor dos reatores 20.1 e 20.2 são alimentados ao se- parador de hidrogênio 30 através da linha de alimentação 30.1 enquanto o produto líquido oriundo dos reatores 20.1 e 20.2 são alimentados ao separa- dor de hidrogênio 30 através da linha de alimentação 30.2. O separador de hidrogênio 30 consiste em um tambor de separação de hidrogênio. Uma li- nha de alimentação de reciclo de hidrogênio 30.3 alimenta hidrogênio recu- perado à linha de alimentação de hidrogênio 20.4.
O reator de MIBK 20 e separador de hidrogênio 30 são bem- conhecidos na técnica e, portanto, não são descritos em detalhe neste rela- tório descritivo. Os reatores de MIBK 20.1 e 20.2 podem ser operados a 120°C e 3000 kPa (30 barg).
O primeiro aparelho de destilação 40 inclui uma única primeira coluna de destilação 40.0 e inclui uma linha de alimentação 40.1 para ali- mentar o produto do separador de hidrogênio 30 à primeira coluna 40.0. O 1,1 produto da linha de alimentação 40.1 em uso contém MIBK e impurezas na forma de pelo menos água e compostos orgânicos. Os compostos orgânicos incluem compostos orgânicos (incluindo acetona) oriundos da reação de condensação e hidrogenação de acetona.
A primeira coluna de destilação 40.0 também inclui uma linha de saída de acetona 40.2 para retirada lateral de acetona da seção de retifica- ção da coluna. A linha de saída de acetona 40.2 também serve como linha de reciclo para reciclar a acetona recuperada para a linha de alimentação de acetona 20.3.
A primeira coluna de destilação 40.0 inclui adicionalmente uma linha de saída de produto de topo 40.3 para retirada de impurezas de baixo ponto de ebulição separadamente da linha de retirada de acetona 40.2. A linha de saída de produto vapor de topo 40.3 alimenta o produto de topo a um condensador 40.4 e o produto de topo condensado é, então, alimentado a um tambor de refluxo 40.5 do qual algum produto de topo condensado é refluxado através da linha da alimentação 40.6 para a região de topo da co- luna 40.0 e algum produto de topo é descarregado por meio da linha 40.7. O produto de topo usualmente inclui compostos como propano, isobutano, me- til pentano e alguma acetona.
A primeira coluna de destilação 40.0 também inclui uma linha de saída de produto de fundo 40.8 para retirada de um produto de fundo na forma de MIBK e impurezas do fundo da primeira coluna de destilação 40.0. As impurezas podem incluir acetona, 2-propanol, água e compostos de pon- to de ebulição mais alto. O teor de MIBK neste estágio pode ficar na região de 80 % em peso. A coluna 40.0 é também equipada com um refervedor 40.9.
O produto de fundo da saída 40.8 é opcionalmente alimentado a um resfriador 40.10 antes de ser alimentado ao separador líquido-líquido de fundo 40.11. Se incluído, o separador líquido-líquido de fundo separa uma fase orgânica e uma fase aquosa. Pelo menos alguma acetona e 2-propanol se apresentarão na fase aquosa. A fase aquosa é -retirada e descarregada através da linha 40.12 enquanto a fase orgânica é retirada e alimentada à segunda coluna de destilação através da linha 40.13.
O separador líquido-líquido de fundo 40.1 1 inclui um decantador.
A linha de alimentação 40.13 alimenta a fase orgânica à segun- da coluna 60 em uma posição entre uma posição de alimentação de refluxo e uma posição de retirada de produto de fundo.
A segunda coluna de destilação 60 inclui uma linha de saída de topo 60.1 para retirada de um produto vapor de topo. A linha de saída 60.1 alimenta o produto de topo a um condensador 60.2 que condensa o produto de topo, sendo o produto de topo condensado alimentado ao separador lí- quido-líquido 50.
Será observado que acetona, 2-propanol, água e pelo menos alguma MIBK usualmente se apresentarão como produto de topo da coluna 60 na forma de um azeótropo heterogêneo. A MIBK se apresenta primaria- mente na fase orgânica do decantador 50 que é refluxada para as colunas 60 e 70 enquanto acetona e 2-propanol se apresentam primariamente na fase aquosa do separador líquido-líquido 50 cuja fase aquosa é descarregada.
Uma purga leve pode ser retirada [não mostrado] da fase orgâ- nica do decantador 50 e pode ser reciclada para a primeira coluna 40.0 para recuperação de acetona. O separador líquido-líquido de topo 50 é um decantador. A fase aquosa do decantador 50 é descarregada através da linha 50.2 enquanto a fase orgânica é alimentada como refluxo à segunda coluna de destilação 60 através da linha 50.3 e como refluxo à terceira coluna de destilação 70 atra- vés da linha 50.4.
A segunda coluna é equipada com um refervedor 60.3.
A terceira coluna de destilação 70 inclui uma linha de saída de produto de topo 70.1 para retirada de um produto vapor de topo que é então alimentado ao condensador 60.2 de onde é alimentado com o produto de topo condensado da coluna 60 ao decantador 50.
O produto de topo da segunda coluna 60 inclui principalmente MIBK e compostos leves.
A terceira coluna é equipada com um refervedor 70.2. Com refe- rência à figura 1 somente a segunda coluna 60 inclui adicionalmente uma linha de saída de produto de fundo 60.4 para retirada de um produto de fun- do na forma de MIBK and impurezas de alto ponto de ebulição do fundo da segunda coluna 60. A linha de saída 60.4 também sen/e como linha de ali- mentação para alimentar o referido produto de fundo à terceira coluna 70.
A terceira coluna de destilação inclui uma Lina de saída de pro- duto de fundo 70.3 para retirada de impurezas de alto ponto de ebulição do fundo da terceira coluna 70. Uma linha de saída de MIBK 70.4 retira MIBK purificada lateralmente da seção de retificação da coluna 70.
A linha de alimentação 60.4 alimenta o produto de fundo da co- luna 60 a uma posição entre uma posição de alimentação de refluxo e uma posição de retirada de produto de fundo.
Com referência somente à figura 2, a segunda coluna 60 inclui uma linha de saída de produto de fundo 100.1 para retirada e remoção de um produto de fundo do fundo da segunda coluna 60.
Este produto de fundo pode ser removido do sistema. Será ob- servado que as condições da segunda coluna são tais que uma maior parte (e preferivelmente o máximo possível) de MIBK se apresenta no produto de topo e assim uma porção menor (preferivelmente o mínimo possível) de MIBK se apresenta no produto de fundo. Neste caso a terceira coluna 70 inclui uma linha de saída de MIBK 100.2 para retirada de MIBK como um produto de fundo.
A Tabela a seguir ilustra temperatura, pressão e composição tí- picas de correntes da primeira modalidade da invenção, como mostrado na figura 1, para a situação onde o separador de fases da alimentação (40.11 ) para a segunda coluna não é incluído: <table>table see original document page 17</column></row><table>
1 Bar é igual a 100 kPa A Tabela a seguir ilustra temperatura, pressão e composição tí- picas correntes da segunda modalidade da invenção, como mostrado na figura 2, para a situação onde o separador de fases da alimentação (40.11 ) para a segunda coluna não é incluído: <table>table see original document page 19</column></row><table>
Claims (26)
1. Método de produção de metil isobutil cetona (MIBK) purificada compreendendo: - submeter uma corrente de alimentação contendo MIBK e impu- rezas na forma de pelo menos água e compostos orgânicos (incluindo ace- tona não reagida) proveniente de uma reação de condensação e hidrogena- ção de acetona a um primeiro procedimento de destilação do qual é recupe- rada pelo menos acetona, sendo retirado um produto de fundo contendo MIBK e impurezas; - alimentar o.produto de fundo do primeiro procedimento de des- tilação a uma segunda coluna de destilação, retirar um produto vapor de to- po da segunda coluna de destilação ; condensar o referido produto de topo em um condensador; alimentar o produto de topo condensado resultante a um separador líquido-líquido de topo onde uma fase orgânica e uma fase aquosa são separadas; e alimentar parte da fase orgânica do separador lí- quido-líquido de topo à segunda coluna de destilação; - alimentar parte da fase orgânica do separador líquido-líquido de topo a uma terceira coluna de destilação; retirar um produto vapor de to- po da terceira coluna, que é condensado no mesmo condensador utilizado para condensar o produto vapor de topo da segunda coluna de destilação, e alimentado ao separador líquido-líquido de topo (ao qual o produto de topo condensado da segunda coluna de destilação é também alimentado); e reti- rar MIBK purificada da terceira coluna de destilação.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, que inclui uma eta- pa de produção de MIBK por condensação e hidrogenação de acetona para fornecer a corrente de alimentação contendo MIBK e impurezas na forma de pelo menos água e compostos orgânicos (incluindo acetona não reagida).
3. Método da reivindicação 2, em que a MIBK é produzida na presença de um único catalisador de condensação e hidrogenação em uma única etapa de processo.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, que inclui uma etapa de remoção de hidrogênio da corrente de a- limentação contendo MIBK e impurezas da reação de condensação e hidro- genação de acetona.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, em que o hidrogê- nio é removido antes do primeiro procedimento de destilação.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, em que o primeiro procedimento de destilação é realizado em uma ou mais colunas de destilação; e impurezas de baixo ponto de ebulição são retiradas separadamente da acetona recuperada.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, em que o primeiro procedimento de destilação é realizado em uma única primeira coluna de destilação alimentando a corrente contendo MIBK e impurezas à primeira -1,1 coluna de destilação e retirando as impurezas de baixo ponto de ebulição como produto de topo; acetona é removida como uma retirada lateral, e MIBK e impurezas são retiradas como produto de fundo.
8. Método de acordo com a reivindicação 7, em que o produto de topo é refluxado.
9. Método de acordo com a reivindicação 2, em que a acetona recuperada é reciclada para a etapa de produção de MIBK.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o produto de fundo da primeira coluna de destilação é primeiramente alimentado a um separador líquido-líquido de fundo onde são separadas uma fase orgânica e uma fase aquosa; e a fase orgânica é, en- tão, alimentada à segunda coluna de destilação.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que um produto de fundo contendo MIBK e impurezas de alto ponto de ebulição é retirado do fundo da segunda coluna de destilação; o referido produto de fundo é então alimentado à terceira coluna de destila- ção; impurezas de alto ponto de ebulição são retiradas como um produto de fundo da terceira coluna de destilação; e MIBK purificada é retirada Iateral- mente da terceira coluna de destilação.
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -10, em que impurezas de alto ponto de ebulição são retiradas como um pro- duto de fundo do fundo da segunda coluna de destilação.
13. Método de acordo com a reivindicação 12, em que a MIBK purificada é retirada como um produto de fundo do fundo da terceira coluna de destilação.
14. Método de acordo com a reivindicação 12, em que a MIBK purificada é retirada lateralmente da terceira coluna de destilação, e compos- tos de alto ponto de ebulição são removidos como um produto de fundo da terceira coluna de destilação.
15. Aparelho adequado para produzir metil isobutil cetona (MIBK) purificada compreendendo : - um primeiro aparelho de destilação que inclui uma linha de a- limentação de uma corrente contendo MIBK e impurezas na forma de pelo menos água e compostos orgânicos (incluindo acetona) proveniente da rea- ção de condensação e hidrogenação de acetona ao primeiro aparelho de destilação, o primeiro aparelho de destilação incluindo adicionalmente uma linha de saída para retirada de acetona, e uma linha de saída para retirada de produto de fundo, na forma de MIBK e impurezas, do fundo do primeiro aparelho de destilação; - uma linha de alimentação para alimentar o produto de fundo do primeiro aparelho de destilação a uma segunda coluna de destilação; uma linha de saída de produto vapor de topo para retirar um produto vapor de topo da segunda coluna de destilação; um condensador para condensar o referido produto de topo da segunda coluna de destilação; uma linha de alimentação para alimentar o produto de topo condensado a um separador líquido-líquido de topo onde ocorre separação de uma fase orgânica e uma fase aquosa; e uma linha de alimentação para alimentar parte da fase orgâ- nica do separador líquido-líquido de topo à segunda coluna de destilação; e - uma linha de alimentação para alimentar parte da fase orgâni- ca do separador líquido-líquido de topo a uma terceira coluna de destilação; uma linha de saída de vapor de topo para retirada de um produto de topo da terceira coluna de destilação; um condensador para condensar o referido produto de topo (que é o mesmo condensador utilizado para condensar va- por da segunda coluna de destilação); uma linha de alimentação para ali- mentar o produto de topo condensado ao separador líquido-líquido de topo (ao qual o produto de topo condensado da segunda coluna de destilação é também alimentado); e uma linha de saída de MIBK para retirada de MIBK purificada da terceira coluna de destilação.
16. Aparelho de acordo com a reivindicação 15, que inclui um reator para produção de MIBK por condensação e hidrogenação de acetona para produzir a corrente de alimentação contendo MIBK e impurezas na for- ma de pelo menos água e compostos orgânicos (incluindo acetona).
17. Aparelho de acordo com a reivindicação 16, em que o reator de MIBK é um reator para produção de MIBK na presença de um único cata- lisador de condensação e hidrogenação em uma única etapa de processo.
18. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações -15 a 17, que inclui meios para remoção de hidrogênio da corrente de alimen- tação contendo MIBK e impurezas da reação de condensação e hidrogena- ção de acetona.
19. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações -15 a 18, em que o primeiro aparelho de destilação inclui uma ou mais colu- nas de destilação; e inclui uma linha de saída de produto de topo para retira- da de impurezas de baixo ponto de ebulição separadamente da linha de saí- da de acetona.
20. Aparelho de acordo com a reivindicação 19, em que o pri- meiro aparelho de destilação inclui uma única primeira coluna de destilação que inclui a linha de alimentação da corrente contendo MIBK e impurezas; uma linha de saída de produto de topo para retirada de impurezas de baixo ponto de ebulição; uma linha de saída de acetona para retirada lateral de acetona; e uma linha de saída de produto de fundo para retirada de um pro- duto de fundo na forma de MIBK e impurezas.
21. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações -19 ou 20, em que o primeiro aparelho de destilação inclui um condensador para condensar o produto de topo, um tambor de refluxo para receber o pro- duto de topo condensado, e uma linha de alimentação para alimentar pelo menos parte do produto de topo condensado do tambor de refluxo como re- fluxo ao primeiro aparelho de destilação.
22. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 21, em que a linha de alimentação para alimentar o produto de fundo do primeiro aparelho de destilação à segunda coluna de destilação inclui um separador líquido-líquido de fundo em que são separadas uma fase orgânica e uma fase aquosa; o separador líquido-líquido inclui uma linha de saída pa- ra retirada e alimentação da fase orgânica do separador líquido-líquido de fundo à segunda coluna de destilação.
23. Aparelho de acordo-com qualquer uma das reivindicações 15 a 22, em que a segunda coluna inclui uma linha de saída de produto de fundo para retirada de um produto de fundo na forma de MIBK e impurezas de alto ponto de ebulição do fundo da segunda coluna; uma linha de alimen- tação para alimentação do referido produto de fundo à terceira coluna de destilação; uma linha de saída de produto de fundo para retirada de impure- zas de alto ponto de ebulição do fundo da terceira coluna de destilação; e uma linha de saída de MIBK para retirada de MIBK purificada lateralmente da terceira coluna de destilação.
24. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 22, em que a segunda coluna de destilação inclui uma linha de saída de produto de fundo para retirada e remoção de um produto de alto ponto de ebulição do fundo da segunda coluna.
25. Aparelho de acordo com a reivindicação 24, em que a tercei- ra coluna inclui uma linha de saída de MIBK para retirada de MIBK como um produto de fundo.
26. Aparelho de acordo com a reivindicação 24, em que a tercei- ra coluna inclui uma linha de saída de MIBK para retirada de MIBK lateral- mente, e uma linha de saída de produto de fundo para retirada de um produ- to de alto ponto de ebulição do fundo da terceira coluna.
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