BRPI0720095B1 - dispositivo e processos para preparação de acetona cianidrina e ácido metacrílico, e uso de metacrilato de alquila ou ácido metacrílico assim obtido - Google Patents

Description

(54) Título: DISPOSITIVO E PROCESSOS PARA PREPARAÇÃO DE ACETONA CIANIDRINA E ÁCIDO

METACRÍLICO, E USO DE METACRILATO DE ALQUILA OU ÁCIDO METACRÍLICO ASSIM OBTIDO (73) Titular: EVONIK ROHM GMBH, Sociedade Alemã. Endereço: Kirschenallee, 64293 Darmstadt, ALEMANHA(DE), Alemã (72) Inventor: UDO GROPP; ROBERT WEBER; THOMAS SCHÀFER; ANDREAS PERL; RUDOLF SING; THOMAS MERTZ

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 30/10/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 30/10/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO E PROCESSOS PARA PREPARAÇÃO DE ACETONA CIANIDRINA E ÁCIDO METACRÍLICO, E USO DE METACRILATO DE ALQUILA OU ÁCIDO METACRÍLICO ASSIM OBTIDO.

A presente invenção refere-se, de modo geral, a um processo para preparação de acetona cianidrina, um processo para preparação de metacrilato de alquila, um processo para preparação de ácido metacrílico, um aparelho para preparação de metacrilatos de alquila, um processo para preparação de polímeros, pelo menos parcialmente, à base de metacrilatos de alquila, ao uso de metacrilatos de alquila possíveis de obtenção pelo processo de acordo com a invenção em produtos químicos e a produtos químicos à base de metacrilatos de alquila possíveis de obtenção pelos processos de acordo com a invenção.

A acetona cianidrina é um dos importantes componentes de partida na preparação de ácido metacrílico e metacrilatos de alquila. Esses dois compostos são monômeros de grande significância para um determinado número de plásticos a granel, cuja demanda é constantemente crescente como resultado do crescente aumento de uso desses plásticos a granel, de modo que o material de partida de acetona cianidrina também se faz necessário em crescentes e maiores quantidades. A acetona cianidrina é obtida, por exemplo, a partir do ácido hidrociânico e acetona ou, também, de acetona e sais hidrociânicos.

Tradicionalmente, conforme descrito, inter alia, nos documentos de patentes DE 273 058 A1, US 4.130.580 ou US 3.742.016, a acetona cianidrina formada na reação acima é processada por meio de destilação de duplo estágio ou múltiplos estágios. A acetona obtida nesse processamento é, pelo menos, parcialmente alimentada de volta para a reação, de modo a formar a acetona cianidrina, e a acetona cianidrina purificada é processada posteriormente para proporcionar metacrilatos de alquila ou ácido metacrílico.

Em termos gerais, constitui um objetivo da presente invenção eliminar, pelo menos parcialmente ou mesmo completamente, as desvantagens surgidas no antecedente da técnica. Além disso, constitui um objetivo

12/12/2016, pág. 12/13 da presente invenção proporcionar um processo para preparação de acetona cianidrina ou ácido metacrílico ou metacrilato de alquila, que proporcione uma acetona cianidrina de satisfatória pureza, de um modo economicamente viável e com alto rendimento.

A invenção é ainda fundamentada no objetivo de proporcionar o composto de acetona cianidrina, de modo que o mesmo seja adequado para reações posteriores.

Um adicional objetivo da invenção é de prover um dispositivo através do qual a acetona cianidrina possa ser preparada de uma maneira economicamente viável, com satisfatórios rendimentos e alta pureza.

Uma contribuição para a solução de pelo menos um dos objetivos acima mencionados é concretizada mediante a matéria disposta nas reivindicações anexas, em que as reivindicações dependentes constituem modalidades preferidas da presente invenção.

A invenção também se refere a um processo para preparação de acetona cianidrina, compreendendo as etapas de:

A) contatar acetona e ácido hidrociânico em um reator, de modo a formar uma mistura reacional, a mistura reacional sendo circulada para a obtenção da acetona cianidrina;

B) resfriar pelo menos parte da mistura reacional, preferivelmente, mediante circulação da mesma através de uma região de resfriamento de um refrigerador, o refrigerador incluindo um elemento de resfriamento ou, pelo menos, dois elementos de resfriamento;

C) descarregar pelo menos uma porção da acetona cianidrina obtida do reator;

D) continuamente destilar a acetona cianidrina descarregada obtida, de modo a se obter um produto de base de acetona cianidrina e um produto de topo de acetona em uma coluna de destilação;

E) reciclar pelo menos uma porção, preferivelmente, pelo menos 20% em peso, preferivelmente, pelo menos 50% em peso, mais preferivelmente, pelo menos 80% em peso do produto de topo de acetona dentro da etapa (A), o produto de topo de acetona sendo mantido em uma temperatura inferior a 60°C, preferivelmente, inferior a 50°C, mais preferivelmente, inferior a 40°C, mais preferivelmnete inferior a 35°C ainda preferivelmente, inferior a 30°C, mais ainda preferivelmente, inferior a 20°C ou inferior a 10°C, de modo preferível, resfriado. As temperaturas acima mencionadas são preferivelmente obtidas por meio de resfriamento. Tais temperaturas, geralmente, não devem ser efetivadas abaixo do ponto de fusão, normalmente, de 1 °C ou mais.

A acetona e ácido hidrociânico podem ser contatados em qualquer reator que seja conhecido pelos versados na técnica, e que seja adequado para tal finalidade. Uma particular preferência é dada para o desempenho em um reator que seja equipado com um elemento de resfriamento e que, preferivelmente, funcione continuamente. Estes incluem, em particular, reatores de circulação, os quais são integrados dentro da tubulação ou apresentam um elemento de resfriamento como passagem secundária. A mistura reacional pode ser circulada em qualquer modo, o que é do conhecimento dos versados na técnica, e parece como sendo adequado. Isso pode ser efetivado, primeiramente, mediante uso de apropriados agitadores. Além disso, é possível que a circulação seja efetuada pelo conduto da mistura reacional, dentro de um reator de circulação, no qual a mistura reacional é circulada. Essas medidas servem para prover a mistura reacional com um tempo de residência suficientemente longo no reator, a fim de que a reação da acetona e ácido hidrociânico ou da acetona e sais hidrociânicos prossiga correspondentemente para concretização.

A descarga de pelo menos uma porção de acetona cianidrina do reator é efetivada, tipicamente, após a mistura reacional compreendendo a acetona cianidrina formada da mesma ter passado através do dispositivo refrigerador. Pode ser vantajoso no presente contexto se adicionar um ou mais estabilizadores, preferivelmente, ácido sulfúrico. A quantidade de acetona cianidrina a ser descarregada é orientada pela conversão dos reagentes presentes na mistura reacional para acetona cianidrina, a descarga sendo efetivada em máximas conversões.

De acordo com a invenção, a destilação contínua da etapa (D) é entendida com o sentido de que a destilação não é efetuada com pausas, ao invés disso, o máximo possível com interrupções limitadas ou mesmo sem interrupções durante um prolongado período de tempo. O período de tempo pode ser de pelo menos um dia, preferivelmente, de pelo menos 7 dias e mais preferivelmente, de pelo menos um mês. Em geral, a destilação somente é interrompida quando, primeiramente, a reação no reator ou a destilação na coluna tiver de ser interrompida por operações de limpeza e manutenção ou por uma parada na produção. Além da destilação contínua na etapa (D), pode ser ainda preferido, de acordo com a invenção, executar o processo continuamente em pelo menos uma das outras etapas, assim como, na etapa (D), uma particular preferência sendo dada para efetivar o processo de acordo com a invenção, continuamente, nas etapas (A) até (E). Além disso, a destilação pode ser realizada na forma de uma chamada operação de absorção. Este procedimento remove substâncias referidas como de baixa ebulição, as quais apresentam um ponto de ebulição mais baixo que da acetona cianidrina. O ponto de ebulição de substâncias de baixo ponto de ebulição, preferivelmente, é de pelo menos 2°C, preferivelmente, de pelo menos 5°C e, mais preferivelmente, de pelo menos 10°C abaixo do ponto de ebulição da acetona cianidrina. Ao contrário da destilação, somente uma proporção muito pequena de refluxo, caso exista algum, é estabelecido no procedimento de absorção. Isso pode ser obtido mediante adequados curtos tempos de residência da acetona cianidrina para ser liberada das substâncias de baixo ponto de ebulição. Os tempos de residência podem se situar dentro de uma faixa de cerca de 0,01 a cerca de 20 minutos, preferivelmente, de 0,1 a 10 minutos, particularmente, na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 5 minutos e, mais ainda preferivelmente, na faixa de cerca de 1 a cerca de 2 minutos.

De acordo com a invenção, pode ser também preferido que na etapa (E) pelo menos 20% em peso, preferivelmente, pelo menos 30% em peso e, mais ainda preferivelmente, pelo menos 60% em peso, do produto de topo de acetona é reciclado dentro da etapa (A). O produto de topo de acetona pode também compreender ácido hidrociânico, assim como, aceto5 na. Em geral, o produto de topo de acetona compreende menos de 50% em peso, preferivelmente, menos de 25% em peso, mais preferivelmente, menos de 10% em peso e, mais ainda preferivelmente, menos de 7% em peso de acetona cianidrina. Em determinado número de casos, o teor de acetona cianidrina no produto de topo da coluna de absorção não deve se situar abaixo de 0,1 ou 2% em peso, algumas vezes, até mesmo 3% em peso.

Além disso, pode ser preferido no processo de acordo com a invenção que a acetona cianidrina descarregada seja aquecida pelo produto de base de acetona cianidrina. Isso é preferivelmente efetivado pelo fato de que a acetona cianidrina descarregada e o produto de base de acetona cianidrina se encontrarem em contato térmico através de um trocador de calor.

Em outra modalidade da invenção, é preferido que a coluna de destilação consista em uma metade superior e uma metade inferior, e que a acetona cianidrina descarregada seja alimentada na metade superior. Pode ser preferido que a alimentação seja realizada na metade inferior da metade superior da coluna de destilação.

Uma adicional modalidade da invenção inclui que a acetona cianidrina alimentada apresenta uma temperatura em uma faixa de cerca de 40 a cerca de 100°C, preferivelmente, na faixa de cerca de 50 a cerca de 80°C, mais preferivelmente, na faixa de cerca de 65 a cerca de 70°C.

Em outra modalidade da invenção, é preferido que alguma parte da metade inferior seja mantida a uma temperatura na faixa de cerca de 80 a cerca de 140°C, preferivelmente, na faixa de cerca de 100 a cerca de 130°C, mais preferivelmente, na faixa de cerca de 110 a cerca de 120°C. Essa região parcial se situa, preferivelmente, na metade inferior da metade inferior, preferivelmente, onde as colunas de base estão presentes durante a sua operação.

Em outra modalidade da presente invenção, é preferido que o produto de base de acetona cianidrina tenha uma temperatura na faixa de cerca de 80 a cerca de 120°C, preferivelmente, na faixa de cerca de 80 a cerca de 115°C, mais preferivelmente, na faixa de cerca de 87 a cerca de 110°C. Além disso, pode ser preferido, em conformidade com a invenção, que pelo menos a coluna se sujeite a uma pressão na faixa de cerca de 1 a cerca de 25 Pa (10 a cerca de 250 mbar), preferivelmente, na faixa de cerca de 2 a cerca de 20 Pa (20 a cerca de 200 mbar), mais preferivelmente, na faixa de cerca de 5 a cerca de 15 Pa (50 a cerca de 150 mbar).

Em outra modalidade da invenção, é preferido que a pressão reduzida seja gerada por meio de uma bomba de processamento a seco. Bombas convenientes no presente contexto são bombas que são conhecidas pelos versados na técnica, que parecem ser adequadas para a presente finalidade, por exemplo, incluindo as bombas de membrana, bombas de pistão rotativo e bombas tipo espiral.

Uma adicional contribuição para a obtenção de pelo menos um objetivo da invenção é feita mediante um processo para preparação de um metacrilato de alquila, compreendendo as etapas de:

b) preparação de uma acetona cianidrina por um processo de acordo com um dos processos anteriormente descritos;

c) contato da acetona cianidrina com um ácido inorgânico para se obter uma metacrilamida;

d) contato da metacrilamida com um álcool para se obter um metacrilato de alquila;

opcionalmente, com purificação do metacrilato de alquila.

Outra contribuição para a obtenção de pelo menos um objetivo da invenção é feita mediante um processo para preparação de um ácido metacrílico, compreendendo as etapas de:

a) preparação de uma acetona cianidrina por um processo de acordo com a invenção;

β) contato da acetona cianidrina com um ácido inorgânico para se obter uma metacrilamida;

γ) reação da metacrilamida com água para proporcionar o ácido metacrílico.

Além disso, uma contribuição para a obtenção de pelo menos um objetivo da invenção é feita mediante um dispositivo para preparação de metacrilatos de alquila, compreendendo, conectado a uma outra forma de condução de fluido:

- um elemento de instalação para preparação de acetona cianidrina, acompanhado de;

- um elemento de instalação para preparação de metacrilamida, acompanhado de;

- um elemento de instalação para preparação de metacrilato de alquila, opcionalmente, acompanhado de;

- um elemento de instalação para purificação de metacrilato de alquila, opcionalmente, acompanhado de;

- um elemento de instalação para polimerização, opcionalmente, acompanhado de;

- um elemento de instalação para acabamento;

o elemento de instalação para preparação de acetona cianidrina compreendendo:

-- um reator, compreendendo um refrigerador, acompanhado de;

-- uma coluna de destilação conectada ao reator através de uma linha de produto, compreendendo:

- uma região de base e uma saída conectada à região de base;

- uma região de topo conectada ao reator através de uma linha de reciclagem e livre de elementos de aquecimento, preferivelmente, através de um elemento de resfriamento;

-- um trocador de calor conectado à linha de produto e à saída.

A expressão conectada em forma de condução de fluido significa no presente contexto que gases, líquidos e misturas de gás-líquido ou outras substâncias de livre circulação podem ser conduzidas. Os constituintes e elementos do dispositivo são construídos de materiais que são conhecidos pelos versados na técnica para fins e esforços particulares, parecendo como sendo adequados, por exemplo, aço inoxidável, plásticos resistentes a ácido, e material cerâmico. Além disso, em conexão com os componentes e características do dispositivo da invenção, é feito referência às observações acima que são suplementadas pelo descrito a seguir.

A expressão livre de elementos de aquecimento é preferivelmente entendida que no curso da reciclagem, nenhum elemento de aquecimento está presente, sendo projetados de modo que possam aquecer o produto de topo de acetona transportado na reciclagem para a temperatura de 60°C e maior, preferivelmente, 50°C e maior, mais preferivelmente, 40°C e maior e ainda preferivelmente, 35°C e maior. Em outra modalidade do dispositivo da invenção, a expressão livre de elementos de aquecimento significa que nenhuma coluna de destilação é provida no curso da reciclagem. Em uma adicional modalidade, é preferido que um, dois ou mais de dois elementos de resfriamento sejam providos no curso da reciclagem. Elementos de resfriamento convenientes incluem todos os trocadores de calor que são adequados para um versado na técnica e que são projetados e configurados para a finalidade de resfriamento.

Em outra modalidade do dispositivo da invenção, é preferido que a coluna de destilação compreenda pelo menos uma coluna interna, preferivelmente, duas e mais colunas internas. Colunas internas convenientes são, a princípio, todas as colunas internas que são conhecidas para um versado na técnica e que parecem como adequadas. Deve ser aqui mencionado, particularmente, as bandejas de separação. Bandejas de separação convenientes, em princípio, são também todas as bandejas adequadas para um versado na técnica, para absorção de substâncias de baixo ponto de ebulição. Entre estas, pode ser dada preferência para bandejas tipo tampa de bolha e bandejas de tambor particularmente, pode ser dada preferência para bandejas de tambor. Em uma modalidade da invenção, a coluna pode ser configurada como uma coluna de absorção. Colunas de absorção convenientes, em princípio, são todas as colunas adequadas para um versado na técnica a absorção de substâncias de baixo ponto de ebulição. Colunas de absorção preferidas podem apresentar de 1 a 25, preferivelmente, de 2 a 20, mais preferivelmente, de 3 a 17 e, ainda mais preferivelmente, de 6 a 14 bandejas de separação, preferivelmente, dos tipos acima mencionados.

É também preferido, em conformidade com a invenção, que o processo de acordo com a invenção para preparação de um metacrilato de alquila seja realizado em um dispositivo da invenção.

A presente invenção também se refere a um processo para preparação de polímeros, pelo menos, parcialmente baseado em metacrilatos de alquila, compreendendo as etapas de:

A1) preparação de um composto de metacrilato de alquila, de acordo com a invenção;

A2) polimerização do metacrilato de alquila e, opcionalmente, de um comonômero;

A3) processamento do metacrilato de alquila.

Os comonômeros convenientes incluem todos aqueles que são conhecidos por um versado na técnica e que parecem como adequados, com particular referência sendo dada aos monômeros polimerizáveis de radical livre. Entre estes, devem ser mencionados, particularmente, estireno, acrilato de butila ou acrilonitrila. A polimerização pode ser realizada na forma de uma solução, na forma de pérolas, de emulsão ou de polimerização em suspensão ou, ainda, polimerização a granel. O polímero é processado, por exemplo, mediante precipitação do polímero que compreende o solvente em um não-solvente do polímero como um elemento de precipitação. Por exemplo, um polímero compreendendo acetona como solvente e metacrilato de polimetila é precipitado em um elemento de precipitação composto de metanol e água, separado do elemento de precipitação e seco.

Além disso, a invenção se refere ao uso de um composto de metacrilato de alquila ultrapuro, o qual pode ser obtido pelo processo de acordo com a invenção, na forma de fibras, filmes, revestimentos, composições de moldagem, moldagens, agentes auxiliares de fabricação de papel, agentes auxiliares de fabricação de couro, agentes de floculação e aditivos de perfuração como produtos químicos preferidos.

Além disso, a invenção se refere a fibras, filmes, revestimentos, composições de moldagem, moldagens, agentes auxiliares de fabricação de papel, agentes auxiliares de fabricação de couro, agentes de floculação e aditivos de perfuração como produtos químicos preferidos, os quais são baseados em um éster metacrílico puro, o qual pode ser obtido pelo processo de acordo com a invenção.

Diversos elementos de processo e partes de instalações serão ilustrados daqui em diante, que, em princípio podem ser combinados com a presente invenção, individualmente ou como um conjunto de dois ou mais dos elementos de processo mencionados. Em alguns casos, pode ser vantajoso quando os elementos de processo apresentados dentro do presente contexto são combinados com a presente invenção, de modo que sejam combinados de forma global para proporcionar um processo para preparação de ésteres de ácido metacrílico, ou um processo para preparação de ácido metacrílico. No entanto, deve ser indicado que efeitos vantajosos podem, normalmente, também ser alcançados, quando a matéria da presente invenção como tal é usada em outro campo ou apenas combinada com alguns dos elementos de processo aqui apresentados.

Preparação da Acetona cianidrina

No presente elemento de processo, a acetona cianidrina é preparada por meio de processos comumente conhecidos (vide, por exemplo, Ullmanris Enzyklopãdie der technischen Chemie, 4^a Edição, Volume 7). Frequentemente, os reagentes usados são acetona e ácido hidrociânico. A reação é uma reação exotérmica. A fim de neutralizar a decomposição da acetona cianidrina formada nessa reação, o calor da reação é tipicamente removido por um adequado dispositivo. A reação pode ser conduzida, em princípio, como um processo de batelada ou como um processo contínuo; quando é preferido um processo contínuo, a reação, frequentemente, é realizada em um reator de circulação, o qual é apropriadamente adaptado.

Uma característica principal de um método que leva ao produto desejado em altos níveis é, normalmente, que o produto reacional é resfriado em um suficiente tempo de reação, e o equilíbrio da reação é desviado na direção do produto reacional. Além disso, o produto reacional é frequentemente misturado com um apropriado estabilizador, para obter a vantagem de um rendimento global, a fim de evitar a decomposição no curso deste último processamento, para proporcionar os materiais de partida.

A mistura dos reagentes de acetona e ácido hidrociânico pode, em princípio, ser realizada, essencialmente, de qualquer maneira. O método de mistura depende, particularmente, de um modo de batelada, por exemplo, em um reator tipo de batelada ou de um modo contínuo, por exemplo, onde é selecionado um reator de circulação.

Em princípio, pode ser vantajoso quando a acetona é alimentada dentro da reação através de um vaso reservatório que apresenta uma torre de depuração. Linhas de ventilação que conduzem ar residual contendo acetona e ácido hidrociânico podem, então, ser passadas, por exemplo, através desse vaso reservatório. Na torre de depuração que é fixada ao vaso reservatório, o ar residual que escapa do vaso reservatório pode ser purificado com acetona, que remove o ácido hidrociânico do ar residual e recicla o mesmo para o processo. Para tal finalidade, por exemplo, alguma quantidade de acetona que foi introduzida a partir do vaso reservatório para dentro da reação é levada na corrente parcial, através de um dispositivo refrigerador, preferivelmente, através de um dispositivo refrigerador de salmoura, para o topo da torre de depuração e o resultado desejado é obtido.

Dependendo da quantidade dos produtos finais a serem produzidos, pode ser vantajoso alimentar a acetona à reação a partir de mais de um único vaso reservatório. No presente contexto, é possível para cada dois ou mais vasos reservatórios suportar uma correspondente torre de depuração. Entretanto, em muitos casos é suficiente que apenas um dos vasos reservatórios seja dotado de uma correspondente torre de depuração. Em tal caso, entretanto, é frequentemente aconselhável que as correspondentes linhas que transportam ar residual possam transportar acetona e ácido hidrociânico a serem conduzidos através desse vaso ou através da referida torre de depuração.

A temperatura da acetona no reservatório pode, em princípio, se situar dentro de uma faixa essencialmente arbitrária, desde que a acetona se encontre no estado líquido sob uma apropriada temperatura. A temperatura no vaso reservatório, entretanto, é vantajosamente de cerca de 0 a cerca de 20°C.

Na torre de depuração, a acetona usada para purificação é res12 friada por meio de um adequado dispositivo refrigerador, por exemplo, por meio de um dispositivo refrigerador de placa, com salmoura, para atingir uma temperatura de cerca de 0 a cerca de 10°C. A temperatura da acetona na entrada da torre de depuração é, portanto, preferivelmente, de cerca de 2 a cerca de 6°C.

O ácido hidrociânico requerido na reação pode ser introduzido no reator na forma líquida ou gasosa. Por exemplo, pode ser um gás bruto do processo BMA ou do processo de Andrussow.

O cianeto de hidrogênio pode, por exemplo, ser liquefeito mediante uso de uma apropriada salmoura de resfriamento. Ao invés do ácido hidrociânico liquefeito, pode ser usado gás de forno de cozimento. Por exemplo, gases de forno de cozimento contendo cianeto de hidrogênio, após a lavagem com potassa, são lavados continuamente em contracorrente com acetona, a qual contém 10% de água, e para a reação proporcionar acetona cianidrina, a mesma pode ser realizada na presença de um catalisador básico em duas colunas de depuração de gás conectadas em série.

Em uma adicional modalidade, uma mistura de gás compreendendo cianeto de hidrogênio e gases inertes, especialmente, um gás bruto do processo de BMA ou do processo de Andrussow, pode ser reagida com acetona na presença de um catalisador básico e de acetona cianidrina em um reator de gás-líquido.

No processo aqui descrito, é dada preferência para o uso de um gás bruto do processo BMA, ou um gás bruto do processo de Andrussow. A mistura gasosa resultante dos processos comuns acima mencionados para preparação de cianeto de hidrogênio pode ser usada como tal ou depois de uma depuração com ácido. O gás bruto do processo de BMA, em que, essencialmente, são formados ácido hidrociânico e hidrogênio a partir de metano e amônia, contém, tipicamente, 22,9% em volume de HCN, 71,8% em volume de H2, 2,5% em volume de NH3, 1,1% em volume de N2, 1,7% em volume de CH₄. No processo conhecido de Andrussow, são formados ácido hidrociânico e água, a partir de metano e amônia e atmosfera de oxigênio. O gás bruto do processo de Andrussow, quando é usado oxigênio como fonte de oxigênio, contém, tipicamente, 8% em volume de HCN, 22% em volume de H2O, 46,5% em volume de N₂, 15% em volume de H₂, 5% em volume de CO, 2,5% em volume de NH₃ e 0,5% em volume de cada CH₄ e CO₂.

Quando é usado um gás bruto não-ácido depurado proveniente do processo de BMA ou do processo de Andrussow, a amônia presente no gás bruto, frequentemente, atua como um catalisador para a reação. Uma vez que a amônia presente no gás bruto frequentemente excede a quantidade requerida como catalisador, podendo, portanto, levar a altas perdas de ácido sulfúrico usado para estabilização, esse gás bruto é normalmente submetido a uma depuração do ácido, a fim de eliminar a amônia do mesmo. Quando é usado esse gás bruto depurado de ácido, entretanto, se faz necessário adicionar um adequado catalisador básico ao reator, em uma quantidade catalítica. Em princípio, compostos básicos inorgânicos ou orgânicos podem atuar como catalisadores.

Cianeto de hidrogênio na forma gasosa ou líquida ou uma mistura gasosa compreendendo cianeto de hidrogênio e acetona, são continuamente alimentados a um reator de circulação, de modo contínuo. Nesse caso, o reator tubular compreende, pelo menos, um dispositivo de alimentação de acetona ou dois ou mais de tais dispositivos, pelo menos um dispositivo de alimentação de líquido ou ácido hidrociânico gasoso, ou dois ou mais de tais dispositivos, e pelo menos um dispositivo de alimentação de catalisador.

Catalisadores adequados, em princípio, são quaisquer compostos alcalinos, tais como, amônia, solução de hidróxido de sódio ou solução de hidróxido de potássio, que podem catalisar a reação de acetona e ácido hidrociânico, proporcionando acetona cianidrina. Entretanto, foi também considerado como sendo vantajoso quando o catalisador usado é um catalisador orgânico, especialmente, uma amina. Exemplos adequados incluem aminas secundárias ou terciárias, tais como, dietilamina, dipropilamina, trietilamina, tri-n-propilamina e similares.

Um reator de circulação que pode ser usado na modalidade de processo descrita compreende ainda, pelo menos, uma bomba, ou duas ou mais bombas e, pelo menos, um dispositivo de mistura ou dois ou mais de tais dispositivos de mistura.

Adequadas bombas, em princípio, são todas as bombas adequadas para garantir a circulação das misturas reacionais no reator tubular.

Dispositivos de mistura adequados são os dispositivos de mistura com elementos móveis e os chamados misturadores estáticos, nos quais são providas resistências a fluxos imóveis. No caso de uso de misturadores estáticos, exemplos adequados são aqueles que permitem uma transferência operacional de pelo menos 1 kPa (10 bar), por exemplo, de pelo menos 1,5 kPa (15 bar), ou de pelo menos 2 kPa (20 bar) sob condições operacionais sem significativas restrições de funcionamento. Os misturadores apropriados podem consistir em material plástico ou de metal. Plásticos adequados incluem, por exemplo, PVC, PP, HDPE, PVDF, PVA ou PTFE. Os misturadores de metal podem consistir, por exemplo, de ligas de níquel, zircônio, titânio e materiais similares. Também adequados são, por exemplo, os misturadores retangulares

O catalisador é adicionado ao reator tubular, preferivelmente, a jusante da bomba e a montante do elemento de mistura presente no reator tubular. Na reação descrita, são usados catalisadores, por exemplo, em uma tal quantidade que a reação global é conduzida em um pH de não mais que 8, particularmente, não mais que 7,5, ou cerca de 7. Pode ser preferido que o pH tenha uma variação na reação na faixa de cerca de 6,5 a cerca de 7,5, por exemplo, cerca de 6,8 a cerca de 7,2.

Alternativamente à adição do catalisador dentro do reator tubular, a jusante da bomba e a montante de um dispositivo de mistura, é também possível no processo descrito alimentar o catalisador dentro do reator tubular juntamente com a acetona. Nesse caso, pode ser vantajoso que uma adequada mistura da acetona e do catalisador seja garantida antes da alimentação dentro do reator tubular. Tal adequada mistura pode ser efetuada, por exemplo, mediante uso de um dispositivo misturador com partes móveis ou mediante uso de um misturador estático.

Quando um processo contínuo é selecionado no reator tubular como modo operacional do processo descrito, pode ser apropriado se exa15 minar o estado da mistura reacional através de análise instantânea ou contínua. Isso oferece também a vantagem de que, quando apropriado, é possível reagir, rapidamente, às mudanças de estado na mistura reacional. Além disso, é também possível, por exemplo, aferir os reagentes de um modo bastante preciso, a fim de minimizar as perdas de rendimento.

Uma correspondente análise pode ser efetuada, por exemplo, mediante amostragem no reator tubular. Adequados métodos de análise, incluem, por exemplo, medição do pH, medição da exotermicidade ou medição da composição da mistura reacional por meio de adequados processos espectroscópicos.

Especialmente dentro do contexto de monitoramento da conversão, aspectos de qualidade e segurança, foi verificado como sendo útil determinar a conversão na mistura reacional através do calor removido da referida mistura reacional e comparar o mesmo com o calor liberado teoricamente.

No caso de uma adequada seleção do reator tubular, a reação em si pode, em princípio, ser efetuada dentro do sistema de tubulação disposto dentro do reator tubular. Entretanto, uma vez que a reação é exotérmica, a fim de evitar perda de rendimento, deve ser garantido um suficiente resfriamento e suficiente remoção do calor da reação. Frequentemente, tem sido considerado como vantajoso, que a reação prossiga dentro de um trocador de calor, preferivelmente, dentro de um trocador de calor do feixe de tubos. Dependendo da quantidade de produto a ser produzido, a capacidade de um adequado trocador de calor pode ser selecionada diferentemente. Para processos em escala industrial, os trocadores de calor tendo um volume de cerca de 10 a cerca de 40 m³, foram considerados como sendo particularmente adequados. Os trocadores de calor do feixe de tubos usados com preferência, são trocadores de calor que possuem um feixe de tubos circulado com um líquido, dentro de uma camisa circulada com um líquido. Dependendo do diâmetro do tubo, densidade de aglomeração, etc., a transferência de calor entre os dois líquidos pode ser apropriadamente ajustada. Em princípio, é possível no processo aqui descrito, conduzir a reação no sentido de que a mistura reacional seja conduzida através do trocador de calor, no próprio feixe de tubos, e que a reação ocorra dentro do feixe de tubos, o calor sendo removido do feixe de tubos para o líquido da camisa.

Entretanto, foi também considerado como sendo praticável e, em muitos casos, como sendo viável, conduzir a mistura reacional através da camisa do trocador de calor, ao mesmo tempo em que o líquido usado para o resfriamento é circulado dentro do feixe de tubos. Em muitos casos, foi verificado como sendo vantajoso quando a mistura reacional é distribuída dentro da camisa por meio de resistências de fluxo, preferivelmente, placas defletoras, para se obter um maior tempo de residência e uma melhor mistura.

A proporção do volume da camisa para o volume do feixe de tubos pode, dependendo do modelo do reator, ser cerca de 10:1 a cerca de 1:10; o volume da camisa, preferivelmente, é maior que o volume do feixe de tubos (com base no conteúdo dos tubos).

A remoção de calor do reator é ajustada com um adequado agente de resfriamento, por exemplo, com água, de modo que a temperatura da reação se situe dentro da faixa de cerca de 25 a cerca de 45°C, particularmente, de cerca de 30 a cerca de 38°C, em particular, de cerca de 33 a cerca de 35°C.

Um produto é removido continuamente do reator tubular. O produto apresenta uma temperatura dentro das faixas de temperaturas reacionais acima mencionadas, por exemplo, uma temperatura de cerca de 35°C. O produto é resfriado por meio de um ou mais trocadores de calor, especialmente, por meio de um ou mais trocadores de calor tipo placa. Por exemplo, o resfriamento com salmoura é utilizado. A temperatura do produto após o resfriamento deve ser de cerca de 0 a 10°C, em particular, de 1 a cerca de 5°C. O produto, preferivelmente, é transferido para o vaso de armazenamento, o qual apresenta uma função de tampão. Além disso, o produto no vaso de armazenamento pode ser posteriormente resfriado, por exemplo, removendo constantemente uma parte de vapor do vaso de armazenamento para um adequado trocador de calor, por exemplo, um trocador de calor tipo pia17 ca, ou mantendo o produto em uma adequada temperatura de armazenamento. Assim, é inteiramente possível que uma continuada reação possa ocorrer no vaso de armazenamento.

O produto pode ser reciclado no vaso de armazenamento, em princípio, por qualquer modo. Entretanto, foi verificado como sendo vantajoso, em alguns casos, que o produto seja reciclado por meio de um sistema composto de um ou mais bocais dentro do vaso de armazenamento, de modo que a mistura correspondente do produto armazenado ocorra dentro do vaso de armazenamento.

O produto é também removido continuamente do vaso de armazenamento para um vaso de estabilização. O produto é então misturado com um ácido adequado, por exemplo, com H2SO4. Este desativa o catalisador e ajusta a mistura reacional para um pH de cerca de 1 a cerca de 3, em particular, cerca de 2. Um ácido adequado é, em particular, o ácido sulfúrico, por exemplo, um ácido sulfúrico tendo um teor de cerca de 90 a 105%, em particular, de cerca de 93 a cerca de 98% de H2SO4.

O produto estabilizado é retirado do vaso de estabilização e transferido para o estágio de purificação. Uma porção do produto estabilizado retirado pode ser reciclada, por exemplo, dentro do vaso de estabilização, de modo que seja garantida uma suficiente mistura no vaso, por meio de um sistema composto de um ou mais bocais.

Processamento de ACH

Em um adicional elemento de processo que pode ser usado em conexão com a presente invenção, a acetona cianidrina que foi obtida em um estágio precedente, por exemplo, a partir da reação de acetona com ácido hidrociânico, é submetida a um processamento de destilação. A acetona cianidrina bruta estabilizada é liberada de constituintes de baixo ponto de ebulição, por meio de uma correspondente coluna. Um adequado processo de destilação pode ser conduzido, por exemplo, por meio de apenas uma coluna. Entretanto, é também possível em uma adequada purificação de acetona cianidrina bruta, se utilizar uma combinação de duas ou mais colunas de destilação, também combinado com um evaporador do tipo/ilme descen18 dente. Além disso, dois ou mais evaporadores tipo filme descendente ou, ainda, duas ou mais colunas de destilação, podem ser combinadas entre si.

A acetona cianidrina bruta chega do armazenamento para a destilação, geralmente, com uma temperatura de cerca de 0 a cerca de 15°C, por exemplo, uma temperatura de cerca de 5 a cerca de 10°C. Em princípio, a acetona cianidrina bruta pode ser introduzida diretamente na coluna. Entretanto, foi verificado como sendo conveniente, em alguns casos, quando a acetona cianidrina bruta se resfria por meio de um trocador de calor, primeiramente absorvendo alguma quantidade de calor do produto já purificado por destilação. Portanto, em uma adicional modalidade do processo aqui descrito, a acetona cianidrina bruta é aquecida por meio de um trocador de calor a uma temperatura de cerca de 60 a 80°C.

A acetona cianidrina é purificada por um processo de destilação, por meio de uma coluna de destilação, preferivelmente, tendo mais de 10 bandejas, ou por meio de uma bateria de duas ou mais correspondentes adequadas colunas de destilação. A base da coluna é aquecida, preferivelmente, com vapor. Foi verificado como sendo vantajoso quando a temperatura da base não excede a uma temperatura de 140°C; um satisfatório rendimento ou uma satisfatória purificação foram alcançados quando a temperatura da base não é maior que cerca de 130°C ou não maior que cerca de 110°C. Os dados de temperatura são baseados na temperatura da parede da base da coluna.

A acetona cianidrina bruta é alimentada ao corpo da coluna no terço superior da coluna. A destilação é executada, preferivelmente, sob pressão reduzida, preferivelmente, sob uma pressão de cerca de 5 a cerca de 90 Pa (50 a cerca de 900 mbar), em particular, cerca de 5 a cerca de 25 Pa (50 a cerca de 250 mbar), obtendo satisfatórios resultados entre 5 a cerca de 15 Pa (50 e cerca de 150 mbar).

No topo da coluna, impurezas gasosas, especialmente acetona e ácido hidrociânico, são removidos, as substâncias gasosas removidas são resfriadas por meio de um trocador de calor ou uma bateria de dois ou mais trocadores de calor. Preferência é dada aqui ao uso de resfriamento com salmoura, com uma temperatura de cerca de 0 a cerca de 10°C. Isso proporciona aos constituintes gasosos dos vapores a oportunidade de se condensarem. O primeiro estágio de condensação pode ocorrer, por exemplo, sob pressão padrão. No entanto, é igualmente possível e foi verificado como sendo vantajoso, em alguns casos, quando esse primeiro estágio de condensação é concretizado sob pressão reduzida, preferivelmente, sob uma pressão que prevalece na destilação. O condensado é passado sobre ou dentro de um vaso de coleta resfriado, com um procedimento de coleta feito sob uma temperatura de cerca de 0 a cerca de 15°C, em particular, de cerca de 5 a cerca de 10°C.

Os compostos gasosos que não se condensam no primeiro estágio de condensação, são removidos da câmara sob pressão reduzida, por meio de uma bomba a vácuo. Em princípio, qualquer bomba a vácuo pode ser aqui usada. No entanto, foi verificado como sendo vantajoso, em muitos casos, se utilizar uma bomba de vácuo que, devido ao seu modelo, não proporciona a introdução de impurezas líquidas dentro da corrente de gás. Portanto, a preferência é dada aqui, por exemplo, para as bombas a vácuo de processamento a seco.

A corrente de gás que escapa no lado de pressão da bomba é conduzida através de um adicional trocador de caíor, o qual, preferivelmente, é resfriado com salmoura, a uma temperatura de cerca de 0 a cerca de 15°C. Os constituintes que aqui se condensam são igualmente coletados no vaso de coleta, o qual já coleta os condensados obtidos sob condições de vácuo. A condensação executada no lado da pressão da bomba de vácuo pode ser realizada, por exemplo, por meio de um trocador de calor, mas, também, com uma bateria de dois ou mais trocadores de calor dispostos em série ou em paralelo. As substâncias gasosas que permanecem após essa etapa de condensação são removidas e enviadas para qualquer posterior utilização, por exemplo, uma utilização térmica.

Os concentrados coletados, igualmente, podem ser utilizados posteriormente, conforme desejado. No entanto, por razões econômicas, foi verificado como sendo extremamente vantajoso reciclar os condensados dentro da reação de preparação de acetona cianidrina. Isso é realizado, preferivelmente, em um ou mais pontos que possibilitam acesso ao reator de circulação. Em princípio, os condensados podem apresentar qualquer composição, desde que não interrompam a preparação da acetona cianidrina. Em muitos casos, entretanto, uma quantidade predominante do condensado irá consistir em acetona e ácido hidrociânico, por exemplo, em uma proporção molar de cerca de 2:1 a cerca de 1:2, frequentemente, em uma proporção molar de cerca de 1:1.

A acetona cianidrina obtida da base da coluna de destilação é primeiramente resfriada para uma temperatura de cerca de 40 a cerca de 80°C, pela acetona cianidrina bruta fria alimentada por meio de um primeiro trocador de calor. Subsequentemente, a acetona cianidrina é resfriada para uma temperatura de cerca de 30 a cerca de 35°C, por meio de, pelo menos, um adicional trocador de calor e, opcionalmente, sendo armazenada imediatamente.

Amidação

Em um adicional elemento de processo, conforme frequentemente proporcionado na preparação de ácido metacrílico ou de ésteres de ácido metacrílico, a acetona cianidrina é submetida a uma hidrólise. Em diferentes níveis de temperatura, após uma série de reações, é formado o composto de metacrilamida como produto.

A reação é produzida de uma maneira conhecida para aqueles versados na técnica, mediante uma reação entre ácido sulfúrico concentrado e acetona cianidrina. A reação é exotérmica, o que significa que o calor da reação é vantajosamente removido do sistema.

A reação também pode, conforme mencionado anteriormente, ser realizada em um processo tipo batelada ou em um processo tipo contínuo. Este último foi considerado como sendo vantajoso em muitos casos. Quando a reação é realizada em um processo tipo contínuo, o uso de reatores do tipo tubular com reciclagem tem sido considerado como conveniente. A reação pode ser realizada, por exemplo, somente em um reator tubular. No entanto, pode ser vantajoso quando a reação é realizada em uma bateria de dois ou mais reatores tubulares.

No processo descrito, um adequado reator de circulação apresenta um ou mais pontos de alimentação para acetona cianidrina, um ou mais pontos de alimentação para ácido sulfúrico concentrado, um ou mais separadores de gás, um ou mais trocadores de calor e um ou mais misturadores e, normalmente, uma bomba como meio de transporte.

A hidrólise da acetona cianidrina com ácido sulfúrico para proporcionar metacrilamida, conforme já descrito, é exotérmica. O calor de reação que surge na reação deve ser, entretanto, pelo menos, acentuadamente retirado do sistema, uma vez que o rendimento cai com o aumento de temperatura na reação. Em princípio, é possível que se obtenha uma rápida e total remoção do calor de reação, com adequados trocadores de calor. Entretanto, isso pode também ser desvantajoso para resfriar a mistura muito intensamente, uma vez que uma suficiente transferência de calor é requerida para uma apropriada troca nos trocadores de calor. Uma vez que a viscosidade da mistura se eleva acentuadamente com a queda da temperatura, a circulação e o fluxo através do reator tubular é, em primeiro lugar, um tanto complicada, e uma suficiente remoção da energia de reação do sistema pode, em segundo lugar, não ser mais garantida.

Além disso, temperaturas excessivamente baixas na mistura reacional podem levar a uma cristalização dos constituintes da referida mistura reacional nos trocadores de calor. Isso piora ainda mais a transferência de calor, pelo que, como resultado, uma evidente redução do rendimento pode ser detectada. Além disso, o reator de circulação não pode ser carregado com quantidades ótimas de reagentes, de modo que a eficiência do processo é reduzida de um modo global.

Em uma modalidade do processo, uma porção, preferivelmente, dois terços a cerca de três quartos, da velocidade de fluxo em volume de um vapor de acetona cianidrina são introduzidos em um primeiro reator tubular. Um primeiro reator tubular, preferivelmente, apresenta um ou mais trocadores de calor, uma ou mais bombas, um ou mais elementos misturadores e um ou mais separadores de gás. A corrente de fluxo que passa através do primeiro reator tubular, preferivelmente, se situa na faixa de cerca de 50 a 650 m³/h, preferivelmente, na faixa de 100 a 500 m³/h e, mais preferivelmente, em uma faixa de cerca de 150 a 450m³/h. Em pelo menos um adicional reator tubular que se segue ao primeiro reator tubular, a corrente de fluxo, preferivelmente, se situa na faixa de cerca de 40 a 650 m³/h, preferivelmente, na faixa de 50 a 500 m³/h e, mais preferivelmente, em uma faixa de cerca de 60 a 350m³/h. Além disso, uma diferença de temperatura preferida em relação aos trocadores de calor é de cerca de 1 a 20°C, sendo dada uma particular preferência para a faixa de 2 a 7°C.

A acetona cianidrina, em princípio, pode ser alimentada ao reator tubular em qualquer ponto. Entretanto, foi verificado como sendo vantajoso quando a alimentação é feita dentro de um elemento de mistura, por exemplo, em um misturador com partes móveis ou em um misturador estático, ou em um ponto de satisfatória mistura. O ácido sulfúrico é vantajosamente alimentado a montante da adição da acetona cianidrina. No entanto, é também possível se alimentar o ácido sulfúrico dentro do reator tubular em qualquer outro ponto.

A proporção de reagentes no reator tubular é controlada de modo a que um excesso de ácido sulfúrico esteja presente. O excesso de ácido sulfúrico, com base na proporção molar dos constituintes, é de cerca de 1,8:1 a cerca de 3:1 no primeiro reator tubular e de cerca de 1,3:1 a cerca de 2:1 no último reator tubular.

Em alguns casos, foi verificado como sendo vantajoso realizar a reação no reator tubular com o referido excesso de ácido sulfúrico. O ácido sulfúrico pode servir, por exemplo, como um solvente e manter a viscosidade da mistura reacional baixa, o que pode garantir urna maior remoção de calor de reação e uma temperatura mais baixa da mistura reacional. Isso pode proporcionar significativas vantagens de rendimento. A temperatura na mistura reacional é de cerca de 90 a cerca de 120°C.

A remoção de calor é garantida por um ou mais trocadores de calor no reator tubular. Foi verificado como sendo vantajoso quando os trocadores de calor apresentam um adequado sistema de sensores para con23 trolar o desempenho de resfriamento, a fim de evitar um resfriamento demasiadamente grande da mistura reacional pelas razões acima mencionadas. Por exemplo, pode ser vantajoso medir a transferência de calor no trocador de calor ou nos trocadores de calor ponto a ponto, ou continuamente e, depois, ajustar o desempenho de resfriamento dos trocadores de calor em si. Isso pode ser feito, por exemplo, através do próprio resfriamento. É igualmente possível se conseguir um apropriado aquecimento da mistura reacional mediante correspondente variação da adição de reagentes, e mediante geração de mais calor de reação. Uma combinação das duas possibilidades é também concebível. O reator de circulação deve ainda apresentar pelo menos um separador de gás. Um método é retirar o produto formado continuamente do reator tubular através do separador de gás. Outro método é a retirada dos gases formados durante a reação na câmara de reação. O gás formado é principalmente monóxido de carbono. O produto retirado do reator tubular, preferivelmente, é transferido para um segundo reator tubular. Nesse segundo reator tubular, a mistura reacional compreendendo ácido sulfúrico e metacrilamida, conforme obtida mediante a reação no primeiro reator tubular, é reagida com a corrente parcial restante de acetona cianidrina. Nesse caso, o excesso de ácido sulfúrico proveniente do primeiro reator tubular ou, pelo menos, alguma quantidade de excesso de ácido sulfúrico, reage com a acetona cianidrina para então formar a metacrilamida. O desempenho da reação em dois ou mais reatores tubulares tem a vantagem de que devido ao excesso de ácido sulfúrico no primeiro reator tubular, a capacidade de bombeamento da mistura reacional com consequente transferência de calor e, finalmente, o rendimento, são bastante melhorados. Por sua vez, pelo menos um elemento de mistura, pelo menos um trocador de calor e pelo menos um separador de gás são dispostos no segundo reator tubular. A temperatura da reação no segundo reator tubular é igualmente de cerca de 90 a cerca de 120°C.

O problema da capacidade de bombeamento da mistura reacional, da transferência de calor e de uma temperatura mínima de reação ocorre em cada adicional reator tubular, como acontece com o primeiro. Portan24 to, o segundo reator tubular, vantajosamente, pode ter um trocador de calor cujo desempenho de resfriamento possa ser controlado por meio de um apropriado sistema de sensores.

A acetona cianidrina é novamente alimentada em um adequado elemento de mistura, preferivelmente, em um misturador estático ou em um ponto satisfatório de mistura.

O produto é retirado do separador, especificamente, do separador de gás, do segundo reator tubular e aquecido a uma temperatura de cerca de 130 a cerca de 180°C, de modo a concretizar a reação e formar a metacrilamida.

O aquecimento é realizado, preferivelmente, de tal modo que a temperatura máxima seja alcançada apenas em mínimo período, por exemplo, por um período de tempo de cerca de 1 minuto a cerca de 30 minutos, particularmente, por um período de tempo de cerca de 2 a cerca de 8 minutos ou um período de cerca de 3 a cerca de 5 minutos. Em princípio, isso pode ser realizado em qualquer dispositivo que consiga tal temperatura em um período de tempo tão curto. Por exemplo, a energia pode ser suprida de uma maneira convencional, mediante energia elétrica ou através de vapor. Entretanto, é igualmente possível suprir a energia por meio de radiação eletromagnética, por exemplo, por meio de micro-ondas.

Em diversos casos foi verificado como sendo vantajoso quando a etapa de aquecimento é realizada em um trocador de calor com uma disposição de dois estágios ou de múltiplos estágios de tubos espiralados, que, preferivelmente, podem estar presentes em pelo menos uma disposição oposta dupla. Isto aquece a mistura reacional rapidamente a uma temperatura de cerca de 130 a cerca de 180°C.

O trocador de calor pode ser combinado, por exemplo, com um ou mais separadores de gás. Por exemplo, é possível conduzir a mistura reacional através de um separador de gás, após a mesma deixar o primeiro tubo espiralado no trocador de calor. Isso pode remover, por exemplo, os componentes gasosos formados durante a reação da mistura reacional. É igualmente possível tratar a mistura reacional em um separador de gás, de25 pois de a mesma deixar o segundo espiralado. Pode ainda ser considerado como sendo vantajoso tratar a mistura reacional em um separador de gás, depois de a mesma deixar o primeiro tubo espiralado e o segundo tubo espiralado.

A solução de amida que pode ser assim obtida, geralmente, apresenta uma temperatura de mais de 100°C, tipicamente, uma temperatura de cerca de 130 a 180°C.

Os compostos gasosos obtidos na amidação podem, em princípio, ser dispostos de qualquer modo ou ser enviados para posterior processamento. Entretanto, pode ser vantajoso em alguns casos quando gases adequados são combinados em uma linha de transporte, de modo que sejam opcionalmente pressurizados continuamente ou conforme requerido, por exemplo, com pressão de vapor, dessa forma, podendo ser posteriormente transportados.

Esterificação

Uma adicional etapa que constitui um elemento de processo e que pode ser usada na presente invenção, em conexão com o processo de acordo com a invenção, se refere a uma hidrólise de metacrilamida a ácido metacrílico, com sua subsequente esterificação a ésteres metacrílicos. Essa reação pode ser realizada em um ou mais tanques aquecidos, por exemplo, aquecidos por vapor. No entanto, foi considerado em muitos casos como sendo vantajoso quando a esterificação é realizada em pelo menos dois tanques sucessivos, mas, por exemplo, também, em três, quatro ou mais tanques sucessivos. Nesse caso, uma solução de metacrilamida é introduzida dentro do tanque ou dentro do primeiro tanque de uma bateria de tanques, que compreende dois ou mais tanques.

Frequentemente, é preferido realizar uma correspondente reação de esterificação com uma bateria de dois ou mais tanques. Portanto, daqui em diante, será feita referência exclusivamente a essa alternativa.

No processo aqui descrito, é possível, por exemplo, alimentar uma solução de amida, conforme pode ser obtida da reação de amidação aqui descrita, dentro de um primeiro tanque. O tanque é aquecido, por e26 xemplo, com vapor. A solução de amida suprida, geralmente, apresenta uma elevada temperatura, por exemplo, uma temperatura de cerca de 100 a cerca de 180°C, correspondendo essencialmente à temperatura de saída da solução de amida da reação de amidação apresentada acima. Um alcanol é também alimentado aos tanques, o qual pode ser usado para esterificação.

Adequados alcanóis, em princípio, são alcanóis tendo de 1 a cerca de 4 átomos de carbono, podendo ser lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, sendo dada particular preferência ao metanol. Esses alcanóis podem igualmente ser usados juntamente com os ésteres metacrílicos, que é o caso que ocorre especificamente nas transesterificações.

O tanque é também carregado com água, de modo que exista uma concentração total de água no tanque de cerca de 13 a cerca de 26% em peso, em particular, cerca de 18 a cerca de 20% em peso.

A quantidade de solução de amida e de alcanol é controlada, de modo que exista uma proporção molar total de amida para alcanol de cerca de 1:1,4 a cerca de 1:1,6. O alcanol pode ser distribuído em toda a bateria de tanques, de modo que a proporção molar no primeiro reator seja de cerca de 1:1,1 a cerca de 1:1,4, e nos subsequentes estágios de reação, com base na corrente total de amida, sejam estabelecidas proporções molares de cerca de 1:0,05 a cerca de 1:0,3. O alcanol alimentado na esterificação pode ser composto de alcanol fresco e alcanol proveniente de correntes de reciclagem de estágios de processamento e, se necessário, também de correntes de reciclagem de processos a jusante do sistema de produção.

O primeiro tanque pode ser carregado, em princípio, com água, de modo que a água seja alimentada ao tanque proveniente de qualquer fonte, desde que essa água não contenha ingredientes que possam adversamente afetar a reação de esterificação dos estágios de processo a jusante. Por exemplo, água desmineralizada ou água de fonte podem ser alimentadas ao tanque. No entanto, é também igualmente possível alimentar uma mistura de água e compostos orgânicos ao tanque, como se faz, por exemplo, no procedimento de purificação de ácido metacrílico ou ésteres metacrílicos. Em uma modalidade preferida do processo aqui descrito, o tanque é carregado pelo menos parcialmente com uma mistura de água e de tais compostos orgânicos.

Quando uma bateria de dois ou mais tanques é usada na reação de esterificação, as substâncias gasosas formadas, especialmente, os ésteres metacrílicos, podem, em princípio, ser extraídos individualmente de cada tanque e alimentados para um procedimento de purificação. No entanto, foi considerado em alguns casos como sendo vantajoso quando em uma bateria de dois ou mais tanques, os produtos gasosos do primeiro tanque são primeiro alimentados dentro do segundo vaso de reação, sem que os compostos gasosos do primeiro tanque sejam alimentados diretamente para purificação. Esse procedimento oferece a vantagem de que a frequente alta evolução de espuma no primeiro tanque não precisa ser neutralizada por complicados dispositivos antiespumantes. No caso de passagem de substâncias gasosas do primeiro tanque para o segundo tanque, a espuma que foi formada no primeiro tanque e que pode ter sido arrastada também entra na câmara de reação do segundo tanque de maneira simples. Uma vez que a formação de espuma é geralmente significativamente mais baixa, não existe a necessidade de dispositivos antiespumantes.

O segundo tanque disposto a jusante do primeiro tanque, então, inicialmente, retira o fluxo de transbordamento do primeiro tanque; em segundo lugar, é alimentado com as substâncias gasosas formadas no primeiro tanque ou que se encontram presentes no primeiro tanque. O segundo tanque e quaisquer tanques seguintes são igualmente carregados com metanol. É preferido que a quantidade de metanol diminua de pelo menos 10% de tanque para tanque, baseado em cada caso no tanque precedente. A concentração de água no segundo tanque e nos outros tanques pode diferir daquela do primeiro tanque; entretanto, as diferenças de concentração são bastante pequenas.

Os vapores formados no segundo tanque são removidos do tanque e introduzidos na base de uma coluna de destilação.

Quando a esterificação é realizada com uma bateria de três ou mais tanques, o transbordamento do segundo tanque é transferido em cada caso para um terceiro tanque, e o transbordamento do terceiro tanque, se apropriado, para um quarto tanque. Os tanques adicionais são igualmente aquecidos por vapor. A temperatura nos 3 tanques, se apropriado, 4 tanques, é preferivelmente ajustada para cerca de 120 a cerca de 140°C.

Os vapores que escapam dos tanques são passados dentro de uma coluna de destilação, isso, preferivelmente, sendo realizado na região inferior da coluna de destilação. Os vapores compreendem uma mistura azeotrópica de um vapor de veículo, ésteres metacrílicos e alcanol e, dependendo do alcanol usado, apresentam uma temperatura de cerca de 60 a cerca de 120°C, por exemplo, de cerca de 70 a cerca de 90°C quando o metanol é usado. Na coluna de destilação, o éster metacrílico é separado na forma gasosa dos constituintes de vapor que fervem sob temperaturas mais altas. As frações de alto ponto de ebulição (principalmente, ácido metacrílico, ésteres hidróxi-isobutíricos e água) são recicladas dentro do primeiro tanque de reação. O éster metacrílico formado é extraído no topo da coluna e resfriado por meio de um trocador de calor ou uma bateria de dois ou mais trocadores de calor. Foi verificado como sendo conveniente em alguns casos, quando o éster metacrílico é resfriado por meio de pelo menos dois trocadores de calor, em cujo caso, um primeiro trocador de calor com água executa a condensação e um resfriamento para uma temperatura de cerca de 60 para cerca de 30°C, enquanto um segundo trocador de calor resfriado com salmoura experimenta um resfriamento para cerca de 5 a cerca de 15°C. Uma corrente parcial do condensado resfriado com água pode ser introduzida como refluxo nas colunas para controle da concentração na coluna. No entanto, é igualmente possível resfriar o éster metacrílico formado por meio de uma bateria de mais de dois trocadores de calor. Nesse caso, é possível, por exemplo, primeiro experimentar um resfriamento por meio de dois trocadores de calor resfriados com água conectados em série e, depois, conseguir um posterior resfriamento por meio de um apropriado trocador de calor resfriado com salmoura.

Por exemplo, no processo aqui apresentado, o éster metacrílico formado pode ser resfriado no estado gasoso por meio de um primeiro tro29 cador de calor com resfriamento por água. As substâncias condensadas e não-condensadas são depois passadas dentro de um segundo trocador de calor, onde uma adicional condensação ocorre por meio de resfriamento de água. Nesse ponto, por exemplo, as substâncias gasosas podem, então, ser transferidas para dentro de um trocador de calor separado resfriado com salmoura. O condensado nesse trocador de calor resfriado com salmoura é então introduzido na corrente do destilado, enquanto que as substâncias gasosas restantes podem ser depois utilizadas ou serem enviadas para descarte. O condensado de éster metacrílico proveniente do segundo trocador de calor resfriado a água é depois resfriado em um trocador de calor resfriado a água ou resfriado com salmoura, para uma temperatura inferior a cerca de 15°C, preferivelmente, cerca de 8 a cerca de 12°C. Essa etapa de resfriamento pode levar o éster metacrílico formado a ter um teor significativamente mais baixo de ácido fórmico do que no caso de não contar com essa correspondente etapa de resfriamento. O condensado resfriado é depois transferido para um separador de fase. Então, a fase orgânica (éster metacrílico) é separada da fase aquosa. A fase aquosa que, assim como, a água, pode também apresentar um teor de compostos orgânicos, especialmente alcanol, proveniente da etapa de destilação, em princípio, pode ser usada posteriormente, caso desejado. Entretanto, conforme já descrito acima, pode se preferir reciclar essa mistura de água e compostos orgânicos para o processo de esterificação, mediante alimentação da mesma dentro do primeiro tanque de reação.

A fase orgânica removida é alimentada dentro de um purificador. Então, o éster metacrílico é purificado com água desmineralizada. A fase aquosa separada que compreende uma mistura de água e compostos orgânicos, especialmente, alcanol, pode, em princípio, ser usada depois conforme desejado. No entanto, é vantajoso, por razões econômicas, reciclar essa fase aquosa para a etapa de esterificação, mediante alimentação da mesma, por exemplo, para dentro do primeiro tanque.

Uma vez que os ésteres metacrílicos possuem uma forte tendência de polimerizar, em muitos casos é vantajoso quando se toma cuidado na esterificação do ácido metacrílico, de modo que seja evitada a sua polimerização.

Em instalações para preparação de ácido metacrílico ou ésteres metacrílicos, a polimerização normalmente ocorre quando o ácido metacrílico ou o éster metacrílico apresentam, primeiro, uma baixa velocidade de fluxo, de modo que, dessa forma, podem se formar zonas calmas, em que um contato duradouro por prolongado período entre o ácido metacrílico ou o éster metacrílico e um iniciador de polimerização pode ser estabelecido, o que, subsequentemente, pode ocasionar a polimerização.

A fim de evitar esse comportamento de polimerização, pode ser vantajoso se otimizar o fluxo de substância causador disso, primeiramente, que a velocidade de fluxo do éster metacrílico ou do ácido metacrílico seja suficientemente alta substancialmente em todos os pontos do sistema, de modo que o número de zonas calmas seja minimizado. Além disso, pode ser vantajoso se misturar a corrente de ácido metacrílico ou ésteres metacrílicos com adequados estabilizadores, de modo que a polimerização seja acentuadamente eliminada.

Para essa finalidade, as correntes no processo aqui apresentado podem, em princípio, ser misturadas com os estabilizadores, de modo que ocorra um mínimo nível de polimerização no sistema em si. Para tal fim, a parte da instalação, em particular, na qual está presente o ácido metacrílico ou o éster metacrílico com alta concentração, durante ou depois da destilação, é suprida de apropriados estabilizadores.

Por exemplo, foi verificado como sendo viável suprir um estabilizador no topo da coluna de destilação para que a corrente de éster metacrílico seja de tal ponto arrastada. Além disso, foi verificado como sendo vantajoso descarregar aquelas partes da instalação em que o ácido metacrílico ou o éster metacrílico é circulado com uma temperatura de mais de cerca de 20°C, preferivelmente, com uma temperatura na faixa de cerca de 20 a cerca de 120°C, com uma solução do estabilizador no éster metacrílico. Por exemplo, alguma porção do condensado obtido nos trocadores de calor, junto com um adequado estabilizador, é reciclada no topo da coluna de destilação, de modo que o topo da coluna, no seu interior, seja constantemente pulverizado com éster metacrílico estabilizado ou ácido metacrílico estabilizado. Isso é preferivelmente feito, de modo que não possam se formar zonas calmas no topo da coluna, onde existe um risco de polimerização do ácido metacrílico ou do éster metacrílico. Os próprios trocadores de calor podem, de modo correspondente, serem igualmente carregados com uma solução estabilizada de ácido metacrílico ou éster metacrílico, de modo que nenhuma zona calma possa ser ali formada.

Foi também considerado como sendo vantajoso no processo aqui apresentado, quando, por exemplo, os gases removidos compreendendo monóxido de carbono de processos anteriores, especialmente, da etapa de amidação, são passados através da instalação de esterificação junto com vapor. Desse modo, a mistura de gases é novamente e imediatamente purificada, para remover os compostos que podem ser removidos na forma sólida ou líquida. Em seguida, estes são coletados em um ponto central e podem ser enviados para posterior utilização ou descarte.

O éster metacrílico obtido ou o MMA obtido na esterificação e subsequente pré-purificação, ou o ácido metacrílico obtido, são depois subsequentemente enviados para um posterior tratamento. A esterificação resulta em ácido sulfúrico diluído como substância residual restante, a qual, igualmente, pode ser enviada para posterior utilização.

Pré-purificação do éster ou do ácido

No processo aqui apresentado, a matéria da presente invenção pode também ser usada em conexão com um processo de purificação de ácido metacrílico ou éster metacrílico, conforme descrito no elemento de processo seguinte. Por exemplo, em princípio, ácido metacrílico bruto ou éster metacrílico bruto podem ser submetidos a uma posterior purificação, a fim de obter um produto bastante puro. Tal purificação que constitui um elemento adicional do processo, pode, por exemplo, ser feita em um único estágio. Entretanto, foi verificado como sendo vantajoso em muitos casos quando tal processo de purificação compreende pelo menos dois estágios, em cujo caso, os constituintes do produto de baixo ponto de ebulição são removidos em uma primeira pré-purificação, conforme aqui descrito. Para tal fim, éster metacrílico bruto ou ácido metacrílico bruto são, primeiro, transferidos para dentro de uma coluna de destilação, na qual os constituintes de baixo ponto de ebulição e água podem ser removidos. Para esse fim, o éster metacrílico bruto é enviado para uma coluna de destilação, em cujo caso a adição é realizada, por exemplo, na metade superior da coluna. A base da coluna é aquecida com vapor, por exemplo, de modo que seja alcançada uma temperatura de parede de cerca de 50 a cerca de 120°C. A purificação é realizada sob pressão reduzida. A pressão dentro da coluna no caso do éster, preferivelmente, é de cerca de 10 kPa a 60 kPa (100 a cerca de 600 mbar). A pressão dentro da coluna no caso do ácido, preferivelmente, é de cerca de 4 kPa a 30 kPa (40 a cerca de 300 mbar).

No topo da coluna são removidos os constituintes de baixo ponto de ebulição. Em particular, estes constituintes podem ser, por exemplo, éter, acetona e formiato de metila. Os vapores são depois condensados por meio de um ou mais trocadores de calor. Por exemplo, foi verificado como sendo conveniente em alguns casos, primeiro, realizar uma condensação por meio de dois trocadores de calor resfriados a água conectados em série. No entanto, é igualmente possível se utilizar somente um trocador de calor nesse ponto. Os trocadores de calor, preferivelmente, são operados em posição vertical para aumentar a velocidade de fluxo e prevenir a formação de fases estacionárias, sendo dada preferência à obtenção de um máximo umedecimento. Conectado a jusante do trocador de calor resfriado a água ou dos trocadores de calor resfriados a água pode se dispor um trocador de calor resfriado com salmoura, mas, também é possível se conectar uma bateria de dois ou mais trocadores de calor resfriados com salmoura a jusante. Na bateria de trocadores de calor, os vapores são condensados, são providos de um estabilizador e, por exemplo, alimentados a um separador de fase. Uma vez que os vapores podem também conter água, qualquer fase aquosa que ocorra é descartada ou enviada para uma posterior utilização. Um exemplo de uma possível posterior utilização é a reciclagem em uma reação de esterificação, por exemplo, em uma reação de esterificação conforme descrito acima. Nesse caso, a fase aquosa, preferivelmente, é reciclada em um primeiro tanque de esterificação.

A fase orgânica removida é alimentada na forma de refluxo no topo da coluna. Alguma porção da fase orgânica pode, por sua vez, ser usada para pulverizar as partes superiores dos trocadores de calor e o topo da coluna. Uma vez que a fase orgânica removida é uma fase que foi misturada com um estabilizador, então, é possível, primeiro, efetivamente prevenir a formação de zonas calmas. Em segundo lugar, a presença do estabilizador produz uma posterior eliminação da tendência de polimerização dos vapores removidos.

A corrente de condensado obtida dos trocadores de calor é adicionalmente e preferivelmente misturada com água desmineralizada, de modo que uma suficiente ação de separação possa ser obtida no separador de fase.

Os compostos gasosos que permanecem após a condensação na bateria de trocadores de calor podem, preferivelmente, por meio de ejetares de vapor como geradores de pressão reduzida, ser submetidos uma vez mais a uma etapa de condensação, mediante um ou mais adicionais trocadores de calor. Foi verificado como sendo vantajoso, por razões econômicas, quando essa de pós-condensação condensa não apenas as substâncias gasosas provenientes da etapa de pré-purificação. Por exemplo, é possível se alimentar outras substâncias gasosas para pós-condensação, como aquelas obtidas da purificação principal dos ésteres metacrílicos. A vantagem de tal procedimento reside, por exemplo, na transferência da proporção de éster metacrílico que não foi condensado no estágio de purificação principal, uma vez mais através do separador de fase, na coluna de purificação de pré-purificação. Assim, é garantido, por exemplo, que pode ocorrer uma maximização do rendimento e de mínimas perdas de ésteres metacrílicos. Além disso, a adequada seleção do modelo e a operação desses adicionais trocadores de calor permite o ajuste da composição dos gases removidos que deixam esses trocadores de calor, especialmente, o teor dos de baixo ponto de ebulição.

Devido à alimentação de água na pré-purificação do éster metacrílico, o teor de água na esterificação e a concentração dos constituintes de baixo ponto de ebulição no metacrilato de metila bruto, globalmente, podem se elevar continuamente. A fim de evitar isso, pode ser vantajoso descarre5 gar alguma porção de água alimentada ao sistemà para fora do sistema, preferivelmente, de modo contínuo. Em princípio, essa descarga pode ser realizada, por exemplo, em uma ordem de grandeza relativa à água que é alimentada ao sistema no pré-purificação. A fase aquosa separada no separador de fase, tipicamente, possui um teor de constituintes orgânicos. Portanto, pode ser vantajoso alimentar essa água para formar um descarte que utilize esse teor de substâncias orgânicas.

Por exemplo, pode ser vantajoso quando a água assim contaminada com substâncias orgânicas é alimentada à câmara de combustão em um processo de divagem com ácido sulfúrico. Devido aos constituintes que podem ser oxidados, seu valor calorífico pode ainda ser utilizado pelo menos parcialmente. Além disso, um descarte possivelmente oneroso da água contaminada com substâncias orgânicas é assim, normalmente, evitado. Purificação Fina do Éster Metacrílico

Para a purificação fina do éster metacrílico, o éster metacrílico bruto purificado é submetido a outro procedimento de destilação. Isso libera o éster metacrílico bruto de seus constituintes de alto ponto de ebulição, com a ajuda de uma coluna de destilação, para a obtenção de um éster metacrílico puro. Para tal fim, o éster metacrílico bruto é introduzido em uma coluna de destilação, algumas vezes, na sua metade inferior, de uma maneira co25 nhecida para aqueles versados na técnica.

Em princípio, a coluna de destilação pode corresponder a qualquer modelo que pareça ser adequado para aqueles versados na técnica. Entretanto, foi verificado como sendo vantajoso em muitos casos para a pureza do produto resultante, quando a coluna de destilação é operada com um ou mais preenchimentos, o que corresponde, aproximadamente, às seguintes exigências.

Inicialmente, como também ocorre nas outras linhas circuladas através do éster metacrílico, um nível mínimo dos chamados espaços mortos deve se formar nas colunas. Os espaços mortos provocam um tempo de residência comparativamente mais longo para os ésteres metacrílicos, o que ocasiona a sua polimerização. Isso, por sua vez, provoca paradas de produção dispendiosas e limpeza das partes apropriadas bloqueadas com o polímero. Uma maneira de neutralizar a formação de espaços mortos é através do projeto de um suficiente modo de operação das colunas, para sempre carregar as mesmas com uma suficiente quantidade de líquido, de modo que uma constante descarga das colunas e, especialmente, dos internos das colunas, tal como, do preenchimento, seja obtida. Por exemplo, as colunas podem apresentar dispositivos de pulverização que são designados para a pulverização dos internos das colunas. Além disso, os internos das colunas podem ser conectados entre si, de modo que raros espaços mortos ou até mesmo nenhum espaço morto é formado. Para tal fim, os internos das colunas podem ser conectados entre si ou à coluna através de costuras de adesão interrompidas. Essas costuras de adesão possuem, pelo menos, cerca de 2, preferivelmente, pelo menos cerca de 5 e, mais preferivelmente, pelo menos cerca de 10 interrupções para 1 m de comprimento de costura de adesão. O comprimento dessas interrupções pode ser selecionado de modo que proporcionem pelo menos cerca de 10%, preferivelmente, pelo menos cerca de 20%, mais preferivelmente, pelo menos cerca de 50%, mas, geralmente, não mais que 95% do comprimento da costura de adesão. Outra medida do projeto pode ser que nas regiões internas da coluna, especialmente aquelas que entram em contato com os ésteres metacrílicos, menos de cerca de 50%, preferivelmente, menos de cerca de 25% e, mais preferivelmente, menos de cerca de 10% de todas as superfícies, especialmente dos internos da coluna, se disponham horizontalmente. Por exemplo, as pontas que se abrem no interior da coluna podem ser configuradas de forma cônica ou com superfícies oblíquas. Outra medida pode consistir em manter a quantidade de éster metacrílico líquido presente na base da coluna o mais baixo possível, durante a operação da coluna e, em segundo lugar, na prevenção de superaquecimento dessa quantidade apesar das moderadas temperatu36 ras e de superfícies de grande evaporação durante a evaporação. Pode ser vantajoso no presente contexto que a quantidade de líquido na base da coluna se situe na faixa de cerca de 0,1 a 15%, e preferivelmente, cerca de 1 a 10% da quantidade total de éster metacrílico na coluna. As medidas propostas nesse parágrafo podem também encontrar uso no processo de destilação de ácido metacrílico.

Na purificação do éster metacrílico, seus constituintes de alto ponto de ebulição são separados do produto mediante destilação. Para tal fim, a base da coluna é aquecida com vapor. A temperatura da base, preferivelmente, é de cerca de 50 a cerca de 80°C, em particular, de cerca de 60 a cerca de 75°C, com a temperatura da parede sendo inferior a cerca de 120°C.

O material obtido na base da coluna é preferivelmente removido continuamente e resfriado por meio de um trocador de calor ou uma bateria de diversos trocadores de calor para uma temperatura na faixa de cerca de 40 a cerca de 80°C, preferivelmente, cerca de 40 a cerca de 60°C, e mais preferivelmente, na faixa de cerca de 50 a 60°C.

Esse material compreendendo predominantemente éster metacrílico, éster hidróxi-isobutírico, ácido metacrílico e componentes estabilizadores é, subsequentemente, mediante um vaso de armazenamento, por exemplo, disposto ou enviado para outro uso. Foi verificado como sendo vantajoso em muitos casos, quando o material obtido na base da coluna é reciclado dentro da reação de esterificação. Por exemplo, o material da base da coluna é reciclado dentro do primeiro tanque de esterificação. Isso proporciona o surgimento da vantagem de que tendo em vista um método viável e bastante econômico e um rendimento acentuadamente alto, compostos de ponto de ebulição relativamente alto presentes nas bases das coluna são reciclados na reação de esterificação.

No topo da coluna, o éster metacrílico purificado por destilação é retirado e resfriado por meio de um trocador de calor ou uma bateria de dois ou mais trocadores de calor. O calor dos vapores pode ser removido por meio de trocadores de calor resfriados a água ou por meio de trocadores de calor resfriados com salmoura ou por meio de uma combinação destes. Foi verificado como sendo conveniente em alguns casos, quando os vapores da coluna de destilação são transferidos em dois ou mais trocadores de calor conectados em paralelo, os quais são operados por meio de resfriamento a água. As frações não-condensadas dos trocadores de calor resfriados a água podem, por exemplo, ser introduzidas em um trocador de calor resfriado com salmoura ou uma bateria de dois ou mais trocadores de calor resfriados com salmoura, os quais podem ser dispostos em série ou em paralelo. Os condensados que podem ser obtidos dos trocadores de calor são introduzidos em um vaso coletor e enviados para um vaso de tampão por meio de uma bomba, através de um adicional trocador de calor ou uma bateria de dois ou mais adicionais trocadores de calor. A corrente de condensado é resfriada, por exemplo, por meio de uma bateria de um ou dois trocadores de calor resfriados a água e um ou dois trocadores de calor resfriados com salmoura, para uma temperatura na faixa de cerca de 0 a cerca de 20°C, preferivelmente, cerca de 0 a cerca de 15°C, e mais preferivelmente, em uma faixa de cerca de 2 a 10°C.

Uma corrente parcial é retirada da corrente de condensado e reciclada na coluna de destilação através do topo da coluna. A corrente de condensado pode ser alimentada no topo da coluna, em princípio, de qualquer maneira, por exemplo, através de distribuidores. No entanto, pode ser vantajoso quando uma porção da corrente do condensado é alimentada na linha de vapor acima do topo da coluna, por exemplo, pulverizada na mesma. É também preferido que essa alimentação também introduza um estabilizador no topo da coluna.

Uma corrente parcial posterior do condensado idealizada para reciclagem na coluna pode, por exemplo, ser ramificada fora da linha de vapor antes da introdução e ser introduzida diretamente no topo da coluna. Também, nesse caso, é preferido que essa alimentação introduza o estabilizador no topo da coluna. A introdução no topo da coluna pode ser feita, por exemplo, de tal modo que o interior do topo da coluna seja pulverizado com o condensado, de modo que zonas calmas se formem no topo da coluna na qual o éster metacrílico pode polimerizar. Pode ser adicionalmente vantajoso adicionar um estabilizador para prevenir a polimerização em uma corrente parcial de condensado, a qual é reciclada dentro da coluna. Isso pode ser feito, por exemplo, mediante adição de uma apropriada quantidade de inibidor de polimerização como estabilizador na corrente parcial de condensado, idealizada para pulverização do topo da coluna. Foi verificado como sendo vantajoso, em alguns casos, quando a corrente parcial do condensado após a adição do estabilizador, mas, antes da entrada no topo da coluna, passa através de um adequado dispositivo de mistura, preferivelmente, um misturador estático, a fim de se obter uma distribuição bastante uniforme do estabilizador na corrente parcial do condensado.

As substâncias gasosas não-condensáveis que são obtidas no processo de purificação são, por exemplo, enviadas para descarte.

O produto bruto presente no vaso de tampão é mantido com a ajuda de um refrigerador com salmoura, a uma temperatura de cerca de 0 a cerca de 20°C, preferivelmente, de cerca de 0 a cerca de 15°C, mais preferivelmente, em uma faixa de cerca de 2 a 10°C.

A fim de remover quaisquer outras impurezas do produto e obter metacrilatos de alquila ultrapuros, o produto pode também ser submetido a um estágio de purificação absortiva. Foi verificado como sendo conveniente, por exemplo, quando o produto puro, de modo integral, ou pelo menos uma porção do produto puro, é purificada posteriormente com a ajuda de uma peneira molecular. Impurezas particularmente acídicas, especialmente, o ácido fórmico formado no processo de preparação, podem ser removidas de uma maneira simples da corrente do produto. Foi ainda verificado como sendo conveniente, em alguns casos, quando a corrente de produto após a passagem através do estágio de purificação absortiva, passa também através de um ou mais filtros, a fim de remover quaisquer sólidos presentes no produto.

As correntes obtidas no processamento compreendem, predominantemente, compostos polimerizáveis. A fim de prevenir a formação de zonas calmas, conforme já descrito mais de uma vez no presente texto, foi verificado como sendo vantajoso no caso do processo aqui descrito quando as partes da instalação que entram em contato com o éster metacrílico são constantemente circuladas sobre o éster metacrílico. Em uma adicional modalidade do processo aqui apresentado, uma corrente parcial do éster metacrílico, portanto, é retirada a jusante do vaso de tampão, mas, a montante do estágio de purificação adsorvível, a fim de ser descarregada nas regiões de topo daqueles trocadores de calor que utilizam os vapores represados da coluna de destilação.

O produto obtido no estágio de purificação é subsequentemente retirado do estágio de purificação com uma temperatura na faixa de cerca de -5 a cerca de 20°C, preferivelmente, cerca de 0 a cerca de 15°C, mais preferivelmente, em uma faixa de cerca de 2 a 10°C.

Absorção do Ácido Consumido

No processo aqui apresentado, pode ser aconselhável, por exemplo, em uma adicional elemento do processo, submeter o ácido sulfúrico consumido obtido no processo a uma etapa de purificação, a fim de posteriormente reciclar o mesmo de volta para o processo. Nesse caso, por exemplo, uma corrente compreendendo ácido sulfúrico consumido, conforme pode ser obtida da etapa de esterificação, pode ser contatada com vapor em um vaso de flotação. Na medida em que isso é feito, pelo menos uma porção dos sólidos presentes pode ser depositada sobre a superfície do líquido, esses sólidos depositados podendo ser separados. Os vapores são depois subsequentemente condensados em um trocador de calor, preferivelmente, com resfriamento a água, resfriados e reciclados na reação de esterificação.

Foi verificado como vantajoso em alguns casos, para se evitar a corrosão nos trocadores de calor, que a ação de resfriamento é adicionalmente melhorada mediante introdução de uma mistura de água e compostos orgânicos, quando obtida durante a depuração, no curso da esterificação que ocorre na purificação do éster metacrílico preparado, dentro dos trocadores de calor, de tal modo que as partes de topo dos trocadores de calor são pulverizadas com essa mistura. Além da ação de redução da corrosão e do resfriamento do ácido no trocador de calor, esse procedimento proporcio40 na uma adicional vantagem. O material que é represado da esterificação (uma mistura de água com predominância de metanol) é reciclado no processo de esterificação junto com o ácido metacrílico e o éster metacrílico que são represados exatamente desse processo. No dispositivo separador, o procedimento de flotação acima descrito produz misturas de ácidos e sólidos. Após sua remoção, estes são enviados para qualquer uso posterior ou para descarte. É possível, por exemplo, se incinerar a mistura resultante em uma instalação de divagem e, consequentemente, novamente se obter ácido sulfúrico, a fim de recuperar alguma quantidade da energia usada no processo.

Os compostos gasosos não-condensáveis obtidos na etapa de absorção são enviados para qualquer uso posterior ou são descartados.

A instalação aqui descrita para remoção de sólidos do ácido consumido e para reciclagem do material proveniente do processo de esterificação dentro exatamente desse processo, pode também ter uma operação executada, por exemplo, por duas vezes, por razões de confiabilidade operacional. Por exemplo, os dois ou mais vasos de flotação podem ser usados diferentemente no curso do tempo. Uma vez que os sólidos podem se depositar nesses vasos, é vantajoso se remover os mesmos quando o particular vaso de flotação não está sendo usado.

O disposto acima mencionado será agora ilustrado em maiores detalhes, com referência aos seguintes desenhos não-limitativos e exemplos. Os desenhos esquemáticos mostram:

Figura 1: um sistema de instalação para preparação e processamento de ácido metacrílico ou metacrilato de metila;

Figura 2: uma instalação para preparar acetona cianidrina;

Figura 3: uma instalação de processamento para acetona cianidrina;

Figura 4: uma instalação de amidação;

Figura 5: uma instalação de esterificação;

Figura 6: uma instalação para pré-purificação de éster;

Figura 7: uma instalação de purificação fina para o éster.

A figura 1 mostra os elementos preferidos de um sistema de instalação (1) para preparação de ácido metacrílico ou ésteres metacrílicos e de seus adicionais produtos de processamento. O sistema de instalação (1) apresenta diversas instalações conectadas entre si, normalmente, em um modo de condução de fluido como elementos desse sistema. O sistema de instalação inclui a preparação de acetona cianidrina (20), seguido do processamento da acetona cianidrina (30), seguido de um procedimento de amidação (40), seguido de procedimento de esterificação/hidrólise (50)/(50a), seguido de processamento do éster metacrílico ou ácido metacrílico (60), por sua vez, seguido de um procedimento de purificação fina (70), após o que, o éster, normalmente, metacrilato de metila, ou o ácido metacrílico está presente. O éster puro/ácido puro assim obtido pode ser enviado para uma instalação posterior de processamento (80). Adicionais e convenientes instalações de processamento (80) incluem, em particular, dispositivos e reatores de polimerização, para posteriores reações orgânicas. Nos reatores de polimerização podem ser preparados os polimetacrilatos e nos reatores para reações orgânicas, os monômeros puros aqui obtidos podem ser convertidos em posteriores compostos orgânicos. A instalação de processamento adicional ou instalações de processamento adicionais (80) é/são seguidas de uma instalação de acabamento (90). Quando os outros produtos de processamento são polímeros de ácido metacrílico ou ésteres metacrílicos, especialmente, metacrilato de metila, eles são processados ainda para proporcionar fibras, composições de moldagem, especialmente, grânulos, filmes, vigas, partes de automóveis e outras moldagens, através de adequados aparelhos, tais como, extrusoras, extrusoras de filme por sopro, máquinas de moldagem por injeção, matrizes de fileiras, e similares. Além disso, o sistema de instalação (1), em muitos casos, compreende uma instalação de ácido sulfúrico (100). Para essa instalação, em princípio, todas as instalações de ácido sulfúrico que parecem adequadas para essa finalidade para um versado na técnica são convenientes. No presente contexto, é feita referência, por exemplo, ao capítulo 4, página 89, na publicação Integrated Pollution Prevention and Control - Draft Reference Document on Best Available

Techniques for the Manufacture of Large Volume Inorganic Chemicals Amino Acids and Fertilizers, a qual pode ser obtida através da Comissão Européia. A instalação de ácido sulfúrico (10) é conectada a uma série de outras plantas. Por exemplo, a preparação de acetona cianidrina (20) é suprida através de ácido sulfúrico concentrado, por meio de uma linha de ácido sulfúrico (2). Além disso, uma adicional linha de ácido sulfúrico (3) existe entre a instalação de ácido sulfúrico (100) e a amidação (40). O ácido sulfúrico diluído também referido como Ácido Consumido do procedimento de esterificação (50) (hidrólise 50a) é transferido para a instalação de ácido sulfúrico (100) através das linhas de ácido sulfúrico consumido (4) e (5). Na instalação de ácido sulfúrico (100), o ácido sulfúrico diluído pode ser processado. O processamento do ácido sulfúrico diluído pode ser efetivado, por exemplo, conforme descrito nos documentos de patentes WO 02/23088 A1 ou WO 02/23089 A1. Em geral, as instalações são fabricadas de materiais que são familiares para os versados na técnica e que parecem adequadas para os esforços específicos. Normalmente, o material é aço inoxidável, o qual, em particular, deve apresentar excepcional resistência a ácidos. As regiões das instalações que são operadas com ácido sulfúrico e, especificamente, com ácido sulfúrico concentrado, são adicionalmente forradas e protegidas com materiais cerâmicos ou plásticos. Além disso, o ácido metacrílico obtido na instalação de ácido metacrílico (50a) pode ser alimentado através de uma linha de ácido metacrílico (6) para o procedimento de prépurificação (60). Foi também verificado como sendo conveniente se adicionar um estabilizador, indicado por S na preparação da acetona cianidrina (20), na amidação (40), na esterificação (5), na hidrólise (50a), na prépurificação (60) e também na purificação final (70).

Na preparação da acetona cianidrina (20) mostrada na figura 2, a acetona é provida em um vaso de acetona (21) e o ácido hidrociânico em um vaso de ácido hidrociânico (22). O vaso de acetona (21) tem uma torre de absorção (23), a qual, na sua região superior, apresenta um ou mais elementos de resfriamento (24). Uma série de linhas de gases removidos (25), os quais são descartados de diversas instalações no sistema de instalações (1), se abrem dentro da torre de absorção (23). A acetona é alimentada dentro de um reator tubular (26) através de alimentação de acetona (27) e o ácido hidrociânico através de alimentação de ácido hidrociânico (28). A jusante da alimentação de ácido hidrociânico (28) se dispõe uma bomba (29), seguida, por sua vez, de uma alimentação de catalisador (210), a qual é seguida por um misturador estático (211). Este é seguido de um trocador de calor (212), o qual apresenta uma série de resistências de fluxo (213) e pelo menos uma linha de resfriamento (214). No reator tubular (26), a mistura reacional consistindo em acetona, ácido hidrociânico e catalisador é conduzida em um circuito em considerável extensão, o que é indicado pelas linhas em negrito. A partir do trocador de calor (212), a mistura reacional é conduzida através das resistências de fluxo ao longo das linhas de resfriamento (214) e uma porção da corrente de circulação é passada dentro de um adicional trocador de calor (215), ao qual é conectado um vaso coletor (216), no qual está presente um bocal (217) como parte de um circuito de resfriamento (218), com um trocador de calor (219) que mantém o produto reacional, primeiro, em movimento e, depois, resfriado. Através de uma saída (220) que se segue ao vaso coletor (216) é fixado um vaso estabilizador (221), dentro do qual uma alimentação de ácido sulfúrico (222) se abre e a partir do qual a acetona cianidrina bruta é conduzida através da saída (223) para dentro do processamento de acetona cianidrina (30).

Na figura 3, proveniente da etapa de preparação de acetona cianidrina (20), a saída (223) se abre dentro de um trocador de calor (31), no qual a corrente proveniente da preparação de cianidrina (20) é aquecida. Uma alimentação de vapor (32) é conectada ao trocador de calor (31) e se abre na região superior, preferivelmente, na região de topo de uma coluna (33). A coluna (33) apresenta uma multiplicidade de preenchimentos (34), que, normalmente, são configurados como bandejas. Na região inferior da coluna (33) é disposta a base da coluna (35), a partir da qual uma saída de bases (36) é dirigida para dentro do trocador de calor (31) e aquece as correntes conduzidas através da saída (223) dentro do trocador de calor (31). Uma linha de produto puro (37) é conectada ao trocador de calor (31), sendo seguida a jusante por um procedimento de amidação (40). Na região superior da coluna (33) é disposta uma saída de topos (38), que se abre dentro de um trocador de calor (39), ao qual é conectada uma bomba de vácuo (310), que se abre, por sua vez, dentro de um trocador de calor (311). Ambos os trocadores de calor (39) e (311) são conectados através de linhas a um vaso de resfriamento (312), ao qual uma linha de reciclagem (313) é conectada, dito vaso de resfriamento sendo conectado ao reator tubular (26) no procedimento de preparação (20) da acetona cianidrina

A amidação (40), ilustrada na figura 4, primeiro, apresenta uma alimentação de acetona cianidrina (41) e uma alimentação de ácido sulfúrico (42), que se abrem dentro de um reator tubular (43). A alimentação de acetona cianidrina (41) conectada ao processamento (30) de acetona cianidrina se abre dentro do circuito do reator tubular (43), a jusante de uma bomba (44) e a montante de um misturador (45). A montante dessa bomba (44) se abre a alimentação de ácido sulfúrico (42). O misturador (45) é seguido a jusante por um trocador de calor (46), que, por sua vez, se abre dentro de um separador de gás (47), a partir do qual, primeiramente, uma saída de gás (48) e uma alimentação (49) saem para um posterior reator tubular (410). O adicional reator tubular (410) ou um terceiro reator apresentam uma construção comparável ao primeiro reator tubular (43). A partir do adicional reator tubular (410), uma alimentação (411) entra em um trocador de calor (412), o qual é seguido por um separador de gás (413), a partir do qual, primeiramente, uma saída de gás (414) e uma linha de amida (415) saem, esta última se dirigindo para a instalação (50a) de esterificação/hidrólise(50)/MAA.

A figura 5 mostra a esterificação (50), na qual uma linha de solvente (51), que conduz água e solvente orgânico e uma linha de amida (52), conectada à amidação (40), se abre dentro de um tanque (53), o qual pode ser aquecido mediante um aquecedor de tanque (54). Além disso, uma linha de álcool (55), mostrada por meio de uma linha tracejada, se abre dentro do tanque (53). A linha de álcool (55) se abre na região superior e região inferior do tanque (53). O primeiro tanque (53) é conectado a um outro tanque (53'), o qual apresenta um adicional aquecedor de tanque (54'), mediante uma linha de vapor de éster (56), indicada por meio de uma linha tracejada. Esse adicional tanque (53') é também conectado à linha de álcool (55), a partir da base e do topo. A linha de vapor de éster (56) é conectada à região superior do tanque (53') e se abre dentro de uma base (57) de uma coluna (58). Além disso, uma linha para ácido sulfúrico diluído (59) está presente na região superior do tanque (53'). Uma unidade de tanque (510), circulada por uma elipse pontilhada, é formada por um tanque que pode ser aquecido (53) e (54), com uma linha de álcool (55) e uma linha de vapor de éster (56). É possível que uma, duas ou mais unidades de tais tanques sigam em uma sucessão tipo bateria, cada uma dessas unidades de tanque (510), sendo conectada através da linha de vapor de éster (56) com a base (57) da coluna (58). A partir da base (57) da coluna (58), uma linha de caldeira alta (511) também leva ao tanque (53), a fim de alimentar água e solvente orgânico de volta para a esterificação. Na região superior, preferivelmente, o topo da coluna (58), um primeiro trocador de calor (512), seguido de um posterior separador de fase (513), são conectados através de uma adequada linha. No topo da coluna (58) e no primeiro trocador de calor (512), podem ser providas uma primeira alimentação de agente estabilizador (514) (o estabilizador sendo indicado por S), e uma adicional alimentação de estabilizador (515), a fim de alimentar um inibidor ou estabilizador que evita uma indesejada polimerização. Conectado ao adicional separador de fase (513) um dispositivo de extração ou absorção (516), em cuja região inferior sai uma linha de solvente (517), que se abre na linha de solvente (51) através de um trocador de calor (521). Da região superior do dispositivo de extração (516), sai uma linha de éster bruto que se abre dentro do processamento de éster (60). A linha de ácido consumido (59) que sai da região superior do tanque (53') ou do tanque da última unidade de tanque (510), se abre dentro de um vaso de flotação (519) para remoção dos sólidos e constituintes insolúveis no ácido consumido. A partir do vaso de flotação (519), uma saída de ácido consumido (520) entra na instalação de ácido sulfúrico (100) e uma linha de vapor da caldeira baixa (522) que conduz os constituintes de baixo ponto de ebulição para posterior processamento e reciclagem entra na esterificação.

O processamento de éster mostrado na figura 6 é conectado à esterificação (50) através de uma linha de éster bruto (61), a alimentação de éster bruto (61) se abrindo dentro da região intermediária de uma coluna de destilação a vácuo (62). Essa coluna (62) apresenta constituintes internos (63) e um aquecedor de base (64) disposto na região inferior da coluna (62). A partir da região inferior da coluna (62) que constitui a base dessa coluna, sai uma saída de éster (65) que se abre dentro da purificação fina de éster (70), consequentemente, alimentando o éster bruto livre de constituintes de baixo ponto de ebulição, para a purificação fina. Na região superior da coluna (62), normalmente no topo, é conectado um primeiro trocador de calor (66) através de uma saída, como também são, um adicional trocador de calor ou uma pluralidade de trocadores de calor (67), seguidos por um separador de fase (69). No separador de fase (69), a corrente (68) e a mistura proveniente do trocador de calor (67) são divididas em constituintes orgânicos e aquosos, uma linha de reciclagem (611) na região superior sendo conectada ao separador de fase (69) e se abrindo na região superior da coluna (62). Na região inferior do separador, está presente uma saída de água (610), que se abre dentro da esterificação (50), a fim de alimentar a água removida de volta para esterificação. Um dispositivo gerador de pressão reduzida (613) é conectado aos trocadores de calor (66) e (67) através de uma linha de pressão reduzida (612).

Na figura 7, a saída de éster (65) represado do processamento de éster (60) se abre dentro da coluna de destilação (71). Esta compreende uma pluralidade de internos de coluna (71) e na região inferior da dita coluna de destilação (71), um aquecedor de base de coluna (73). A partir da região de topo da coluna de destilação (71), entra uma linha de vapor de éster puro (74) em um primeiro trocador de calor (75), o qual é seguido por um (ou mais) adicionais trocadores de calor (76) que são conectados a um gerador de pressão reduzida (717). A saída do adicional trocador de calor (76) apresenta uma linha, a partir da qual, primeiramente, uma linha de reciclagem de éster (77) se abre dentro da região superior ou dentro da região de topo da coluna de destilação (71). A linha de reciclagem de éster (77) apresenta um ponto de aferição de estabilizador (79), o qual é disposto na linha de reciclagem de éster (77) a montante de um misturador (78). Em segundo lugar, a partir da linha do adicional trocador de calor (76) sai uma saída de éster puro (710). Um adicional trocador de calor (711) e outro trocador de calor (712) são conectados a esta em uma conexão em série. Estes são seguidos por um vaso de peneira molecular (713) que apresenta preenchimentos de peneira molecular (714). Purificado posteriormente pela peneira molecular, o éster ultrapuro é transferido através da saída de éster ultrapuro, conectada ao vaso de peneira molecular, para dentro da posterior instalação de processamento (80).

Listagem de Referências (1) Sistema de instalação;

(2) Linha de ácido sulfúrico;

(3) Linha adicional de ácido sulfúrico;

(4) Linha de ácido sulfúrico consumido - éster;

(5) Linha de ácido sulfúrico consumido - ácido;

(6) Linha de ácido metacrílico;

(20) Preparação de acetona cianidrina;

(30) Processamento de acetona cianidrina;

(40) Amidação;

(50) Esterificação;

(50a) Hidrólise;

(60) Pré-purificação;

(70) Purificação fina;

(80) Instalação de processamento posterior;

(90) Acabamento;

(100) Instalação de ácido sulfúrico;

(21) Vaso de acetona;

(22) Vaso de ácido hidrociânico;

(23) Torre de lavagem;

(24) Elementos de resfriamento;

(25) Linhas de gases removidos;

	(26)	Reator de circulação;
	(27)	Alimentação de acetona;
	(28)	Alimentação de ácido hidrociânico;
	(29)	Bomba;
5	(210)	Alimentação de catalisador;
	(211)	Misturador;
	(212)	Trocador de calor;
	(213)	Resistência de fluxo;
	(214)	Linhas de resfriamento;
10	(215)	Trocador de calor;
	(216)	Vaso coletor;
	(217)	Bocal;
	(218)	Circuito de resfriamento;
	(219)	Trocador de calor;
15	(220)	Saída;
	(221)	Vaso de estabilização;
	(222)	Alimentação de ácido sulfúrico;
	(223)	saída;
	(31)	Trocador de calor;
20	(32)	Alimentação de vapor;
	(33)	Coluna;
	(34)	Preenchimento;
	(35)	Base da coluna com trocador de calor;
	(36)	Saída das frações pesadas;
25	(37)	Linha de produto puro;
	(38)	Saída de frações de topo;
	(39)	Trocador de calor;
	(310)	Bomba de vácuo;
	(311)	Trocador de calor;
30	(312)	Vaso de resfriamento;
	(313)	Linha de reciclagem;
	(41)	Alimentação de acetona cianidrina;

	(42)	Alimentação de ácido sulfúrico;
	(43)	Reator de circulação;
	(44)	Bomba;
	(45)	Misturador;
5	(46)	Trocador de calor;
	(47)	Separador de gás;
	(48)	Saída de gás;
	(49)	Alimentação;
	(410)	Adicional reator tubular;
10	(411)	Alimentação;
	(412)	Trocador de calor;
	(413)	Separador de gás;
	(414)	Saída de gás;
	(415)	Linha de amida;
15	(51)	Linha de solvente;
	(52)	Linha de amida;
	(53)	Primeiro tanque;
	(54)	Primeiro aquecedor de tanque;
	(53')	Tanque adicional;
20	(54')	Aquecedor adicional de tanque;
	(55)	Linha de álcool;
	(56)	Linha de vapor de éster;
	(57)	Base da coluna;
	(58)	Coluna;
25	(59)	Linha de ácido consumido;
	(510)	Unidade de tanque;
	(511)	Linha de caldeira alta;
	(512)	trocador de calor;
	(513)	Separador de fase;
30	(514)	Alimentação de estabilizador;
	(515)	Alimentação de estabilizador adicional
	(516)	Coluna de extração;

	(517)	Linha de solvente;
	(518)	Linha de éster bruto;
	(519)	Vaso de flotação;
	(520)	Saída do ácido consumido;
5	(521)	Trocador de calor;
	(522)	Linha de vapor da caldeira baixa;
	(61)	Linha de éster bruto;
	(62)	Coluna de destilação a vácuo;
	(63)	Internos da coluna;
10	(64)	Aquecedor da base;
	(65)	Saída do éster;
	(66)	Trocador de calor;
	(67)	Trocador de calor;
	(68)	Alimentação de água;
15	(69)	Separador de fase;
	(610)	Saída de água;
	(611)	Linha de reciclagem;
	(612)	Linha de pressão reduzida;
	(613)	Gerador de pressão reduzida;
20	(71)	Coluna de destilação;
	(72)	internos da coluna;
	(73)	Aquecedor da base da coluna;
	(74)	Linha de vapor de éster puro;
	(75)	Primeiro trocador de calor;
25	(76)	Adicional trocador de calor;
	(77)	Linha de reciclagem de éster;
	(78)	Misturador;
	(79)	Ponto de aferição do estabilizador;
	(710)	Saída de éster puro;
30	(711)	Adicional trocador de calor;
	(712)	Outros trocadores de calor;
	(713)	Vaso de peneira molecular;

(714) Preenchimentos de peneira molecular;

(715) Saída de éster ultrapuro;

(716) Linha da caldeira alta;

(717) Gerador de pressão reduzida.

Claims (17)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Processo para preparação de acetona cianidrina, caracterizado pelo fato de que compreendendo as etapas de:

   (A) contatar acetona e ácido hidrociânico em um reator, de modo

   5 a formar uma mistura reacional, a mistura reacional sendo circulada para a obtenção da acetona cianidrina;

   (B) resfriar pelo menos uma parte da mistura reacional;

   (C) descarregar pelo menos uma porção da acetona cianidrina obtida do reator;

   10 (D) continuamente destilar a acetona cianidrina descarregada obtida, de modo a se obter um produto de base de acetona cianidrina e um produto de topo de acetona em uma coluna de destilação; e (E) reciclar pelo menos uma porção do produto de topo de acetona dentro da etapa (A);

   15 sendo que o produto de topo de acetona é mantido a uma temperatura inferior a 600 durante a reciclagem.
2. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a acetona cianidrina descarregada é aquecida pelo produto de base de acetona cianidrina.

   20
3. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a coluna de destilação consiste em uma metade superior e uma metade inferior e a acetona cianidrina descarregada é alimentada na metade superior.
4. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pe25 Io fato de que a acetona cianidrina alimentada apresenta uma temperatura na faixa de cerca de 40 a cerca de 10OO.
5. 5. Processo, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos alguma parte da região de base é mantida a uma temperatura na faixa de cerca de 80 a cerca de 140Í3.

   30
6. 6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o produto de base de acetona cianidrina apresenta uma temperatura em uma faixa de cerca de 80 a cerca de 120Í3.

   Petição 870160074596, de 12/12/2016, pág. 5/13
7. 7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos as colunas se encontram sob uma pressão em uma faixa de cerca de 1 a cerca de 25 Pa (10 a cerca de 250 mbar).

   5
8. 8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma pressão reduzida é gerada por uma bomba de operação a seco.
9. 9. Processo para preparação de metacrilato de alquila, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
10. 10 (a) preparação de uma acetona cianidrina por meio de um processo de acordo com uma das reivindicações anteriores;

    (b) contato da acetona cianidrina com um ácido inorgânico para se obter uma metacrilamida;

    (c) contato da metacrilamida com um álcool para se obter um

    15 metacrilato de alquila; e (d) opcionalmente, purificação do metacrilato de alquila.

    10. Processo para preparação de ácido metacrílico, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

    (a) preparar uma acetona cianidrina obtida pelo processo como

    20 definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8;

    (β) contatar a acetona cianidrina com um ácido inorgânico, de modo a se obter uma metacrilamida; e (γ) reagir a metacrilamida com água para proporcionar o ácido metacrílico.

    25
11. 11. Dispositivo para preparação de metacrilatos de alquila, caracterizado pelo fato de que compreende, conectado a uma outra forma de condução de fluido:

    - um elemento de instalação para preparação de acetona cianidrina, acompanhado de;

    30 - um elemento de instalação para preparação de metacrilamida, acompanhado de;

    - um elemento de instalação para preparação de metacrilato de

    Petição 870160074596, de 12/12/2016, pág. 6/13 alquila, opcionalmente, acompanhado de;

    - um elemento de instalação para purificação de metacrilato de alquila, opcionalmente, acompanhado de;

    - um elemento de instalação para polimerização, opcionalmente, 5 acompanhado de;

    - um elemento de instalação para acabamento;

    o elemento de instalação para preparação de acetona cianidrina compreendendo:

    -- um reator, compreendendo um dispositivo refrigerador, acom10 panhadode;

    -- uma coluna de destilação conectada ao reator através de uma linha de produto, compreendendo:

    - uma região de base e uma saída conectada à região de base;

    - uma região de topo conectada ao reator através de uma linha 15 de reciclagem e livre de elementos de aquecimento;

    -- um trocador de calor conectado à linha de produto e à saída.
12. 12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a coluna de destilação consiste em uma metade superior e uma metade inferior e a linha de produto se abre na metade superior.

    20
13. 13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a coluna de destilação compreende internos da coluna.
14. 14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que a coluna de destilação é conectada a

    25 um gerador de pressão reduzida.
15. 15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o gerador de pressão reduzida é uma bomba de operação a seco.
16. 16. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações

    30 11 a 15, caracterizado pelo fato de que a coluna de destilação consiste em uma metade superior e uma metade inferior, e a metade superior é conectada ao reator.

    Petição 870160074596, de 12/12/2016, pág. 7/13
17. 17. Uso de um metacrilato de alquila, obtenível pelo processo como definido na reivindicação 9, ou de um ácido metacrílico, obtenível pelo processo como definido na reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que é em fibras, filmes, revestimentos, composições de moldagem, moldagens,

    5 agentes auxiliares de fabricação de papel, auxiliares de fabricação de couro, floculação e aditivos de perfuração.

    Petição 870160074596, de 12/12/2016, pág. 8/13

    1/7

    Fig, 1

    2/7