BRPI0721068A2 - Método para a purificação adsorptiva de metacrilatos de alquila - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA A PURIFICAÇÃO ADSORPTIVA DE METACRILATOS DE ALQUI- LA".

A presente invenção refere-se, em termos gerais, a um processo 5 para purificar um metacrilato de alquila, a um processo para preparar um metacrilato de alquila ultrapuro, a um aparelho para preparar metacrilatos de alquila, a um processo para preparar um polímero com base pelo menos parcialmente em metacrilatos de alquila, ao uso de um metacrilato de alquila obtido de acordo com a invenção em produtos químicos e a produtos quími- 10 cos compreendendo um metacrilato de alquila obtido de acordo com a in- venção.

A demanda por metacrilatos de alquila de alta pureza está cres- cendo constantemente. Tais ésteres formam a base de moldagens poliméri- cas usadas na tecnologia médica, na qual as mais altas demandas com re- 15 lação à sua segurança toxicológicas são feitas. A técnica anterior descreve uma grande quantidade de processos de purificação, a purificação por desti- lação sendo a mais difundida. Mesmo embora a elaboração com destilação possa também ser usada muito eficientemente em um processo contínuo, é muito difícil e associado com um alto nível de complexidade técnica prover 20 metacrilatos de alquila em purezas muito altas pela destilação. As razões para essas dificuldades e o alto nível de complexidade são, acima de tudo, a pequena capacidade de tensão térmica e a tendência de polimerização es- pontânea dos metacrilatos de alquila muito reativos. Especialmente como um resultado da tendência de polimerização dos metacrilatos de alquila, é 25 sempre necessário interromper a operação das colunas de destilação em instalações em escala industrial, a fim de liberá-las do polímero formado nas colunas e partes internas da coluna com processos complicados e longos.

Em termos gerais, é um objetivo da presente invenção superar, pelo menos parcialmente, as desvantagens que surgem da técnica anterior. Em particular, é um objetivo da invenção proporcionar um pro-

cesso e um aparelho com os quais os metacrilatos de alquila são preparados em pureza ultra-alta com um nível menor de complexidade comparado com a técnica anterior e em particular com um nível mínimo de formação de po- límeros indesejados.

É um objetivo adicional da invenção proporcionar polímeros com base em metacrilatos de alquila que são, em particular, toxicologicamente seguros.

Dessa maneira, é um objetivo adicional da presente invenção impedir muito substancialmente a polimerização indesejada dos metacrilatos de alquila a serem purificadas.

É também um objetivo da invenção proporcionar um processo de purificação que exerce um efeito adverso mínimo nas etapas de processa- mento adicionais do metacrilato de alquila purificado de acordo com a inven- ção e os produtos de processamento adicionais dessa maneira obtidos.

Além disso, é um objetivo da invenção proporcionar um proces- so de purificação que tenha um pequeno consumo de energia e, contudo, leve a purezas satisfatórias do metacrilato de alquila a ser purificado.

Uma contribuição para a solução dos objetivos acima menciona- dos é feita pela matéria exposta das características de formação de catego- ria, as sub-reivindicações dependentes delas constituindo modalidades pre- feridas da presente invenção.

A invenção, dessa maneira, refere-se a um processo para purifi-

car um éster metacrílico, compreendendo as etapas de:

i. prover um metacrilato de alquila com uma impureza;

ii. absorver pelo menos um pouco da impureza sobre um sólido purificador para obter um metacrilato de alquila ultrapuro.

Em conjunto com o sólido purificador, é preferido de acordo com

a invenção, que ele consista de uma grande quantidade de partículas sólidas purificadoras que são acomodadas em um recipiente purificador. Em virtude de o recipiente purificador ser circulado completamente pelo éster metacríli- co líquido com uma impureza, a grande quantidade de partículas do sólido 30 purificador é circulada por toda parte com a mistura líquida de metacrilato de alquila e a pelo menos uma impureza. É vantajoso nesse contexto que a cir- culação completa do recipiente purificador e a circulação por toda parte das partículas sólidas purificadoras sejam substancialmente uniformes. Nesse contexto, foi verificado ser útil que a taxa de fluxo no recipiente purificador fique em uma faixa de aproximadamente 2 a aproximadamente 30 m/s, de preferência em uma faixa de aproximadamente 20 a aproximadamente 10 5 m/s e mais preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 3 a aproxi- madamente 9 m/s.

É também preferido de acordo com a invenção que o sólido puri- ficador tenha uma área de superfície específica em uma faixa de aproxima- damente 400 a aproximadamente 1500 m2/g, de preferência em uma faixa 10 de aproximadamente 500 a aproximadamente 1000 m2/g e mais preferivel- mente em uma faixa de aproximadamente 650 a aproximadamente 800 m2/g. Também é preferido de acordo com a invenção que o sólido purificador tenha poros cujas dimensões são preferivelmente tais que as impurezas possam ser adsorvidas eficientemente neles. Portanto, pode ser inteiramen- 15 te possível que o sólido purificador tenha tamanhos de poro diferentes. Isso pode ser realizado, por exemplo, misturando três ou mais sólidos purificado- res diferentes de tamanho de poro diferente um com o outro. Em geral, um diâmetro de poro do sólido purificador, determinado por meio volumétrico em DIN 66135-1, em uma faixa de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 2 20 nm, de preferência em uma faixa de aproximadamente 0,2 a aproximada- mente 0,8 nm e mais preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 0,3 a aproximadamente 0,6 nm foi verificado como sendo útil.

Além da densidade de volume que, no caso dos sólidos purifica- dores, fica preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 800 a apro- 25 ximadamente 1100 kg/m3, mas também frequentemente em uma faixa de aproximadamente 920 a aproximadamente 960 kg/m3, o tamanho de partícu- la e a distribuição de tamanho de partícula das partículas sólidas purificado- ras influenciam a capacidade de circulação da mistura do metacrilato de al- quila e pelo menos uma impureza a serem purificados através do recipiente 30 purificador compreendendo eles. Para essa finalidade, é preferido, de acordo com a invenção, que pelo menos 80% em peso das partículas do sólido puri- ficador tenham um tamanho de partícula em uma faixa de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10 nm, de preferência em uma faixa de aproxima- damente 1 a aproximadamente 8 nm e mais preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 1,2 a aproximadamente 7,5 nm. Também é preferido que o tamanho de partícula médio em peso do sólido purificador fique em 5 uma faixa de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10 nm, de preferên- cia em uma faixa de aproximadamente 1 a aproximadamente 8 nm e mais preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 1,2 a 7,5 nm. Em alguns casos, pelo menos um pouco do sólido purificador está presente na forma de unidades semelhantes a cilindro, tal como grânulo torcido. Nesse contexto, é 10 preferido que essas unidades tenham uma seção transversal em uma faixa de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 5 nm, de preferência em uma faixa de aproximadamente 1 a aproximadamente 4 nm e mais preferivelmen- te em uma faixa de aproximadamente 1,4 a 2 nm e um comprimento em uma faixa de aproximadamente 3 a aproximadamente 12 nm, de preferência em 15 uma faixa de aproximadamente 4 a aproximadamente 10 nm e mais preferi- velmente em uma faixa de aproximadamente 5 a 9 nm.

Dessa maneira, em conjunto com o aperfeiçoamento do fluxo através do recipiente purificador e, portanto do sólido purificador, medidas adicionais podem ser realizadas por meio de partes internas e guarnições no recipiente purificador. Por exemplo, o recipiente purificador pode ter uma entrada com um diâmetro menor para a admissão do líquido a ser purificado do que a região do recipiente purificador que acomoda o sólido purificador. O recipiente purificador é preferivelmente configurado em uma forma troncocô- nica. Nesse caso, a região da superfície superior pode formar a entrada e a superfície de base, a saída. À jusante da entrada, o recipiente purificador pode ter uma série de guarnições diferentes do sólido purificador que ser- vem para manter o sólido purificador e agir contra a formação excessiva- mente fácil da pasta fluida do sólido purificador. Visto na direção de fluxo, essas guarnições podem, assim, ser planejadas abaixo e acima do sólido purificador.

Além do mais, em uma configuração da invenção, o sólido purifi- cador não está presente na forma de uma grande quantidade de partículas, mas, ao invés disso, como um corpo formado ou em uma combinação de dois ou mais corpos formados que são permeados por uma grande quanti- dade de canais que são circulados completamente pela mistura do metacri- lato de alquila e pelo menos uma impureza. A seleção da configuração des- 5 ses canais, especialmente o seu comprimento e diâmetro, permite que a ta- xa de fluxo e, portanto, o tempo de permanência da mistura do metacrilato de alquila e pelo menos uma impureza sejam selecionados, tal que, em pri- meiro lugar, tempo suficiente para a adsorção de uma porção máxima da impureza no sólido purificador e, em segundo lugar, um tempo de perma- 10 nência economicamente viável possam ser estabelecidos. O tempo de per- manência do metacrilato de alquila no recipiente pode ficar dentro de uma faixa de aproximadamente 0,15 a aproximadamente 20 h, de preferência em uma faixa de aproximadamente 0,3 a aproximadamente 10 h e mais preferi- velmente em uma faixa de aproximadamente 0,4 a aproximadamente 2 h.

Em princípio, um sólido purificador útil é qualquer material que

seja conhecido para aqueles versados na técnica e aparente ser adequado e seja capaz de adsorver pelo menos uma porção das impurezas na mistura do metacrilato de alquila e pelo menos uma impureza. Nesse contexto, é preferido, de acordo com a invenção, que o sólido purificador compreenda 20 pelo menos 10% em peso, de preferência pelo menos 50% em peso e mais preferivelmente pelo menos 75% em peso, com base em cada caso no sóli- do purificador, de um composto de silício-oxigênio. Esses incluem, acima de tudo, os óxidos de silício (cf. Holleman-Wiberg "Lehrbuch der Anorganischen Chemie" [Livro texto de Química Inorgânica] 91a-100a edição, 1985, p. 750 25 ff.). É particularmente preferido, de acordo com a invenção, que o sólido pu- rificador compreenda pelo menos 10% em peso, de preferência pelo menos 50% em peso e mais preferivelmente pelo menos 75% em peso de um zeóli- to, de preferência do tipo A. Especialmente no caso dos sólidos purificadores inorgânicos, é possível regenerá-los termicamente. Para essa finalidade, o 30 sólido purificador pode ser calcinado durante um certo período, geralmente em uma faixa de aproximadamente 10 minutos a 30 h, de preferência em uma faixa de aproximadamente 2 a 28 h, e mais preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 3 a aproximadamente 24 h, em uma temperatura em uma faixa de aproximadamente 300 a aproximadamente 1800°C, de pre- ferência em uma faixa de aproximadamente 700 a aproximadamente 1300°C, de modo que mais impurezas orgânicas sejam convertidas para 5 bióxido de carbono e o sólido purificador seja, assim, liberado da carga de contaminação. O processo de acordo com a invenção pode compreender etapas adicionais. É preferido nesse contexto que, como uma etapa adicio- nal, uma geração térmica do sólido purificador, seguida pela reutilização do sólido purificador regenerado, seja efetuada na etapa ii. Também é preferido, 10 de acordo com a invenção, que pelo menos a etapa ii. seja efetuada conti- nuamente. Nesse contexto, "continuamente" é entendido como significando que a operação permanente é efetuada e é interrompida meramente pelas operações de manutenção e limpeza.

Também pode ser preferido, de acordo com a invenção, que processos de purificação diferentes sejam combinados entre si. Por exem- plo, o metacrilato de alquila pode ser destilado para pré-purificação antes da etapa ii. da invenção.

Impurezas possíveis geralmente incluem todas as impurezas que ocorrem na preparação dos metacrilatos de alquila. Entre essas, ácido 20 fórmico, ácido metacrílico ou ácido sulfúrico, ou pelo menos dois deles em particular, ocorrem. É também preferido, de acordo com a invenção, que o metacrilato de alquila provido na etapa i. compreenda pelo menos uma, ou pelo menos duas, ou cada uma das impurezas seguintes:

a. ácido fórmico em uma quantidade não maior do que 0,05% em peso, de preferência não maior do que 0,01% em peso e mais preferi- velmente não maior do que 0,005% em peso,

b. ácido metacrílico em uma quantidade não maior do que 0,1% em peso, de preferência não maior do que 0,02% em peso e mais preferi- velmente não maior do que 0,01% em peso,

c. bióxido de enxofre em uma quantidade não maior do que

0,001% em peso, de preferência não maior do que 0,0005% em peso e mais preferivelmente não maior do que 0,0001% em peso. Também é preferido, de acordo com a invenção, que o proces- so, de acordo com a invenção, esgote pelo menos uma substância e preferi- velmente pelo menos duas substâncias que constituem as impurezas dos metacrilatos de alquila providos na etapa i. por pelo menos 5%, de preferên- 5 cia pelo menos 30% e mais preferivelmente pelo menos 60% do metacrilato de alquila ultrapuro.

Como um resultado do sólido purificador, as impurezas são es- gotadas de maneira virtualmente completa, tal que os metacrilatos de alquila purificados pelo sólido purificador podem ser misturados com metacrilatos de 10 alquila que ainda têm que ser passados sobre o sólido purificador, de modo, por exemplo, a obter pureza sobre especificação. Portanto, é possível con- duzir as correntes de metacrilato de alquila somente parcialmente como um desvio sobre o sólido purificador.

A invenção também refere-se a um processo para preparar um metacrilato de alquila ultrapuro compreendendo como etapas:

- produzir um metacrilato de alquila opcionalmente pré-

purificado;

- purificar o metacrilato de alquila pelo processo, de acordo com a invenção, para purificar um metacrilato de alquila.

Também é preferido que o processo de acordo com a invenção

para preparar um éster metacrílico ultrapuro adicionalmente compreenda as etapas seguintes:

i. prover uma cianoidrina de acetona,

ii. contatar a cianoidrina de acetona com um ácido inorgânico para obter uma metacrilamida,

iii. contatar a metacrilamida com um álcool para obter um éster

metacrílico,

iv. opcionalmente pré-purificar o metacrilato de alquila.

A presente invenção também refere-se a um aparelho para pre- parar metacrilatos de alquila compreendendo, conectados um no outro na forma de condução de fluido:

- um elemento de instalação para preparar a cianoidrina de ace- tona, seguido por:

- um elemento de instalação para preparar a metacrilamida, se- guido por:

- um elemento de instalação para preparar o metacrilato de al- quila, opcionalmente seguido por:

- um elemento de instalação para purificar o éster metacrílico, opcionalmente seguido por:

- um elemento de instalação para polimerização, opcionalmente seguido por:

- um elemento de instalação para acabamento, o elemento de

instalação para purificar compreendendo um recipiente compreendendo um sólido purificador.

Conectado na forma de condução de fluido significa, no presente contexto, que gases, líquidos e misturas de gás-líquido ou outras substân- cias de circulação livre podem ser conduzidos. Em conjunto com as modali- dades individuais do sólido purificador, referência é feita às observações a- cima.

Também é preferido, de acordo com a invenção, que o processo de acordo com a invenção seja efetuado no aparelho inventivo acima descri- to.

A invenção adicionalmente refere-se a um processo para prepa- rar polímeros com base pelo menos parcialmente em metacrilatos de alquila, compreendendo as etapas de:

A. prover um metacrilato de alquila ultrapuro pelo processo aci- ma descrito, de acordo com a invenção,

B. polimerizar o metacrilato de alquila ultrapuro, de preferência radicalmente e opcionalmente pelo menos um comonômero para obter um polimerizado,

C. elaborar o polimerizado para obter um polímero.

Comonômeros úteis incluem todos esses que são conhecidos

para aqueles versados na técnica e aparentam ser adequados, preferência particular sendo dada a monômeros polimerizáveis radicalmente livres. Entre esses, deve ser mencionado em particular estireno, acrilato de butila ou acri- lonitrila. A polimerização pode ser executada como uma solução, gota, e- mulsão ou polimerização de suspensão, ou se não, como uma polimerização de massa. O polímero é elaborado, por exemplo, pela precipitação do polí- 5 mero compreendendo solvente em um não solvente para o polímero como um precipitador. Por exemplo, um polímero compreendendo acetona como o solvente e metacrilato de polimetilo é precipitado em um precipitador com- posto de metanol e água, separado do precipitador e seco.

Além disso, a invenção refere-se ao uso de um metacrilato de alquila ultrapuro obtenível pelo processo de acordo com a invenção em fi- bras, películas, coberturas, composições de moldagem, moldagens, auxilia- res de fabricação de papel, auxiliares de couro, floculantes e aditivos de per- furação como produtos químicos preferidos.

Além disso, a invenção refere-se a fibras, películas, coberturas, composições de moldagem, moldagens, auxiliares de fabricação de papel, auxiliares de couro, floculantes e aditivos de perfuração como produtos quí- micos preferidos que são baseados em um éster metacrílico ultrapuro obte- nível pelo processo, de acordo com a invenção.

Vários elementos de processo e partes de instalação serão ilus- trados a seguir, que podem, em princípio, ser combinados com a presente invenção individualmente ou como um conjunto de dois ou mais dos elemen- tos de processo mencionados. Em alguns casos, pode ser vantajoso quando os elementos de processo apresentados dentro do presente texto são com- binados com a presente invenção, tal que eles são combinados no geral pa- ra propiciar um processo para preparar ésteres de ácido metacrílico ou um processo para preparar ácido metacrílico. Entretanto, também deve ser evi- denciado que efeitos vantajosos podem também ser geralmente atingidos quando a matéria exposta da presente invenção como tal é usada em um outro campo ou somente combinada com alguns dos elementos de processo apresentados aqui.

Preparação da Cianoidrina de Acetona

Nesse elemento de processo, a cianoidrina de acetona é prepa- rada por processos geralmente conhecidos (ver, por exemplo, UIImann1S Enzyklopádie der technischen Chemie, 4a edição, volume 7). Frequentemen- te, os reagentes usados são acetona e ácido cianídrico. A reação é uma re- ação exotérmica. A fim de contrariar a decomposição da cianoidrina de ace- 5 tona formada nessa reação, o calor da reação é tipicamente removido por um aparelho adequado. A reação pode ser conduzida, em princípio, como um processo em lote ou como um processo contínuo; quando um processo contínuo é preferido, a reação é frequentemente executada em um reator de arco que é equipado apropriadamente.

Um aspecto principal de um método levando para o produto de-

sejado em altos rendimentos é frequentemente que o produto de reação é resfriado em tempo de reação suficiente e o equilíbrio da reação é alterado na direção do produto da reação. Além disso, o produto da reação é frequen- temente misturado com um estabilizador apropriado com a vantagem do 15 rendimento geral, a fim de impedir a decomposição no decorrer da elabora- ção posterior para produzir os materiais de partida.

A mistura dos reagentes de acetona e ácido cianídrico pode ser, em princípio, efetuada essencialmente de qualquer maneira. O método de mistura depende, em particular, de se um modo tipo lote, por exemplo, em um reator de lote, ou um modo contínuo, por exemplo, em um reator de arco, é selecionado.

Em princípio, pode ser vantajoso quando a acetona é alimentada na reação através de um recipiente de reservatório que tem uma torre purifi- cadora. Linhas de ventilação que conduzem o ar residual contendo acetona 25 e ácido cianídrico podem, dessa maneira, ser conduzidas, por exemplo, a- través desse recipiente de reservatório. Na torre de purificação que é presa no recipiente do reservatório, o ar residual escapando do recipiente do re- servatório pode ser purificado com acetona, que remove o ácido cianídrico do ar residual e o recicla para o processo. Para essa finalidade, por exem- 30 pio, um pouco da quantidade da acetona introduzida do recipiente do reser- vatório na reação é conduzido na corrente de parte através de um esfriador, de preferência através de um esfriador de salmoura, para o topo da torre de purificação e o resultado desejado é, dessa maneira, obtido.

Dependendo da medida da quantidade dos produtos finais a se- rem produzidos, pode ser vantajoso alimentar a acetona para a reação de mais do que apenas um recipiente de reservatório. Nesse contexto, é possí- 5 vel para cada dos dois ou mais recipientes de reservatório transportar uma torre de purificação correspondente. Entretanto, em muitos casos, é suficien- te quando somente um dos recipientes de reservatório é equipado com uma torre de purificação correspondente. Nesse caso, entretanto, é frequente- mente conveniente que linhas correspondentes, que conduzem o ar residual 10 e podem transportar acetona e ácido cianídrico, sejam conduzidas através desse recipiente ou através dessa torre de purificação.

A temperatura da acetona no reservatório pode ficar, em princí- pio, dentro de uma faixa essencialmente arbitrária, contanto que a acetona fique no estado líquido na temperatura apropriada. A temperatura no recipi- ente do reservatório é vantajosamente, entretanto, aproximadamente 0 a aproximadamente 20°C.

Na torre de purificação, a acetona usada para purificar é resfria- da por meio de um esfriador apropriado, por exemplo, por meio de um esfri- ador de placa, com salmoura para uma temperatura de aproximadamente 0 20 a aproximadamente 10°C. A temperatura da acetona na entrada na torre de purificação é, portanto preferivelmente, por exemplo, aproximadamente 2 a aproximadamente 6°C.

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

O cianeto de hidrogênio pode ser, por exemplo, liqüefeito, por exemplo, pelo uso de uma salmoura de resfriamento apropriada. Ao invés do ácido cianídrico liqüefeito, gás do forno de cozimento pode ser usado. Por exemplo, gases do forno de cozimento contendo cianeto de hidrogênio, de- 30 pois da purificação com potassa, são purificados continuamente em contra- corrente com acetona que contém 10% de água e a reação para produzir cianoidrina de acetona pode ser executada na presença de um catalisador básico em duas colunas de purificação de gás conectadas em série.

Em uma modalidade adicional, uma mistura de gás compreen- dendo o cianeto de hidrogênio e gases inertes, especialmente um gás bruto do processo BMA ou do processo Andrussow, pode ser reagida com aceto- 5 na na presença de um catalisador básico e cianoidrina de acetona em um reator de gás-líquido.

No processo descrito aqui, preferência é dada para o uso de um gás bruto do BMA ou um gás bruto do Andrussow. A mistura de gás resul- tante dos processos costumeiros acima mencionados para preparar cianeto de hidrogênio pode ser usada como tal ou depois de uma purificação do áci- do. O gás bruto do processo BMA, no qual essencialmente ácido cianídrico e hidrogênio são formados a partir de metano e amônia, contém tipicamente 22,9% em volume de HCN, 71,8% em volume de hh, 2,5% em volume de NH3, 1,1% em volume de N2, 1,7% em volume de CH4. No processo Andrus- sow conhecido, ácido cianídrico e água são formados a partir de metano e amônia e oxigênio atmosférico. O gás bruto do processo Andrussow, quando oxigênio é usado como a fonte de oxigênio, contém tipicamente 8% em vo- lume de HCN, 22% em volume de H2), 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 um de CH4 e CO2.

Quando um gás bruto não purificado de ácido do processo BMA ou processa Andrussow é usado, a amônia presente no gás bruto frequen- temente age como um catalisador para a reação. Desde que a amônia pre- sente no gás bruto frequentemente exceda quantidade requerida como um 25 catalisador e pode, portanto, levar a altas perdas de ácido sulfúrico usado para a estabilização, um tal gás bruto é frequentemente submetido a uma purificação de ácido a fim de eliminar a amônia dele. Quando um tal gás bru- to purificado de ácido é usado, é necessário então, entretanto, adicionar um catalisador básico adequado no reator em uma quantidade catalítica. Em 30 princípio, compostos básicos orgânicos ou inorgânicos conhecidos podem funcionar como o catalisador.

Cianeto de hidrogênio na forma gasosa ou líquida, ou uma mis- tura de gás compreendendo o cianeto de hidrogênio, e acetona são alimen- tados continuamente para um reator de arco no modo contínuo. Nesse caso, o reator de arco compreende pelo menos um recurso de alimentação de acetona ou dois ou mais tais recursos, pelo menos um recurso para alimen- 5 tar o ácido cianídrico líquido ou gasoso, ou dois ou mais tais recursos, e pelo menos um recurso para alimentar um catalisador.

Catalisadores adequados são, em princípio, quaisquer compos- tos alcalinos, tais como amônia, solução de hidróxido de sódio ou solução de hidróxido de potássio, que podem catalisar a reação da acetona e ácido cia- 10 nídrico para produzir cianoidrina de acetona. Entretanto, também foi verifica- do ser vantajoso quando o catalisador usado é um catalisador orgânico, es- pecialmente uma amina. Exemplos adequados são aminas secundárias ou terciárias, tais como dietilamina, dipropilamina, trietilamina, tri-n-propilamina e semelhantes.

Um reator de arco utilizável no elemento de processo descrito

também compreende pelo menos uma bomba, ou duas ou mais bombas, e pelo menos um aparelho de mistura, ou dois ou mais tais aparelhos de mis- tura.

Bombas adequadas são, em princípio, todas as bombas que são adequadas para garantir a circulação da mistura de reação no reator de ar- co.

Aparelhos de mistura adequados são ambos os aparelhos de mistura com elementos móveis e os assim chamados misturadores estáticos nos quais resistências ao fluxo imóveis são providas. No caso do uso de 25 misturadores estáticos, exemplos adequados são esses que permitem uma transferência operacional de pelo menos aproximadamente 1 MPa (10 bar), por exemplo, pelo menos aproximadamente 1,5 MPa (15 bar) ou pelo menos aproximadamente 2,5 MPa (20 bar) sob condições de operação sem restri- ções significativas no funcionamento. Misturadores apropriados podem con- 30 sistir de plástico ou metal. Plásticos adequados são, por exemplo, PVC, PP; HDPE, PVDF, PVA ou PTFE. Misturadores de metal podem consistir, por exemplo, de ligas de níquel, zircônio, titânio e assim por diante. Também adequados são, por exemplo, os misturadores retangulares.

O catalisador é adicionado no reator de arco preferivelmente a jusante da bomba e a montante de um elemento de mistura presente no rea- tor de arco. Na reação descrita, catalisadores são usados, por exemplo, em 5 uma tal quantidade que a reação geral é conduzida em um pH não maior do que 8, em particular não maior do que aproximadamente 7,5 ou aproxima- damente 7. Pode ser preferido quando o pH na reação varia dentro de uma faixa de aproximadamente 6,5 a aproximadamente 7,5, por exemplo, apro- ximadamente 6,8 a aproximadamente 7,2.

Alternativamente à adição do catalisador no reator de arco a ju-

sante da bomba e a montante de um aparelho de mistura, também é possí- vel, no processo descrito, alimentar o catalisador no reator de arco junto com a acetona. Em um tal caso, pode ser vantajoso quando a mistura apropriada de acetona e catalisador é garantida antes de alimentar no reator de arco. A 15 mistura apropriada pode ser efetuada, por exemplo, pelo uso de um mistura- dor com partes móveis ou pelo uso de um misturador estático.

Quando um processo contínuo em um reator de arco é selecio- nado como o modo de operação no processo descrito, pode ser apropriado examinar o estado da mistura de reação pelas análises instantâneas ou con- 20 tínuas. Isso oferece a vantagem que, onde apropriado, também é possível reagir rapidamente às mudanças no estado na mistura de reação. Além do mais, é, dessa maneira, possível, por exemplo, medir nos reagentes muito precisamente a fim de minimizar as perdas de rendimento.

Análise correspondente pode ser efetuada, por exemplo, pela amostragem no reator de arco. Métodos de análise adequados são, por e- xemplo, medição do pH, medição da capacidade exotérmica ou medição da composição da mistura de reação por processos espectroscópicos adequa- dos.

Especialmente dentro do contexto do monitoramento da conver- são, aspectos de qualidade e segurança, foi verificado ser útil determinar a conversão da mistura de reação através do calor removido da mistura de reação e compará-la com o calor que é liberado teoricamente. No caso da seleção adequada do reator de arco, a reação real pode, em princípio, ser efetuada dentro de sistemas de tubo dispostos den- tro do reator de arco. Desde que a reação, entretanto, é exotérmica, a fim de evitar perda de rendimento, resfriamento suficiente e remoção suficiente do calor da reação devem ser garantidos. Foi frequentemente verificado ser vantajoso quando a reação prossegue dentro de um trocador de calor, de preferência dentro de um trocador de calor de feixe de tubos. Dependendo da quantidade do produto a ser produzido, a capacidade de um trocador de calor apropriado pode ser selecionada diferentemente. Para processos em 10^ escala industrial, trocadores de calor tendo um volume de aproximadamente a aproximadamente 40 m3 em particular foram verificados como sendo particularmente adequados. Trocadores de calor de feixe de tubos usados com preferência são trocadores de calor que têm um feixe de tubos circula- dos completamente pelo líquido dentro de uma camisa circulada completa- mente pelo líquido. Dependendo do diâmetro do tubo, densidade da guarni- ção, etc., a transferência de calor entre os dois líquidos pode ser ajustada apropriadamente. É possível, em princípio, no processo descrito, conduzir a reação até o efeito que a mistura de reação seja conduzida através do tro- cador de calor no próprio feixe de tubos e a reação aconteça dentro do feixe de tubos, o calor sendo removido do feixe de tubos para o líquido da camisa.

Entretanto, da mesma forma foi verificado ser praticável e, em muitos casos, ser viável conduzir a mistura de reação através da camisa do trocador de calor, enquanto o líquido usado para o resfriamento é circulado dentro do feixe de tubos. Em muitos casos, foi verificado como sendo vanta- 25 joso quando a mistura de reação é distribuída dentro da camisa por meio das resistências de fluxo, preferivelmente placas desviadoras, para atingir um maior tempo de permanência e melhor mistura.

A razão do volume da camisa em relação ao volume do feixe de tubos pode ser, dependendo do projeto do reator, aproximadamente 10:1 a aproximadamente 1:10, o volume da camisa é preferivelmente maior do que o volume do feixe de tubos (com base nos conteúdos dos tubos).

A remoção térmica do reator é ajustada com um refrigerante a- propriado, por exemplo, com água, tal que a temperatura da reação fica den- tro de um corredor de aproximadamente 25 a aproximadamente 45°C, em particular aproximadamente 30 a aproximadamente 38°C, em particular a- proximadamente 33 a aproximadamente 35°C.

Um produto é removido continuamente do reator de arco. O pro-

duto tem uma temperatura dentro das temperaturas de reação acima men- cionadas, por exemplo, uma temperatura de aproximadamente 35°C. O pro- duto é resfriado por meio de um ou mais trocadores de calor, especialmente por meio de um ou mais trocadores de calor de placa. Por exemplo, o resfri- 10 amento com salmoura é usado. A temperatura do produto depois do resfria- mento deve ser aproximadamente 0 a 10°C, em particular 1 a aproximada- mente 5°C. O produto é preferivelmente transferido para dentro de um reci- piente de armazenamento que tem uma função de tamponar. Além disso, o produto no recipiente de armazenamento pode ser resfriado mais, por e- 15 xemplo, removendo constantemente uma parte de corrente do recipiente de armazenamento para um trocador de calor adequado, por exemplo, para um trocador de calor de placa, ou mantido em uma temperatura de armazena- mento adequada. É inteiramente possível que a reação continuada possa acontecer no recipiente de armazenamento.

O produto pode ser reciclado para dentro do recipiente de arma-

zenamento em qualquer maneira em princípio. Entretanto, foi verificado ser vantajoso, em alguns casos, que o produto seja reciclado por meio de um sistema composto de um ou mais bicos para dentro do recipiente de arma- zenamento, tal que a mistura correspondente do produto armazenado acon- tece dentro do recipiente de armazenamento.

O produto é também removido continuamente do recipiente de armazenamento para dentro de um recipiente de estabilização. O produto é misturado lá com um ácido adequado, por exemplo, com H2SO4. Isso desati- va o catalisador e ajusta a mistura da reação para um pH de aproximada- 30 mente 1 a aproximadamente 3, em particular aproximadamente 2. Um ácido adequado é, em particular, ácido sulfúrico, por exemplo, ácido sulfúrico ten- do um conteúdo de aproximadamente 90 a aproximadamente 105%, em par- ticular de aproximadamente 93 a aproximadamente 98% de H2SO4.

O produto estabilizado é retirado do recipiente de estabilização e transferido para o estágio de purificação. Uma porção do produto estabiliza- do retirado pode ser reciclada, por exemplo, para dentro do recipiente de estabilização, tal que mistura suficiente do recipiente é garantida por meio de um sistema composto de um ou mais bicos.

Elaboração ACH

Em um elemento de processo adicional que pode ser usado em conjunto com a presente invenção, cianoidrina de acetona que foi obtida em 10 um estágio precedente, por exemplo, a partir da reação da acetona com áci- do cianídrico, é submetida a uma elaboração com destilação. A cianoidrina de acetona bruta estabilizada é liberada dos constituintes de baixa ebulição por meio de uma coluna correspondente. Um processo de destilação ade- quado pode ser conduzido, por exemplo, por meio de somente uma coluna. 15 Entretanto, é da mesma forma possível, em uma purificação apropriada da cianoidrina de acetona bruta, usar uma combinação de duas ou mais colu- nas de destilação, também combinadas com um evaporador de película ca- dente. Além disso, dois ou mais evaporadores de película cadente ou, senão duas ou mais colunas de destilação podem ser combinadas entre si.

A cianoidrina de acetona bruta vem do armazenamento para a

destilação geralmente com uma temperatura de aproximadamente 0 a apro- ximadamente 15°C, por exemplo, uma temperatura de aproximadamente 5 a aproximadamente 10°C. Em princípio, a cianoidrina de acetona bruta pode ser introduzida diretamente na coluna. Entretanto, foi verificado ser útil, em 25 alguns casos, quando a cianoidrina de acetona fria bruta, por meio de um trocador de calor, primeiro absorve um pouco do calor do produto já purifica- do pela destilação. Portanto, em uma modalidade adicional do processo descrito aqui, a cianoidrina de acetona bruta é aquecida por meio de um tro- cador de calor para uma temperatura de aproximadamente 60 a 80°C.

A cianoidrina de acetona é purificada pela destilação por meio

de uma coluna de destilação, de preferência tendo mais do que 10 bandejas, ou por meio de uma bateria de duas ou mais colunas de destilação adequa- das correspondentes. O fundo da coluna é aquecido preferivelmente com vapor. Por verificado ser vantajoso quando a temperatura do fundo não ex- cede uma temperatura de 140°C; bons rendimentos e boa purificação foram atingidos quando a temperatura do fundo não é maior do que aproximada- 5 mente 130°C ou não é maior do que aproximadamente 110°C. Os dados de temperatura são baseados na temperatura da parede do fundo da coluna.

A cianoidrina de acetona bruta é alimentada para o corpo da co- luna no terço superior da coluna. A destilação é executada preferivelmente sob pressão reduzida, de preferência em uma pressão de aproximadamente 10 5,0 Kpa (50) a aproximadamente 90 Kpa (900 mbar), em particular aproxi- madamente 5,0 Kpa (50) a aproximadamente 25,0 Kpa (250 mbar) e com bons resultados entre 5,0 Kpa (50) e aproximadamente 15,0 Kpa (150 mbar).

No topo da coluna, impurezas gasosas, especialmente acetona e ácido cianídrico, são removidas, as substâncias gasosas removidas são 15 resfriadas por meio de um trocador de calor ou uma bateria de dois ou mais trocadores de calor. Preferência é dada aqui ao uso do resfriamento com salmoura com uma temperatura de aproximadamente 0 a aproximadamente 10°C.

Isso dá aos constituintes gasosos dos vapores a oportunidade 20 de condensar. O primeiro estágio de condensação pode acontecer, por e- xemplo, na pressão padrão. Entretanto, é igualmente possível e foi verificado ser vantajoso, em alguns casos, quando esse primeiro estágio de condensa- ção é efetuado sob pressão reduzida, de preferência na pressão que predo- mina na destilação. O condensado é passado adiante para um recipiente de 25 coleta resfriado e coletado lá em uma temperatura de aproximadamente 0 a aproximadamente 15°C, em particular em aproximadamente 5 a aproxima- damente 10°C.

Os compostos gasosos que não condensam na primeira etapa de condensação são removidos da câmara de pressão reduzida por meio de uma bomba de vácuo. Em princípio, qualquer bomba de vácuo pode ser u- sada aqui. Entretanto, foi verificado ser vantajoso, em muitos casos, usar uma bomba de vácuo que, devido ao seu projeto, não leva à introdução de impurezas líquidas na corrente gasosa. Preferência é, portanto, dada aqui, por exemplo, ao uso de bombas de vácuo de funcionamento a seco.

A corrente gasosa que escapa no lado de pressão da bomba é conduzida através de um trocador de calor adicional que é preferivelmente 5 resfriado com salmoura em uma temperatura de aproximadamente 0 a apro- ximadamente 15°C. Os constituintes que condensam aqui são da mesma forma coletados no recipiente de coleta que já coleta os condensados obti- dos sob condições de vácuo. A condensação executada no lado de pressão da bomba de vácuo pode ser efetuada, por exemplo, por um trocador de ca- 10 lor, mas também com uma bateria de dois ou mais trocadores de calor dis- postos em série ou em paralelo. As substâncias gasosas que permanecem depois dessa etapa de condensação são removidas e enviadas para qual- quer utilização adicional, por exemplo, uma utilização térmica.

Os concentrados coletados podem ser utilizados, da mesma 15 forma também, como desejado. Entretanto, por razões econômicas, foi veri- ficado ser extremamente vantajoso reciclar os condensados na reação para preparar a cianoidrina de acetona. Isso é efetuado preferivelmente em um ou mais pontos que possibilitam acesso ao reator de arco. Os condensados podem ter, em princípio, qualquer composição, contanto que eles não inter- 20 rompam a preparação da cianoidrina de acetona. Em muitos casos, uma quantidade predominante do condensado, entretanto, consistirá de acetona e ácido cianídrico, por exemplo, em uma razão molar de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 1:2, frequentemente em uma razão de aproximada- mente 1:1.

A cianoidrina da acetona obtida do fundo da coluna de destila-

ção é resfriada, primeiro, para uma temperatura de aproximadamente 40 a aproximadamente 80°C pela cianoidrina de acetona bruta fria alimentada por meio de um primeiro trocador de calor. Subsequentemente, a cianoidrina de acetona é resfriada para uma temperatura de aproximadamente 30 a apro- 30 ximadamente 35°C por meio de pelo menos um trocador de calor adicional e opcionalmente armazenada por intermédio.

Transformação em Amida Em um elemento de processo adicional como frequentemente provido na preparação do ácido metacrílico ou dos ésteres do ácido metacrí- lico, a cianoidrina de acetona é submetida a uma hidrólise. Em níveis de temperatura diferentes depois de uma série de reações, isso forma metacri- 5 Iamida como o produto.

A reação é realizada em uma maneira conhecida para aqueles versados na técnica por uma reação entre o ácido sulfúrico concentrado e a cianoidrina da acetona. A reação é exotérmica, o que significa que o calor da reação é vantajosamente removido do sistema.

A reação aqui também pode novamente ser executada em um

processo em lote ou em processos contínuos. O último foi verificado como sendo vantajoso em muitos casos. Quando a reação é executada em um processo contínuo, o uso de reatores de arco foi verificado como sendo útil. A reação pode ser efetuada, por exemplo, em somente um reator de arco. 15 Entretanto, pode ser vantajoso quando a reação é executada em uma bate- ria de dois ou mais reatores de arco.

No processo descrito, um reator de arco adequado tem um ou mais pontos de alimentação para a cianoidrina de acetona, um ou mais pon- tos de alimentação para o ácido sulfúrico concentrado, um ou mais separa- dores de gás, um ou mais trocadores de calor e um ou mais misturadores e frequentemente uma bomba como um recurso de transporte.

A hidrólise da cianoidrina de acetona com ácido sulfúrico para produzir metacrilamida é, como já descrito, exotérmica. O calor da reação que surge na reação deve, entretanto, pelo menos ser retirado muito do sis- 25 tema, desde que o rendimento cai com temperatura crescente na reação. É possível, em princípio, realizar uma remoção rápida e abrangente do calor da reação com trocadores de calor apropriados. Entretanto, pode também ser desvantajoso esfriar a mistura excessivamente, desde que uma transfe- rência de calor suficiente é requerida para a troca apropriada nos trocadores 30 de calor. Desde que a viscosidade da mistura se eleva muito com temperatu- ra em queda, a circulação dentro e o fluxo através do reator de arco é, em primeiro lugar, complicado e uma remoção suficiente da energia de reação do sistema não pode mais ser garantida, em segundo lugar.

Além disso, temperaturas excessivamente baixas na mistura de reação pode levar a uma cristalização dos constituintes da mistura de reação nos trocadores de calor. Isso também piora a transferência de calor, como 5 um resultado do que uma redução de produção clara pode ser detectada. Além disso, o reator de arco não pode ser carregado com as quantidades ótimas de reagentes, tal que a eficiência do processo sofre no geral.

Em uma modalidade do processo, uma porção, de preferência aproximadamente dois terços a aproximadamente três quartos, da taxa de 10 fluxo de volume de uma corrente da cianoidrina de acetona é introduzida em um primeiro reator de arco. Um primeiro reator de arco preferivelmente tem um ou mais trocadores de calor, uma ou mais bombas, um ou mais elemen- tos de mistura e um ou mais separadores de gás. As correntes de circulação que passam através do primeiro reator de arco estão preferivelmente na fai- 15 xa de aproximadamente 50 a 650 m3/h, de preferência em uma faixa de 100 a 500 m3/h e mais preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 150 a 450 m3/h. Em pelo menos um reator de arco adicional que segue o primeiro reator de arco, as correntes de circulação estão preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 40 a 650 m3/h, de preferência em uma faixa de 20 50 a 500 m3/h e mais preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 60 a 350 m3/h. Além do mais, uma diferença de temperatura preferida sobre os trocadores de calor é aproximadamente 1 a 20°C, preferência particular sen- do dada para aproximadamente 2 a TC.

A cianoidrina de acetona pode ser alimentada, em princípio, para 25 o reator de arco em qualquer ponto. Entretanto, foi verificado ser vantajoso quando a alimentação é para dentro de um elemento de mistura, por exem- plo, para dentro de um misturador com partes móveis ou um misturador es- tático ou em um ponto bem misturado. O ácido sulfúrico é vantajosamente alimentado a montante da adição da cianoidrina de acetona. De outra forma, 30 entretanto, é da mesma maneira possível alimentar o ácido sulfúrico no rea- tor de arco em qualquer ponto.

A razão dos reagentes no reator de arco é controlada tal que um excesso de ácido sulfúrico está presente. O excesso de ácido sulfúrico é, com base na razão molar dos constituintes, aproximadamente 1,8:1 a apro- ximadamente 3:1 no primeiro reator de arco e aproximadamente 1,3:1 a a- proximadamente 2:1 no último reator de arco.

5 Em alguns casos, foi verificado ser vantajoso executar a reação

no reator de arco com um tal excesso de ácido sulfúrico. O ácido sulfúrico pode servir aqui, por exemplo, como um solvente e manter a viscosidade da mistura de reação baixa, o que pode garantir uma maior remoção de calor da reação e uma menor temperatura da mistura de reação. Isso pode acar- 10 retar vantagens de produção significativas. A temperatura na mistura de rea- ção é aproximadamente 90 a aproximadamente 120°C.

A remoção do calor é garantida por um ou mais trocadores de calor no reator de arco. Foi verificado ser vantajoso quando os trocadores de calor têm um sistema sensor adequado para controlar o desempenho do 15 resfriamento a fim de impedir resfriamento excessivamente grande da mistu- ra de reação pelas razões acima mencionadas. Por exemplo, pode ser van- tajoso medir a transferência de calor no trocador de calor ou nos trocadores de calor ponto por ponto ou continuamente e ajustar o desempenho do res- friamento dos trocadores de calor nele. Isso pode ser feito, por exemplo, a- 20 través do próprio refrigerante. É igualmente possível atingir aquecimento apropriado da mistura de reação pela variação correspondente da adição dos reagentes e pela geração de mais calor de reação. Uma combinação das duas possibilidades é também concebível. O reator de arco deve adicio- nalmente ter pelo menos um separador de gás. Um método é retirar o produ- 25 to formado continuamente do reator de arco através do separador de gás. Um outro método é, assim, retirar os gases formados na reação da câmara de reação. O gás formado é, principalmente, monóxido de carbono. O produ- to retirado do reator de arco é preferivelmente transferido para um segundo reator de arco. Nesse segundo reator de arco, a mistura da reação compre- 30 endendo o ácido sulfúrico e a metacrilamida, como foi obtida pela reação no primeiro reator de arco, é reagida com a parte de corrente restante da cia- noidrina de acetona. Nesse caso, o excesso de ácido sulfúrico do primeiro reator de arco, ou pelo menos um pouco do ácido sulfúrico excessivo, reage com a cianoidrina de acetona para formar metacrilamida adicional. O de- sempenho da reação em dois ou mais reatores de arco tem a vantagem que, devido ao excesso de ácido sulfúrico no primeiro reator de arco, a capacida- 5 de de bombeamento da mistura de reação e, portanto, a transferência de calor e finalmente a produção, são melhoradas. Por sua vez, pelo menos um elemento de mistura, pelo menos um trocador de calor e pelo menos um se- parador de gás são dispostos no segundo reator de arco. A temperatura da reação no segundo reator de arco é, da mesma maneira, aproximadamente 10 90 a aproximadamente 120°C.

O problema da capacidade de bombeamento da mistura de rea- ção, da transferência de calor e de uma temperatura de reação mínima ocor- re em cada reator de arco adicional tal como isso ocorre no primeiro. Portan- to, o segundo reator de arco também vantajosamente tem um trocador de 15 calor cujo desempenho de resfriamento pode ser controlado por um sistema sensor apropriado.

A cianoidrina de acetona é novamente alimentada em um ele- mento de mistura adequado, de preferência em um misturador estático ou em um ponto bem misturado.

O produto é retirado do separador, especialmente separador de

gás, do segundo reator de arco e aquecido para uma temperatura de apro- ximadamente 130 a aproximadamente 180°C para completar a reação e pa- ra formar a metacrilamida.

O aquecimento é preferivelmente executado, tal que a tempera- 25 tura máxima é atingida somente por um período mínimo, por exemplo, por um tempo de aproximadamente um minuto a aproximadamente 30 minutos, em particular por um tempo de aproximadamente dois a aproximadamente oito ou aproximadamente três a aproximadamente cinco minutos. Isso pode ser efetuado, em princípio, em qualquer aparelho para atingir uma tal tempe- 30 ratura por um tal período curto. Por exemplo, a energia pode ser suprida em uma maneira convencional pela energia elétrica ou por vapor. Entretanto, é igualmente possível suprir a energia por meio de radiação eletromagnética, por exemplo, por meio de micro-ondas.

Em vários casos, foi verificado ser vantajoso quando a etapa de aquecimento é efetuada em um trocador de calor com disposição de dois estágios ou múltiplos estágios de bobinas de tubo que podem estar preferi- 5 velmente presentes em pelo menos uma disposição oposta dupla. Isso a- quece a mistura de reação rapidamente para uma temperatura de aproxima- damente 130 a 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 da 10 reação através de um separador de gás depois que ela deixa a primeira bo- bina de tubo no trocador de calor. Isso pode remover, por exemplo, os com- ponentes gasosos formados durante a reação da mistura da reação. É i- gualmente possível tratar a mistura da reação com um separador de gás depois que ela deixa a segunda bobina. Pode ser considerado adicionalmen- 15 te vantajoso tratar a mistura de reação com um separador de gás tanto de- pois que ele deixa a primeira bobina de tubo quanto depois que ele deixa a segunda bobina de tubo.

A solução de amida assim alcançável geralmente tem uma tem- peratura de mais do que 100°C, tipicamente uma temperatura de aproxima- damente 130 a 180°C.

Os compostos gasosos obtidos na transformação em amida po- dem ser descartados, em princípio, em qualquer maneira ou enviados para processamento adicional. Entretanto, pode ser vantajoso, em alguns casos, quando os gases apropriados são combinados em uma linha de transporte 25 em uma tal maneira que eles são opcionalmente pressurizados tanto conti- nuamente quanto como requerido, por exemplo, com pressão de vapor e podem, assim, ser transportados mais além.

Esterificacão

Uma etapa adicional que constitui um elemento de processo e pode ser usada na presente invenção em conjunto com o processo de acor- do com a invenção é uma hidrólise de metacrilamida para ácido metacrílico e a sua esterificação subsequente para ésteres metacrílicos. Essa reação po- de ser executada em um ou mais tanques aquecidos, por exemplo, aqueci- dos com vapor. Entretanto, foi verificado em muitos casos ser vantajoso quando a esterificação é executada em pelo menos dois tanques sucessi- vos, mas, por exemplo, também em três ou quatro ou mais tanques sucessi- 5 vos. Nesse caso, uma solução de metacrilamida é introduzida no tanque ou no primeiro tanque de uma bateria de tanques compreendendo dois ou mais tanques.

É frequentemente preferido executar uma reação de esterifica- ção correspondente com uma bateria de dois ou mais tanques. Referência será feita, portanto, a seguir exclusivamente a essa variação.

No processo descrito aqui é possível, por exemplo, alimentar uma solução de amida como obtenível da reação de transformação em ami- da descrita aqui em um primeiro tanque. O tanque é aquecido, por exemplo, com vapor. A solução de amida suprida geralmente tem uma temperatura 15 elevada, por exemplo, uma temperatura de aproximadamente 100 a aproxi- madamente 180°C, essencialmente correspondendo com a temperatura de saída da solução de amida proveniente da reação de transformação em a- mida apresentada acima. Um alcanol é também alimentado para os tanques, que pode ser usado para a esterificação.

Alcanóis adequados aqui são, em princípio, quaisquer alcanóis

tendo 1 a aproximadamente 4 átomos de carbono, que podem ser lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, preferência particular sendo dada ao metanol. Esses alcanóis podem ser usados da mesma maneira juntos com ésteres metacrílicos, que é o caso especialmente nas transesterifica- ções.

O tanque é também carregado com água, de modo que existe uma concentração total de água no tanque de aproximadamente 13 a apro- ximadamente 26% em peso, em particular aproximadamente 18 a aproxima- damente 20% em peso.

A quantidade da solução de amida e de alcanol é controlada, tal

que uma razão molar total de amida em relação ao alcanol de aproximada- mente 1:1,4 a aproximadamente 1:1,6 existe. O alcanol pode ser distribuído sobre a bateria de tanque, tal que a razão molar no primeiro reator é aproxi- madamente 1:1,1 a aproximadamente 1:1,4 e, nos estágios de reação sub- sequentes, com base na corrente total de amida, razões molares de aproxi- madamente 1:0,05 a aproximadamente 1:0,3 são estabelecidas. O alcanol 5 alimentado na esterificação pode ser composto de "alcanol fresco" e alcanol das correntes de reciclagem dos estágios de elaboração e, se requerido, também das correntes de reciclagem dos processos a jusante do sistema de produção.

O primeiro tanque pode ser carregado com água em princípio, 10 tal que a água é alimentada para o tanque a partir de qualquer fonte, contan- to que essa água não tenha ingredientes que possam afetar adversamente a reação de esterificação ou os estágios de processo a jusante. Por exemplo, água desmineralizada ou água de fonte pode ser alimentada para o tanque. Entretanto, é da mesma maneira possível alimentar uma mistura de água e 15 compostos orgânicos no tanque, como obtido, por exemplo, na purificação do ácido metacrílico ou ésteres metacrílicos. Em uma modalidade preferida do processo apresentado aqui, o tanque é carregado pelo menos parcial- mente com uma mistura de água e tais compostos orgânicos.

Quando uma bateria de dois ou mais tanques é usada na reação de esterificação, as substâncias gasosas formadas, especialmente os éste- res metacrílicos, podem ser retiradas, em princípio, individualmente de cada tanque e alimentadas para uma purificação. Entretanto, foi verificado, em alguns casos, ser vantajoso quando, em uma bateria de dois ou mais tan- ques, os produtos gasosos do primeiro tanque são primeiro alimentados no segundo recipiente de reação sem que os compostos gasosos do primeiro tanque sejam alimentados diretamente para uma purificação. Esse procedi- mento oferece a vantagem que a evolução frequentemente alta de espuma no primeiro tanque não precisa ser neutralizada por aparelhos desespuman- tes complicados. No caso da passagem das substâncias gasosas do primei- ro tanque para o segundo tanque, a espuma que foi formada no primeiro tanque e pode ter sido arrastada também entra na câmara de reação do se- gundo tanque em uma maneira simples. Desde que a formação de espuma lá é, de forma geral, significativamente menor, não existe necessidade de usar aparelho desespumante.

O segundo tanque disposto a jusante de um primeiro tanque en- tão, em primeiro lugar, absorve o transbordamento do primeiro tanque; em 5 segundo lugar, ele é alimentado com as substâncias gasosas formadas no primeiro tanque ou que estão presentes no primeiro tanque. O segundo tan- que e quaisquer tanques seguintes são, da mesma maneira, carregados com metanol. É preferido aqui que a quantidade de metanol diminua por pelo menos 10% de tanque para tanque, com base em cada caso no tanque pre- 10 cedente. A concentração de água no segundo tanque e nos tanques adicio- nais pode diferir dessa do primeiro tanque, as diferenças de concentração são, contudo, frequentemente pequenas.

Os vapores formados no segundo tanque são removidos do tan- que e introduzidos no fundo de uma coluna de destilação.

Quando a esterificação é executada 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, da mesma maneira, aquecidos com vapor. A temperatura nos tanques 3 e, se apropria- 20 do, 4 é preferivelmente ajustada para aproximadamente 120 a aproximada- mente 140°C.

Os vapores que escapam dos tanques são passados para den- tro de uma coluna de destilação, isso preferivelmente sendo efetuado na região inferior da coluna de destilação. Os vapores compreendem uma mis- 25 tura azeotrópica de vapor transportador, ésteres metacrílicos e alcanol e, dependendo do alcanol usado, têm uma temperatura de aproximadamente 60 a aproximadamente 120°C, por exemplo, aproximadamente 70 a aproxi- madamente 90°C quando metanol é usado. Na coluna de destilação, o éster metacrílico é separado na forma gasosa dos constituintes de vapor que eva- 30 poram em temperaturas mais altas. As frações de alta ebulição (principal- mente ácido metacrílico, ésteres hidroxiisobutíricos e água) são recicladas para dentro do primeiro tanque de reação. O éster metacrílico formado é reti- rado 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 ser útil, 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 5 executa a condensação e um resfriamento para uma temperatura de apro- ximadamente 60 a aproximadamente 30°C enquanto um segundo trocador de calor resfriado com salmoura encarrega-se de um resfriamento para a- proximadamente 5 a aproximadamente 15°C. Uma parte de corrente do condensado resfriado com água pode ser introduzida como refluxo para as 10 colunas para controle de concentração na coluna. Entretanto, é igualmente possível resfriar o éster metacrílico formado por meio de uma bateria de mais do que dois trocadores de calor. Nesse caso, é possível, por exemplo, primeiro empreender um resfriamento por meio de dois trocadores de calor resfriados com água conectados em série e a seguir realizar um resfriamen- 15 to adicional por meio de um trocador de calor apropriado resfriado com sal- moura.

Por exemplo, no processo apresentado aqui, o éster metacrílico formado pode ser resfriado no estado gasoso por meio de um primeiro tro- cador de calor com resfriamento a água. Ambas as substâncias condensa- 20 das e não condensadas são então passadas adiante para um segundo tro- cador de calor, onde uma condensação adicional por meio do resfriamento com água acontece. Nesse ponto, por exemplo, substâncias gasosas podem então ser transferidas para um trocador de calor separado resfriado com salmoura. O condensado nesse trocador de calor resfriado com salmoura é 25 então introduzido na corrente do destilado, enquanto as substâncias gaso- sas restantes podem ser utilizadas mais ou enviadas para descarte. O con- densado de éster metacrílico do segundo trocador de calor resfriado com água é então resfriado em um trocador de calor resfriado com água ou res- friado com salmoura para uma temperatura menor do que 15°C, de prefe- 30 rência aproximadamente 8 a aproximadamente 12°C. Essa etapa de resfri- amento pode levar ao éster metacrílico formado tendo um conteúdo signifi- cativamente menor de ácido fórmico do que seria o caso sem a etapa de resfriamento correspondente. O condensado resfriado é então transferido para um separador de fase. Aqui, a fase orgânica (éster metacrílico) é sepa- rada da fase aquosa. A fase aquosa que, bem como água, pode também ter um conteúdo de compostos orgânicos, especialmente alcanol, da etapa de 5 destilação, pode ser usada, em princípio, também como desejado. Entretan- to, como já descrito acima, pode ser preferido reciclar essa mistura de água e compostos orgânicos de volta para o processo de esterificação alimentan- do-a no primeiro tanque de reação.

A fase orgânica removida é alimentada em um purificador. Lá, o 10 éster metacrílico é purificado com água desmineralizada. A fase aquosa se- parada, que compreende uma mistura de água e compostos orgânicos, es- pecialmente alcanol, pode, por sua vez, em princípio, ser usada também como desejado. Entretanto, é vantajoso, por razões econômicas, reciclar essa fase aquosa de volta para a etapa de esterificação alimentando-a, por 15 exemplo, para o primeiro tanque.

Desde que ésteres metacrílicos têm uma forte tendência a poli- merizar, em muitos casos, é vantajoso quando cuidado é tomado na esterifi- cação do ácido metacrílico que uma tal polimerização seja impedida.

Nas instalações para preparar ácido metacrílico ou ésteres me- 20 tacrílicos, a polimerização frequentemente acontece quando o ácido metacrí- lico ou o éster metacrílico, em primeiro lugar, tem uma pequena taxa de flu- xo, de modo que as zonas calmas locais podem se formar, nas quais o con- tato duradouro entre o ácido metacrílico ou o éster metacrílico e um iniciador de polimerização pode ser estabelecido, o que pode subsequentemente Ie- 25 var à polimerização.

A fim de impedir tal comportamento de polimerização, pode ser vantajoso otimizar o fluxo da substância com o efeito que, em primeiro lugar, a taxa de fluxo do éster metacrílico ou do ácido metacrílico é suficientemente alta em substancialmente todos os pontos no sistema que o número de zo- 30 nas calmas é minimizado. Além do mais, pode ser vantajoso misturar a cor- rente de ácido metacrílico ou éster metacrílico com estabilizadores adequa- dos, tal que a polimerização é muito suprimida. Para essa finalidade, as correntes no processo apresentado aqui podem ser misturadas, em princípio, com estabilizadores tal que um nível mínimo de polimerização acontece no próprio sistema. Para esse fim, a par- te da instalação em particular na qual o ácido metacrílico ou o éster metacrí- 5 Iico está presente em alta concentração durante ou depois da destilação é suprida com estabilizadores apropriados.

Por exemplo, foi verificado ser viável suprir um estabilizador no topo da coluna de destilação para a corrente do éster metacrílico retirada lá. Além do mais, foi verificado ser vantajoso lavar essas partes da instalação, 10 na qual ácido metacrílico ou éster metacrílico é circulado com uma tempera- tura maior do que aproximadamente 20°C, de preferência com uma tempera- tura na faixa de aproximadamente 20 a aproximadamente 120°C, com uma solução do estabilizador no éster metacrílico. Por exemplo, um pouco do condensado obtido nos trocadores de calor, junto com um estabilizador ade- 15 quado, é reciclado para o topo da coluna de destilação tal que o topo da co- luna, no seu interior, é pulverizado constantemente com éster metacrílico estabilizado ou ácido metacrílico estabilizado. Isso é preferivelmente feito em uma tal maneira que nenhuma zona calma pode se formar no topo da colu- na, na qual existe o risco de polimerização do ácido metacrílico ou éster me- 20 tacrílico. Os próprios trocadores de calor podem ser carregados correspon- dentemente, da mesma forma, com uma solução estabilizada do ácido me- tacrílico ou éster metacrílico em uma tal maneira que nenhuma zona calma pode se formar aqui também.

Também foi verificado ser vantajoso no processo apresentado 25 aqui quando, por exemplo, os gases de combustão compreendendo monóxi- do de carbono dos processos precedentes, especialmente da etapa de transformação em amida, são passados através da instalação de esterifica- ção junto com o vapor. Dessa maneira, a mistura de gás é novamente purifi- cada para remover os compostos que podem ser removidos na forma sólida 30 ou na líquida. Em segundo lugar, esses são coletados em um ponto central e podem ser enviados para utilização adicional ou descarte.

O éster metacrílico obtido ou o MMA obtido na esterificação e na pré-purificação subsequente, ou o ácido metacrílico obtido, são subsequen- temente enviados para um tratamento adicional. A esterificação resulta em ácido sulfúrico diluído como a substância residual restante, que pode ser da mesma forma enviada para uma utilização adicional.

Pré-purificacão do Éster ou do Ácido

No processo apresentado aqui, a matéria exposta da presente invenção pode também ser usada em conjunto com um processo para pré- purificar o ácido metacrílico ou o éster metacrílico, como descrito no elemen- to de processo que segue. Por exemplo, em princípio, ácido metacrílico bru- 10 to ou um éster metacrílico bruto pode ser submetido a uma purificação adi- cional, a fim de chegar a um produto muito puro. Uma tal purificação que constitui um elemento de processo adicional pode ser em um estágio, por exemplo. Entretanto, foi verificado ser vantajoso em muitos casos quando uma tal purificação compreende pelo menos dois estágios, em cujo caso os 15 constituintes de baixa ebulição do produto são removidos em uma primeira pré-purificação como descrito aqui. Para esse fim, o éster metacrílico bruto ou o ácido metacrílico bruto é transferido primeiro para uma coluna de desti- lação na qual os constituintes de baixa ebulição e a água podem ser removi- dos. Para esse fim, o éster metacrílico bruto é enviado para uma coluna de 20 destilação, em cujo caso a adição é executada, por exemplo, na metade su- perior da coluna. O fundo da coluna é aquecido com vapor, por exemplo, em uma tal maneira que uma temperatura da parede de aproximadamente 50 a aproximadamente 120°C é atingida. A purificação é executada sob pressão reduzida. A pressão dentro da coluna no caso do éster é, de preferência, 25 aproximadamente 10,0 Kpa (100) a aproximadamente 60,0 Kpa (600 mbar). A pressão dentro da coluna no caso do ácido é, de preferência, aproxima- damente 4,0 Kpa (40) a aproximadamente 30,0 Kpa (300 mbar).

No topo da coluna, os constituintes de baixa ebulição são remo- vidos. Em particular, esses podem ser, por exemplo, éter, acetona e formiato de metilo. Os vapores são então condensados por meio de um ou mais tro- cadores de calor. Por exemplo, foi verificado ser útil, em alguns casos, pri- meiro executar uma condensação por meio de dois trocadores de calor res- friados com água conectados em série. Entretanto, é igualmente possível usar somente um trocador de calor nesse ponto. Os trocadores de calor são preferivelmente operados em um estado ereto para aumentar a taxa de fluxo e a fim de impedir a formação de fases estacionárias, preferência sendo da- 5 da a obter máximo umedecimento. Conectado a jusante do trocador de calor resfriado com água ou os trocadores de calor resfriados com água pode es- tar um trocador de calor resfriado com salmoura, mas também é possível conectar uma bateria de dois ou mais trocadores de calor resfriados com salmoura a jusante. Na bateria dos trocadores de calor, os vapores são con- 10 densados, providos com estabilizador e, por exemplo, alimentados para um separador de fase. Desde que os vapores podem também conter água, qualquer fase aquosa que ocorre é descartada ou enviada para uma utiliza- ção adicional. Um exemplo de uma utilização adicional possível é a recicla- gem em uma reação de esterificação, por exemplo, em uma reação de este- 15 rificação como foi descrita acima. Nesse caso, a fase aquosa é preferivel- mente reciclada para o primeiro tanque de esterificação.

A fase orgânica removida é alimentada como refluxo para o topo da coluna. Um pouco da fase orgânica pode, por sua vez, ser usada para pulverizar os topos dos trocadores de calor e o topo da coluna. Desde que a 20 fase orgânica removida é uma fase que foi misturada com o estabilizador, é possível, assim, primeiramente, efetivamente impedir a formação de zonas calmas. Em segundo lugar, a presença do estabilizador efetua a supressão adicional da tendência de polimerização dos vapores removidos.

A corrente de condensado obtida dos trocadores de calor é adi- cionalmente, de preferência, misturada com água desmineralizada em uma tal maneira que ação de separação suficiente pode ser realizada no separa- dor de fase.

Os compostos gasosos que permanecem depois da condensa- ção na bateria do trocador de calor podem ser submetidos, de preferência por meio dos ejetores de vapor como geradores de pressão reduzida, nova- mente a uma condensação por meio de um ou mais trocadores de calor adi- cionais. Foi verificado ser vantajoso por razões econômicas quando uma tal pós-condensação condensa não somente as substâncias gasosas da pré- purificação. Por exemplo, é possível alimentar mais substâncias gasosas em uma tal pós-condensação, como obtido da purificação principal dos ésteres metacrílicos. A vantagem de um tal procedimento situa-se, por exemplo, na 5 transferência de uma tal proporção de éster metacrílico que não foi conden- sado no estágio de purificação principal uma vez mais através do separador de fase para a coluna de purificação na pré-purificação. Assim é garantido, por exemplo, que uma maximização do rendimento possa acontecer e míni- mas perdas de ésteres metacrílicos ocorrem. Além do mais, a seleção ade- 10 quada do projeto e da operação desses trocadores de calor adicionais per- mite que a composição do gás de combustão que deixa esses trocadores de calor, especialmente o conteúdo de pequenas caldeiras, seja ajustada.

Devido à alimentação da água na pré-purificação do éster meta- crílico, o conteúdo de água na esterificação e a concentração dos constituin- 15 tes de baixa ebulição no metacrilato de metilo bruto, especialmente, podem elevar continuamente. A fim de impedir isso, pode ser vantajoso descarregar um pouco da água alimentada para o sistema para fora do sistema, de prefe- rência continuamente. Essa descarga pode ser efetuada, em princípio, por exemplo, em uma ordem de magnitude na qual a água é alimentada para o 20 sistema na pré-purificação. A fase aquosa separada no separador de fase tipicamente tem um conteúdo de constituintes orgânicos. Pode ser, portanto, vantajoso alimentar essa água para uma forma de descarte que utiliza esse conteúdo de substâncias orgânicas.

Por exemplo, pode ser vantajoso quando a água dessa maneira 25 contaminada com as substâncias orgânicas é alimentada para a câmara de combustão em um processo de clivagem do ácido sulfúrico. Devido aos constituintes oxidáveis, seu valor calorífico pode ainda ser utilizado pelo me- nos parcialmente. Além disso, um descarte possivelmente caro da água con- taminada com substâncias orgânicas é assim frequentemente evitado.

Purificação Fina do Éster Metacrílico

Para a purificação fina do éster metacrílico, o éster metacrílico pré-purificado bruto é submetido a uma outra destilação. Isso libera o éster metacrílico bruto de seus constituintes de alta ebulição com o auxílio de uma coluna de destilação para obter um éster metacrílico puro. Para esse fim, o éster metacrílico bruto é introduzido em uma coluna de destilação, algumas vezes na metade inferior, em uma maneira conhecida para aqueles versados 5 na técnica.

A coluna de destilação pode, em princípio, corresponder com qualquer projeto que aparente ser adequado para aqueles versados na téc- nica. Entretanto, foi verificado ser vantajoso em muitos casos que a pureza do produto resultante quando a coluna de destilação é operada com uma ou 10 mais guarnições corresponda aproximadamente com as exigências seguin- tes:

Em primeiro lugar, justo como nas outras linhas circuladas com- pletamente pelo éster metacrílico, um nível mínimo dos assim chamados "espaços mortos" deve se formar nas colunas. Os espaços mortos levam a 15 um tempo de permanência comparativamente longo dos ésteres metacríli- cos, o que estimula a sua polimerização. Isto, por sua vez, leva às paralisa- ções de produção caras e à limpeza das partes apropriadas bloqueadas com polímero. Uma maneira de agir contra a formação dos espaços mortos é, tanto por projeto quanto por um modo de operação suficiente das colunas, 20 sempre carregá-las com uma quantidade suficiente de líquido, de modo que a lavagem constante das colunas e especialmente das partes internas da coluna, tal como guarnições, é realizada. Por exemplo, as colunas podem ter dispositivos de pulverização que são projetados para a pulverização das par- tes internas da coluna. Além disso, as partes internas da coluna podem ser 25 conectadas uma na outra, tal que escassamente quaisquer espaços mortos, ou melhor, nenhum absolutamente, se forma. Para esse fim, as partes inter- nas da coluna podem ser conectadas uma na outra ou na coluna através de junções de adesão interrompidas. Tais junções de adesão têm, pelo menos aproximadamente 2, de preferência pelo menos aproximadamente 5 e mais 30 preferivelmente pelo menos aproximadamente 10 interrupções para 1 m de comprimento da junção de adesão. O comprimento dessas interrupções po- de ser selecionado tal que eles compõem pelo menos aproximadamente 10%, de preferência pelo menos aproximadamente 20% e mais preferivel- mente pelo menos aproximadamente 50%, mas geralmente não mais do que 95% do comprimento da junção de adesão. Uma outra medida de projeto pode ser que, nas regiões internas da coluna, especialmente essas que en- 5 tram em contato com os ésteres metacrílicos, menos do que aproximada- mente 50%, de preferência menos do que aproximadamente 25% e mais preferivelmente menos do que aproximadamente 10% de todas as superfí- cies, especialmente das partes internas da coluna, correm horizontalmente. Por exemplo, as pontas que abrem no interior da coluna podem ser configu- 10 radas conicamente ou com superfícies oblíquas. Uma outra medida pode consistir em manter a quantidade de éster metacrílico líquido presente no fundo da coluna tão pequena quanto possível durante a operação da coluna e, em segundo lugar, prevenir o superaquecimento dessa quantidada des- peito das temperaturas moderadas e grandes superfícies de evaporação 15 durante a evaporação. Pode ser vantajoso nesse contexto, que a quantidade de líquido no fundo da coluna se forme na faixa de aproximadamente 0,1 a 15% e de preferência aproximadamente 1 a 10% da quantidade total de és- ter metacrílico na coluna. As medidas propostas nesse parágrafo podem também encontrar uso na destilação do ácido metacrílico.

Na purificação do éster metacrílico, seus constituintes de alta

ebulição são separados do produto por destilação. Para esse fim, o fundo da coluna é aquecido com vapor. A temperatura do fundo é, de preferência, a- proximadamente 50 a aproximadamente 80°C, em particular aproximada- mente 60 a aproximadamente 75°C, com a temperatura da parede menor do que aproximadamente 120°C.

O material obtido no fundo da coluna é preferivelmente removido continuamente e resfriado por meio de um trocador de calor ou uma bateria de vários trocadores de calor para uma temperatura em uma faixa de apro- ximadamente 40 a aproximadamente 80°C, de preferência aproximadamente 30 40 a aproximadamente 60°C e mais preferivelmente em uma faixa de apro- ximadamente 50 a 60°C.

Esse material, que compreende predominantemente éster meta- crílico, éster hidroxiisobutírico, ácido metacrílico e componentes de estabili- zador, é subsequentemente, através de um recipiente de armazenamento, por exemplo, descartado ou enviado para um outro uso. Foi verificado ser vantajoso, em muitos casos, quando o material obtido no fundo da coluna é 5 reciclado para a reação de esterificação. Por exemplo, o material do fundo da coluna é reciclado para o primeiro tanque de esterificação. Isso faz surgir a vantagem que, com o objetivo de um método muito economicamente viá- vel e um rendimento muito alto, compostos relativamente de alta ebulição presentes nos fundos da coluna são reciclados para a reação de esterifica- 10 ção.

No topo da coluna, o éster metacrílico purificado pela 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 com água ou por meio de trocadores 15 de calor resfriados com salmoura ou por meio de uma combinação dos dois. Foi verificado ser útil, em alguns casos, quando os vapores da coluna de destilação são transferidos para dois ou mais trocadores de calor conecta- dos em paralelo, que são operados por meio do resfriamento com água. As frações não condensadas dos trocadores de calor resfriados com água po- 20 dem ser introduzidas, por exemplo, em um trocador de calor resfriado com salmoura ou uma bateria de dois ou mais trocadores de calor resfriados com salmoura, que podem ser dispostos em série ou em paralelo. Os condensa- dos obteníveis dos trocadores de calor são introduzidos em um recipiente de coleta e enviados para um recipiente de tamponar por meio de uma bomba 25 através de um trocador de calor adicional ou uma bateria de dois ou mais trocadores de calor adicionais. A corrente do condensado é resfriada, por exemplo, por meio de uma bateria de um ou dois trocadores de calor resfria- dos com água e um ou dois trocadores de calor resfriados com salmoura para uma temperatura em uma faixa de aproximadamente 0 a aproximada- 30 mente 20°C, de preferência aproximadamente 0 a aproximadamente 15°C e mais preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 2 a 10°C.

Uma parte da corrente é retirada da corrente do condensado e é reciclada para a coluna de destilação através do topo da coluna. A corrente do condensado pode ser alimentada para o topo da coluna em princípio em qualquer maneira, por exemplo, através de distribuidores. Entretanto, pode ser vantajoso quando uma porção da corrente do condensado é alimentada 5 para a linha de vapor acima do topo da coluna, por exemplo, pulverizada para dentro. Também é preferido que essa alimentação também introduza o estabilizador no topo da coluna.

Uma parte de corrente adicional do condensado planejada para reciclagem para a coluna pode ser ramificada, por exemplo, para a linha de vapor antes da introdução e ser introduzida diretamente no topo da coluna. Aqui também, é preferido que essa alimentação introduza o estabilizador no topo da coluna. A introdução no topo da coluna pode ser feita, por exemplo, em uma tal maneira que o interior do topo da coluna é pulverizado com o condensado, tal que nenhuma zona calma pode se formar no topo da coluna na qual o éster metacrílico pode polimerizar. Pode ser adicionalmente vanta- joso adicionar um estabilizador para impedir a polimerização para uma parte de corrente do condensado que é reciclada para dentro da coluna. Isso pode ser feito, por exemplo, adicionando uma quantidade apropriada de inibidor de polimerização como estabilizador na parte de corrente do condensado planejada para pulverização do topo da coluna. Foi verificado ser vantajoso, em alguns casos, quando a parte de corrente de condensado, depois da adi- ção do estabilizador, mas antes da entrada no topo da coluna, passa através de um aparelho de mistura adequado, de preferência um misturador estático, a fim de realizar distribuição muito uniforme do estabilizador na parte de cor- rente 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 recipiente de tamponar é mantido com a ajuda de um esfriador de salmoura em uma temperatura de aproxi- madamente 0 a aproximadamente 20°C, de preferência aproximadamente 0 a aproximadamente 15°C e mais preferivelmente em uma faixa de aproxi- madamente 2 a 10°C. A fim de remover quaisquer impurezas adicionais do produto e chegar a metacrilatos de alquila ultrapuros, o produto pode também ser submetido a um estágio de purificação absortivo. Foi verificado ser útil, por exemplo, quando o produto puro como um todo, ou pelo menos uma porção 5 do produto puro, é purificado mais com o auxílio de uma peneira molecular. Impurezas particularmente acidíferas, especialmente ácido fórmico formado no processo de preparação, podem, assim, ser removidas em uma maneira simples da corrente do produto. Foi adicionalmente verificado ser útil, em alguns casos, quando a corrente do produto, depois de passar através do 10 estágio de purificação adsortivo, também passa através de um ou mais filtros a fim de remover quaisquer sólidos presentes no produto.

As correntes obtidas na elaboração compreendem predominan- temente compostos polimerizáveis. A fim de, como já descrito mais de uma vez nesse contexto, impedir a formação de zonas calmas, foi verificado ser 15 vantajoso no caso do processo descrito aqui também quando as partes da instalação que entram em contato com o éster metacrílico são constante- mente circuladas com éster metacrílico. Em uma modalidade adicional do processo apresentado aqui, uma parte de corrente do éster metacrílico é, portanto, retirada a jusante do recipiente de tamponar, mas a montante do 20 estágio de purificação adsortivo a fim de ser lavada sobre as regiões superi- ores desses trocadores de calor que absorvem os vapores que se originam da coluna de destilação.

O produto obtido no estágio de purificação é subsequentemente retirado do estado de purificação com uma temperatura em uma faixa de aproximadamente -5 a aproximadamente 20°C, de preferência aproximada- mente 0 a aproximadamente 15°C e mais preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 2 a 10°C.

Remoção do Ácido Consumido

No processo apresentado aqui, pode ser recomendável, por e- xemplo, em um elemento de processo adicional, submeter o ácido sulfúrico consumido obtido no processo a uma purificação a fim de subsequentemen- te reciclá-lo de volta para o processo. Nesse caso, por exemplo, uma corren- te compreendendo ácido sulfúrico consumido, como pode ser obtido da este- rificação, pode ser contatada com vapor em um recipiente de flotação. À medida que isso é feito, pelo menos um pouco dos sólidos presentes pode ser depositado na superfície do líquido e esses sólidos depositados podem 5 ser separados. Os vapores são subsequentemente condensados em um trocador de calor, de preferência com resfriamento com água, resfriados e reciclados para a reação de esterificação.

Foi verificado ser vantajoso, em alguns casos, quando a corro- são é impedida nos secadores de calor e a ação de resfriamento é melhora- 10 da mais pela introdução de uma mistura de água e compostos orgânicos, como obtido pela purificação no decorrer da esterificação na purificação do éster metacrílico preparado, para os trocadores de calor em uma tal maneira que os topos dos trocadores de calor são pulverizados com essa mistura. Além da ação de redução de corrosão e do resfriamento do ácido no troca- 15 dor de calor, esse procedimento tem uma vantagem adicional. O material que se origina da esterificação (uma mistura de água e predominantemente metanol) é reciclado para o processo de esterificação junto com o ácido me- tacrílico e o éster metacrílico que se originam exatamente desse processo. No removedor, a flotação acima descrita proporciona misturas de ácido e 20 sólidos. Depois da sua remoção, esses são enviados para qualquer uso adi- cional ou para descarte. É possível, por exemplo, incinerar a mistura resul- tante em uma instalação de clivagem e, portanto, obter ácido sulfúrico no- vamente e a fim de recuperar um pouco da energia usada no processo.

Os compostos gasosos não condensáveis obtidos na remoção são enviados para qualquer uso adicional ou descartados.

A instalação descrita aqui para remover sólidos do ácido consu- mido e para reciclar o material do processo de esterificação exatamente nesse processo pode também ser executada, por exemplo, duas vezes por razões de confiabilidade operacional. Por exemplo, os dois ou mais recipien- 30 tes de flotação podem ser usados em tempos distintos. Desde que os sóli- dos podem assentar nesses recipientes, é vantajoso removê-los quando o recipiente de flotação particular não está sendo usado. O anteriormente mencionado será agora ilustrado em detalhes com referência aos desenhos não limitadores e exemplos. Os desenhos es- quemáticos mostram:

figura 1: um sistema de instalação para preparar e processar ácido meta- crílico ou metacrilato de metilo,

figura 2 figura 3 figura 4 figura 5 10 figura 6 figura 7

uma instalação para preparar cianoidrina de acetona, uma instalação de elaboração para a cianoidrina de acetona, uma instalação de transformação em amida, uma instalação de esterificação, uma instalação para pré-purificar o éster, uma instalação de purificação fina para o éster.

A figura 1 mostra os elementos preferidos de um sistema de ins- talação 1 para preparar ácido metacrílico ou ésteres metacrílicos e seus pro- dutos de processamento adicionais. O sistema de instalação 1 tem várias 15 instalações conectadas umas nas outras geralmente em uma maneira de condução de fluido como elementos desse sistema. O sistema de instalação inclui a preparação da cianoidrina de acetona 20, seguida pela elaboração da cianoidrina de acetona 30, seguida por uma transformação em amida 40, seguida por uma esterificação/hidrólise 50/50a, seguida por uma elaboração 20 para éster ou ácido metacrílico 60, seguida por sua vez por uma purificação fina 70, depois do que o éster, geralmente metacrilato de metilo ou ácido metacrílico está presente. O éster puro/ácido puro dessa maneira obtido po- de ser enviado para uma instalação de processamento adicional 80. Instala- ções de processamento adicionais úteis 80 incluem em particular aparelho 25 de polimerização e reatores para reações orgânicas adicionais. Nos reatores de polimerização, polimetacrilatos podem ser preparados e, nos reatores para reações orgânicas, os monômeros puros obtidos aqui podem ser con- vertidos para compostos orgânicos adicionais. A instalação de processamen- to adicional ou as instalações de processamento adicionais 80 é/são segui- 30 das por um acabamento 90. Quando os produtos de processamento adicio- nais são polímeros de ácido metacrílico ou ésteres metacrílicos, especial- mente metacrilato de metila, eles são processados mais para produzir fibras, composições de moldagem, especialmente grânulos, películas, placas, par- tes de automóvel e outras moldagens por equipamento adequado, tais como extrusoras, extrusoras de película soprada, máquinas de moldagem a inje- ção, matriz de fiandeira e semelhantes. Além disso, o sistema de instalação 5 1, em muitos casos, compreende uma instalação de ácido sulfúrico 100. Pa- ra essa instalação, todas as instalações de ácido sulfúrico que aparentam ser adequadas para essa finalidade para a pessoa versada na técnica são úteis em princípio. Referência é feita nesse contexto, por exemplo, ao capí- tulo 4, página 89 ff. em "lntegrated Pollution Prevention and Control - Draft 10 Reference Documento on Best Available Techniques for the Manufacture of Large Volume Inorganic Chemicals - Amino Acids and Fertilizers" obtenível através da Comissão Européia. A instalação de ácido sulfúrico 10 é conec- tada em uma série de outras instalações. Por exemplo, a preparação da cia- noidrina de acetona 20 é suprida com ácido sulfúrico concentrado através de 15 uma linha de ácido sulfúrico 2. Além do mais, uma linha de ácido sulfúrico adicional 3 existe entre a instalação de ácido sulfúrico 100 e a transformação em amida 40. O ácido sulfúrico diluído, também citado como um "ácido gas- to" da esterificação 50 (hidrólise 50a), é transferido para a instalação de áci- do sulfúrico 100 através das linhas para ácido sulfúrico gasto 4 e 5. Na insta- 20 lação de ácido sulfúrico 100, o ácido sulfúrico diluído pode ser elaborado. A elaboração do ácido sulfúrico diluído pode ser efetuada, por exemplo, como descrito em WO 02/23088 Al ou WO 02/23089 A1. Em geral, as instalações são fabricadas dos materiais que são familiares para aqueles versados na técnica e aparentam ser adequados para as tensões particulares. Geralmen- 25 te, o material é aço inoxidável que deve, em particular, ter resistência excep- cional ao ácido. As regiões das instalações que são operadas com ácido sulfúrico e especialmente com ácido sulfúrico concentrada são adicional- mente revestidas e protegidas com materiais cerâmicos ou plásticos. Além disso, o ácido metacrílico obtido na instalação de ácido metacrílico 50a pode 30 ser alimentado através de uma linha de ácido metacrílico 6 para a pré- purificação 60. Foi também verificado ser útil adicionar um estabilizador indi- cado com "S" na preparação da cianoidrina de acetona 20, na transformação em amida 40, na esterificação 50, na hidrólise 50a, na pré-purificação 60 e também na purificação final 70.

Na preparação da cianoidrina de acetona 20 mostrada na figura

2, a acetona é provida em um recipiente de acetona 21 e o ácido cianídrico 5 em um recipiente de ácido cianídrico 22. O recipiente de acetona 21 tem uma torre de purificação 23 que, na sua região superior, tem um ou mais elementos de resfriamento 24. Uma série de linhas de gás de combustão 23 que se originam das várias instalações no sistema de instalação 1 abre den- tro da torre de purificação 23. A acetona é alimentada para um reator de ar- 10 co 26 através da alimentação de acetona 27 e o ácido cianídrico através da alimentação de ácido cianídrico 28. A jusante da alimentação de ácido cianí- drico 28 é disposta uma bomba 29, seguida por sua vez por uma alimenta- ção de catalisador 210 que é seguida por um misturador estático 211. Esse é seguido por um trocador de calor 212 que tem uma série de resistências 15 de fluxo 213 e pelo menos uma linha de resfriamento 214. No reator de arco 26, a mistura da reação consistindo de acetona, ácido cianídrico e catalisa- dor é conduzida em um circuito até um grau considerável, que é indicado por linhas em negrito. Do trocador de calor 212, a mistura de reação é conduzida através das resistências de fluxo ao longo das linhas de resfriamento 214 e 20 uma porção da corrente de circulação é passada para um trocador de calor adicional 215 no qual é conectado um recipiente de coleta 216 no qual um bico 217 está presente como parte de um circuito de resfriamento 218 com um trocador de calor 219, que mantém o produto de reação primeiramente em movimento e secundariamente frio. Através de uma saída 220 que segue

o recipiente de coleta 216, um recipiente do estabilizador 221 é preso, para dentro do qual uma alimentação de ácido sulfúrico 222 abre e do qual a cia- noidrina de acetona bruta é conduzida através da saída 223 para a elabora- ção da cianoidrina de acetona 30.

Na figura 3, vindo da preparação de cianoidrina 20, a saída 223 abre em um trocador de calor 31 no qual a corrente vinda da preparação de cianoidrina 20 é aquecida. Uma alimentação de vapor 32 é conectada no trocador de calor 31 e abre na região superior, de preferência na região de topo, de uma coluna 33. A coluna 33 tem uma grande quantidade de guarni- ções 34 que são geralmente configuradas como bandejas. Na região inferior da coluna 33 é disposto o fundo da coluna 35, da qual uma saída de resí- duos 36 leva para o trocador de calor 31 e aquece as correntes conduzidas 5 através da saída 223 para dentro do trocador de calor 31. Uma linha de pro- duto puro 37 é conectada no trocador de calor 31, que é seguida a jusante pela transformação em amida 40. Na região superior da coluna 33 é disposta uma saída de talos 38 que abre em um trocador de calor 39 no qual uma bomba de vácuo 310 é conectada e abre, por sua vez, em um trocador de 10 calor 311. Ambos o trocador de calor 39 e o trocador de calor 311 são co- nectados através de linhas em um recipiente de resfriamento 312 no qual uma linha de reciclagem 313 é conectada e é conectada no reator de arco

26 na preparação da cianoidrina de acetona 20.

A transformação em amida 40 representada na figura 4, primei- ro, tem uma alimentação de cianoidrina de acetona 41 e uma alimentação de ácido sulfúrico 42 que abrem em um reator de arco 43. A alimentação de cianoidrina de acetona 41 conectada na elaboração de cianoidrina de aceto- na 30 abre no circuito do reator de arco 43 a jusante de uma bomba 44 e a montante de um misturador 45. A montante dessa bomba 44, a alimentação de ácido sulfúrico 42 se abre. O misturador 45 é seguido a jusante por um trocador de calor 46 que, por sua vez, abre em um separador de gás 47 do qual, em primeiro lugar, uma saída de gás 48 e uma alimentação 49 para um reator de arco adicional 410 saem. O reator de arco adicional 410 ou um ter- ceiro tem uma construção comparável ao primeiro reator de arco 43. Do rea- tor de arco adicional 410, uma alimentação 411 entra em um trocador de calor 412 que é seguido por um separador de gás 413, do qual, em primeiro lugar, uma saída de gás 414 e uma linha de amida 415 saem, a última le- vando para a esterificação/hidrólise 50/instalação MAA 50a.

A figura 5 mostra a esterificação 50, na qual uma linha de sol- vente 51, que conduz água e o solvente orgânico, e uma linha de amida 52 conectada na transformação em amida 40, abrem em um tanque 53 que po- de ser aquecido por um aquecedor de tanque 54. Além disso, uma linha de álcool 55, mostrada com uma linha tracejada, abre no tanque 53. A linha de álcool 55 abre tanto na região superior quanto na inferior do tanque 53. O primeiro tanque 53 é conectado em um tanque adicional 53', que tem um aquecedor de tanque adicional 54', através de uma linha de vapor de éster 5 56 indicada por uma linha de traços e pontos. Esse tanque adicional 53' também é conectado na linha de álcool 55 tanto do fundo quanto do topo. A linha de vapor de éster 56 é conectada na região superior do tanque 53' e abre em um fundo 57 de uma coluna 58. Além disso, uma linha para ácido sulfúrico diluído 59 está presente na região superior do tanque 53'. Uma uni- 10 dade de tanque 510 envolvida em uma elipse pontilhada é formada de um tanque que pode ser aquecido 53 e 54 com a linha de álcool 55 e a linha de vapor de éster 56. É possível que uma, duas ou mais de tais unidades de tanque sigam em sucessão como bateria, cada uma dessas unidades de tanque 510 sendo conectada através da linha de vapor de éster 56 no fundo 15 57 da coluna 58. Do fundo 57 da coluna 58, uma linha de caldeira grande 511 também leva para o tanque 53, a fim de alimentar água e o solvente or- gânico de volta para a esterificação. Na região superior, de preferência no topo, da coluna 58, um primeiro trocador de calor 512 seguido por um sepa- rador de fase adicional 513 é conectado através de uma linha adequada. 20 Tanto no topo da coluna 58 quanto no primeiro trocador de calor 512, uma primeira alimentação de estabilizador 514 (estabilizador indicado com "S") e uma alimentação adicional de estabilizador 515 podem ser providas a fim de alimentar um inibidor ou estabilizador que impeda polimerização indesejada. Conectado no separador de fase adicional 513 está um purificador 516 em 25 cuja região inferior uma linha de solvente 517 sai e abre na linha de solvente 51 através de um trocador de calor 521. Da região superior do purificador 516, uma linha de éster bruto sai e abre na elaboração do éster 60. A linha de ácido gasto 59 saindo da região superior do tanque 53' ou do tanque da última unidade de tanque 510 abre em um recipiente de flotação 519 para 30 remoção dos sólidos e constituintes insolúveis no ácido gasto. Do recipiente de flotação 519, uma saída de ácido gasto 520 entra na instalação de ácido sulfúrico 100 e uma linha de vapor de caldeira pequena 522 que conduz os constituintes de pequena ebulição para elaboração e reciclagem adicionais, entra na esterificação.

A elaboração do éster mostrada na figura 6 é conectada na este- rificação 50 através de uma linha de éster bruto 61, a alimentação de éster

5 bruto 61 abrindo na região média de uma coluna de destilação a vácuo 62. Essa coluna 62 tem partes internas de coluna 63 e um aquecedor inferior 64 disposto na região inferior da coluna 62. Da região inferior da coluna 62 que constitui o fundo dessa coluna, uma saída de éster 65 sai, abre na purifica- ção fina do éster 70 e, portanto, alimenta o éster bruto liberado das caldeiras 10 pequenas para a purificação fina. Na região superior da coluna 62, geral- mente no topo, um primeiro trocador de calor 66 é conectado através de uma saída, como são um trocador de calor adicional ou uma pluralidade de trocadores de calor 67 que são seguidos por um separador de fase 69. No separador de fase 69, a corrente 68 e a mistura que se origina do trocador 15 de calor 67 é dividida em constituintes orgânicos e aquosos, uma linha de reciclagem 611 na região superior sendo conectada no separador de fase 69 e abrindo na região superior da coluna 62. Na região inferior do separador, uma saída de água 610 está presente e abre na esterificação 50, de modo a alimentar a água removida de volta para a esterificação. Um gerador de 20 pressão reduzida 613 é conectado nos trocadores de calor 66 e 67 através de uma linha de pressão reduzida 612.

Na figura 7, a saída do éster 65 que se origina da elaboração do éster 60 abre em uma coluna de destilação 71. Isso compreende uma plura- lidade de partes internas de coluna 71 e, na região inferior da coluna de des- 25 tilação 71, um aquecedor inferior de coluna 73. Da região superior da coluna de destilação 71, uma linha de vapor de éster puro 74 entra em um primeiro trocador de calor 75 que é seguido por um (ou mais) trocador de calor adi- cional 76 que é conectado em um gerador de pressão reduzida 717. A saída do trocador de calor adicional 76 tem uma linha da qual, em primeiro lugar, 30 uma linha de reciclagem de éster 77 abre na região superior, ou no topo, da coluna de destilação 71. A linha de reciclagem do éster 77 tem um ponto de medição de estabilizador 79 que é disposto na linha de reciclagem do éster 77 a montante de um misturador 78. Em segundo lugar, da linha do trocador de calor adicional 76, uma saída de éster puro 710 sai. Um trocador de calor adicional 711 e um outro trocador de calor 712 são conectados nessa em conexão em série. Esses são seguidos por um recipiente de peneira molecu- 5 Iar 713 que tem guarnições de peneira molecular 714. Purificado mais pela peneira molecular, o éster ultrapuro é transferido através da saída de éster ultrapuro conectada no recipiente da peneira molecular para a instalação de processamento adicional 80.

EXEMPLOS

Uma corrente de metacrilato de metilo de 10 m3/h foi passada

através de um recipiente de 50 Litros compreendendo um enchimento de peneira molecular de Baylith®, comercialmente disponível de Kurt Obermeier GmbH & Co. KG, Alemanha, de 40 kg em 35°C. A corrente não foi parada para remover a peneira molecular até que a capacidade de levantamento da peneira molecular foi atingida. Depois de circular através da peneira molecu- lar, um metacrilato de metilo ultrapuro foi removido na saída do recipiente, o qual tinha uma consistência incolor nítida. Um esgotamento significativo do ácido fórmico, ácido metacrílico no metacrilato de metilo ultrapuro foi deter- minado comparado com a corrente de metacrilato de metilo por HPLC. De- pois do tempo de operação, nenhum depósito de polímero da peneira mole- cular foi observado. A polimerização do metacrilato de metilo ultrapuro, nem na polimerização nem nas propriedades do metacrilato de polimetilo assim obtido, fez surgir quaisquer diferenças do metacrilato de metilo que tinha sido polimerizado sob condições idênticas e purificado pela destilação con- vencional.

Lista dos Numerais de Referência

1 sistema de instalação

2 linha de ácido sulfúrico

3 linha de ácido sulfúrico adicional

4 linha de ácido sulfúrico gasto - éster

5 linha de ácido sulfúrico gasto - ácido

6 linha de ácido metacrílico 20 preparação da cianoidrina de acetona elaboração da cianoidrina de acetona

40 transformação em amida

50 esterificação 50a hidrólise

60 pré-purificação

70 purificação fina

80 instalação de processamento adicional 90 acabamento

100 instalação de ácido sulfúrico

21 recipiente de acetona

22 recipiente de ácido cianídrico

23 torre de purificação

24 elementos de resfriamento

linhas do gás de combustão

26 reator de arco

27 alimentação de acetona

28 alimentação de ácido cianídrico

29 bomba

210 alimentação de catalisador

211 misturador

212 trocador de calor

213 resistência de fluxo

214 linhas de resfriamento

215 trocador de calor

216 recipiente de coleta

217 bico

218 circuito de resfriamento

219 trocador de calor

220 saída

221 recipiente de estabilização

222 alimentação de ácido sulfúrico 223 saída 31 trocador de calor

32 alimentação de vapor

33 coluna

34 guarnições

fundo da coluna com trocador de calor

36 saída de resíduos

37 linha de produto puro

38 saída de talos

39 trocador de calor

310 bomba de vácuo

311 trocador de calor

312 recipiente de resfriamento

313 linha de reciclagem

41 alimentação de cianoidrina de acetona

42 alimentação de ácido sulfúrico

43 reator de arco

44 bomba

45 misturador

46 trocador de calor

47 separador de gás

48 saída de gás

49 alimentação

410 reator de arco adicional

411 alimentação

412 trocador de calor

413 separador de gás

414 saída de gás

415 linha de amida

51 linha de solvente

52 linha de amida

53 primeiro tanque 54 primeiro aquecedor do tanque 53' tanque adicional

54' aquecedor de tanque adicional

55 linha de álcool

56 linha de vapor de éster

57 fundo da coluna

58 coluna

59 linha de ácido gasto

510 unidade de tanque

511 linha de caldeira grande

512 trocador de calor

513 separador de fase

514 alimentação do estabilizador

515 alimentação do estabilizador adicional

516 coluna de extração

517 linha de solvente

518 linha de éster bruto

519 recipiente de flotação

520 saída de ácido gasto

521 trocador de calor

522 linha de vapor de caldeira pequena

61 linha de éster bruto

62 coluna de destilação a vácuo

63 partes internas da coluna

64 aquecedor de fundo

65 saída de éster

66 trocador de calor

67 trocador de calor

68 alimentação de água

69 separador de fase

610 saída de água

611 linha de reciclagem 612 linha de pressão reduzida 613 gerador de pressão reduzida

71 coluna de destilação

72 partes internas da coluna

73 aquecedor do fundo da coluna

74 linha de vapor de éster puro

75 primeiro trocador de calor

76 trocador de calor adicional

77 linha de reciclagem do éster

78 misturador

79 ponto de medição do estabilizador

710 saída de éster puro

711 trocador de calor adicional

712 outro trocador de calor

713 recipiente da peneira molecular

714 guarnições da peneira molecular

715 saída de éster ultrapuro

716 linha de caldeira grande

717 gerador de pressão reduzida

Claims (29)

1. Processo para purificar um metacrilato de alguila, compreen- dendo as etapas de: A. prover um metacrilato de alquila com uma impureza; B. adsorver pelo menos um pouco da impureza sobre um sólido purificador para obter um metacrilato de alquila ultrapuro.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, em que uma grande quantidade de partículas do sólido purificador é acomodada em um recipiente purificador, o recipiente purificador sendo circulado completamen- te por um metacrilato de alquila líquido.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o sólido purificador tem uma área de superfície específica em uma faixa de aproximadamente 400 a aproximadamente 1500 m2/g.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o sólido purificador tem um tamanho de poro na faixa de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1 nm.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o sólido purificador tem uma densidade de volume na faixa de aproximadamente 920 a aproximadamente 960 g/cm3.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que pelo menos 80% em peso das partículas do sólido pu- rificador têm um tamanho de partícula na faixa de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10 nm.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o tamanho de partícula médio em peso do sólido purifi- cador fica em uma faixa de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10 nm.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o sólido purificador inclui pelo menos 10% em peso, com base no sólido purificador, de um composto de silício-oxigênio.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o sólido purificador inclui pelo menos 10% em peso de um zeólito.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o metacrilato de alquila foi destilado para pré- purificação antes da etapa ii.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o metacrilato de alquila provido na etapa i. inclui pelo menos uma das impurezas seguintes: a. ácido fórmico em uma quantidade não maior do que 0,05% em peso, b. ácido metacrílico em uma quantidade não maior do que 0,1% em peso, c. bióxido de enxofre em uma quantidade não maior do que 0,001% em peso.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, adicionalmente compreendendo, como etapas, a regeneração térmica do sólido purificador, seguida pela reutilização do sólido purificador regenerado na etapa ii.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que pelo menos a etapa ii. é efetuada continuamente.

14. Processo para preparar um metacrilato de alquila ultrapuro compreendendo como etapas: - produzir um metacrilato de alquila opcionalmente pré- purificado; - purificar o metacrilato de alquila por um processo de acordo com uma das reivindicações precedentes.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 14, em que a pro- dução do metacrilato de alquila, compreende as etapas de A. prover uma cianoidrina de acetona, B. contatar a cianoidrina de acetona com um ácido inorgânico para obter uma metacrilamida, C. contatar a metacrilamida com um álcool para obter um meta- crilato de alquila, D. opcionalmente pré-purificar o metacrilato de alquila.

16. Aparelho para preparar metacrilatos de alquila compreen- dendo, conectados um no outro na forma de condução de fluido - um elemento de instalação para preparar a cianoidrina de ace- tona, seguido por: - um elemento de instalação para preparar a metacrilamida, se- guido por: - um elemento de instalação para preparar o metacrilato de al- quila, opcionalmente seguido por: - um elemento de instalação para purificar o metacrilato de alqui- la, opcionalmente seguido por: - um elemento de instalação para polimerização, opcionalmente seguido por: - um elemento de instalação para acabamento, o elemento de instalação para purificação compreendendo um recipiente compreendendo um sólido purificador.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16, em que uma grande quantidade de partículas do sólido purificador é acomodada em um recipiente purificador, e o recipiente purificador pode ser circulado comple- tamente pelo metacrilato de alquila líquido.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, em que o sólido purificador tem uma área de superfície específica em uma faixa de aproximadamente 400 a aproximadamente 1500 m2/g.

19. Aparelho, de acordo com uma das reivindicações 16 a 18, em que o sólido purificador tem um tamanho de poro, determinado pelo pro- cesso de análise especificado na descrição, na faixa de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 2 nm.

20. Aparelho, de acordo com uma das reivindicações 16 a 19, em que o sólido purificador tem uma densidade de volume na faixa de apro- ximadamente 920 a aproximadamente 960 g/cm3.

21. Aparelho, de acordo com uma das reivindicações 16 a 20, em que pelo menos 80% em peso das partículas do sólido purificador têm um tamanho de partícula na faixa de aproximadamente 0,5 a aproximada- mente 10 nm.

22. Aparelho, de acordo com uma das reivindicações 16 a 21, em que o tamanho de partícula médio em peso fica em uma faixa de apro- ximadamente 0,5 a aproximadamente 10 nm.

23. Aparelho, de acordo com uma das reivindicações 16 a 22, em que o sólido purificador inclui pelo menos 10% em peso, com base no sólido purificador, de um composto de silício-oxigênio.

24. Aparelho, de acordo com uma das reivindicações 16 a 23, em que o sólido purificador inclui pelo menos 10% em peso de um zeólito.

25. Processo, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, que é efetuado em um aparelho de acordo com uma das reivindicações 16 a 24.

26. Processo para preparar polímeros com base pelo menos parcialmente em metacrilatos de alquila, compreendendo as etapas de: A. prover um metacrilato de alquila ultrapuro por um processo de acordo com a reivindicação 15, 16 ou 17, B. polimerizar o metacrilato de alquila ultrapuro, e opcionalmente um produto de polimerização para obter um comonômero, C. elaborar o produto da polimerização para obter um polímero.

27. Processo, de acordo com a reivindicação 26, em que a poli- merização é efetuada pela polimerização de radical livre.

28. Uso de um metacrilato de alquila obtenível por um processo como definido na reivindicação 14 ou 15 em fibras, películas, coberturas, composições de moldagem, moldagens, auxiliares de fabricação de papel, auxiliares de couro, floculantes e aditivos de perfuração.

29. Fibras, películas, coberturas, composições de moldagem, moldagens, auxiliares de fabricação de papel, auxiliares de couro, floculan- tes e aditivos de perfuração que são baseados em um metacrilato de alquila obtenível por um processo como definido na reivindicação 14 ou 15.