BRPI0818057B1 - Processo de preparação de um alquileno glicol utilizando um catalisador sólido que está baseado em uma resina de troca iônica - Google Patents
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Abstract
CATALISADOR SÓLIDO ÚTIL PARA CONVERTER UM ÓXIDO DE ALQUILENO A UM ALQUILENO GLICOL. São fornecidos um catalisador sólido (isto é, heterogêneo) útil para preparar um alquileno glicol partindo do óxido de alquileno correspondente assim como um processo para a hidratação catalítica de um óxido de alquileno a um alquileno glicol que utiliza um tal catalisador. O catalisador da presente invenção é baseado em uma resina de troca iônica que inclui poliestireno reticulado com desde aproximadamente 2 até aproximadamente 10 % em peso (p) de divinil benzeno. A resina de troca iônica também inclui grupos de amônio quaternário ou grupos de fosfônio quaternário. O processo inclui reagir a água e um óxido de alquileno em pelo menos um reator sob condições para formar um alquileno glicol, em que pelo menos um reator inclui um catalisador baseado em uma resina de troca iônica que inclui poliestireno reticulado com desde aproximadamente 2 até aproximadamente 10 % em peso (p) de divinil benzeno.
Description
[001]A presente invenção refere-se à hidratação catalítica de um óxido de alquileno a um alquileno glicol que utiliza um catalisador sólido que está baseado em uma resina de troca iônica. Mais particularmente, a presente invenção refere-se à hidratação catalítica de óxido de etileno a etileno glicol utilizando um catalisador que está baseado em uma resina de troca iônica que tem poliestireno reticulado com uma quantidade específica de divinil benzeno.
[002]Os alquileno glicóis, tais como os monoalquileno glicóis, são de um interesse comercial contínuo e a demanda para o mesmo tem aumentado. Por exemplo, os monoal-quileno glicóis são usados em composições anticongelamento, como solventes e como ma-teriais base na produção de tereftalatos de polialquileno, por exemplo, para fibras e frascos.
[003]Os alquileno glicóis são tipicamente preparados partindo de seu óxido de al-quileno correspondente utilizando um processo de hidrólise em fase líquida. Na produção comercial, a reação de hidrólise é realizada sem um catalisador por adição de um grande excesso de água, por exemplo, 15 a 30 moles de água por mol de óxido de alquileno. A rea-ção de hidrólise da técnica anterior é uma reação de substituição nucleofílica, em que ocorre a abertura do anel do óxido de alquileno e a água serve como o nucleófilo.
[004]Pelo fato do monoalquileno glicol formado inicialmente também agir como um nucleófilo, tipicamente é formado uma mistura de monoalquileno glicol, dialquileno glicol e alquileno glicóis superiores. Para aumentar a seletividade em relação ao monoalquileno glicol, é necessário suprimir a reação secundária entre o produto principal e o óxido de alquileno, que compete com a hidrólise do óxido de alquileno.
[005]Uma técnica eficaz para suprimir a reação secundária é aumentar a quantidade de água presente na mistura da reação. Embora esta técnica anterior melhore a seletividade em relação à produção do monoalquileno glicol, isto cria um problema pelo fato de que precisam ser removidas grandes quantidades de água. A remoção de tal água adicional au-menta os custos de produção porque um tal processo de remoção é energia intensivo e requer instalações em grande escala para evaporação/destilação.
[006]Algumas publicações da técnica anterior demonstram que a maior seletividade para monoalquileno glicóis pode ser conseguida se as reações forem conduzidas usando-se processos catalíticos heterogêneos, tais como, por exemplo, com catalisadores baseados em uma resina de troca iônica como divulgado na EP-A-156.449 (resinas de troca aniônica contendo metalato); JP-A-57-139026 (resina de troca aniônica na forma de halogênio); Pa-tente Russa N°s. 2002726 e 2001901 (resina de troca aniônica na forma de bicarbonato); WO 95/20559 (resina de troca aniônica); e WO 97/33850 (resina de troca aniônica).
[007]Apesar de todos os avanços feitos na hidrólise catalítica de óxidos de alquile- no, há uma necessidade contínua de se fornecer um processo de hidratação catalítica novo e aperfeiçoado (por exemplo, hidrólise) para a produção de monoalquileno glicol partindo dos óxidos de alquileno correspondentes. Em particular, há uma necessidade de fornecer um catalisador sólido (isto é, heterogêneo) que seja usado em tais reações de hidratação catalítica tal que o catalisador heterogêneo empregado forneça conversão e/ou seletividade.
[008]Em vista do exposto acima, a presente invenção fornece um catalisador sólido aperfeiçoado (isto é, heterogêneo) útil para preparar um alquileno glicol partindo do óxido de alquileno correspondente assim como um processo para a hidratação catalítica de um óxido de alquileno a um alquileno glicol que utilize um tal catalisador.
[009]Especificamente, o catalisador da presente invenção compreende uma resina de troca iônica que inclui poliestireno reticulado com desde aproximadamente 2 até aproxi-madamente 10 % em peso (p) de divinil benzeno.
[0010]Em uma modalidade da presente invenção, a resina de troca iônica inclui po-liestireno que é reticulado com desde aproximadamente 4 até aproximadamente 8 % em peso de divinil benzeno.
[0011]A resina de troca iônica tipicamente inclui grupos básicos que estão ligados à resina de poliestireno reticulada. Os grupos básicos que estão ligados à resina de poliestireno reticulada incluem amônio quaternário ou fosfônio quaternário, com os grupos de amônio quaternário sendo preferidos.
[0012]A resina de troca iônica da presente invenção é tipicamente uma região de troca iônica fortemente básica (isto é, aniônica) que inclui pelo menos um ânion. De prefe-rência, o ânion é selecionado do grupo de ânions bicarbonato, bissulfito, metalato, halogene- to, hidróxido e carboxilato, com um ânion bicarbonato sendo muito preferido.
[0013]Os Requerentes determinaram que um catalisador baseado em uma resina de troca iônica que inclui poliestireno que é reticulado com desde aproximadamente 2 até aproximadamente 10, de preferência de desde aproximadamente 4 até aproximadamente 8 % em peso de divinil benzeno exibe propriedades de hidratação catalítica aperfeiçoada tal como, por exemplo, melhor conversão de um óxido de alquileno, especialmente óxido de etileno e/ou melhor seletividade a um alquileno glicol, especialmente monoetileno glicol da dita reação de hidratação como em comparação com um catalisador do mesmo tipo em que o teor de divinil benzeno está acima e/ou abaixo da faixa mencionada acima.
[0014]Sendo que o grau de reticulação do divinil benzeno está presente na resina de troca iônica, é mantido um equilíbrio entre a capacidade de absorção de água da resina e as forças elásticas do copolímero para manter a resina inchada em um teor de umidade estável. Tipicamente, a resina de troca iônica empregada na presente invenção tem um valor de retenção de água que é de desde aproximadamente 35 até aproximadamente 80 %, com um valor de retenção de água de desde aproximadamente 40 até aproximadamente 65 % sendo mesmo mais típico. Na resina de troca iônicas com uma maior reticulação de divinil benzeno, as cadeias da matriz polimérica não podem se alongar desde que estas resinas retenham menos água devido à capacidade de inchação limitada. As resinas com uma menor reticulação de divinil benzeno podem reter mais água de reticulação pois elas podem inchar mais ainda.
[0015]A resina de troca iônica empregada na presente invenção é transparente e tem uma estrutura de gel, portanto ela pode ser também denominada resina de troca iônica ‘do tipo gel’. Além disso, a resina de troca iônica que é empregada na presente invenção tem uma capacidade de troca de desde aproximadamente 0,75 até aproximadamente 3,4 eq/L, com uma capacidade de troca de desde aproximadamente 0,8 até aproximadamente 1,5 eq./L sendo bastante preferida. A capacidade de troca de um material de troca iônica é igual ao número de sítios iônicos fixos que são capazes de entrar em uma reação de troca iônica.
[0016]Em algumas modalidades, a resina de troca iônica empregada na presente invenção inclui uma funcionalidade de amônio quaternário (isto é, grupo) que pode incluir três grupos metila ligados ao átomo de nitrogênio da funcionalidade de amônio quaternário ou dois grupos metila e um grupo álcool etílico ligado ao átomo de nitrogênio da funcionalidade de amônio quaternário. Em algumas modalidades da presente invenção, é preferível utilizar uma resina de troca iônica em que três grupos metila estejam ligados ao átomo de nitrogênio da funcionalidade de amônio quaternário, que também pode ser denominada resina de troca aniônica do “Tipo I”.
[0017]Em uma outra modalidade da presente invenção, é preferível que a resina de troca iônica empregada na presente invenção tenha um tamanho médio da esfera maior do que 0,2 mm até menos do que 1,5 mm. Observa-se que os tamanhos da esfera aqui menci-onados são tamanhos médios da esfera a não ser se for afirmado o contrário. Em alguns casos, nem as esferas grandes (maiores do que ou iguais a 1,5 mm) nem as esferas peque-nas (isto é, menores do que ou iguais a 0,2 mm) são tão eficazes.
[0018]Em um outro aspecto, a presente invenção fornece um processo de hidrólise catalítica de conversão de um óxido de alquileno, de preferência de óxido de etileno, em seu alquileno glicol correspondente, de preferência monoetileno glicol. O método da invenção compreende: reagir água e um óxido de alquileno em pelo menos um reator sob condições para formar um alquileno glicol, em que pelo menos um dito reator inclui um catalisador baseado em uma resina de troca iônica, a dita resina de troca iônica incluindo poliestireno reticulado com desde aproximadamente 2 até aproximadamente 10 % em peso (p) de divinil benzeno.
[0019]A presente invenção, que fornece um catalisador sólido baseado em uma re-sina de troca iônica que é útil no processo de hidratação catalítica (isto é, hidrólise) para a produção de um processo para a produção de um alquileno glicol partindo de um óxido de alquileno, particularmente, monoetileno glicol partindo de óxido de etileno, assim como um processo de hidratação catalítica que empregue o catalisador sólido da invenção, será agora descrito com mais detalhes em relação à discussão a seguir.
[0020]Como afirmado acima, a presente invenção fornece um processo de hidrólise catalítica para preparar um alquileno glicol por reação de óxido de alquileno e água na pre-sença de um catalisador sólido que seja baseado em uma resina de troca iônica. O catalisador sólido que é baseado na resina de troca iônica será descrito com mais detalhe a seguir.
[0021]O termo "alquileno" é usado na presente invenção para representar um grupo orgânico funcional formado de um hidrocarboneto alifático insaturado tipicamente que tenha de 2 a 22 átomos de carbono, de preferência de 2 a 6 átomos de carbono. Os óxidos de alquileno preferidos que são empregados na presente invenção incluem óxido de etileno (EO), óxido de propileno (PO) e óxido de butileno (BO). Os alquileno glicóis preferidos incluem seus respectivos monoalquileno glicóis: monoetileno glicol (MEG), monopropileno glicol (MPG) e monobutileno glicol (MBG). Mais preferivelmente, a presente invenção fornece um processo para a preparação de MEG partindo do óxido de etileno e água.
[0022]A reação de hidrólise empregada na presente invenção é realizada em qual-quer tipo de reator (ou de combinação de reatores) inclusive, por exemplo, um reator adia- bático e/ou um reator não adiabático. Por "adiabático" entende-se que não ocorre transfe-rência de calor substancial para, ou do sistema do reator. Desse modo, os sistemas do reator empregados em algumas modalidades da presente invenção incluem pelo menos um meio para remover/transferir calor para e do sistema. Tais meios para remover/transferir calor são bem conhecidos dos peritos na técnica. Em uma modalidade da presente invenção, o reator inclui uma camisa de aquecimento/resfriamento que está envolvendo a parte de fora do reator.
[0023]Em algumas modalidades da presente invenção, a mistura da reação (isto é, reagentes: água e óxido de alquileno) é alimentada para o fundo do reator. A mistura da reação então escoa em direção ascendente através do leito do catalisador, onde ela reage e forma o produto glicol, onde ela reage e forma o produto glicol, então sai imediatamente do reator. Um tal processo é denominado processo de fluxo ascendente. Quando for realizada uma operação em fluxo ascendente dentro do reator, a operação em fluxo ascendente é realizada por alimentação do líquido para o fundo do reator e remoção do líquido assim como das partículas do catalisador do topo do reator.
[0024]Em outras modalidades da presente invenção, a mistura da reação (isto é, reagentes: água e óxido de alquileno) é alimentada ao topo do reator. A mistura da reação, então, escoa em direção descendente através do leito do catalisador, onde ela reage e forma o produto de glicol, então sai imediatamente do reator. Um tal processo é denominado processo de fluxo descendente.
[0025]Na presente invenção, pelo menos um dos reatores empregados em uma série deve conter um leito de catalisador que compreende um catalisador heterogêneo baseado em uma resina de troca iônica que seja capaz de realizar a reação de hidrólise.
[0026]A água que é empregada na presente invenção pode ser de pureza diferente. Exemplos de tipos de água que podem ser usados como um dos reagentes de reagentes para hidrólise incluem: água deionizada, água destilada na forma de vapor, água condensada (que pode conter alguns compostos residuais de glicol) e também água reciclada recuperada do processo de desidratação na produção de óxido de alquileno e de alquileno glicol (que pode conter glicóis residuais).
[0027]A água é fornecida em uma quantidade que é um excesso estequiométrico daquela necessária para formar um glicol desejado pela reação com óxido de alquileno. De preferência, a proporção molar de alimentação de água para óxido de alquileno é de pelo menos aproximadamente 1,1, mais preferivelmente de pelo menos em torno de 2,0 e até mesmo mais preferivelmente de pelo menos aproximadamente 5,0. De preferência, a pro-porção molar de alimentação não é mais do que aproximadamente 30, mais preferivelmente não mais do que aproximadamente 25 e até mesmo mais preferivelmente não mais do que aproximadamente 20. Um perito na técnica irá reconhecer que esta proporção irá variar de-pendendo do óxido de alquileno empregado, das condições da reação e do catalisador es-pecífico utilizado.
[0028]A alimentação de água e óxido de alquileno pode ser fornecida ao primeiro reator separadamente ou junto como uma coalimentação. De preferência, a água e o alqui-leno são coalimentados para o primeiro reator. A água e o óxido de alquileno são alimentados para os reatores como um líquido.
[0029]A primeira etapa do processo da invenção compreende alimentar a água e o óxido de alquileno para um primeiro reator sob condições tais que o óxido de alquileno e a água reajam para formar uma corrente de produto de glicol que compreende um glicol e água. Para as finalidades desta invenção, a “corrente de produto glicol” representa qualquer corrente de produto que sai do reator que contenha pelo menos glicol e água. O produto glicol está geralmente em mistura, solução ou contido dentro da água que não reagiu.
[0030]As condições que levam para que a reação ocorra são bem conhecidas dos peritos na técnica e podem variar dependendo do tipo de catalisadores usados assim como do tipo de reator usado. Os fatores para consideração incluem a temperatura ótima, pressão ótima e ótima proporção de água para óxido de alquileno para a reação da (s) corrente (s) de alimentação sem fornecer condições, que degradem significativamente o leito do catalisador ou a seletividade ao produto desejado.
[0031]A temperatura da reação nos reatores que contêm o leito do catalisador é de desde aproximadamente 30°C até aproximadamente 160°C e de preferência de desde apro-ximadamente 50°C até aproximadamente 150°C. Quando for empregada uma resina de troca iônica sensível à temperatura, foi determinado que o período de duração da resina seja suficientemente mantido quando a temperatura da reação for mantida abaixo de 100°C; pode ainda ser empregada uma resina de troca iônica sensível à temperatura quando a temperatura for mais alta do que 100°C porém o período de duração de uma tal resina pode ser reduzido quando se opera a temperaturas mais altas. A pressão da reação pode variar dependendo da temperatura da reação empregada assim como da composição que for alimentada para o reator. A pressão, no entanto, é suficientemente alta para evitar a formação de vapor. A seleção de uma pressão da reação apropriada está dentro do conhecimento do perito na técnica.
[0032]Como apresentado aqui antes, precisa ser incluído um leito de catalisador em pelo menos um dos reatores em série. Tipicamente, mas não necessariamente sempre, o leito do catalisador é um leito de catalisador fixo que possa se tornar fluidizado ou expandir durante a operação. O leito do catalisador compreende uma resina de troca iônica (a ser definida com mais detalhes aqui a seguir) que seja capaz de catalisar a reação desejada no reator em que esta é empregada. A resina de troca iônica devia ser de uma natureza tal de modo a permitir que os reagentes e os produtos passem através do leito. Desejavelmente, a resina de troca iônica é sólida e é insolúvel nos reagentes ou nos produtos de glicol sob as condições do processo.
[0033]O catalisador empregado na presente invenção está baseado em uma resina de troca iônica que tem um copolímero de estireno e divinil benzeno, em que o divinil benzeno está presente em uma quantidade de desde aproximadamente 2 até aproximadamente 10 % em peso. Isto é, a resina de troca iônica empregada no catalisador para a hidrólise da invenção inclui poliestireno que está reticulado com desde aproximadamente 2 até aproxi-madamente 10 % em peso de divinil benzeno. Em uma modalidade preferida, o catalisador inclui poliestireno que está reticulado com desde aproximadamente até aproximadamente 8 % em peso de divinil benzeno.
[0034]A resina de troca iônica empregada na presente invenção tipicamente inclui grupos básicos que estejam ligados à resina de poliestireno reticulada. Os grupos básicos que estão ligados à resina de poliestireno reticulada incluem amônio quaternário ou fosfônio quaternário, com os grupos de amônio quaternário sendo preferidos.
[0035]A resina de troca iônica empregada na presente invenção tipicamente inclui mais do que um ânion. De preferência, o ânion é selecionado do grupo de ânions de bicar-bonato, bissulfito, metalato, halogeneto, hidróxido e carboxilato, com um ânion de bicarbonato sendo altamente preferido. Quando o ânion for um ânion de carboxilato, é preferível que o ânion seja um ânion de ácido policarboxílico que tenha em sua molécula da cadeia um ou mais grupos carboxila e um ou mais grupos carboxilato, os grupos carboxila e ou grupos carboxilato estando separados entre si na molécula da cadeia por um grupo de separação que consiste de pelo menos um átomo. De preferência, o ânion de ácido policarboxílico é um derivado de ácido cítrico, mais preferivelmente um mono-ânion de ácido cítrico. Mais preferivelmente ainda o ânion é um ânion de bicarbonato.
[0036]Um catalisador sólido que forneceu resultados particularmente bons quando empregado no processo da presente invenção, é um catalisador baseado em uma resina de amônio quaternário, de preferência uma resina que compreenda um grupo trimetilbenzil amônio e em que o ânion seja um ânion de bicarbonato.
[0037]Os Requerentes determinaram que um catalisador baseado em uma resina de troca iônica que inclui poliestireno que é reticulado com desde aproximadamente 2 até aproximadamente 10 % em peso de divinil benzeno exibe propriedades melhoradas de hi-dratação catalítica tais como, por exemplo, melhor conversão de um óxido de alquileno, es-pecialmente de óxido de etileno e/ou melhor seletividade a um alquileno glicol, especialmente monoetileno glicol da dita reação de hidratação em comparação com um catalisador do mesmo tipo em que o teor de divinil benzeno esteja acima e/ou abaixo da faixa mencionada acima.
[0038]Por causa do grau de reticulação do divinil benzeno presente na resina de troca iônica, é mantido um equilíbrio entre a capacidade de absorção de água da resina e as forças elásticas do copolímero para manter inchada a resina em um teor de umidade estável. Tipicamente, a resina de troca iônica empregada na presente invenção tem um valor de retenção de água que é de desde aproximadamente 30 até aproximadamente 80 %, com um valor de retenção de água de desde aproximadamente 40 até aproximadamente 65 % sendo até mesmo mais típico.
[0039]Em resinas de troca iônica com uma mais alta reticulação de divinil benzeno, as cadeias da matriz polimérica não podem se alongar desde que estas resinas retenham menos água devido à capacidade de inchação limitada. As resinas com uma menor reticulação de divinil benzeno podem reter mais água pois elas podem inchar mais ainda.
[0040]A resina de troca empregada na presente invenção é transparente e tem uma estrutura de gel. Além disso, a resina de troca iônica que é empregada na presente invenção tem uma capacidade de troca de desde aproximadamente 0,75 até aproximadamente 3,4 eq/L, com uma capacidade de troca de desde aproximadamente 0,8 até aproximadamente 1,5 eq./L sendo bastante preferida.
[0041]Em algumas modalidades, a resina de troca iônica empregada na presente invenção também inclui uma funcionalidade de amônio quaternário (isto é, de grupo) que pode incluir três grupos metila ligados ao átomo de nitrogênio da funcionalidade de amônio quaternário ou dois grupos metila e um grupo álcool etílico ligado ao átomo de nitrogênio da funcionalidade de amônio quaternário. Em algumas modalidades, da presente invenção, é preferível utilizar uma resina de troca iônica em que três grupos metila estejam ligados ao átomo de nitrogênio da funcionalidade de amônio quaternário, que também pode ser deno-minada resina de troca aniônica do “Tipo I”.
[0042]Em uma outra modalidade da presente invenção, é preferível que a resina de troca iônica empregada na presente invenção tenha um tamanho médio da esfera maior do que 0,2 mm até menos do que 1,5 mm. Em alguns casos, nem as esferas grandes (maiores ou iguais a 1,5 mm) nem as esferas pequenas (isto é, menores ou iguais a 0,2 mm) são tão eficazes.
[0043]O catalisador empregado na presente invenção que está baseado na resina de troca iônica mencionada acima pode ser adquirido de um fabricante de resina adequado ou ele pode ser formado utilizando técnicas convencionais bem conhecidas na arte. Por exemplo, o catalisador pode ser formado primeiro misturando estireno, que tenha um grupo vinila, com divinil benzeno, que tem dois grupos vinila. O divinil benzeno (DVB) está presente na mistura em uma quantidade de desde aproximadamente 2 até aproximadamente 10 % em peso, o restante da mistura inclui estireno. A polimerização é então iniciada utilizando técnicas convencionais que são bem conhecidas dos peritos na técnica. Tipicamente, porém nem sempre necessariamente, a polimerização é realizada na presença de um solvente pró- tico tal como água. Depois da polimerização, a resina de troca iônica é fabricada por introdução de funcionalidades básicas, tais como, por exemplo, amônio quaternário ou fosfônio quaternário sobre a matriz de copolímero resultante utilizando reações químicas convencionais que são bem conhecidas dos peritos na técnica.
[0044]A reação de hidrólise pode ser conduzida na presença de dióxido de carbono. O fato de fornecer o dióxido de carbono à reação pode depender de um catalisador é utilizado no reator e o tipo de catalisador usado. O dióxido de carbono pode ser fornecido à reação de qualquer maneira conveniente. O dióxido de carbono pode, por exemplo, ser in-troduzido separadamente e/ou com uma ou mais das correntes de alimentação. O dióxido de carbono pode estar presente na mistura da reação na forma gasosa ou na forma de ácido carbônico ou na forma de sais de ácido carbônico. De preferência, o dióxido de carbono está presente na mistura da reação em uma quantidade menor do que, ou igual a 0,1 % em peso, de preferência de 0,05 % em peso, mais preferivelmente de 0,01% em peso.
[0045]A reação desta invenção também pode ser conduzida na presença de um aditivo de ajuste de pH. O fato de fornecer um aditivo de ajuste de pH à reação pode ser acionado por fatores tais como o tipo de catalisador usado e de se o dióxido de carbono é alimentado ao leito do catalisador. Por exemplo, se a forma de bicarbonato de uma resina de troca aniônica for utilizada como um catalisador, pode ser desejável para fornecer uma quantidade de aditivo de ajuste de pH ao leito do catalisador. Tais aditivos tipicamente com-preendem quaisquer bases orgânicas ou inorgânicas tais como alquilaminas, piridina, fosfa- tos alcalinos, sulfatos alcalinos, carbonatos alcalinos, hidróxido de metal alcalino e combina-ções dos mesmos. "Bases", como usado neste caso, devem ser definidas como compostos que, quando adicionados à água, forneçam um pH maior do que 7,0. De preferência, o aditivo de ajuste de pH compreende hidróxido de sódio (NaOH). O aditivo de ajuste de pH é fornecido em uma quantidade suficiente para manter um pH da mistura da reação em um limite inferior de aproximadamente 5,0, mais preferivelmente de 5,5 e mais preferivelmente ainda de 6,0. Para um limite de pH superior, o aditivo de ajuste de pH é fornecido em uma quantidade suficiente para manter um pH da mistura da reação abaixo de aproximadamente 9,0, de preferência de 8,0 e mais preferivelmente de 7,0. Referindo-se ao "pH da mistura da reação" entende-se o pH da mistura que inclui cada um dos componentes que são alimentados ao reator.
[0046]Os exemplos a seguir são fornecidos para ilustrar a presente invenção e para demonstrar algumas vantagens que podem ser conseguidas quando se usam os mesmos.
[0047]Nos exemplos a seguir, as resinas de troca iônica empregadas são copolíme- ros reticulados de estireno e divinilbenzeno (DVB). Os copolímeros reticulados foram adqui-ridos de um fabricante de resina adequado e foram sujeitos a técnicas de troca iônica con-vencionais. Exemplos de alguns fabricantes de resinas incluem Rohm & Haas, Dow, Lanxess (ex Bayer), Purolite, Mitsubishi e Thermax.
[0048]Cada uma das resinas de troca iônica usada nos exemplos a seguir é uma resina de troca aniônica base forte do tipo I (do tipo gel) que está na forma de bicarbonato.
[0049]Nos exemplos, a quantidade de DVB usada na copolimerização determina a reticulação na resina de troca iônica final. Esta é expressa como a proporção de DVB em % [(peso de DVB)/(peso de monômeros totais) x 100]. DVB causa a ramificação da cadeia du-rante a polimerização formando uma estrutura de malha fina com ramificação da cadeia. O aumento da quantidade de DVB aumenta a quantidade de malha fina e a ramificação da cadeia na resina de troca iônica.
[0050]Os catalisadores (15 ml) foram testados a 100° C (temperatura da camisa) em um reator de tubo com fluxo empistonado com uma alimentação que tem uma proporção em peso de 8:1 de água para óxido de etileno a uma vazão de 2,0 ml/minuto em um modo de escoamento e os dados apresentados na Tabela 1 a seguir foram obtidos depois de 80 horas na corrente. Tabela 1
[0051]Os dados na tabela acima ilustram que os catalisadores à base de resina da invenção são ativos e seletivos.
[0052]Os catalisadores (15 ml) foram testados a 100° C (temperatura da camisa) em um reator de tubo com fluxo empistonado com uma alimentação que tem uma proporção em peso de 8:1 de água para óxido de etileno a uma vazão de 1,5 ml/minuto em um modo de escoamento e os dados apresentados na Tabela 2 a seguir foram obtidos depois de 80 horas na corrente. Tabela 2
[0053]Os dados na tabela acima ilustram que os catalisadores à base de resina da invenção são ativos e seletivos.
[0054]Embora a presente invenção tenha sido particularmente apresentada e descrita em relação às modalidades preferidas da mesma, será entendido pelos peritos na técnica que podem ser feitas variações anteriores e outras em formas e detalhes sem sair do escopo e do âmbito da presente invenção. Pretende-se, portanto, que a presente invenção não esteja limitada às formas exatas e aos detalhes descritos e ilustrados, mas permaneçam dentro do âmbito das reivindicações anexas.
Claims (10)
1. Processo de preparação de um alquileno glicol CARACTERIZADO por compre-ender: reagir água e um óxido de alquileno em pelo menos um reator sob condições para formar um alquileno glicol, em que pelo menos um reator inclui um catalisador consistindo essencialmente em uma resina de troca iônica fortemente básica, a dita resina de troca iônica incluindo poliestireno que é reticulado com de 2 até 10% em peso de divinil benzeno, em que a resina tem um tamanho médio de esfera maior que 0,2mm e menor que 1,5 mm.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da dita resina de troca iônica incluir grupos de amônio quaternário ou grupos de fosfônio quaternário.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da dita resina de troca iônica incluir um ânion catalisado, o dito ânion catalisador é um dentre bicar-bonato, carboxilato, bissulfato, haleto, hidróxido e um ânion metalato.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da dita resina de troca iônica incluir grupos de amônio quaternário tendo três grupos metila ligados a um átomo de nitrogênio de cada grupo de amônio quaternário.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO pelo fato da dita resina de troca iônica incluir grupos de amônio quaternário tendo dois grupos metila e um grupo álcool etílico ligado a um átomo de nitrogênio de cada grupo de amônio quaternário.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da dita água estar presente em uma razão molar de alimentação de água para óxido de alquileno de pelo menos 1,1, porém não mais do que 30.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do dito óxido de alquileno ser óxido de etileno (EO), óxido de propileno (PO) ou óxido de butileno (BO).
8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do dito alquileno glicol ser monoetileno glicol (MEG), monopropileno glicol (MPG) ou monobutileno glicol (MBG).
9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do dito óxido de alquileno ser óxido de etileno e do dito alquileno glicol ser monoetileno glicol.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da dita reação ser realizada a uma temperatura de 30°C até 160°C.
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