BRPI0902818A2 - Propylene glycol production process from biodiesel glycerine - Google Patents

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BRPI0902818A2
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Marlito Gomes Jr
Carlos Rene Klotz Rabello
Bernardo Galvao Siqueira
Menezes Raphael Bezerra De
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Petroleo Brasileiro Sa
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Abstract

PROCESSO DE PRODUçãO DE PROPILENOGLICOL A PARTIR DE GLICERINA DE BIODIESEL. A presente invenção descreve um processo para a produção de propilenoglicol a partir de glicerina gerada durante o processo de obtenção de biodiesel, sendo a transformação de glicerina purificada em propilenoglicol realizada por meio de uma reação de hidrogenólise em fase líquida, em duas etapas consecutivas, porém em um mesmo reator (1) de leito fixo sob condições determinadas de temperatura e pressão, cujo efluente do reator (1) de leito fixo é conduzido a etapas subsequentes de processo que compreendem separação e purificação.PROPYLENGLYCOL PRODUCTION PROCESS FROM BIODIESEL GLYCERIN. The present invention describes a process for the production of propylene glycol from glycerine generated during the biodiesel production process, the transformation of purified glycerin to propylene glycol carried out by means of a liquid phase hydrogenolysis reaction in two consecutive steps, however. in a single fixed bed reactor (1) under determined temperature and pressure conditions, whose effluent from the fixed bed reactor (1) is conducted to subsequent process steps comprising separation and purification.

Description

PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PROPILENOGLICOL A PARTIR DEGLICERINA DE BIODIESELPROPYLENGLYCOL PRODUCTION PROCESS FROM BIODIESEL DEGLYCERIN

CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION

A presente invenção encontra-se no campo dos processos paraprodução de propilenoglicol a partir de glicerina. Especificamente, ainvenção trata da produção de propilenoglicol a partir de glicerinaresultante do processo de obtenção de biodiesel.The present invention is in the field of processes for producing propylene glycol from glycerin. Specifically, the invention deals with the production of propylene glycol from glycerin resulting from the process of obtaining biodiesel.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

Atualmente, observa-se um aumento significativo da oferta deglicerina no mercado, devido, em grande parte, à expansão mundial daprodução de biodiesel. Dentro do processo de produção de biodiesel, aglicerina é um subproduto gerado em uma proporção mássica de 10/1(biodiesel/glicerina).Currently, there is a significant increase in the supply of glycerin in the market, largely due to the worldwide expansion of biodiesel production. Within the biodiesel production process, agglicerin is a byproduct generated at a mass ratio of 10/1 (biodiesel / glycerin).

No entanto, este excesso da oferta de glicerina implica diretamentena queda do seu valor comercial tornando viável outras aplicações.However, this excess supply of glycerin directly implies a drop in its commercial value making other applications viable.

Vários estudos foram iniciados com o propósito de aproveitar esteexcesso de glicerina transformando-a em novos produtos ou empregandoa glicerina como matéria-prima para a produção de novos produtos quetenham maior valor comercial.Several studies have been started with the purpose of taking advantage of this glycerine excess by turning it into new products or employing glycerin as a raw material for the production of new products that have greater commercial value.

As publicações técnicas sobre o assunto estão aumentando àmedida que são concebidas soluções para o aproveitamento desteexcesso de glicerina.Technical publications on the subject are increasing as solutions for the utilization of this glycerine excess are designed.

Um dos produtos de interesse em estudo é o propilenoglicol e suaprodução a partir de glicerina.One of the products of interest is propylene glycol and its production from glycerin.

TÉCNICA RELACIONADARELATED TECHNIQUE

Dentro do estado da técnica que vem se formando a respeito,podem ser destacados alguns documentos bem exemplares dodesenvolvimento de processos relacionados.Within the state of the art that has been forming in this regard, some very exemplary documents on the development of related processes can be highlighted.

O documento WO 2008/051540 A2 (Archer-Daniels-MidlandCompany) apresenta um processo para a produção de propilenoglicol apartir de glicerina que utiliza um reator de leito fluidizado que opera emtemperaturas na faixa entre 178°C e 205°C, pressões na faixa entre1200 psi e 1600 psi, com razão molar hidrogênio/glicerina na faixa entre1:1 e 10:1 e uma velocidade espacial na faixa entre 0,5 h"1 e 10 h~1. Acarga do reator é uma solução, predominantemente aquosa, contendo nomínimo 30% em massa de glicerina em meio alcalino selecionado entrehidróxidos metálicos, alcóxidos, sais básicos e óxidos metálicos.WO 2008/051540 A2 (Archer-Daniels-MidlandCompany) discloses a process for the production of propylene glycol from glycerin using a fluidized bed reactor operating at temperatures in the range of 178 ° C to 205 ° C, pressures in the range of 1200 psi to 1600 psi, with hydrogen / glycerine molar ratio in the range of 1: 1 to 10: 1 and a spatial velocity in the range of 0.5h "1 to 10h ~ 1. Reactor charge is a predominantly aqueous solution containing 30% by weight of glycerine in alkaline medium selected from metal hydroxides, alkoxides, basic salts and metal oxides.

O documento WO 2007/053705 A2 (University of Missouri Board ofCurators) apresenta um processo para a produção de uma mistura deacetol e propilenoglicol em qualquer proporção a partir de glicerina emfase vapor. A pressão parcial de glicerina situa-se na faixa entre 0,01 bar e0,5 bar e a temperatura na faixa entre 80°C e 300°C. A pressão parcial dehidrogênio dentro do processo encontra-se na faixa entre 0,01 bar e25 bar. É utilizado um catalisador heterogêneo que possui, pelo menos,um elemento do grupo I ou Vlll da tabela periódica, rutênio, cobre, cromoou, ainda, uma combinação destes elementos.WO 2007/053705 A2 (University of Missouri Board of Curators) discloses a process for producing a mixture of deacetol and propylene glycol in any proportion from glycerine in vapor phase. Glycerin partial pressure is in the range 0.01 bar to 0.5 bar and the temperature in the range 80 ° C to 300 ° C. The partial pressure of hydrogen within the process is in the range 0.01 bar to 25 bar. A heterogeneous catalyst is used which has at least one element of group I or Vlll of the periodic table, ruthenium, copper, or even a combination of these elements.

Os documentos US 2005/0244312 e Pl 0507874-1 (Galen J.Suppes, William Rusty Sutterlin e Mohanprasad Dasari) apresentamprocessos para produção de acetol, propilenoglicol ou uma mistura deglicerina e propilenoglicol, com principal utilização como fluido anti-congelante, a partir de glicerina como matéria-prima. Para a produção depropilenoglicol, a ênfase recai em um processo conduzido em duasetapas, no qual a primeira etapa é de produção de acetol por destilaçãoreativa onde a glicerina é desidratada ao acetol com auxílio de umcatalisador, sendo o mesmo imediatamente destilado do meio reacionalcom auxílio de um catalisador. Nesta primeira etapa são empregadosreatores em batelada ou semi-batelada, temperatura em uma faixa entre170°C e 270°C, pressão na faixa entre 0,2 bar e 25 bar, a glicerina dacarga deve conter uma faixa entre 0% e 15% em massa de água, com umcatalisador heterogêneo que pode ter um elemento escolhido entrepaládio, níquel, ródio, cromo, cobre ou uma combinação destes,preferivelmente, um catalisador baseado em uma combinação de cobre ecromo. Em uma segunda etapa, o acetol produzido, ao ser misturado comhidrogênio, sofre hidrogenação a propilenoglicol com auxílio decatalisador. Nesta segunda etapa o tempo de reação encontra-se na faixaentre 0 e 24 horas, as temperaturas estão na faixa entre 50°C e 250°C,preferivelmente entre 150°C e 220°C, pressão entre 1 bar e 25 bar,preferivelmente entre 10 bar e 20 bar, a carga de acetol contém, nomáximo 50% em massa de água, preferivelmente entre 0% e 35%, comum catalisador que pode ser escolhido da mesma forma que o catalisadorescolhido para a primeira etapa, sendo preferencial um catalisadorbaseado em uma combinação de cobre e cromo.US 2005/0244312 and Pl 0507874-1 (Galen J.Suppes, William Rusty Sutterlin and Mohanprasad Dasari) present processes for producing acetol, propylene glycol or a mixture of glycerine and propylene glycol, primarily used as an antifreeze fluid, from glycerin as a raw material. For the production of propylene glycol, the emphasis is on a two-step process in which the first step is acetyl production by reactive distillation where glycerin is dehydrated to acetol with the aid of a catalyst, which is immediately distilled from the reaction medium with the aid of a catalyst. In this first stage, batch or semi-batch reactors are used, temperature in the range of 170 ° C to 270 ° C, pressure in the range 0.2 bar to 25 bar, the glycerin Dakar should contain a range of 0% to 15% by volume. water mass, with a heterogeneous catalyst which may have an element chosen from palladium, nickel, rhodium, chromium, copper or a combination thereof, preferably a catalyst based on a combination of copper and chromium. In a second step, the acetol produced, when mixed with hydrogen, undergoes hydrogenation to propylene glycol with decatalyst aid. In this second step the reaction time is in the range of 0 to 24 hours, the temperatures are in the range of 50 ° C to 250 ° C, preferably 150 ° C to 220 ° C, pressure between 1 bar and 25 bar, preferably between 10 bar and 20 bar, the acetol filler contains, at most, 50% by weight of water, preferably between 0% and 35%, as a common catalyst which may be chosen in the same manner as the catalyst chosen for the first step, with a preferred catalyst being preferred. in a combination of copper and chrome.

O documento WO 2008/049470 A1 (Clariant International Ltd.)apresenta um processo em autoclave para produção de propilenoglicol apartir de glicerina, onde esta glicerina deve possuir pelo menos 95% depureza, sob pressão de hidrogênio na faixa entre 20 bar e 100 bar, emtemperatura na faixa entre 180°C e 240°C e em presença de umcatalisador que compreende de 20% a 0% de óxido de cobre, 30% a 70%de óxido de zinco e 1% a 10% de óxido de manganês.WO 2008/049470 A1 (Clariant International Ltd.) discloses an autoclave process for the production of propylene glycol from glycerine, where glycerine must have at least 95% purity under hydrogen pressure in the range of 20 bar to 100 bar, temperature in the range 180 ° C to 240 ° C and in the presence of a catalyst comprising 20% to 0% copper oxide, 30% to 70% zinc oxide and 1% to 10% manganese oxide.

O documento WO 2007/010299 (Davy Process Technology Ltd.)apresenta um processo de produção de propilenoglicol a partir deglicerina, realizado em fase vapor em presença de um catalisador a basede cobre. A temperatura do processo encontra-se na faixa entre 160°C e260°C e a pressão na faixa entre 10 bar e 30 bar. A relação entrehidrogênio e glicerina está na faixa entre 400:1 e 600:1 com velocidadeespacial entre 0,01 h"1 e 2,5 h"1.WO 2007/010299 (Davy Process Technology Ltd.) discloses a process of producing propylene glycol from glycerine, carried out in a vapor phase in the presence of a copper base catalyst. The process temperature is in the range between 160 ° C and 260 ° C and the pressure in the range between 10 bar and 30 bar. The relationship between hydrogen and glycerin is in the range between 400: 1 and 600: 1 with spatial velocity between 0.01 h "1 and 2.5 h" 1.

O documento WO 2008/012244 (Davy Process Technology Ltd.)apresenta modificações no processo do documento acima mencionadoadicionando vários estágios ao processo dando ênfase à redução naquantidade de hidrogênio requerida pelo processo quando operado sobeste regime de estágios.WO 2008/012244 (Davy Process Technology Ltd.) discloses process modifications of the above document by adding various stages to the process emphasizing the reduction in the amount of hydrogen required by the process when operated under this stage regime.

O documento WO 03/035582 (Battelle Memorial Institute & MichiganState (Jniversity) apresenta um processo de hidrogenólise de açúcares quecontenham seis átomos de carbono e polióis, incluindo glicerina, comutilização de um catalisador sólido multimetálico que contém rênio. Oprocesso é conduzido sob temperatura na faixa entre 120°C e 250°C, comum valor de pH da carga líquida na faixa entre 8 e 13 e uma pressão dehidrogênio durante a reação de hidrogenólise da glicerina na faixa entre600 psi e 1800 psi.WO 03/035582 (Battelle Memorial Institute & MichiganState (Jniversity)) discloses a sugar hydrogenolysis process containing six carbon atoms and polyols, including glycerin, using a rhenium-containing multimetal solid catalyst. The process is conducted under temperature in the range. 120 ° C to 250 ° C, the common pH value of the liquid charge in the range 8 to 13 and a hydrogen pressure during the glycerine hydrogenolysis reaction in the range 600 psi to 1800 psi.

O documento WO 2008/133939 (Archer-Daniels-Midland Company)apresenta um processo hidrogenólise catalítica de glicerina onde avelocidade espacial da carga situa-se na faixa entre 0,5 h"1 e 2,5 h~1. Acarga é composta de uma solução que contém entre 25% e 40% deglicerina USP1 alcalinizada com hidróxido ou alcóxido de sódio ou potássiode forma que seja obtido um valor de pH situado na faixa entre 6 e 14. Apressão de hidrogênio situa-se na faixa entre 500 psi e 2000 psi, sob umatemperatura na faixa entre 150°C e 300°C e uma razão molarhidrogênio/glicerina na faixa entre 1:1 e 10:1. O documento destaca que,além de produzir propilenoglicol como composto majoritário, há a formaçãode butanodióis e uma proporção de outros dióis na faixa entre 0,04% e2,31%. A seção de purificação/separação de produtos proposta nesteprocesso compreende uma etapa de remoção do agente alcalinizante pormeio de uma resina de troca de íons e por etapas de destilação dosprodutos. Na primeira torre de destilação, água e álcoois leves sãoremovidos pelo topo e enviados a uma segunda torre de destilação paraque sejam separados. O efluente de fundo da primeira torre de destilaçãosegue para uma pluralidade de pequenas torres de destilação nas quais aágua residual e a glicerina não convertida são separadas. A correnteenriquecida em propilenoglicol é conduzida para uma torre de destilaçãopara separação de outros subprodutos, principalmente etilenoglicol.O documento WO 2008/057317 (Archer-Daniels-Midland Company)apresenta um processo de purificação de propilenoglicol e etilenoglicolproduzidos a partir de uma fonte renovável. O processo emprega umsolvente polar no auxílio da separação por destilação dos componentes.WO 2008/133939 (Archer-Daniels-Midland Company) discloses a glycerine catalytic hydrogenolysis process where the spatial velocity of the charge is in the range of 0.5 h-1 to 2.5 h-1. a solution containing between 25% and 40% USP1 alkaline glycerine alkalized with sodium or potassium hydroxide or alkoxide such that a pH value in the range 6 to 14 is obtained. Hydrogen pressure is in the range 500 psi to 2000 psi, at a temperature in the range between 150 ° C and 300 ° C and a molarhydrogen / glycerine ratio in the range between 1: 1 and 10: 1. The document highlights that, besides producing propylene glycol as a major compound, there is the formation of butanediols and a proportion of other diols in the range 0.04% to 2.31% The product purification / separation section proposed in this process comprises a step of removal of the alkalizing agent by means of an ion exchange resin and by distillation steps of the products. P first distillation tower, water and light alcohols are removed from the top and sent to a second distillation tower for separation. The bottom effluent from the first distillation tower proceeds to a plurality of small distillation towers in which waste water and unconverted glycerin are separated. The propylene glycol enriched stream is conducted to a distillation tower for separation from other byproducts, mainly ethylene glycol. WO 2008/057317 (Archer-Daniels-Midland Company) discloses a process for purifying propylene glycol and ethylene glycol produced from a renewable source. The process employs a polar solvent to aid in the distillation separation of the components.

Uma mistura de polióis produzida durante uma reação de hidrogenólise deuma matéria-prima renovável, dentre muitas, glicerina, é misturada a umsolvente polar, tal como água, metanol, etanol, n-propanol, n-butanol, i-butanol, álcool amílico, acetona, ácido butírico, ácido glucônico, ácidoacético, ácido lático, ácido sulfúrico e ácido clorídrico, de forma que nãoforme azeótropo com os componentes da mistura para então ser destilada.A mixture of polyols produced during a hydrogenolysis reaction of a renewable raw material, among many glycerin, is mixed with a polar solvent such as water, methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, i-butanol, amyl alcohol, acetone, butyric acid, gluconic acid, acetic acid, lactic acid, sulfuric acid and hydrochloric acid, so that it does not form azeotrope with the components of the mixture for distillation.

Este tipo de destilação é conhecido como destilação extrativa e é utilizadoquando os componentes de uma mistura apresentam baixa volatilidaderelativa. O solvente polar interage de maneira diferente com oscomponentes da mistura provocando uma alteração na volatilidade relativadestes componentes e, desta forma, possibilita que a separação sejarealizada.This type of distillation is known as extractive distillation and is used when the components of a mixture have low relative volatility. The polar solvent interacts differently with the components of the mixture causing a change in volatility relative to these components and thus enables the separation to be accomplished.

A empresa UOP vem divulgando um processo de transformação deglicerina a propilenoglicol em estágio único onde utiliza um catalisador cujacomposição não foi divulgada. A seletividade do processo informada é de90% em peso a propilenoglicol com um rendimento de 79% em peso. Osubproduto formado em maior teor é o etilenoglicol, em torno de 3% empeso no efluente do reator que posteriormente é separado do meio. Opropilenoglicol produzido tem uma pureza de 99,5% p/p. Pode ser utilizadacomo carga uma glicerina com 40% em peso de pureza, dispensando,dependendo da característica inicial da carga, a etapa de purificação. Taltecnologia encontra-se pronta para ser licenciada.UOP has been publicizing a process of transformation of glycerine to propylene glycol in a single stage using a catalyst whose composition has not been disclosed. The process selectivity reported is 90 wt% propylene glycol in 79 wt% yield. The byproduct formed in higher content is ethylene glycol, around 3% by weight in the reactor effluent which is subsequently separated from the medium. The propylene glycol produced has a purity of 99.5% w / w. A glycerine of 40% by weight purity may be used as a filler, and the purification step may be dispensed with, depending on the initial filler characteristic. Taltechnology is ready to be licensed.

Como foi possível observar, os estudos progridem, embora seobserve dentre os processos citados acima muito pouca preocupação coma etapa de separação de produtos. A presente invenção apresenta umarota alternativa para a obtenção do propilenoglicol, com otimização doprocesso como um todo, assim como na recuperação, na separação etratamento final dos produtos obtidos.As has been observed, the studies are progressing, although, among the processes cited above, there is very little concern with the product separation stage. The present invention provides an alternative route for obtaining propylene glycol, with process optimization as a whole, as well as recovery, separation and final treatment of the obtained products.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

É objetivo da presente invenção, um processo para a produção depropilenoglicol a partir de glicerina, no qual as reações ocorrem em faselíquida e a glicerina é empregada como matéria prima é, especificamente,a gerada durante o processo de obtenção de biodiesel.It is an object of the present invention, a process for the production of glycine depropylene glycol, in which reactions occur in faseliquid and glycerin is employed as a feedstock is specifically that generated during the process of obtaining biodiesel.

A glicerina de biodiesel ou glicerina loura é produzida com umapureza na faixa entre 40% e 85% e, para ser empregada como matéria-prima para a produção de propilenoglicol segundo a presente invenção,precisa ser purificada por intermédio de processos de purificaçãonormalmente empregados na técnica, originando uma glicerina com teorde pureza na faixa entre 90% e 99% em peso.Biodiesel glycerine or blonde glycerine is produced with a purity in the range of 40% to 85% and, to be used as a raw material for the production of propylene glycol according to the present invention, needs to be purified by purification processes normally employed in the art. yielding a glycerine with a purity content in the range of 90% to 99% by weight.

A transformação de glicerina purificada em propilenoglicol érealizada por meio de uma reação de hidrogenólise a qual e conduzida emfase líquida, onde as duas etapas de reação ocorrem simultaneamente eem um mesmo reator.The transformation of purified glycerin to propylene glycol is carried out by means of a hydrogenolysis reaction which is conducted in a liquid phase, where the two reaction steps occur simultaneously and in the same reactor.

Na primeira etapa o glicerol por efeito de temperatura e catalisador étransformado em acetol e água. Na segunda etapa o acetol, por efeito decatalisador e gás hidrogênio é transformado em propilenoglicol.In the first stage the glycerol by temperature effect and catalyst is transformed into acetol and water. In the second stage acetol, by decatalyst effect and hydrogen gas is transformed into propylene glycol.

O efluente do reator é conduzido a uma seção de separação epurificação após a qual, obtém-se um produto final com alta pureza e baixoteor de contaminantes.The reactor effluent is conducted to a separation section and purification after which a high purity, low contaminant end product is obtained.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

A Figura 1 é uma representação das equações químicasilustrativas da transformação da glicerina de biodiesel em propilenoglicol.Figure 1 is a representation of the illustrative chemical equations of the transformation of glycerine from biodiesel to propylene glycol.

A Figura 2 é uma representação do fluxograma simplificado deprocesso da hidrogenólise de glicerina a propilenoglicol.Figure 2 is a simplified flowchart representation of the glycerine to propylene glycol hydrogenolysis process.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Trata a presente invenção de um processo para a produção depropilenoglicol a partir de glicerina, no qual as reações ocorrem em faselíquida e a glicerina é, especificamente, a gerada durante o processo deobtenção de biodiesel. A glicerina produzida ao longo do processo deprodução de biodiesel, e que é utilizada como matéria prima para oprocesso da presente invenção, possui inicialmente um teor de pureza nafaixa entre 40% a 85% devido à presença de inúmeros subprodutos dareação, como por exemplo:The present invention relates to a process for the production of glycine depropylene glycol, in which reactions take place in faseliquid and glycerine is specifically generated during the process of obtaining biodiesel. Glycerin produced throughout the biodiesel production process, which is used as the process raw material of the present invention, initially has a purity range of between 40% and 85% due to the presence of numerous daring by-products, such as:

- sais contendo sódio, cloro, enxofre e fósforo, as quais desativam ocatalisador de maneira irreversível;- salts containing sodium, chlorine, sulfur and phosphorus which irreversibly deactivate the catalyst;

- ácidos graxos, fosfolipídios, glicerídeos, sabões e resíduos debiodiesel, os quais desativam o catalisador por bloqueio de poros.A produção de propilenoglicol tem como matéria-prima estaglicerina, depois de purificada é transformada em propilenoglicol por meiode uma reação de hidrogenólise, a qual e conduzida em fase líquida, ondeas duas etapas da reação ocorrem simultaneamente e em um mesmoreator, ou seja, o glicerol por efeito de temperatura e catalisador étransformado em acetol e água e, em seguida, por efeito de catalisador egás hidrogênio é transformado em propilenoglicol. As reações químicasenvolvidas no processo encontram-se representadas na Figura 1.- fatty acids, phospholipids, glycerides, soaps and biodiesel residues which deactivate the catalyst by pore blocking. Propylene glycol production has as its raw material staglycerin, after purified it is transformed into propylene glycol by means of a hydrogenolysis reaction, which and conducted in a liquid phase, where two reaction steps occur simultaneously and in a mesoreactor, that is, the glycerol by effect of temperature and catalyst is transformed into acetol and water and then by catalyst effect eg hydrogen is transformed into propylene glycol. The chemical reactions involved in the process are shown in Figure 1.

O processo para produção de propilenoglicol a partir de glicerinaproveniente de biodiesel, segundo a presente invenção, pode seracompanhado com o auxílio da Figura 2 e, basicamente, compreende osseguintes passos:The process for producing propylene glycol from glycerine derived from biodiesel according to the present invention can be accompanied with the aid of Figure 2 and basically comprises the following steps:

a) submeter a glicerina proveniente de uma produção de biodiesel(G) e com impurezas por uma etapa de purificação (P) pararetirada das impurezas (R) por um processo de purificaçãoexistente no estado da técnica, desde que esse processo forneçauma glicerina loura com teor de pureza na faixa entre 90% e99,9% peso;(a) subject glycerine from a biodiesel (G) production and impurities by a purification step (P) to remove impurities (R) by a state-of-the-art purification process provided that this process provides a blond glycerine with purity in the range 90 to 99.9% by weight;

b)em um reator (1) adiabático de leito fixo que opera em regime defluxo descendente, em fase líquida, proceder a reação dehidrogenólise, onde as duas etapas da reação ocorremsimultaneamente da seguinte forma:b) in a fixed bed adiabatic reactor operating in a downward flow regime in a liquid phase, carry out the hydrogenolysis reaction, where the two reaction steps occur simultaneously as follows:

■ ativar um catalisador a base de cromito de cobre por meio dapassagem de hidrogênio;■ activate a copper chromite catalyst by hydrogen pass through;

■ pressurizar o reator (1) de leito fixo a uma pressão que podese situar em uma faixa entre 5 e 40 bar, preferencialmenteentre 15 e 30 bar;■ pressurizing the fixed bed reactor (1) to a pressure which may be in a range of 5 to 40 bar, preferably between 15 and 30 bar;

■ elevar a temperatura do leito catalítico a uma temperatura deoperação que se situa em uma faixa entre 180°C e 260°C;■ raise the catalytic bed temperature to an operating temperature in the range of 180 ° C to 260 ° C;

■ iniciar a admissão de glicerina purificada com certo teor deágua por uma linha de carga (12) e iniciar a admissão dehidrogênio por uma linha de gás (13), com uma proporçãomolar entre glicerina e hidrogênio na faixa entre 1/3 e 1/50 euma velocidade espacial na faixa entre 0,1 h"1 e 4,0 h"1 emrelação ao reagente Iimitante (glicerina);■ initiate intake of purified glycerin with a certain water content from a loading line (12) and initiate hydrogen intake from a gas line (13), with a molar ratio of glycerine to hydrogen in the range 1/3 to 1/50 a spatial velocity in the range 0.1 h "1 to 4.0 h" 1 relative to the limiting reagent (glycerin);

c)resfriar e retirar o efluente preferencialmente pelo fundo destereator e conduzir por uma linha de reagido (11);c) cooling and withdrawing the effluent preferably through the bottom of the reactor and conducting through a reaction line (11);

d) o efluente proveniente do reator (1) de leito fixo por meio da linhade reagido (11) é resfriado e entra em um vaso separador de flash(2) para remoção de uma corrente contendo hidrogênio ecompostos leves não condensáveis por uma primeira corrente detopo (21) e, remoção de efluente líquido por uma primeira correntede fundo (22);d) the effluent from the fixed bed reactor (1) via the reacted line (11) is cooled and enters a flash separator vessel (2) for removal of a hydrogen-containing stream and light noncondensible compounds by a first detopic stream (21) and removing liquid effluent through a first bottom stream (22);

e) a primeira corrente de topo (21) proveniente do vaso separador deflash (2) entra em um compressor de reciclo (3), que comprime oconteúdo desta corrente onde, parte é conduzida por umaprimeira linha de reciclo (31) ao reator (1) de leito fixo, enquantooutra parte é conduzida por uma primeira linha de purgadestinada a queima (32) por incineração;f) o efluente líquido da primeira corrente de fundo (22) provenientedo vaso separador de flash (2) entra em uma torre defracionamento primário (4), que descarrega por uma segundacorrente de topo (41) água e compostos leves polares comometanol, etanol, n-propanol e isopropanol, enquanto o efluente defundo é conduzido por uma segunda corrente de fundo (42);e) the first top stream (21) from the deflash separator vessel (2) enters a recycle compressor (3), which compresses the content of this stream where part is driven by a first recycle line (31) to the reactor (1). ) of a fixed bed, while the other part is conducted by a first purge line destined for incineration burning (32), f) the liquid effluent from the first bottom stream (22) from the flash separator vessel (2) enters a primary fractionation tower (4), which discharges through a top second stream (41) water and polar light compounds such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol, while the deep effluent is driven by a second bottom stream (42);

g) o efluente de fundo da segunda corrente de fundo (42)proveniente da torre de fracionamento primário (4) entra em umatorre de remoção de pesados (5), que remove glicerina nãoreagida e outros produtos pesados formados durante a reação dehidrogenólise, os quais são conduzidos por uma terceira correntede fundo (52) para destinos que podem ser escolhidos entre: umasegunda linha de queima (53) para incineração e geração deenergia e uma segunda linha de reciclo (54) onde glicerina éretornada para o reator (1) de leito fixo enquanto, pela terceiracorrente de topo (51) é conduzido propilenoglicol com impurezas;g) the bottom effluent from the second bottom stream (42) from the primary fractionation tower (4) enters a heavy duty removal tower (5), which removes unreacted glycerin and other heavy products formed during the hydrogenolysis reaction, which are driven by a third bottom stream (52) to destinations which may be chosen from: a second firing line (53) for incineration and power generation and a second recycling line (54) where glycerin is returned to the bed reactor (1) fixed while by the third topcurrent (51) propylene glycol with impurities is conducted;

h) o efluente da terceira corrente de topo (51) proveniente da torrede remoção de pesados (5) entra em uma torre de purificação (6),que remove impurezas como etilenoglicol, 1,3-propilenoglicol eum pequeno teor de compostos pesados, as quais sãoconduzidas por uma quarta corrente de fundo (62) até a junçãocom a segunda linha de queima (53) para incineração e geraçãode energia, enquanto propilenoglicol com alto grau de pureza éobtido por meio da quarta corrente de topo (61).h) the effluent from the third top stream (51) from the heavy duty removal stream (5) enters a purification tower (6), which removes impurities such as ethylene glycol, 1,3-propylene glycol and a small content of heavy compounds; which are led by a fourth bottom stream (62) to the junction with the second firing line (53) for incineration and power generation, while high purity propylene glycol is obtained by the fourth top stream (61).

Devido à exotermicidade das reações envolvidas, o reator (1) deleito fixo pode conter mais de um leito catalítico e apresentar sistema deresfriamento entre os leitos. O propilenoglicol produzido segundo apresente invenção apresenta um grau de pureza estimado acima de 99%com baixo teor de contaminantes.Due to the exothermicity of the reactions involved, the fixed reactor (1) may contain more than one catalytic bed and have a cooling system between the beds. Propylene glycol produced according to the present invention has an estimated purity of over 99% with low contaminant content.

A seguir será abordado um exemplo meramente ilustrativo daaplicação do processo objeto da presente invenção.The following is a merely illustrative example of the application of the process object of the present invention.

Após a ativação in situ do catalisador por intermédio da passagemde hidrogênio, o sistema foi pressurizado a aproximadamente 20 bar comhidrogênio e a temperatura de operação ajustada para 220°C. Passou-se àadmissão de glicerina purificada contendo certo teor de água e hidrogênioem uma proporção molar glicerina/hidrogênio de 1/35 com uma velocidadeespacial de 1 h~1 em relação ao reagente Iimitante (glicerina). O reator (1)de leito fixo operou isotermicamente. O efluente do reator (1) após seranalisado apresentou uma conversão de glicerina maior que 99% e aseletividade para o propilenoglicol foi de 88,6%.After in situ activation of the catalyst via hydrogen passage, the system was pressurized to approximately 20 bar with hydrogen and the operating temperature set to 220 ° C. Admitted purified glycerin containing a certain water and hydrogen content at a 1/35 molar glycerine / hydrogen ratio with a 1 h ~ 1 spatial velocity to the limiting reagent (glycerin). The fixed bed reactor (1) operated isothermally. The reactor effluent (1) after analysis had a glycerine conversion greater than 99% and the propylene glycol selectivity was 88.6%.

A composição completa do efluente do reator deste exemploencontra-se listado na tabela 1 a seguir:The complete reactor effluent composition of this example is listed in table 1 below:

TABELA 1TABLE 1

<table>table see original document page 11</column></row><table><table> table see original document page 11 </column> </row> <table>

Embora a presente invenção tenha sido descrita em sua forma derealização preferida, o conceito principal que norteia a presente invençãoque é um processo para produção de propilenoglicol a partir de glicerina,particularmente, a partir de glicerina de biodiesel, se mantém preservadoquanto ao seu caráter inovador, onde aqueles usualmente versados natécnica poderão vislumbrar e praticar variações, modificações, alterações,adaptações e equivalentes, cabíveis e compatíveis ao meio de trabalho emquestão, sem, contudo se afastar da abrangência do espírito e escopo dapresente invenção, que estão representados pelas reivindicações que seseguem.Although the present invention has been described in its preferred embodiment, the main concept underlying the present invention which is a process for producing propylene glycol from glycerin, particularly from biodiesel glycerin, remains preserved as to its innovative character, wherein those of ordinary skill in the art may envision and practice variations, modifications, alterations, adaptations and equivalents, as appropriate and compatible with the working environment in question, without, however, departing from the scope and spirit of the present invention, which are represented by the following claims.

Claims (4)

1. - PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PROPILENOGLICOL A PARTIR DEGLICERINA DE BIODIESEL, caracterizado por a glicerina empregadacomo matéria prima ser proveniente, especificamente, de um processode produção de biodiesel, cujo teor de pureza esta na faixa de 90% a-99,9% em peso e compreender os seguintes passos a seremcumpridos:a) em um reator (1) adiabático de leito fixo que opera em regime defluxo descendente, em fase líquida, proceder à reação dehidrogenólise, onde as duas etapas da reação ocorremsimultaneamente;b) retirar o efluente pelo fundo deste reator (1) e conduzir por umalinha de reagido (11);c) o efluente proveniente do reator (1) de leito fixo por meio da linhade reagido (11) ser resfriado e entrar em um vaso separador deflash (2) para remoção de uma corrente contendo hidrogênio ecompostos leves não condensáveis por uma primeira corrente detopo (21) e, remoção de efluente líquido por uma primeira correntede fundo (22);d) a primeira corrente de topo (21) proveniente do vaso separador deflash (2) entrar em um compressor de reciclo (3), que comprime oconteúdo desta corrente onde, parte é conduzida por umaprimeira linha de reciclo (31) ao reator (1) de leito fixo, enquantooutra parte é conduzida por uma primeira linha de purgadestinada a queima (32) por incineração;e) o efluente líquido da primeira corrente de fundo (22) provenientedo vaso separador de flash (2) entrar em uma torre defracionamento primário (4), que descarrega por uma segundacorrente de topo (41) água e compostos leves polares comometanol, etanol, n-propanol e isopropanol, enquanto o efluente defundo é conduzido por uma segunda corrente de fundo (42);f) o efluente de fundo da segunda corrente de fundo (42)proveniente da torre de fracionamento primário (4) entrar em umatorre de remoção de pesados (5), que remove glicerina nãoreagida e outros produtos pesados formados durante a reação dehidrogenólise, os quais são conduzidos por uma terceira correntede fundo (52) para destinos que podem ser escolhidos entre: umasegunda linha de queima (53) para incineração e geração deenergia e uma segunda linha de reciclo (54) onde glicerina éretornada para o reator (1) de leito fixo enquanto, pela terceiracorrente de topo (51) é conduzido propilenoglicol com impurezas;g) o efluente da terceira corrente de topo (51) proveniente da torrede remoção de pesados (5) entrar em uma torre de purificação(6), que remove impurezas como etilenoglicol, 1,3-propilenoglicole um pequeno teor de compostos pesados, as quais sãoconduzidas por uma quarta corrente de fundo (62) até a junçãocom a segunda linha de queima (53) para incineração e geraçãode energia, enquanto propilenoglicol com alto grau de pureza éobtido por meio da quarta corrente de topo (61).1. - PROPYLENGLYCOL PRODUCTION PROCESS FROM BIODIESEL DEGLYCERIN, characterized in that the glycerine used as raw material comes specifically from a biodiesel production process, the purity of which is in the range of 90% to -99.9% by weight. (a) in a fixed-bed adiabatic downflow reactor operating in a liquid phase, carry out the hydrogenolysis reaction, where the two reaction steps occur simultaneously; from the bottom of this reactor (1) and lead through a line of reactant (11), c) the effluent from the fixed bed reactor (1) by means of the reaction line (11) is cooled and into a deflash separator vessel (2) for removing a hydrogen-containing stream and light noncondensable compounds by a first first stream (21) and removing liquid effluent by a first bottom stream (22); d) the first top stream (21) comes from Before the deflash separator vessel (2) enters a recycle compressor (3), which compresses the content of this stream where part is driven by a first recycle line (31) to the fixed bed reactor (1), while another part is driven by a first purge line intended for incineration burning (32) e) the liquid effluent from the first bottom stream (22) from the flash separator vessel (2) enters a primary fractionation tower (4), which discharges by a second stream of (41) water and polar light compounds such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol, while the deep effluent is driven by a second bottom stream (42); f) the second bottom stream (42) bottom effluent from the primary fractionation tower (4) enters a heavy duty removal tower (5), which removes unreacted glycerin and other heavy products formed during the hydrogenolysis reaction, which are driven by a third bottom stream (52) to destinations can be chosen from: a second firing line (53) for incineration and power generation and a second recycling line (54) where glycerin is returned to the fixed bed reactor (1) while by the top third current (51) propylene glycol with impurities is conducted; g) the effluent from the third top stream (51) from the heavy duty removal stream (5) enters a purification tower (6), which removes impurities such as ethylene glycol, 1,3-propylene glycol a small content of heavy compounds which are led by a fourth bottom stream (62) to the junction with the second firing line (53) for incineration and power generation, while high purity propylene glycol is obtained by the fourth top stream ( 61). 2. - PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PROPILENOGLICOL A PARTIR DEGLICERINA DE BIODIESEL, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por, o reator (1) de leito fixo poder conter mais de umleito catalítico e apresentar sistema de resfriamento entre os leitosdevido á exotermicidade das reações envolvidas.2. The production process of propylene glycol from dehydroglycerin according to claim 1, characterized in that the fixed bed reactor (1) can contain more than one catalytic bed and has a cooling system between the beds due to the exothermicity of the reactions. involved. 3.3 - PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PROPILENOGLICOL A PARTIR DEGLICERINA DE BIODIESEL, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por, a reação de hidrogenólise ser conduzida empresença de um catalisador de cromito de cobre, sob pressão dehidrogênio na faixa de 15 bar a 30 bar, temperatura na faixa de 180°Ce 260°C, com uma proporção molar entre glicerina e hidrogênio nafaixa entre 1/3 e 1/50 e uma velocidade espacial na faixa entre 0,1 h"1 e-4,0 h"1 em relação ao reagente Iimitante (glicerina).A process for the production of propylene glycol from dehydroglycerin according to claim 1, characterized in that the hydrogenolysis reaction is conducted using a copper chromite catalyst under the pressure of hydrogen in the range of 15 bar to 30 bar. 180 ° C and 260 ° C, with a molar ratio of glycerine to hydrogen in the range 1/3 to 1/50 and a spatial velocity in the range 0.1 h "to 4.0 h" 1 to to the limiting reagent (glycerin).
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