BRPI0906372B1

BRPI0906372B1 - processo de separação de ácido glioxilico a partir de um meio de reação aquoso contendo ácido glioxilico e o ácido cloridrico

Info

Publication number: BRPI0906372B1
Application number: BRPI0906372A
Authority: BR
Inventors: Simon Olivier
Original assignee: Clariant Specialty Fine Chemicals (France)
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2017-06-06
Also published as: AR072766A1; DK2244997T3; ES2396922T3; US20100312011A1; CN101965327A; JP2011510042A; BRPI0906372A2; WO2009092736A1; FR2926815A1; US8481783B2; CN101965327B; EP2244997A1; EP2244997B1; JP5393702B2; CL2009000143A1; RU2010135517A; CL2009000144A1; RU2481323C2

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO DE SEPARAÇÃO DE ÁCIDO GLIOXÍLICO A PARTIR DE UM MEIO DE REAÇÃO AQUOSO CONTENDO O ÁCIDO GLIOXÍLICO E O ÁCIDO CLORÍDRICO". A presente invenção refere-se a um processo para a purificação do ácido glioxílico iniciando a partir de um meio de reação aquoso contendo o ácido glioxílico e o ácido clorídrico, que torna possível significantemente reduzir a concentração residual de ácido clorídrico no meio. O ácido glioxílico é geralmente obtido pela oxidação de glioxal empregando ácido nítrico na presença de um ácido inorgânico, tal como, ácido clorídrico, em um meio aquoso, como descrito, por exemplo, no pedido EP 349 406. O princípio geral desta oxidação é o seguinte: glioxal ácido glioxílico ácido oxálico (sub-produto) As soluções aquosas do ácido glioxílico obtidas contêm uma quantidade não insignificante de ácido clorídrico que é difícil de eliminar.

As técnicas, tais como, a evaporação, eletrodiálise ou tratamento com resinas de permuta de íons são habitualmente empregadas.

Entretanto, estas técnicas não são satisfatórias do ponto de vista industrial porque requer um grande fornecimento de energia, em particular no caso da eletrodiálise, ou então o uso de grandes quantidades de resinas. Além disso, as técnicas usuais de evaporação, que resultam na formação de uma mistura azeotrópica de água com ácido clorídrico, não torna-se possível reduzir o conteúdo do ácido clorídrico abaixo da mistura azeotrópica. O pedido JP 58-153575 descreve um processo para a purificação de uma solução aquosa de ácido glioxílico empregando condições de funcionamento que torna possível para evitar a formação de uma mistura azeotrópica de água com ácido clorídrico. Uma mistura ternária de água com ácido glioxílico com ácido clorídrico é formada, e o ácido clorídrico é extraído desta mistura. É indicado que este processo seja de preferência aplicado as soluções aquosas do ácido glioxílico compreendendo menos do que 60% em peso de ácido glioxílico.

Entretanto, nenhuma destas técnicas conduz a redução do conteúdo do ácido clorídrico abaixo de um conteúdo da ordem de 5000 ppm, se bem que um tal conteúdo representa problemas de corrosão na maioria dos materiais para equipamento de construção ou materiais de armazenamento, e é desejado reduzir para aproximadamente 300 ppm ou menos.

Além disso, foi observado que, quanto maior o conteúdo do ácido glioxílico em um meio aquoso, por exemplo, através da concentração, mais difícil torna-se reduzir o conteúdo do ácido clorídrico, em particular devido a viscosidade do ácido glioxílico concentrado. O problema técnico a ser resolvido, por conseguinte, consiste no fornecimento um processo para a purificação do ácido glioxílico iniciando a partir de um meio de reação aquoso contendo o ácido glioxílico e o ácido clorídrico, que torna possível significantemente reduzir a concentração residual de ácido clorídrico no meio, e que pode ser implementada no nível industrial sem a necessidade de um grande consumo de energia ou dos rea-gentes.

De acordo com um primeiro aspecto, a invenção, por conseguinte, refere-se a um processo para a separação de ácido glioxílico iniciando a partir de um meio de reação aquoso contendo o ácido glioxílico e o ácido clorídrico, compreendendo a etapa de extração de vapor contracorrente do meio de reação a fim de obter, de um lado, uma fase gasosa contendo o ácido clorídrico volátil e, por outro lado, uma fase líquida contendo o ácido glioxílico purificado.

Vantajosamente, o processo de acordo com a invenção é realizado em um meio de reação aquoso contendo menos do que 30% em peso de água, de preferência menos do que 25% em peso de água. A etapa de extração contracorrente é realizada sob uma pressão menor do que a pressão atmosférica, de preferência de menos do que 30000 Pa (300 mbar), e mais particularmente de menos do que 10000 Pa (100 mbar). O meio de reação aquoso contendo o ácido glioxílico e o ácido clorídrico é vantajosamente obtido pela oxidação de glioxal na presença do ácido clorídrico. O processo de acordo com a invenção pode ser vantajosamente implementado quando a concentração de ácido clorídrico no meio de reação aquoso é menor do que ou igual a 2% em peso, em particular menor do que ou igual a 0,5% em peso.

Como indicado acima, o processo de acordo com a invenção é particularmente adequado para reduzir o conteúdo residual do ácido clorídrico no meio de reação aquoso para os conteúdos muito baixos.

Em particular, o processo de acordo com a invenção torna possível reduzir a concentração de ácido clorídrico na fase líquida contendo o ácido glioxílico purificado para um conteúdo de menos do que ou igual a 250 ppm, de preferência de menos do que ou igual a 100 ppm, preferencialmente de menos do que ou igual a 50 ppm, e mais preferencialmente de menos do que ou igual a 30 ppm.

Como indicado acima, o processo de acordo com a invenção é particularmente adequado para a purificação do meio de reação aquoso contendo uma elevada concentração de ácido glioxílico.

Em particular, o processo de acordo com a invenção pode ser implementado quando o referido meio de reação aquoso contém de 70% a 80% em peso de ácido glioxílico, de 0 a 5% em peso de ácido oxálico e de 0 a 5% em peso de glioxal.

De acordo com um aspecto preferido do processo de acordo com a invenção, um vapor para relação do meio de reação dentre 0,1 e 10 em peso, em particular entre 0,2 e 2 em peso, é empregado.

Um dispositivo para implementar o processo de acordo com a invenção é representado esquematicamente na Figura 1.

Qualquer dispositivo de extração de vapor pode ser empregado na presente invenção, tais como colunas embaladas (compactação frouxa ou compactação ordenado) ou colunas de bandeja.

Em (1), o meio de reação aquoso contendo o ácido glioxílico e o ácido clorídrico é introduzido na parte de cima de uma coluna de vidro (2) com isolamento térmico compreendendo anéis de Rashig, em que o vapor contracorrente introduzido em (3) na parte inferior da coluna circula. A fase líquida contendo a solução de ácido glioxílico purificado é recuperada na parte inferior da coluna por meio de um separador gasoso-líquido (4). Na parte de cima da coluna, a fase gasosa é condensada em um permutador de calor (5) e recuperada em (6).

De acordo com outro aspecto preferido da invenção, o meio de reação aquoso contendo o ácido glioxílico e o ácido clorídrico é preaquecido antes sendo introduzido na coluna, de preferência em uma temperatura dentre 50 e 100 °C, e mais particularmente entre 60 e 90 °C. A invenção é ilustrada de um modo de não limitação pelos exemplos abaixo.

Exemplo 1 1) Preparação de uma mistura de reação aquosa contendo ácido glioxílico e ácido clorídrico Uma solução aquosa de ácido glioxílico comercialmente disponível em 50% em peso (Clariant Specialty Fine Chemicals (França)) é concentrada a 77% e em seguida o ácido clorídrico aquoso a 37% é adicionado a fim de obter uma solução aquosa de ácido glioxílico em 76% em peso contendo aproximadamente 5000 ppm de ácido clorídrico. 2) Separação do ácido glioxílico A solução aquosa de ácido glioxílico obtida acima, preaquecida a 80 °C, é introduzida com uma taxa de fluxo de 3894 g/h acima de uma coluna de vidro (50 mm em diâmetro, 2 m no comprimento) que é termicamen-te isolada e filtrada com os anéis de Rashig (6x6 mm). O vapor é introduzido na parte inferior da coluna com uma taxa de fluxo de introdução de 2001 g/l. A pressão na coluna é menor do que 10000 Pa (100 mbar). Uma solução aquosa de ácido glioxílico em 75% em peso, contendo 32 ppm de ácido clorídrico, é recuperada na parte inferior da coluna com uma taxa de fluxo de 3944 g/l.

Exemplo 2 O exemplo 1 é reproduzido, mas empregando uma solução a-quosa de ácido glioxílico em 80% em peso contendo aproximadamente 5000 ppm em peso de ácido clorídrico com uma taxa de fluxo de introdução de 2363 g/h e uma taxa de fluxo de vapor de 1599 g/h.

Uma solução aquosa de ácido glioxílico em 74% em peso, contendo 39 ppm de ácido clorídrico, é recuperada na parte inferior da coluna com uma taxa de fluxo de 2581 g/l.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Processo para a separação de ácido glioxílico iniciando a partir de um meio de reação aquoso contendo o ácido glioxílico e o ácido clorídrico, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de extração de vapor contracorrente do meio de reação a fim de obter, de um lado, uma fase gasosa contendo o ácido clorídrico volátil e, por outro lado, uma fase líquida contendo o ácido glioxílico purificado.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido meio de reação aquoso contém menos do que 30% em peso de água.

3. Processo, de acordo com a reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o referido meio de reação aquoso contém menos do que 25% em peso de água.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de extração contracorrente é realizada sob uma pressão menor do que a pressão atmosférica.

5. Processo, de acordo com reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de extração contracorrente é realizada sob uma pressão de menos do que 30000 Pa, de preferência de menos do que 10000 Pa.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o meio de reação aquoso contendo o ácido glioxílico e o ácido clorídrico é obtido pela oxidação de glioxal na presença de ácido clorídrico.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a concentração do ácido clorídrico no meio de reação aquoso é de menos do que ou igual a 2% em peso.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a concentração do ácido clorídrico no meio de reação aquoso é de menos do que ou igual a 0,5% em peso.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a concentração do ácido clorídrico na fase líquida contendo o ácido glioxílico purificado é de menos do que ou i- gual a 250 ppm, de preferência de menos do que ou igual a 100 ppm.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a concentração do ácido clorídrico na fase líquida contendo o ácido glioxílico purificado é de menos do que ou igual a 50 ppm, de preferência de menos do que ou igual a 30 ppm.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o referido meio de reação aquoso contém de 70% a 80% em peso de ácido glioxílico, de 0 a 5% em peso de ácido oxálico e de 0 a 5% em peso de glioxal.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que um vapor para a relação do meio de reação dentre 0,1 e 10 em peso é empregado.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o vapor para a relação do meio de reação é entre 0,2 e 2 em peso.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o meio de reação aquoso contendo o ácido glioxílico e o ácido clorídrico é preaquecido antes sendo introduzido na coluna, de preferência em uma temperatura entre 50 e 100°C.