BRPI0911055B1 - Method for preparing an alkylene glycol from an alkylene oxide - Google Patents
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Description
“PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UM ALQUILENO GLICOL A PARTIR DE UM ÓXIDO DE ALQUILENO” Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de um alquileno glicol a partir de um óxido de alquileno.
Fundamentos da Invenção Monoetileno glicol é usado como uma matéria prima na manufatura de fibras de poliéster, garrafas e resinas de polietileno tereftalato (PET). É também incorporado em líquidos anticongelantes de automóvel.
Monoetileno glicol pode ser preparado por um processo elevadamente seletivo de óxido de etileno, via carbonato de etileno. Isto é tipicamente realizado em um processo de duas etapas, em que a primeira etapa é a reação de óxido de etileno com dióxido de carbono, para formar carbonato de etileno, e a segunda etapa é a hidrólise de carbonato de etileno, para formar etileno glicol.
Os catalisadores podem ser supridos para as etapas de carboxilação e hidrólise, para aumentar tanto a taxa como a seletividade da reação. O WO 2007/144360 descreve um processo para a manufatura de alquileno glicol a partir de óxido de alquileno, via carbonato de alquileno, em que a carboxilação homogênea e o catalisador de hidrólise são usados. Uma solução de catalisador homogênea (compreendendo catalisador de carboxilação e catalisador de hidrólise) é separada de monoetileno glicol bruto e é reciclada de volta aos reatores de carboxilação e hidrólise. Têm sido procurado melhorar mais a manufatura de alquileno glicol a partir de óxido de alquileno.
Sumário da Invenção A presente invenção provê um processo para a preparação de um alquileno glicol a partir de óxido de alquileno, em que o óxido de alquileno reage com dióxido de carbono na presença de um catalisador de carboxilação, para prover carbonato de alquileno, em que o carbonato de alquileno reage com água na presença de um catalisador de hidrólise, para prover alquileno glicol, e em que a fase ativa do catalisador de hidrólise é uma ou mais bases, compreendendo etapas de (a) adicionar uma carga inicial do catalisador de carboxilação e uma carga inicial do catalisador de hidrólise, para catalisar a reação de óxido de alquileno com dióxido de carbono e para catalisar a reação de carbonato de alquileno com água; (b) monitorar a degradação e atividade do catalisador de hidrólise; e (c) quando a atividade do catalisador de hidrólise tiver caído abaixo de um nível mínimo, adicionar uma carga adicional do catalisador de hidrólise, em que, se uma carga adicional de catalisador de carboxilação for adicionada quando a carga adicional de catalisador de hidrólise for adicionada, a relação de peso do catalisador de hidrólise adicional para o catalisador de carboxilação adicional é de pelo menos 5:1.
Verificou-se surpreendentemente que durante o processo para a preparação de alquileno glicol, um catalisador de hidrólise básico degrada-se significativamente mais rapidamente do que o catalisador de carboxilação conhecido sob condições típicas. Verificou-se também, que quando a quantidade de catalisador de hidrólise básico diminui, há uma produção aumentada de subprodutos (por exemplo, aldeídos, dioxolanos), conversão diminuída de carbonato de alquileno e seletividade diminuída (produção aumentada de dialquileno glicol e glicóis mais elevados). Portanto, foi planejado o processo da invenção em que a degradação e a atividade associada do catalisador de hidrólise são monitoradas, e o catalisador de hidrólise adicional é suprido ao processo. Mantendo-se a quantidade de catalisador de hidrólise acima de um nível mínimo, o processo evita a produção aumentada de subprodutos e seletividade diminuída. Em razão do catalisador de carboxilação tipicamente degradar muito mais lentamente do que o catalisador de hidrólise, o catalisador de carboxilação adicional não é requerido quando as cargas adicionais de catalisador de hidrólise são adicionadas. Preferivelmente, nenhum catalisador de carboxilação adicional é adicionado quando uma carga adicional de catalisador de hidrólise é adicionada. (Os benefícios da invenção podem ainda ser alcançados se pequenas quantidades de catalisador de carboxilação forem adicionadas com o catalisador de hidrólise adicional, porém um excesso significativo de catalisador de hidrólise deve ser adicionado, isto é, a relação de peso do catalisador de hidrólise adicional para o catalisador de carboxilação adicional deve ser de pelo menos 5:1).
Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é um diagrama esquemático mostrando um processo de acordo com uma forma de realização da invenção.
Descrição Detalhada da Invenção A presente invenção provê um processo para a preparação de um alquileno glicol a partir de um óxido de alquileno, procedendo via um carbonato de alquileno intermediário: Apropriadamente, R1, R2, R3 e R4 podem, independentemente, ser escolhidos de hidrogênio ou de um grupo alquila opcionalmente substituído tendo de 1 a 6 átomos de carbono, preferivelmente, de 1 a 3 átomos de carbono. Como substituintes, os componentes, tais como grupos hidróxi, podem estar presentes. Preferivelmente, R1, R2 e R3 representam átomos de hidrogênio e R4 representa hidrogênio ou um grupo Ci-C3-alquila não substituído e, mais preferivelmente, R1, R2, R3 e R4 representam átomos de hidrogênio.
Exemplos de óxidos de alquileno adequados, portanto, incluem óxido de etileno e óxido de propileno. Na presente invenção, o óxido de alquileno mais preferido é o óxido de etileno. O óxido de alquileno reage com dióxido de carbono na presença de um catalisador de carboxilação, para prover carbonato de alquileno, e o carbonato de alquileno reage com água na presença de um catalisador de hidrólise, para prover alquileno glicol. Processos para preparar etileno glicol por esta via são descritos em detalhes nas US 6.080.897, US 6.187.972 e no WO 2009/021830. Em uma forma de realização da invenção, a reação de óxido de alquileno com dióxido de carbono ocorre predominantemente em um ou mais reatores de carboxilação, e a reação de carbonato de alquileno com água ocorre predominantemente em um ou mais reatores de hidrólise, em que o um ou mais reatores de hidrólise estão a jusante do um ou mais reatores de carboxilação. Preferivelmente, para cada 10 moles de óxido de alquileno supridos a um ou mais reatores de carboxilação, pelo menos 5 moles de carbonato de alquileno saem do um ou mais reatores de carboxilação. Preferivelmente, para cada 10 moles de carbonato de alquileno supridos a um ou mais reatores de hidrólise, pelo menos 5 moles de alquileno glicol saem do um ou mais reatores de hidrólise. Em uma forma de realização alternativa da invenção, a reação de óxido de alquileno com dióxido de carbono e a reação de carbonato de alquileno com água ocorrem predominantemente em um único reator. Preferivelmente, para cada 10 moles de óxido de alquileno supridos ao reator, menos do que 2 moles de carbonato de alquileno e mais do que 6 moles de alquileno glicol saem do reator. O catalisador de carboxilação pode ser um catalisador heterogêneo ou homogêneo. Os catalisadores homogêneos que são conhecidos para promover a carboxilação incluem haletos de metal alcalino, tais como iodeto de potássio e brometo de potássio, e sais de fosfonio ou amônio orgânico halogenados, tais como iodeto de tributilmetilfosfônio, iodeto de tetrabutilfosfônio, iodeto de trifenilmetilfosfônio, brometo de trifenil-propilfosfônio, cloreto de trifenilbenzilfosfônio, brometo de tetraetilamônio, brometo de tetrametilamônio, brometo de benziltrietilamônio, brometo de tetrabutilamônio e iodeto de tributilmetilamônio. Os catalisadores heterogêneos que promovem a carboxilação incluem haletos de amônio quaternário e de fosfônio quaternário imobilizados em sílica, haletos de amônio quaternário e de fosfônio quaternário ligam-se a contas de poliestireno insolúveis, e sais metálicos, tais como sais de zinco imobilizados em suportes sólidos contendo grupos de amônio quaternário ou fosfônio quaternário, tais como resinas trocadoras de íons, contendo grupos de amônio quaternário ou de fosfônio quaternário. Preferivelmente, o catalisador de carboxilação é um catalisador homogêneo, mais preferivelmente, um iodeto de fosfônio orgânico ou sal de haleto alcalino. A fase ativa do catalisador de hidrólise é uma ou mais bases. O catalisador de hidrólise pode ser homogêneo ou heterogêneo. O catalisador homogêneo, que promove hidrólise e que tem uma base como a fase ativa, inclui hidróxidos, bicarbonatos, carbonatos, carboxilatos (por exemplo, acetatos e formiatos) e fosfatos. Exemplos incluem hidróxido de potássio, hidróxido de sódio, bicarbonato de potássio, bicarbonato de sódio, carbonato de potássio, carbonato de sódio, acetato de potássio, formiato de potássio, hidróxido de tributilmetil fosfônio, fosfato de potássio e fosfato de hidrogênio dissódico. Os catalisadores heterogêneos, que promovem hidrólise e que têm uma base como a fase ativa, incluem íons de hidróxido, bicarbonato e carbonato imobilizados nos suportes sólidos, por exemplo, hidróxido, bicarbonato ou carbonato imobilizado nas resinas trocadoras de íons contendo grupos de amônio quaternário ou de fosfônio quaternário; alumina básica; zeólito básico; e poli-4-vinil-piridina. Xx Em uma forma de realização preferida, o catalisador de hidrólise tem ânions de bicarbonato como a fase ativa. Carbonatos metálicos, hidróxidos e bicarbonatos, tais como carbonato de potássio, hidróxido de potássio e bicarbonato de potássio, todos provêem ânions bicarbonatos como a fase ativa. Dióxido de carbono está presente durante a reação de hidrólise (é um produto da reação de hidrólise), e na presença de dióxido de carbono, hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos reagem como mostrado: Portanto, sais de hidróxido e carbonato podem agir como uma fonte de ânions de bicarbonato. A carga inicial do catalisador de carboxilação e a carga inicial do catalisador de hidrólise catalisam a reação de óxido de alquileno com dióxido de carbono e catalisam a reação de carbonato de alquileno com água. Se um ou ambos os catalisadores forem homogêneos, o processo preferivelmente usa um ciclo de reciclo de catalisador, por meio do qual o catalisador é separado do produto de alquileno glicol e é reciclado, de modo que seja combinado com o reagente de óxido de alquileno. Uma carga inicial de catalisador homogênea é preferivelmente adicionada suprindo-se uma solução do catalisador ao ciclo de reciclo de catalisador, de modo que o catalisador seja combinado com o reagente de óxido de alquileno. Se tanto o catalisador de carboxilação como o catalisador de hidrólise forem homogêneos, então os catalisadores são preferivelmente supridos para o ciclo de reciclo de catalisador como uma solução compreendendo ambos os catalisadores. Uma carga inicial de catalisador heterogênea é adicionada recheando-se o catalisador heterogêneo dentro de um reator, onde a carboxilação e/ou a hidrólise ocorrerão. Em uma forma de realização da invenção, catalisadores de carboxilação heterogênea ou de hidrólise heterogênea são contidos dentro de dois ou mais vasos separados dispostos em paralelo e em que ditos vasos têm meios de comutação associados, de modo que em operação a alimentação possa ser comutada entre os vasos. A degradação e a atividade associada do catalisador de hidrólise são monitoradas. Para um catalisador de hidrólise homogêneo, a degradação pode ser medida tomando-se amostras, preferivelmente de um ciclo de reciclo, e medindo-se a concentração do catalisador de hidrólise básico por titulação de ácido/base. Da concentração do catalisador de hidrólise no ciclo de reciclo, é possível calcular a concentração de catalisador de hidrólise no reator, e a atividade do catalisador será proporcional à concentração de catalisador de hidrólise no reator. Em vez de determinar a concentração absoluta do catalisador de hidrólise, é também possível monitorar a degradação, medindo-se a mudança na relação de catalisador de hidrólise para catalisador de carboxilação, novamente tomando-se amostras de um ciclo de reciclo e realizando-se a titulação de ácido/base. A quantidade relativa de catalisador de hidrólise diminuirá quando o catalisador de hidrólise degradar-se, e a atividade associada do catalisador de hidrólise também diminuirá. Para um catalisador heterogêneo, em que as espécies ativas são ânions básicos, a degradação pode ser medida tomando-se uma amostra do catalisador heterogêneo, medindo-se a concentração de ânions básicos por titulação e comparando-se esta com a concentração de ânions básicos em uma amostra de catalisador novo. Altemativamente, a degradação pode ser medida comutando-se vasos de reatores recheados com catalisador heterogêneo, regenerando o catalisador heterogêneo, passando-se uma solução compreendendo ânions básicos através do leito de catalisador, e medindo-se a quantidade de ânions básicos removidos da solução durante a regeneração. Para outro tipo de catalisador heterogêneo, por exemplo, alumina básica, a degradação pode ser medida comutando-se vasos de reatores recheados com catalisador heterogêneo e monitorando-se a atividade relativa de leitos novos e usados (a atividade pode ser avaliada tomando-se amostras da corrente de produto e analisando-se as amostras usando-se técnicas padrão). O monitoramento da degradação do catalisador de hidrólise é preferivelmente realizado pelo menos uma vez por semana e mais preferivelmente é realizado todo dia.
Quando a atividade do catalisador de hidrólise tiver caído abaixo de um nível mínimo, uma carga adicional do catalisador de hidrólise é adicionada. Quando o catalisador de hidrólise é um catalisador homogêneo, um meio preferido de avaliar se a atividade do catalisador de hidrólise caiu abaixo de um nível mínimo é ajustar uma concentração mínima de catalisador de hidrólise, que deve estar presente na corrente de reciclo. Quando o catalisador de hidrólise for um catalisador heterogêneo, um modo preferido de avaliar se a atividade do catalisador de hidrólise caiu abaixo de um nível mínimo, é ajustar uma conversão mínima que deve ser obtida por um vaso reator contendo catalisador de hidrólise.
Quando a atividade do catalisador de hidrólise tiver caído abaixo do nível mínimo, uma carga adicional do catalisador de hidrólise é adicionada. Se uma carga adicional de catalisador de carboxilação for adicionada quando a carga adicional do catalisador de hidrólise for adicionada, a relação de peso do catalisador de hidrólise adicional para o catalisador de carboxilação adicional é de pelo menos 5:1, preferivelmente, pelo menos 10:1, mais preferivelmente, pelo menos 50:1. Muitíssimo preferível, a carga de adição do catalisador de hidrólise é adicionada sem adicionar qualquer catalisador de carboxilação adicional. Se o catalisador de hidrólise for homogêneo, a carga adicional de catalisador é preferivelmente adicionada suprindo-se uma solução do catalisador de hidrólise ao ciclo de reciclo de catalisador. A carga adicional não tem que ser o mesmo composto catalisador que a carga inicial. Por exemplo, a carga inicial pode ser uma solução de carbonato de potássio e a(s) carga(s) adicional(ais) pode(m) ser solução de hidróxido de potássio. Se o catalisador de hidrólise for heterogêneo, a carga adicional de catalisador é preferivelmente adicionada substituindo-se o catalisador heterogêneo utilizado por catalisador heterogêneo novo. Um único modo para obter-se isto é ter catalisadores de hidrólise heterogêneos contidos dentro de dois ou mais vasos separados dispostos em paralelo, em que ditos vasos têm meios de comutação associados, de modo que em operação, a alimentação possa ser comutada entre os vasos. O catalisador heterogêneo pode ser substituído por catalisador heterogêneo novo, comutando-se a alimentação para um vaso contendo catalisador novo. O catalisador heterogêneo degradado, em que heterogêneo compreende ânions básicos em um suporte, pode ser regenerado por tratamento com uma solução de ânions básica.
Quando o catalisador de hidrólise é um catalisador homogêneo, é provável que haja um limite superior desejável na concentração do catalisador de hidrólise. Verificou-se que quando a concentração do catalisador de hidrólise aumenta, a degradação do catalisador de carboxilação, tal como sais de fosfônio ou amônio orgânico halogenados, pode também aumentar. Portanto, quando uma carga adicional do catalisador de hidrólise é adicionada, a quantidade de catalisador adicional é preferivelmente de modo que a concentração total de catalisador de hidrólise não esteja acima de um limite superior. Este limite pode ser determinado observando-se como a carboxilação degrada-se quando a concentração de catalisador de hidrólise aumenta.
Em um processo convencional, seria habitual reabastecer tanto o catalisador de carboxilação como o catalisador de hidrólise em intervalos regulares. A presente invenção difere no fato de que foi reconhecido ser benéfico prover catalisador de hidrólise adicional, quando não se provendo catalisador de carboxilação adicional (ou pelo menos se provendo um excesso significativo de catalisador de hidrólise para o catalisador de carboxilação). Na presente invenção, as etapas (b) e (c) são preferivelmente operadas continuamente, por exemplo, o monitoramento do catalisador de hidrólise é diário ou semanal, e a adição de catalisador de hidrólise adicional ocorre quando necessária. Entretanto, após um período de monitoramento e adição de catalisador de hidrólise, por exemplo, após várias semanas ou meses de monitoramento e várias cargas adicionais de catalisador de hidrólise, pode então ser preferível adicionar-se cargas adicionais tanto do catalisador de carboxilação como do catalisador de hidrólise. Por exemplo, a etapa (c) pode ser realizada três ou mais vezes antes das cargas adicionais de catalisador de hidrólise e catalisador de carboxilação serem adicionadas. A Fig. 1 mostra uma forma de realização preferida do processo da invenção. O aparelho inclui um reator de carboxilação (1), um reator de hidrólise (5) e uma coluna de destilação (7). Dióxido de carbono (2) é alimentado ao reator de carboxilação. Óxido de etileno e água (3) são também alimentados ao reator de carboxilação. Uma carga inicial de catalisador de carboxilação homogênea e uma carga inicial de catalisador de hidrólise homogênea são alimentadas (10) a uma linha que alimenta dentro da linha de alimentação de óxido de etileno e água (3). Esta catalisa a reação de carboxilação. Uma corrente de reação compreendendo carbonato de etileno, produzido no reator de carboxilação (1), e também compreendendo catalisador de carboxilação e catalisador de hidrólise, é alimentada (4) ao reator de hidrólise (5). O catalisador de hidrólise catalisa a reação de carbonato de etileno a etileno glicol no reator de hidrólise (5). A corrente de produto do reator de hidrólise (5) é alimentada (6) para uma coluna de destilação (7). Produtos de glicol (8) são extraídos da coluna de destilação (7) e uma solução de catalisador de carboxilação e catalisador de hidrólise são alimentados (9) de volta para a linha de alimentação (3) de óxido de etileno e água. A concentração do catalisador de hidrólise é medida todos os dias, tomando-se amostras do ciclo de reciclo (9). A titulação de ácido/base das amostras provê uma medição da concentração do catalisador de hidrólise. Quando a concentração do catalisador de hidrólise cai abaixo de um nível mínimo, uma carga adicional de catalisador de hidrólise homogênea é adicionada no ponto (10) (e nenhum outro catalisador de carboxilação é adicionado).
Os seguintes exemplos são ilustrativos, porém não limitativos da invenção.
Efeito da Concentração de Catalisador de Hidrólise Numerosos experimentos foram realizados com diferentes quantidades de catalisador de hidrólise a fim de ilustrar a invenção. Quantidades menores de catalisador de hidrólise ilustram a circunstância em que a degradação do catalisador de hidrólise ocorreu. Quantidades maiores de catalisador de hidrólise ilustram a circunstância em que o catalisador de hidrólise adicional foi adicionado, de modo que a concentração de catalisador de hidrólise seja acima de um limite preferido.
Os experimentos são descritos fazendo uso do esquema do processo da Figura 1. Experimentos em autoclave de batelada foram realizados a fim de imitar as condições do processo (temperatura, pressão, composição de catalisador, etc) no aparelho do processo (o reator de hidrólise (5) e coluna de destilação (7)), com o conteúdo representando as várias correntes de processamento. Em geral as várias correntes de processamento do aparelho de processamento e das linhas de processamento contêm os seguintes componentes: Reator de carboxilação (1): óxido de etileno/carbonato de etileno/água/catalisador de carboxilação/catalisador de hidrólise/C02 Linha (4): carbonato de etileno/água/catalisador de carboxilação/catalisador de hidrólise /C02 Reator de hidrólise (5): carbonato de etileno/monoetileno glicol/água/catalisador de carboxilação/catalisador de hidrólise /C02 Linha (6): monoetileno glicol/água/catalisador de carboxilação/catalisador de hidrólise Coluna de destilação (7): monoetileno glicol/água/catalisador de carboxilação/catalisador de hidrólise No reator de carboxilação (1), o óxido de etileno é convertido em carbonato de etileno sob a influência do catalisador de carboxilação.
No reator de hidrólise (5), o carbonato de etileno é convertido em monoetileno glicol sob a influência do catalisador de hidrólise.
Na coluna de destilação (7) glicóis (principalmente monoetileno glicol, algum dietileno glicol) e água são separados de ambos catalisadores (uma solução 20-70 % em peso de monoetileno glicol/dietileno glicol).
Exemplo la-c Neste experimento, o efeito da quantidade de um catalisador de hidrólise básico (K3PO4) geralmente usado na presença de um catalisador de carboxilação (Kl) comumente usado na formação de subproduto (por exemplo, formação de 2-metil-l,3-dioxolano) e seletividade de monoetileno glicol (avaliado pela formação de um glicol dietileno glicol mais elevado), é avaliado sob condições representativas para reator de hidrólise (5) e com uma composição representativa para a corrente de processamento da linha (4) e 0 conteúdo do reator (5). A Tabela 1 mostra as condições para experimentos la-c: Tabela 1 Após 4 h (e para o experimento la, também após 6 h em razão da hidrólise mais lenta de carbonato de etileno), as misturas resultantes foram analisadas por análise GC. Os resultados são mostrados na Tabela 2: Tabela 2 Estes resultados demonstram claramente que a baixa concentração de catalisador de hidrólise (que podería resultar da degradação do catalisador de hidrólise e falha para adicionar o catalisador de hidrólise adicional) não resulta somente em hidrólise lenta de carbonato de etileno, porém também em mais formação de subprodutos indesejáveis (por exemplo, 2-metil-1,3-dioxolano) e em pior seletividade de monoetileno glicol (100 %*MEG/ (MEG+DEG)). Na presente invenção, a atividade do catalisador de hidrólise é monitorada, e mais catalisador de hidrólise é adicionado quando a atividade cai abaixo de um nível especificado. Isto evita a hidrólise lenta, elevada formação de subproduto e fraca seletividade, ilustradas por este experimento.
Exemplo 2a-c Neste experimento, o efeito da quantidade de um catalisador de hidrólise básico (KOH), geralmente usado na estabilidade de um catalisador de carboxilação comumente utilizado, tetra-n-propilamonioiodeto (TPAI), é avaliado sob condições representativas para coluna de destilação (7) e com uma composição representativa para a corrente de processamento em linha (6) e o conteúdo da coluna (7). A Tabela 3 mostra as condições para experimentos 2a-2c: Tabela 3 Após 22h, a mistura resultante foi analisada por 13C RMN; A degradação do catalisador TPAI é visível por um declínio no conteúdo de TPAI e na formação de TPA (tri-n-propilamina), que é um produto de degradação de TPAI. Os resultados são mostrados na Tabela 4: Tabela 4 Estes resultados demonstram que a elevada concentração de catalisador de hidrólise (que podería resultar da adição de catalisador de hidrólise demais, após a degradação de catalisador de hidrólise ter sido detectada) pode ter um efeito prejudicial na estabilidade do catalisador de carboxilação. Em uma forma de realização preferida da presente invenção, quando uma carga adicional do catalisador de hidrólise é adicionada, a quantidade de catalisador adicional é, preferivelmente, de modo que a concentração total de catalisador de hidrólise não esteja acima de um limite superior. Isto evita a degradação do catalisador de carboxilação ilustrada por este experimento.
Exemplo 3a-c Neste experimento, o efeito da quantidade de um catalisador de hidrólise básico (KOH), geralmente usado na estabilidade de um catalisador de carboxilação comumente utilizado, tetra-n-butilfosfoniobrometo, (TBPB) é avaliado sob condições representativas para coluna de destilação (7) e com uma composição representativa para a corrente de processamento da linha (6) e o conteúdo da coluna (7). A Tabela 5 mostra as condições para experimentos 3a-3c: Tabela 5 Após 193 h, a mistura resultante foi analisada por 31P RMN; A degradação de catalisador TBPB é visível por uma diminuição no conteúdo de TBPB e pela formação de TBPO (óxido de tri-n-butilfosfína), que é um produto de degradação de TBPB. Os resultados são mostrados na Tabela 6: Tabela 6 Novamente, estes resultados demonstram que a elevada concentração de catalisador de hidrólise (que podería resultar da adição de catalisador de hidrólise demais, após a degradação de catalisador de hidrólise ter sido detectada) pode ter um efeito prejudicial na estabilidade do catalisador de carboxilação. Em uma forma de realização preferida da presente invenção, quando uma carga adicional do catalisador de hidrólise é adicionada, a quantidade de catalisador adicional é, preferivelmente, de modo que a concentração total de catalisador de hidrólise não esteja acima de um limite superior. Isto evita a degradação do catalisador de carboxilação ilustrada por este experimento.
REIVINDICAÇÕES
Claims (10)
1. Processo para a preparação de um alquileno glicol a partir de um óxido de alquileno, em que o oxido de alquileno reage com dióxido de carbono na presença de um catalisador de carboxilação, para prover carbonato de alquileno, em que o carbonato de alquileno reage com água na presença de um catalisador de hidrólise, para prover alquileno glicol, e em que a fase ativa do catalisador de hidrólise é uma ou mais bases, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: (a) adicionar uma carga inicial do catalisador de carboxilação e uma carga inicial do catalisador de hidrólise, para catalisar a reação de óxido de alquileno com dióxido de carbono e para catalisar a reação de carbonato de alquileno com água; (b) monitorar a degradação e atividade do catalisador de hidrólise; e (c) quando a atividade do catalisador de hidrólise tiver caído abaixo de um nível mínimo, adicionar uma carga adicional do catalisador de hidrólise, em que, se uma carga adicional de catalisador de carboxilação for adicionada quando a carga adicional de catalisador de hidrólise for adicionada, a relação de peso do catalisador de hidrólise adicional para o catalisador de carboxilação adicional é de pelo menos 5:1.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de nenhum catalisador de carboxilação adicional ser adicionado quando a carga adicional de catalisador de hidrólise for adicionada.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o catalisador de hidrólise ser homogêneo.
4. Processo de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de o catalisador de hidrólise e o catalisador de carboxilação serem homogêneos.
5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o processo utilizar um ciclo de reciclo de catalisador, por meio do qual o catalisador de hidrólise e o catalisador de carboxilação são separados do produto de alquileno glicol e são reciclados de modo que sejam combinados com o óxido de alquileno, em que a carga inicial de catalisador de hidrólise e a carga inicial de catalisador de carboxilação são adicionadas suprindo-se uma solução compreendendo o catalisador de hidrólise e o catalisador de carboxilação ao ciclo de reciclo de catalisador, e em que a carga adicional de catalisador de hidrólise é adicionada suprindo-se uma solução do catalisador de hidrólise ao ciclo de reciclo de catalisador.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a degradação do catalisador de hidrólise ser medida tomando-se amostras do ciclo de reciclo e medindo-se a concentração de catalisador de hidrólise por titulação de ácido^ase.
7. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o catalisador de hidrólise ser heterogêneo.
8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o catalisador de hidrólise heterogêneo ser contido dentro de dois ou mais vasos separados dispostos em paralelo, em que ditos vasos têm meios de comutação associados, de modo que na operação a alimentação possa ser comutada entre os vasos, e em que a carga adicional de catalisador de hidrólise seja adicionada comutando-se a alimentação a um vaso contendo catalisador novo.
9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a degradação do catalisador de hidrólise ser medida comutando-se vasos de reatores e monitorando-se a atividade relativa dos leitos de catalisadores novos e usados.
10. Processo de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de o catalisador de hidrólise ter ânions bicarbonato como a fase ativa.
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