BRPI1012135B1 - Processo para produzir ácido (met) acrílico e sistema de cristalização - Google Patents
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Description
PROCESSO PARA PRODUZIR ÁCIDO (MET)ACRÍLICO E SISTEMA DE CRISTALIZAÇÃO
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção refere-se a um processo para produzir ácido (met)acrílico que compreende uma etapa de cristalização e/ou uma etapa de fusão. A presente invenção também se refere a um sistema de cristalização.
TÉCNICA ANTERIOR
Convencionalmente, um processo para produzir industrialmente ácido (met)acrílico por oxidação catalítica em fase gasosa de uma matéria-prima de produção do ácido (met)acrílico é conhecido. Um gás contendo ácido (met)acrílico produzido por oxidação catalítica em fase gasosa da matéria-prima de produção do ácido (met)acrílico 15 é, por exemplo, coletado por um meio líquido a ser recuperado como uma solução de ácido (met)acrílico bruta, e então, a solução do ácido (met)acrílico bruta é purificada por métodos como a destilação, difusão, extração, cristalização ou similares.
A Literatura Patente 1 divulga um método para purificar uma solução do ácido (met)acrílico bruta por cristalização. No caso em que uma solução do ácido (met)acrílico bruta é purificada por cristalização, o resfriamento é necessário para cristalizar ácido (met) acrílico a partir de uma solução de ácido (met)acrílico bruta, e o aquecimento é necessário para a obtenção de ácido (met)acrílico purificado por fusão do ácido (met)acrílico cristalizado. No entanto, a Literatura Patente 1 não descreve especificamente um método para 30 resfriamento e aquecimento na cristalização.
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Α Literatura Patente 2 divulga que a água de resfriamento gerada por um refrigerador de absorção é usada em uma etapa de cristalização quando uma solução de ácido (met)acrílico bruta é purificada por cristalização. No 5 entanto, a Literatura Patente 2 não descreve técnicas para o funcionamento estável do refrigerador na cristalização e redução do consumo de energia do refrigerador usado como um dispositivo de fonte de calor.
LISTA DE CITAÇÕES
LITERATURA DE PATENTES
LITERATURA PATENTE 1
| Publicação do | Pedido | de | Patente | em aberto não |
| examinado Japonês No. | 2008-74759 | |||
| LITERATURA PATENTE 2 | ||||
| 15 Publicação do | Pedido | de | Patente | em aberto não |
examinado Japonês No 2007-277182
RESUMO DA INVENÇÃO
PROBLEMA TÉCNICO
Quando uma solução de ácido (met)acrílico bruta é resfriada por um meio de resfriamento para cristalizar ácido (met)acrílico, a temperatura do meio de resfriamento descarregado de um cristalizador tende a ser alta no início e cair conforme a cristalização progride. Da mesma forma, quando ácido (met)acrílico cristalizado é aquecido por meio de aquecimento para ser fundido, a temperatura do meio de aquecimento descarregado a partir de um cristalizador tende a ser baixa no início e se elevar como o progresso da fusão. Portanto, no caso em que a temperatura do meio de resfriamento ou o meio de aquecimento descarregado do cristalizador é ajustada por um dispositivo de fonte de i
3/119 calor para que o meio de resfriamento ou o meio de aquecimento seja fornecido ao cristalizador novamente, a carga de resfriamento ou aquecimento do dispositivo de fonte de calor muda devido à mudança de temperatura do meio de resfriamento ou o meio de aquecimento a ser devolvido para o dispositivo de fonte de calor. Como resultado, a operação do dispositivo de fonte de calor é desestabilizada, deste modo desestabilizando a operação de cristalização e aumentando o consumo de energia do dispositivo de fonte de calor.
A presente invenção foi alcançada tendo em vista as circunstâncias acima, e o objeto da presente invenção é fornecer um processo para produzir ácido (met)acrílico que permite reduzir a mudança de temperatura de um meio de resfriamento ou de um meio de aquecimento retornou para um dispositivo de fonte de calor a partir de um cristalizador, deste modo estabilizando a operação do dispositivo de fonte de calor para estabilizar as operações de cristalização e fusão, e reduzindo o consumo de energia. O outro objeto da presente invenção é fornecer um sistema de cristalização que efetua operações de cristalização e fusão estabilizadas através da estabilização da operação de um dispositivo fonte de calor e redução da energia de consumo.
SOLUÇÃO PARA PROBLEMA
Um processo para produzir o ácido (met)acrílico da presente invenção que resolve os problemas acima compreende as etapas de: fornecer um meio de resfriamento a um cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, deste modo cristalizando ácido (met)acrílico a partir de uma solução de ácido (met)acrílico bruta; e descarregar o ί
4/119 meio de resfriamento a partir do cristalizador e retornar o meio de resfriamento ao dispositivo de fonte de calor; em que a temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante por uma primeira operação de ajuste ou uma segunda operação de ajuste; a primeira operação de ajuste é realizada pela alimentação de pelo menos uma parte do meio de resfriamento a ser retornado para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador em uma parte superior de um 10 primeiro tanque reserva e descarga do meio de resfriamento de uma parte inferior do primeiro tanque reserva para retornar para o dispositivo de fonte de calor; e a segunda operação de ajuste é realizada pela alimentação de pelo menos uma parte do meio de resfriamento a ser fornecido ao 15 cristalizador a partir do dispositivo de fonte de calor e/ou meio de resfriamento a ser retornado para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador para dentro da parte inferior do primeiro tanque reserva e descarregar o meio de resfriamento da parte superior do 20 primeiro tanque reserva para retornar para o dispositivo de fonte de calor.
| De acordo | com | o | processo de | produção | acima, a |
| temperatura | do | meio | de | resfriamento | que retorna para o |
| dispositivo | de | fonte | de | calor pode ser mantida | constante |
através da primeira e segunda operações de ajuste. Portanto, a carga de resfriamento do dispositivo de fonte de calor é facilmente mantida constante e, como resultado, o dispositivo de fonte de calor pode funcionar de maneira estável, a operação de cristalização pode ser estabilizada e, deste modo, o consumo de energia pode ser reduzido.
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Outro processo para a produção de ácido(met) acrílico da presente invenção compreende as etapas de: fornecer um meio de aquecimento a um cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, deste modo fundindo o ácido 5 (met)acrílico; e descarregar o meio de aquecimento do cristalizador e retornar o meio de aquecimento para o dispositivo de fonte de calor; em que a temperatura do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante por uma terceira operação de 10 ajuste ou uma quarta operação de ajuste; a terceira operação de ajuste sendo realizada pela alimentação de pelo menos uma parte do meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador em uma parte inferior de um segundo tanque reserva e descarga 15 do meio de aquecimento a partir de uma parte superior do segundo tanque de reserva para retornar ao dispositivo fonte de calor; e a quarta operação de ajuste sendo realizada pela alimentação de pelo menos uma parte do meio de aquecimento a ser fornecido ao cristalizador a partir do 20 dispositivo de fonte de calor e/ou do meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador na parte superior do segundo tanque reserva e descarregar o meio de aquecimento a partir da parte inferior do segundo tanque de reserva para retornar ao 25 dispositivo de fonte de calor.
De acordo com o processo de produção acima, a temperatura do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor pode ser mantida constante através da terceira e quarta operações de ajuste. Portanto, 30 o aquecimento da carga do dispositivo de fonte de calor é
6/119 facilmente mantido constante, e como resultado, o dispositivo de fonte de calor pode funcionar de maneira estável, a operação de fusão pode ser estabilizada e, portanto, o consumo de energia pode ser reduzido.
Ainda outro processo para a produção de ácido (met)ácido da presente invenção compreende as etapas de: fornecer um meio de resfriamento para um cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, deste modo cristalizando ácido (met)acrílico a partir de uma solução
| de ácido (met)acrílico bruta; | descarregar o | meio | de | ||
| resfriamento | do | cristalizador | e retornar o | meio | de |
| resfriamento | para | o dispositivo | de fonte de | calor; | e |
| fornecer um | meio | de aquecimento | ao cristalizador de | um |
dispositivo de fonte de calor, deste modo fundindo o ácido (met)acrílico; e descarregar o meio de aquecimento do cristalizador e retornar o meio de aquecimento para o dispositivo de fonte de calor; em que a temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante pela dita primeira operação de ajuste ou a dita segunda operação de ajuste; a temperatura do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante pela dita terceira operação de ajuste ou a dita quarta operação de ajuste. De acordo com o processo acima de produção, o dispositivo de fonte de calor pode funcionar estavelmente tanto na etapa de cristalização quanto na etapa de fusão, a operação de cristalização e a operação de fusão podem ser estabilizadas e, portanto, o consumo de energia pode ser reduzido.
Ainda outro processo para produzir ácido (met)acrílico da presente invenção compreende as etapas de: fornecer um
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7/119 meio de resfriamento a um primeiro cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, deste modo cristalizando o ácido (met)acrílico de uma solução de ácido (met)acrílico bruta; descarregar o meio de resfriamento do primeiro cristalizador e retornar o meio de resfriamento para o dispositivo de fonte de calor; fornecer um meio de aquecimento para um segundo cristalizador a partir do dispositivo de fonte de calor, deste modo fundindo o ácido (met)acrílico cristalizado; e descarregar o meio de aquecimento a partir do segundo cristalizador e retornar o meio de aquecimento para o dispositivo de fonte de calor; em que o dispositivo de fonte de calor é um refrigerador; a temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante pela dita primeira operação de ajuste ou a dita segunda operação de ajuste; a temperatura do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante pela dita terceira operação de ajuste ou a dita quarta operação de ajuste. Aqui, na primeira e na segunda operação de ajuste, o primeiro cristalizador é usado, e nas terceira e quarta operações de ajuste, o segundo cristalizador é usado. Quando um refrigerador é utilizado como o dispositivo de fonte de calor, torna-se possível utilizar tanto o meio de resfriamento quanto o meio de aquecimento fornecido a partir do refrigerador para a produção de ácido (met)acrílico e, portanto, o consumo de energia para a produção do ácido (met)acrílico pode ser reduzido, e a produção eficiente do ácido (met)acrílico pode ser realizada.
Na modalidade acima, onde o primeiro cristalizador e o
8/119 segundo cristalizador são usados, é preferível que uma parte ou todo o meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador seja utilizado como uma fonte do meio de aquecimento, e uma parte ou todo o meio de aquecimento do segundo cristalizador seja utilizado como uma fonte de meio de resfriamento. Neste caso, o meio de resfriamento com baixa temperatura retido mantido no primeiro tanque de reserva não é provável de ser rapidamente consumido pela primeira operação de ajuste, e o meio de aquecimento com alta temperatura retida no segundo tanque de reserva não é provável de ser rapidamente consumido pela terceira operação de ajuste. Portanto, torna-se possível que os efeitos da primeira e terceira operações de ajuste sejam exercidos por um período mais longo. Além disso, as capacidades dos tanques de reserva podem ser reduzidas, sendo assim capazes de reduzir o custo de construção. Além disso, a operação do dispositivo de fonte de calor (refrigerador) pode ser estabilizada e o consumo de energia do dispositivo de fonte de calor (refrigerador) pode ser reduzido.
Em relação a uma regra para a utilização do meio de resfriamento e o meio de aquecimento como as fontes mútuas, é preferível que o meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador seja utilizado como a fonte do meio de aquecimento quando a temperatura do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é maior do que aquela do meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador, e o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador é utilizado como a fonte do meio de resfriamento quando a temperatura do meio de aquecimento f
9/119 descarregado do segundo cristalizador é menor do que a do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador.
Em relação à regra para a utilização do meio de resfriamento e o meio de aquecimento como as fontes mútuas, também é preferível que o meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador seja utilizado como a fonte do meio de aquecimento quando a temperatura do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é maior 10 do que uma temperatura predeterminada entre a temperatura do meio de resfriamento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor (refrigerador) e temperatura do meio de aquecimento fornecido a partir do dispositivo fonte de calor (refrigerador); e o meio de aquecimento descarregado 15 do segundo cristalizador é utilizado como a fonte do meio de resfriamento quando a temperatura do meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador é inferior à temperatura predeterminada entre a temperatura do meio de resfriamento fornecido a partir do dispositivo de fonte de 20 calor (refrigerador) e a temperatura do meio de aquecimento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor (refrigerador).
No processo para a produção do ácido (met)acrílico da presente invenção, é preferível que o primeiro tanque de 25 reserva retenha certa quantidade do meio de resfriamento, o segundo tanque de reserva retenha certa quantidade do meio de aquecimento, e cada um dos meios de resfriamento retidos no primeiro tanque de depósito e o meio de aquecimento retido no segundo tanque de reserva tenha um gradiente de 30 temperatura de tal forma que uma parte superior seja de f
10/119 alta temperatura e uma parte inferior seja de baixa
| temperatura. | Deste | modo, | torna-se | fácil | manter | a |
| temperatura | do meio | de | resfriamento ou | do meio | de | |
| aquecimento | constante | pela | primeiro a | quarta | operações | de |
ajuste.
A temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é de preferência ajustada dependendo das temperaturas da parte superior e da parte inferior do meio de resfriamento retido no primeiro tanque de reserva, e a temperatura do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é de preferência ajustada dependendo das temperaturas da parte superior e a parte inferior do meio de aquecimento retido no segundo tanque de reserva. Pelas operações acima, uma taxa de fluxo de descarga do meio de resfriamento ou o meio de aquecimento com alta ou baixa temperatura do tanque de reserva é ajustada, e, portanto, os efeitos da primeira a quarta operações de ajuste podem ser exercidos por um período mais longo.
Ê preferível que o primeiro tanque de reserva seja fornecido com aberturas na parte superior e na parte inferior do mesmo, através do que o meio de resfriamento passa, em que a distância entre a abertura na parte superior e a abertura na parte inferior do primeiro tanque de reserva é igual ou superior a um comprimento de seção cruzada máximo do primeiro tanque de reserva, e o segundo tanque de reserva é dotado com aberturas na parte superior e na parte inferior do mesmo, através do que o meio de aquecimento passa, em que a distância entre a abertura na parte superior e a abertura na parte inferior do segundo f
11/119 tanque de reserva é igual ou maior do que um comprimento de seção cruzada máximo do segundo tanque de reserva. Assim, o gradiente de temperatura é facilmente gerado no meio de resfriamento ou o meio de aquecimento retido no tanque de 5 reserva em uma direção vertical, e torna-se fácil manter a temperatura do meio de resfriamento ou o meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor constante.
processo de produção da presente invenção pode ainda compreender as etapas de: desidratação de glicerina ou 2metilglicerina para converter em (met)acroleína; e oxidação da (met)acroleína para converter em ácido (met)acrílico, obtendo deste modo a solução do ácido (met)acrílico bruto. Ou o processo de produção da presente invenção pode ainda compreender a etapa de desidratação do ácido hidroxipropiônico ou ácido 2-metil-3-hidroxipropiônico para converter em ácido (met)acrílico, obtendo deste modo a solução do ácido (met)acrílico bruta. A solução do ácido (met)acrílico bruta utiliza no processo de produção da presente invenção pode ser obtida por tais processos.
A presente invenção também fornece um processo para produzir uma resina hidrofílica ou uma resina absorvente, que compreende a etapa de polimerização de componente(s) monomérico(s) incluindo o ácido (met)acrílico obtido pelo 25 processo de produção da presente invenção. Quando ácido (met)acrílico obtido pelo processo de produção da presente invenção é usado como um monômero para a produção de uma resina hidrofílica como uma resina absorvente e uma resina solúvel em água, a reação de polimerização é facilmente 30 controlada e a qualidade da resina hidrofílica é
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estabilizada, melhorando desempenho de absorção substâncias inorgânicas.
assim várias propriedades como e capacidade de dispersão de
Um sistema de cristalização da presente invenção compreende: um cristalizador fornecido com uma superfície de transferência de calor e tendo uma parte com meio presente e uma parte com cristal presente dividida pela superfície de transferência de calor; um dispositivo de fonte de calor fornecido com uma porta de fornecimento de 10 médio de resfriamento conectada a uma entrada da parte com meio presente, e uma porta de retorno de meio de resfriamento conectada a uma saída da parte de meio presente; e um primeiro tanque de reserva fornecido com uma abertura superior conectada à saída da parte com meio 15 presente e a porta de retorno de meio de resfriamento, e uma abertura inferior conectada à porta de fornecimento do meio de resfriamento e/ou a saída da porta com meio presente e a porta de retorno do meio de resfriamento. Ao utilizar este sistema de cristalização, a temperatura do 20 meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor pode ser mantida constante. Portanto, a carga de resfriamento do dispositivo de fonte de calor é facilmente mantida constante quando a etapa de cristalização é realizada no cristalizador, e como resultado, o dispositivo de fonte de calor pode funcionar de maneira estável, a operação de cristalização pode ser estabilizada e o consumo de energia pode ser reduzido.
Outro sistema de cristalização da presente invenção compreende: um cristalizador fornecido com uma superfície 30 de transferência de calor e tendo uma parte com meio e uma
13/119 parte com cristal dividida pela superfície de transferência de calor; um dispositivo de fonte de calor fornecido com uma porta de fornecimento de meio de aquecimento conectada a uma entrada da parte de meio presente, e uma porta de retorno de meio de aquecimento conectada a uma saída da parte com meio; e um segundo tanque de reserva munido com uma abertura superior conectada à porta de fornecimento de meio de aquecimento e/ou a saída da parte com meio e a porta de retorno de meio de aquecimento, e uma abertura inferior conectada à saída da parte de meio presente e a porta de retorno de meio de aquecimento. Ao utilizar este
| sistema de | cristalização, a | temperatura | do | meio | de |
| aquecimento | que retorna para | o dispositivo | de | fonte | de |
| calor pode | ser mantida constante. Portanto, | a | carga | de | |
| aquecimento | do dispositivo de | fonte de calor | é | facilmente |
mantida constante quando a etapa de fusão é realizada no cristalizador, e como resultado, o dispositivo de fonte de calor pode funcionar de maneira estável, a operação de fusão pode ser estabilizada e o consumo de energia pode ser reduzido.
Ainda outro sistema de cristalização da presente invenção compreende: um cristalizador fornecido com uma superfície de transferência de calor e tendo uma parte com meio e uma parte com cristal dividida pela superfície de transferência de calor; um primeiro dispositivo de fonte de calor fornecido com um meio de resfriamento-porta de fornecimento conectada a uma entrada da parte com meio, e uma porta de retorno de meio de resfriamento conectada a uma saída da parte de meio presente; um segundo dispositivo de fonte de calor fornecido com uma porta de fornecimento
14/119 de meio de aquecimento conectada à entrada da parte com meio, e uma porta de retorno de meio de aquecimento conectada à saída da parte de meio presente; um primeiro tanque de reserva munido com uma abertura superior conectada à saída da parte com meio e a porta de retorno de meio de resfriamento, e uma abertura inferior conectada à porta de fornecimento de meio de resfriamento e/ou a saída da parte com meio e a porta de retorno de meio de resfriamento; e um segundo tanque de reserva munido com uma abertura superior conectada à porta de fornecimento de meio de aquecimento e/ou à saída da parte com meio e a porta de retorno de meio de aquecimento, e uma abertura inferior conectada à saída da parte contendo meio e a porta de retorno de meio de aquecimento. De acordo com o sistema acima, cada temperatura do meio de resfriamento e do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor pode ser mantida constante, o dispositivo de fonte de calor pode funcionar estavelmente nas operações tanto de cristalização quanto de fusão, deste modo estabilizando as operações de cristalização e fusão, e o consumo de energia pode ser reduzido.
Ainda outro sistema de cristalização da presente invenção compreende: um primeiro cristalizador munido com uma primeira superfície de transferência de calor e tendo uma primeira parte com meio e uma primeira parte com cristal dividido pela primeira superfície de transferência de calor; um segundo cristalizador munido com uma segunda superfície de transferência de calor e com uma segunda parte com meio e uma segunda parte com cristal dividida pela segunda superfície de transferência de calor; um
15/119 refrigerador munido com uma porta de fornecimento de meio de resfriamento conectada a uma entrada da primeira parte com meio presente, uma porta de retorno de meio de refrigeração conectada a uma saída da primeira parte com meio, uma porta de fornecimento de meio de aquecimento conectada a uma entrada da segunda parte com meio, e uma porta de retorno de meio de aquecimento conectada a uma saída da segunda parte com meio; um primeiro tanque de reserva munido com uma abertura superior conectada à saída da primeira parte contendo meio e a porta de retorno de meio de resfriamento, e uma abertura inferior conectada à porta de fornecimento de meio de resfriamento e/ou saída da primeira parte com meio e a porta de retorno de meio de resfriamento; e um segundo tanque de reserva munido com uma abertura superior ligada à porta de fornecimento de meio de aquecimento e/ou a saída da segunda parte com meio e a porta de retorno de meio de aquecimento, e uma abertura inferior conectada à saída da segunda parte com meio e a porta de retorno de meio de aquecimento. Quando um refrigerador é utilizado como o dispositivo de fonte de calor, torna-se possível o uso do meio de resfriamento descarregado do refrigerador na operação de cristalização e o meio de aquecimento descarregado do refrigerador é usado na operação de fusão e, portanto, o consumo de energia para as operações de fusão e cristalização pode ser diminuído, e o desempenho eficiente das operações de fusão e cristalização pode ser realizado.
No primeiro tanque de reserva e o segundo tanque de reserva, a distância entre a abertura superior e a abertura inferior é de preferência igual ou maior do que um
16/119 comprimento de seção cruzada máximo. Assim, um gradiente de temperatura é facilmente gerado no meio de resfriamento ou no meio de aquecimento retido no tanque de reserva na direção vertical, e torna-se fácil manter a temperatura do meio de refrigeração ou do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor constante.
EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO
De acordo com o processo para a produção de ácido (met)acrílico e o sistema de cristalização da presente invenção, a mudança de temperatura do meio de resfriamento ou do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador é reduzida, o dispositivo de fonte de calor pode funcionar estavelmente, a operação de cristalização e/ou operação de fusão pode ser estabilizada e, portanto, o consumo de energia pode ser reduzido.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 mostra um sistema de cristalização que compreende um dispositivo de fonte de calor que fornece um meio de resfriamento, um cristalizador e um primeiro tanque de reserva.
A figura 2 mostra um método para usar primeiro tanque de reserva no caso em que o meio de resfriamento a retornar para o dispositivo de fonte de calor tem alta temperatura.
A figura 3 mostra um método para usar o primeiro tanque de reserva no caso em que o meio de resfriamento a retornar para o dispositivo de fonte de calor tem baixa temperatura.
A figura 4 mostra um sistema de cristalização que compreende um dispositivo de fonte de calor que fornece um
17/119 meio de aquecimento, um cristalizador e um segundo tanque de reserva.
A figura 5 mostra um método para usar o segundo tanque de reserva onde o meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor tem baixa temperatura.
A figura 6 mostra um método para usar o segundo tanque de reserva no caso em que o meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor tem alta temperatura.
A figura 7 mostra um sistema de cristalização que compreende dois dispositivos de fonte de calor, um cristalizador e dois tanques de reserva.
A figura 8 mostra um sistema de cristalização que compreende um refrigerador, dois cristalizadores e dois tanques de reserva.
A figura 9 mostra um sistema de cristalização que compreende um refrigerador, três cristalizadores e três tanques de reserva.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS [1. Um processo para produzir ácido (met)acrílico]
Um processo para produzir ácido (met)acrílico da presente invenção compreende uma etapa de fornecer um meio de resfriamento a um cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, deste modo cristalizando ácido (met) acrílico a partir de uma solução de ácido (met)acrílico bruta, essa etapa pode ser doravante referida como etapa de cristalização, e/ou uma etapa de fornecimento de um meio de aquecimento para um cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, assim fundindo o ácido (met)acrílico cristalizado, essa etapa podendo ser doravante referida como etapa de fusão.
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Na etapa de cristalização, uma solução do ácido (met)acrílico bruta é arrefecida por um meio de resfriamento fornecido a um cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, obtendo assim um cristal do ácido (met)acrílico. O cristal do ácido (met)acrílico obtido pode ser separado ou coletado por qualquer meio de separação sólido-líquido, ou pode ser fundido por qualquer método de fusão. De preferência, o ácido (met)acrílico cristalizado é fundido pela etapa de fusão abaixo descrita.
Nenhuma limitação particular é colocada na solução do ácido (met)acrílico bruta, que é cristalizada na etapa de cristalização, e a solução do ácido (met)acrílico bruta pode ser qualquer solução contendo ácido (met)acrílico e uma impureza do mesmo. Exemplos de impurezas incluem matérias-primas de produção do ácido (met)acrílico que não reagiram, um meio líquido de coleta (por exemplo, água ou similares), ácido acético, ácido propiônico, ácido maleico, acetona, acroleína, furfural, formaldeído e similares.
A solução do ácido (met)acrílico bruta de preferência tem concentração do ácido (met)acrílico de 80% em massa ou mais, mais preferivelmente de 90% em massa ou mais, e ainda mais preferivelmente de 95% em massa ou mais. Quando a concentração do ácido (met)acrílico é de 80% em massa ou mais, a cristalização da solução do ácido (met)acrílico bruta é facilitada. Enquanto isso, o limite superior da concentração de ácido (met)acrílico não é particularmente limitado.
Na etapa de fusão, o ácido (met)acrílico cristalizado é aquecido por um meio de aquecimento fornecido a um cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor,
19/119 deste modo fundindo. O ácido (met)acrílico cristalizado utilizado na etapa de fusão pode ser obtido na etapa de cristalização acima descrita, ou pode ser obtido por qualquer método de cristalização. Na presente invenção, é 5 preferível que o cristal do ácido (met) acrílico obtido na etapa de cristalização seja derretido na etapa de fusão.
Em alguns casos, uma operação de vapor, pela qual o ácido (met)acrílico cristalizado é parcialmente fundido e impurezas presentes entre os cristais ou na superfície do 10 cristal são lavadas, podem ser executados com o objetivo de melhorar a pureza do ácido (met)acrílico fundido quando o ácido (met)acrílico cristalizado é fundido por aquecimento; e na presente invenção, a operação de vaporização está incluída na etapa de fusão.
Na presente invenção, a etapa de cristalização e a etapa de fusão podem ser alternadamente repetidas várias vezes, obtendo assim ácido (met)acrílico com maior pureza.
Qualquer dispositivo de fonte de calor pode ser usado no processo de produção da presente invenção, contanto que 20 o dispositivo de fonte de calor seja capaz de resfriar o meio de resfriamento e/ou o aquecimento do meio de aquecimento. No caso em que o dispositivo de fonte de calor fornece o meio de resfriamento ou o meio de aquecimento um dispositivo de fonte de calor para um meio de resfriamento, 25 que fornece o meio de resfriamento, ou um dispositivo de fonte de calor para um meio de aquecimento, que fornece o meio de aquecimento é usado como o dispositivo de fonte de calor. Exemplos da dispositivos de fonte de calor incluem um trocador de calor multitubular em que gás liquefeito ou 30 vapor é usado como uma fonte de calor.
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O dispositivo de fonte de calor pode ser capaz de tanto resfriar o meio de resfriamento quanto aquecer o meio de aquecimento. Como tal dispositivo de fonte de calor, um refrigerador pode ser empregado, e especificamente, um 5 frigorífico que fornece o meio de resfriamento e o meio de aquecimento, simultaneamente é preferencialmente utilizado como o dispositivo de fonte de calor fornecendo o meio de resfriamento e o dispositivo de fonte de calor fornecendo o meio de aquecimento. Como o refrigerador, um refrigerador 10 de absorção (por exemplo, um refrigerador de absorção de amônia, um refrigerador de brometo de lítio-água e similares), um refrigerador de compressão, um refrigerador de adsorção e similares podem ser usados. Quando o refrigerador é usado como o dispositivo de fonte de calor, 15 tanto a energia fria quanto a energia de calor do refrigerador são utilizados de forma eficaz, reduzindo assim o consumo de energia do dispositivo de fonte de calor.
O meio de resfriamento e o meio de aquecimento não são particularmente limitados, contanto que eles sejam mantidos em estado líquido no dispositivo de fonte de calor e o cristalizador durante a produção do ácido (met)acrílico. O meio de resfriamento pode ser igual ou diferente do meio de aquecimento. Por exemplo, no caso em que o meio de 25 resfriamento e o meio de aquecimento são iguais, a solução aquosa de etileno glicol, solução aquosa de glicerina, solução aquosa de metanol ou similar é usado como meio de resfriamento e o meio de aquecimento. Por exemplo, no caso em que uma parte ou todo o meio de resfriamento é utilizado 30 como uma fonte do meio de aquecimento, e uma parte ou todo
21/119 o meio de aquecimento é utilizado como uma fonte do meio de resfriamento, conforme descrito abaixo, o meio de resfriamento e o meio de aquecimento são preferencialmente iguais.
No caso em que o processo de produção da presente invenção compreende a etapa de cristalização, o processo de produção da presente invenção compreende as etapas de: fornecer um meio de resfriamento a um cristalizador de um dispositivo de fonte de calor, deste modo cristalizando 10 ácido (met)acrílico a partir de uma solução de ácido (met)acrílico bruta; e descarregar o meio de resfriamento do cristalizador e retornar o meio de resfriamento para o dispositivo de fonte de calor. 0 meio de resfriamento, que retornou para o cristalizador, é resfriado pelo dispositivo 15 de fonte de calor e novamente fornecido ao cristalizador.
A temperatura do meio de resfriamento descarregado do dispositivo de fonte de calor não é particularmente limitada, contanto que seja inferior ao ponto de fusão da solução do ácido (met)acrílico bruto. O ponto de fusão da 20 solução do ácido (met)acrílico bruto muda dependendo da composição da impureza e da concentração do ácido (met)acrílico do mesmo. Por exemplo, uma solução de ácido acrílico bruta contendo de 80% em massa até 95% em massa de ácido acrílico e água como um componente principal de 25 impureza tem um ponto de fusão maior do que -5°C e 13,5°C ou inferior, em geral.
A temperatura do meio de resfriamento descarregado do dispositivo de fonte de calor é de preferência -5°C ou menor, mais preferivelmente de -10°C ou menor, e de 30 preferência de -40°C ou maior, mais preferivelmente de 22/119
30°C ou maior. Como descrito acima, é necessário que o limite superior da temperatura do meio de resfriamento descarregado a partir do dispositivo de fonte de calor seja inferior ao ponto de fusão da solução do ácido 5 (met)acrílico bruta; no entanto, a temperatura do meio de resfriamento descarregado do dispositivo de fonte de calor é de preferência -5°C ou inferior, de modo que a quantidade do meio de resfriamento necessária para cristalizar não é muito maior e o tamanho do cristalizador, tubos para o meio 10 de resfriamento ou semelhantes, não é muito maior. Enquanto isso, se a temperatura do meio de resfriamento descarregado da fonte de calor é menor do que -4 0°C, é provável que um dispositivo de fonte de calor com especificações de alta potência seja necessário ou o consumo de energia do 15 dispositivo da fonte de calor seja aumentado devido ao aumento da carga de resfriamento do dispositivo de fonte de calor; e deste modo, a temperatura do meio de resfriamento descarregado do dispositivo de fonte de calor é de preferência -40°C ou maior.
0 A descrição acima se refere ao caso em que um meio de resfriamento descarregado do dispositivo de fonte de calor é usado; no entanto, dois ou mais meios de resfriamento, que têm temperaturas diferentes uns dos outros, pode ser usado como o meio de resfriamento descarregado do 25 dispositivo de fonte de calor. Por exemplo, no caso em que o meio de resfriamento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor inclui um primeiro meio de resfriamento e um segundo meio de resfriamento tem de preferência uma temperatura de -15°C ou superior e -5°C ou inferior, e o
0 segundo meio de resfriamento de preferência tem uma
23/119 temperatura de -40°C ou superior e inferior a -15°C. Neste caso, a etapa de cristalização é preferencialmente realizada de tal forma que o primeiro meio de resfriamento seja fornecido ao cristalizador e, a seguir, o segundo meio 5 de resfriamento tenha temperatura mais baixa do que o primeiro meio de resfriamento é fornecido ao cristalizador. Quando o primeiro meio de resfriamento e o segundo meio de resfriamento são usados desta forma, a pureza do cristal de ácido (met)acrílico é facilmente melhorada e o consumo de 10 energia do dispositivo e fonte de calor pode ser adicionalmente reduzido.
No caso em que o processo de produção da presente invenção compreende a etapa de fusão, o processo de produção da presente invenção compreende as etapas de:
fornecer um meio de aquecimento a um cristalizador de um dispositivo de fonte de calor, deste modo fundindo o ácido (met)acrílico cristalizado; e descarregar o meio de aquecimento do cristalizador e retornar o meio de aquecimento para o dispositivo de fonte de calor. O meio de aquecimento que retorno para o cristalizador é aquecido pelo dispositivo de fonte de calor e novamente fornecido ao cristalizador.
A temperatura do meio de aquecimento descarregado do dispositivo de fonte de calor não é particularmente 25 limitada, contanto que ela exceda o ponto de fusão do ácido (met)acrílico cristalizado. A temperatura do meio de aquecimento descarregado do dispositivo de fonte de calor é de preferência de 20°C ou superior, de preferência de 30°C ou superior, e de preferência de 45°C ou inferior, mais 30 preferivelmente de 40°C ou inferior. Como descrito acima, é
24/119 necessário que o limite inferior da temperatura do meio de aquecimento descarregado a partir do dispositivo de fonte de calor é necessário seja maior do que o ponto de fusão do ácido (met)acrílico cristalizado; no entanto, a temperatura do meio de aquecimento descarregado a partir do dispositivo de fonte de calor é, de preferência, 20°C ou maior, de modo que a quantidade do meio de aquecimento necessária para fundir não é muito maior e o tamanho do cristalizador, tubos para o meio de aquecimento ou semelhantes não é muito maior. Enquanto isso, no caso em que a temperatura do meio de aquecimento descarregado da fonte de calor é maior do que 45°C, a operação contínua do cristalizador pode se tornar difícil ou a pureza ou o rendimento do ácido (met)acrílico obtido pode diminuir devido à ocorrência de polimerização de ácido (met)acrílico no cristalizador. Além disso, é provável que um dispositivo de fonte de calor com especificações de alta potência seja necessário ou o consumo de energia da fonte de calor seja aumentado devido ao aumento da carga de aquecimento do dispositivo de fonte de calor. Portanto, a temperatura do meio de aquecimento descarregado a partir do dispositivo de fonte de calor é de preferência de 45°C ou inferior. Além disso, dois ou mais meios de aquecimento, que têm temperaturas diferentes entre si, podem ser usados como meio de aquecimento descarregado do dispositivo de fonte de calor.
A temperatura do meio de resfriamento ou do meio de aquecimento descarregado do dispositivo de fonte de calor é de preferência mantida constante dentro de uma determinada faixa, e a faixa da temperatura está de preferência dentro de 3,0°C, mais preferivelmente dentro de l,0°C. Além disso,
25/119 uma taxa de fluxo do meio de resfriamento ou do meio de aquecimento descarregado do dispositivo de fonte de calor é preferencialmente mantida constante dentro de certa faixa. Quando a temperatura e a taxa de fluxo do meio de resfriamento ou o meio de aquecimento descarregado do dispositivo de fonte de calor são mantidos constantes, as operações de cristalização e fusão do cristalizador são facilmente realizadas de forma estável. Além disso, juntamente com a temperatura do meio de resfriamento ou do meio de aquecimento retornado para o dispositivo de fonte de calor sendo mantido constante, conforme descrito abaixo, a carga de resfriamento ou aquecimento do dispositivo de fonte de calor é facilmente mantida constante; e como resultado, o dispositivo de fonte de calor pode funcionar estavelmente e o consumo de energia do mesmo pode ser reduzido. A taxa de fluxo do meio de resfriamento ou o meio de aquecimento descarregado a partir do dispositivo de fonte de calor é definida de forma adequada dependendo da temperatura do meio de resfriamento ou do meio de aquecimento descarregado do dispositivo de fonte de calor, a quantidade e a temperatura da solução do ácido (met)acrílico descarregado, a quantidade e a temperatura da solução do ácido (met)acrílico bruto ou o ácido (met)acrílico cristalizado.
No caso em que o processo de produção da presente invenção compreende a etapa de cristalização e a etapa de fusão, o dispositivo de fonte de calor utilizado na etapa de cristalização pode ser igual ou diferente do dispositivo de fonte de calor utilizado na etapa de fusão.
Qualquer cristalizador pode ser usado no processo de
26/119 produção da presente invenção, contanto que o cristalizador seja capaz de cristalizar ácido (met)acrílico. No caso em que o processo de produção da presente invenção compreende a etapa de cristalização, o meio de resfriamento é fornecido para o cristalizador a partir do dispositivo de fonte de calor, deste modo cristalizando ácido (met)acrílico a partir da solução do ácido (met)acrílico bruto. No caso em que o processo de produção da presente invenção compreende a etapa de fusão, o meio de aquecimento é fornecido ao cristalizador a partir do dispositivo de fonte de calor, deste modo fundindo o ácido (met)acrílico cristalizado.
O cristalizador utilizados no processo de produção da de preferência com uma superfície de transferência de calor. Neste caso, o cristalizador de preferência tem uma parte onde o meio de resfriamento ou o meio de aquecimento é fornecido (ou seja, uma parte presente no meio) e uma parte onde a ácido (met)acrílico bruto e/ou o cristal do ácido (met)acrílico está presente (ou seja, uma parte com cristal) , que pela superfície de transferência de calor. No caso em que o cristalizador é fornecido com a superfície de transferência de calor, solução do ácido (met)acrílico bruta é fornecida ao cristalizador, enquanto que o meio de resfriamento fornecido ao cristalizador na etapa de cristalização, por meio do que a solução de ácido (met) acrílico bruta é resfriada pelo meio de resfriamento através da superfície de transferência de calor, e ácido (met)acrílico é cristalizado. Na etapa de fusão, o meio de aquecimento é
27/119 fornecido ao cristalizador, por meio do que o ácido (met)acrílico cristalizado é aquecido pelo meio de aquecimento através da superfície de transferência de calor para fundir.
Como o cristalizador tem uma superfície de transferência de calor, um aparelho usado como um trocador de calor geralmente pode ser empregado e, particularmente, um aparelho usado como um trocador de calor em que o calor é trocado entre líquidos é preferencialmente empregado. Por 10 exemplo, um trocador de calor tipo placa que compreende uma única placa ou uma pluralidade de placas empilhadas em intervalos, em que a(s) parte (s) com meio e a(s) parte (s) com cristal são alternadamente dispostas enquanto são separadas pela(s) placa(s); um trocador de calor 15 multitubular (casco e tubo) compreendendo uma pluralidade de tubos em um recipiente, em que o calor é trocado entre os interiores e exteriores dos tubos; um trocador de calor de tubo duplo compreendendo um tubo externo e um tubo interno colocado no tubo externo, em que o calor é trocado 20 entre o interior e o exterior do tubo interno; um trocador de calor de serpentina compreendendo um tubo em forma de serpentina disposto em um recipiente, em que o calor é trocado entre o interior e o exterior do tubo; um trocador de placas em espiral compreendendo um tubo central, cuja 25 seção transversal é dividida em duas partes e duas placas trocadoras de calor enrolando o tubo central em espiral, por meio do que dois caminhos tipo espiral são formados; ou similares podem ser empregados. Um formato transversal dos tubos utilizados no trocador de calor multitubular, o 30 trocador de calor de tubo duplo, o trocador de calor de
28/119 serpentina e o trocador de placas em espiral não é particularmente limitado.
Na etapa de cristalização, o meio de resfriamento que foi fornecido ao cristalizador recebe calor por troca de 5 calor com a solução de ácido (met)acrílico bruta, por meio do que o meio de resfriamento é aquecido. Contanto que a temperatura e uma taxa de fluxo do meio de resfriamento fornecido ao cristalizador seja constante na etapa de cristalização, a temperatura do meio de resfriamento 10 descarregada do cristalizador é alta no início da etapa de cristalização e cai conforme o progresso da cristalização. A temperatura do meio de resfriamento descarregado do cristalizador possivelmente varia na faixa, por exemplo, de cerca de 50°C, embora isso dependa de condições. Portanto, 15 quando o meio de resfriamento descarregado do cristalizador retorna diretamente ao dispositivo de fonte de calor, a temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor muda muito e a carga de resfriamento do dispositivo fonte de calor muda. Como 20 resultado, o funcionamento do dispositivo de fonte de calor é desestabilizado, deste modo desestabilizando a operação de cristalização e aumentando o consumo de energia do dispositivo de fonte de calor.
Na etapa de fusão, o meio de aquecimento que foi fornecido ao cristalizador libera calor por troca de calor com ácido (met)acrílico cristalizado, através do que o meio de aquecimento é resfriado. Contanto que a temperatura e a taxa de fluxo do meio de aquecimento fornecido ao cristalizador seja constante na etapa de fusão, a 30 temperatura do meio de aquecimento descarregado do »
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| * | cristalizador é baixa no início da etapa de fusão e aumenta à medida que a fusão progride. A temperatura do meio de aquecimento descarregado do cristalizador possivelmente varia na faixa, por exemplo, de cerca de 50°C, embora isso |
| 5 | dependa de condições. Portanto, quando o meio de aquecimento descarregado do cristalizador retorna diretamente ao dispositivo fonte de calor, a temperatura do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor muda muito e a carga de aquecimento do dispositivo |
| 10 | de fonte de calor muda. Como resultado, o funcionamento do dispositivo de fonte de calor é desestabilizado, deste modo desestabilizando a operação de fusão e aumentando o consumo de energia do dispositivo de fonte de calor. A razão que o aumento da mudança de temperatura do |
| 15 | meio de resfriamento ou do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte calor provoca desestabilização do funcionamento do dispositivo de fonte de calor e aumento no consumo de energia do dispositivo de fonte de calor é explicado a seguir. Um dispositivo de fonte de calor |
| 20 | geralmente tem uma faixa de carga adequada onde o resfriamento ou aquecimento é realizado de forma eficiente, de acordo com sua especificação. No entanto, quando a temperatura do meio de resfriamento ou do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de |
| 25 | calor varia muito, acontece que o dispositivo de fonte de calor é forçado a funcionar em uma faixa de carga ineficiente, resultando no aumento do consumo de energia. Além disso, quando o dispositivo de fonte de calor funciona em uma faixa de carga ineficiente, o funcionamento do |
| 30 | dispositivo de fonte de calor tende a desestabilizar. Além |
30/119
| disso, o dispositivo | de fonte de calor | é | geralmente | ||
| escolhido com base em um valor máximo | da | carga | de | ||
| resfriamento | do meio | de resfriamento ou | a | carga | de |
| aquecimento | do meio de | aquecimento; e, portanto | , quando | a | |
| temperatura | do meio | de resfriamento ou | do | meio | de |
| aquecimento | que retorna para o dispositivo | de | fonte | de | |
| calor varia | muito, um | dispositivo de fonte | de | calor com |
especificações de alta potência, que tem uma maior capacidade de refrigeração ou aquecimento, é necessário quando a temperatura é constante. Neste caso, um maior equipamento do dispositivo de fonte de calor é necessário e se torna mais difícil para o dispositivo de fonte de calor operar com uma carga baixa.
Portanto, no processo para a produção de ácido (met)acrílico da presente invenção, da primeiro até a quarta operações de ajuste, que são descritas a seguir, são empregadas com a finalidade de reduzir a faixa da mudança de temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor, independentemente da mudança de temperatura do meio de resfriamento ou do meio de aquecimento descarregado do cristalizador. Especificamente, na etapa de cristalização, a temperatura do meio de resfriamento para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante por uma primeira operação de ajuste ou uma segunda operação de ajuste usando um primeiro tanque de reserva, e na etapa de fusão, a temperatura do médio de aquecimento retorna para o dispositivo da fonte de calor é mantida constante por uma terceira operação de ajuste ou uma quarta operação de ajuste, usando um segundo tanque de reserva.
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Na presente invenção, um tanque de reserva em que o meio de resfriamento é armazenado é referido como um primeiro tanque de reserva, e um tanque de reserva em que o meio de aquecimento é armazenado é referido como um segundo tanque de reserva. O primeiro tanque de reserva e o segundo tanque de reserva são referidos coletivamente como um tanque de reserva.
Nenhuma limitação é colocada no tanque de reserva, contanto que o meio de resfriamento ou o meio de aquecimento possa ser armazenado no tanque de reserva. É preferível que o tanque de reserva retenha certa quantidade do meio de resfriamento ou o meio de aquecimento, e o meio de resfriamento ou o meio de aquecimento retido no tanque de reserva tenha um gradiente de temperatura de tal forma que uma parte superior seja de alta temperatura e uma parte inferior seja de baixa temperatura. A quantidade de meio de resfriamento ou o meio de aquecimento retido no tanque de reserva seja adequadamente determinada pela temperatura e a quantidade do meio de resfriamento ou o meio de aquecimento descarregado a partir do dispositivo de fonte de calor, o desempenho do dispositivo de fonte de calor, a temperatura e a quantidade da solução de ácido (met)acrílico fornecida ao cristalizador, a temperatura do meio de resfriamento ou o meio de aquecimento mantido no tanque de reserva, e assim por diante.
O tanque de reserva é fornecido com aberturas na parte superior e uma parte inferior do mesmo, através do que o meio de resfriamento passa. A distância entre a abertura na parte superior e a abertura na parte inferior do tanque de reserva é de preferência igual ou superior a um comprimento
32/119 seção transversal máximo do tanque de reserva, mais preferivelmente maior do que duas vezes o comprimento máximo da seção transversal, e ainda mais preferivelmente maior do que quatro vezes o comprimento de seção transversal máxima; e como resultado, um gradiente de temperatura é facilmente gerado no meio de resfriamento ou no meio de aquecimento gerado no meio de resfriamento ou no meio de aquecimento retido no tanque em uma direção vertical, e torna-se fácil manter a temperatura do meio de resfriamento ou do meio de aquecimento retornado para o dispositivo de fonte de calor constante. Detalhes da forma do tanque de reserva são explicados abaixo.
A presente invenção é explicada aqui adiante se referindo aos desenhos para facilitar o entendimento da presente invenção, no entanto, a presente invenção não se limita à modalidade mostrada no desenho.
Um método para usar o primeiro tanque de reserva na etapa de cristalização, a primeira operação de ajuste e a segunda operação de ajuste são explicadas referindo-se às figuras 1 a 3.
A figura 1 mostra as vias de fluxo que conectam um dispositivo de fonte de calor a um cristalizador, e um primeiro tanque de reserva. Um meio de resfriamento descarregado a partir de um dispositivo de fonte de calor 4 é fornecido para um cristalizador 1, calor é trocado no cristalizador 1, descarregado do cristalizador 1 e, em seguida, retornado para o dispositivo de fonte de calor 4. Uma abertura superior 5a de um primeiro tanque de reserva 5 é conectada a uma saída de meio 2b do cristalizador 1 e uma porta de retorno de meio de resfriamento 4b do dispositivo
33/119 de fonte de calor 4. Além disso, um abertura inferior 5b do primeiro tanque de reserva 5 é conectada a uma porta de fornecimento de meio de resfriamento 4a e/ou a saída de meio 2b do cristalizador 1 e a porta de retorno de meio de resfriamento 4b do dispositivo de fonte de calor 4.
A primeira operação de ajuste é explicada com referência à figura 2. A primeira operação de ajuste é realizada quando a temperatura do meio de resfriamento a ser retornado para o dispositivo de fonte de calor é alta na etapa de cristalização.
Por exemplo, a temperatura do meio de resfriamento descarregado do cristalizador 1 tende a ser alta no início da etapa de cristalização e, portanto, quando esse meio de resfriamento descarregado do cristalizador 1 é diretamente retornado para o dispositivo de fonte de calor 4, o meio de resfriamento de alta temperatura é retornado para o dispositivo de fonte de calor 4. Neste caso, um fluxo através de um caminho 16 é reduzida por uma válvula ou similares, e pelo menos uma parte do meio de resfriamento a ser retornado para o dispositivo de fonte de calor 4 do cristalizador 1 é alimentado em uma parte superior de um primeiro tanque de reserva 5 através de um caminho 15. Uma vez que o primeiro tanque de reserva 5 retém certa quantidade do meio de resfriamento tendo um gradiente de temperatura de tal forma que a parte superior seja de temperatura alta e a parte inferior seja de temperatura baixa, quando o meio de resfriamento de alta temperatura é alimentado ao primeiro tanque de reserva 5 pela abertura superior 5a, o meio de resfriamento de alta temperatura passa a ser armazenado na parte superior do primeiro tanque
34/119 de reserva 5 de modo a manter o gradiente de temperatura do meio de resfriamento no primeiro tanque de reserva 5. Por outro lado, o meio de resfriamento de baixa temperatura é descarregado da abertura inferior 5b do primeiro tanque de reserva 5. Nesta ocasião, é preferível que a quantidade do meio de resfriamento no primeiro tanque de reserva 5 seja é mantida constante, e portanto, a quantidade do meio de resfriamento descarregada da parte inferior do primeiro tanque de reserva 5 seja de preferência igual à quantidade do meio de resfriamento alimentado para a parte superior do primeiro tanque de reserva 5. O meio de resfriamento de baixa temperatura descarregado da parte inferior do primeiro tanque de reserva 5 retorna para o dispositivo de fonte de calor 4 sozinho ou juntamente com o meio de resfriamento descarregado do cristalizador 1 e carregado através do caminho 16. Além disso, o meio de resfriamento de baixa temperatura descarregado da parte inferior do tanque de reserva 5 pode ser incorporado com uma parte do meio de resfriamento descarregado a partir do dispositivo de fonte de calor 4 e carregado através de um caminho 12. Portanto, o meio de resfriamento cuja temperatura foi ajustada para ser menor do que a do meio de resfriamento descarregado do cristalizador 1 retorna para o dispositivo de fonte de calor 4.
A segunda operação de ajuste é explicada referindo-se à figura 3. A segunda operação de ajuste é realizada quando a temperatura do meio de resfriamento a ser retornado para o dispositivo de fonte de calor é baixa na etapa de cristalização.
Por exemplo, no final da etapa de cristalização, a
35/119 temperatura do meio de resfriamento descarregado do cristalizador 1 tende a ser baixa e, portanto, quando esse meio de resfriamento descarregado do cristalizador 1 retorna diretamente é diretamente retornada para o dispositivo de fonte de calor 4, o meio de resfriamento de baixa temperatura retorna para o dispositivo de fonte de calor 4. Neste caso, um fluxo através de um caminho 11 é reduzido por uma válvula ou similar, e pelo menos uma parte de seu fluxo passa através de um caminho 12, no qual pelo menos uma parte do meio de resfriamento a ser fornecido ao cristalizador 1 a partir do dispositivo de fonte de calor 4 é alimentado na parte inferior do primeiro tanque de reserva 5. Ou um fluxo através de um caminho 13 é reduzido e pelo menos uma parte de seu fluxo é passada através de um caminho 14, por meio do que pelo menos uma parte do meio de resfriamento a retornar para o dispositivo de fonte de calor 4 do cristalizador 1 é alimentada na parte inferior do primeiro tanque de reserva 5. Uma vez que o primeiro tanque de reserva 5 retém certa quantidade do meio de resfriamento tendo o gradiente de temperatura de tal forma que a parte superior seja de temperatura alta e a parte inferior seja de temperatura baixa, quando o meio de resfriamento de baixa temperatura é alimentado ao primeiro tanque de reserva 5 pela abertura inferior 5b, o meio de resfriamento de baixa temperatura chega a ser armazenado na parte inferior do primeiro tanque de reserva 5 de modo a manter o gradiente de temperatura do meio de resfriamento no primeiro tanque de reserva 5. Por outro lado, o meio de resfriamento de alta temperatura é descarregado a partir da abertura superior 5a do primeiro tanque de reserva 5. Nesta
36/119 ocasião, é preferível que a quantidade do meio de resfriamento no primeiro tanque de reserva 5 seja mantida constante, e portanto, a quantidade do meio de resfriamento descarregada a partir da parte superior do primeiro tanque 5 de reserva 5 seja de preferência igual à quantidade do meio de resfriamento adicionado à parte inferior do primeiro tanque de reserva 5. O meio de resfriamento de alta temperatura descarregado da parte superior do primeiro tanque de reserva 5 retorna para o dispositivo de fonte de 10 calor 4 sozinho ou juntamente com o meio de resfriamento descarregado do cristalizador 1 e carregado através do caminho 13. Portanto, o meio de resfriamento cuja temperatura foi ajustada para ser maior do que a do meio de resfriamento descarregado do cristalizador 1 retorna para o 15 dispositivo de fonte de calor 4. O meio de resfriamento de alta temperatura descarregado da parte superior do primeiro tanque de reserva 5 pode ser incorporado com uma parte do meio de resfriamento descarregado a partir do dispositivo de fonte de calor 4 e carregado através dos caminhos 12, 20 17.
De acordo com a segunda operação de ajuste, o meio de resfriamento alimentado para a parte inferior do primeiro tanque de reserva 5 é pelo menos uma parte do meio de resfriamento a ser fornecido ao cristalizador 1 a partir do 25 dispositivo de fonte de calor 4 e/ou pelo menos uma parte do meio de resfriamento a ser devolvido ao dispositivo de fonte de calor 4 do cristalizador 1; e, de preferência, pelo menos uma parte do meio de resfriamento deve ser fornecida ao cristalizador 1 a partir do dispositivo de 30 fonte de calor 4 sendo alimentado à parte inferior do
37/119 primeiro tanque de reserva 5. Neste caso, uma vez que o meio de resfriamento a ser fornecido ao cristalizador 1 a partir do dispositivo fonte de calor 4 tem uma temperatura mais baixa do que o meio de resfriamento a retornar para o dispositivo de fonte de calor 4 do cristalizador 1, a quantidade de energia fria por unidade de volume do meio de resfriamento armazenada na parte inferior do primeiro tanque de reserva 5 é maior, e portanto, torna-se possível armazenar o meio de resfriamento de baixa temperatura de forma eficiente. Além disso, a temperatura do meio de resfriamento a ser retornado para o dispositivo de fone de calor 4 do cristalizador 1 varia dependendo do progresso da cristalização; no entanto, por outro lado, a temperatura do meio de resfriamento a ser fornecido ao cristalizador 1 a partir do dispositivo de fonte de calor 4 é quase constante, e, portanto, torna-se fácil de controlar a temperatura do meio de resfriamento armazenado na parte inferior do primeiro tanque de reserva 5.
Na etapa de cristalização, o primeiro tanque de reserva 5 pode estar em um estado de não ser usado quando o meio de resfriamento a ser retornado para o dispositivo de fonte de calor 4 tem temperatura onde o dispositivo de fonte de calor 4 é capaz de funcionar de forma eficiente. Isto é, na etapa de cristalização, pode haver um estado que o meio de resfriamento descarregado do cristalizador 1 retorna diretamente para o dispositivo de fonte de calor 4 sem adotar a primeira e a segunda operação de ajuste.
De acordo com o processo para a produção de ácido (met)acrílico da presente invenção, a temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de
38/119 calor pode ser mantida constante dentro de uma determinada
| faixa pela | primeira | e | segunda operações de | ajuste. | No |
| processo de | produção | da | presente invenção, a | mudança | de |
| temperatura | do meio | de | resfriamento que retorna para | o |
dispositivo de fonte de calor está de preferência dentro da faixa de 3,0 ° C, mais preferivelmente na faixa de 1,0 ° C, e ainda mais preferencialmente dentro da faixa de 0,5°C. Quando a mudança de temperatura do meio e resfriamento que retorna pra o dispositivo de fonte de calor está na faixa de 3,0°C, a carga de resfriamento do dispositivo de fonte de calor é facilmente mantida constante, resultando no funcionamento de forma estável do dispositivo de fonte de calor e redução do consumo de energia do dispositivo de fonte de calor.
Em seguida, um método para usar o segundo tanque de reserva na etapa de fusão, a terceira operação de ajuste e a quarta operação de ajuste são explicados referindo-se às figuras 4 a 6.
A figura 4 mostra caminhos de fluxo se conectando a um dispositivo de fonte de calor, um cristalizador e um segundo tanque de reserva. Um meio de aquecimento descarregado a partir de um dispositivo de fonte de calor 4 é fornecido a um cristalizador 1, o calor é trocado no cristalizador 1, descarregado do cristalizador 1 e, em seguida, retornado para o dispositivo de fonte de calor 4. Uma abertura superior 6a de um segundo tanque de reserva 6 é conectada a uma porta de fornecimento de meio de aquecimento 4c e/ou uma saída de meio 2b do cristalizador 1 e uma porta de retorno de meio de aquecimento 4d do dispositivo de fonte de calor 4. Além disso, uma abertura
39/119 inferior 6b do segundo tanque de reserva 6 é conectada à saída do meio 2b do cristalizador 1 e a porta de retorno do meio de aquecimento 4d do dispositivo de fonte de calor 4.
A terceira operação de ajuste é explicada referindo-se à Figura 5. A terceira operação de ajuste é realizada quando a temperatura do meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor é baixa na etapa de fusão.
Por exemplo, a temperatura do meio de aquecimento descarregado do cristalizador 1 tende a ser baixa no início 10 da etapa de fusão, e portanto, quando este meio de aquecimento descarregado do cristalizador 1 retorna diretamente para o dispositivo de fonte de calor 4, o meio de aquecimento de baixa temperatura retorna para o dispositivo de fonte de calor 4. Neste caso, um fluxo 15 através do caminho 25 é reduzido por uma válvula ou similares, e pelo menos uma parte do meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor 4 do cristalizador 1 é alimentada em uma parte inferior de um segundo tanque de reserva 6 através de um caminho 26. Uma 20 vez que o segundo tanque de reserva 6 retém certa quantidade do meio de aquecimento com um gradiente de temperatura de tal forma que a parte superior é de temperatura alta e a parte inferior é de temperatura baixa, quando o meio de aquecimento de baixa temperatura é 25 alimentado ao segundo tanque de reserva 6 através da abertura inferior 6b, o meio de aquecimento de baixa temperatura chega a ser armazenado na parte inferior do segundo tanque de reserva de modo a manter o gradiente de temperatura do meio de aquecimento no segundo tanque de 30 reserva 6. Por outro lado, o meio de aquecimento de alta
- Ί
40/119 temperatura é descarregado a partir da abertura superior 6a do segundo tanque de reserva 6. Nesta ocasião, é preferível que a quantidade do meio de aquecimento no segundo tanque de reserva 6 seja mantida constante, e portanto, a quantidade do meio de aquecimento descarregada a partir da parte superior do segundo tanque de reserva 6 seja de preferência igual à quantidade do meio de aquecimento alimentado para a parte inferior do segundo tanque de reserva 6. O meio de aquecimento a altas temperaturas, 10 descarregado a partir da parte superior do segundo tanque de reserva 6 é devolvido para o dispositivo de fonte de calor 4 exclusiva ou juntamente com o meio de aquecimento descarregado do cristalizador 1 e carregado através do caminho 25. Além disso, o meio de aquecimento a altas 15 temperaturas descarregado a partir da parte superior do segundo tanque de reserva 6 pode ser incorporado com uma parte do meio de aquecimento descarregado do dispositivo de fonte de calor 4 e carregado através de um caminho 22.
Portanto, o meio de aquecimento cuja temperatura foi 20 ajustada para ser maior do que a do meio de aquecimento descarregado do cristalizador 1 retorna para o dispositivo de fonte de calor 4.
A quarta operação de ajuste é explicada referindo-se à figura 6. A quarta operação de ajuste é realizada quando a 25 temperatura do meio de aquecimento a ser devolvido para o dispositivo de fonte de calor é alta na etapa de fusão.
Por exemplo, no final da etapa de fusão, a temperatura do meio de aquecimento descarregado do cristalizador tende a ser elevada e, portanto, quando esse meio de aquecimento 30 descarregado do cristalizador 1 retorna diretamente para o
41/119 dispositivo de fonte de calor 4, o meio de aquecimento de alta temperatura retorna para o dispositivo de fonte de calor 4. Neste caso, um fluxo através de um caminho 21 é reduzido por uma válvula ou similares, e pelo menos uma parte de seu fluxo percorre através de um caminho 22, no qual pelo menos uma parte do meio de aquecimento a ser fornecido ao cristalizador 1 que forma o dispositivo de fonte de calor 4 é alimentado na parte superior do segundo tanque de reserva 6. Ou um fluxo através de um caminho 24 é reduzido e pelo menos uma parte de seu fluxo é percorrido através de um caminho 23, por meio do que pelo menos uma parte do meio de aquecimento a retornar ao dispositivo de fonte de calor 4 a partir do cristalizador 1 é alimentada na parte superior do segundo tanque de reserva 6. Uma vez que o segundo tanque de reserva 6 retém certa quantidade do meio de aquecimento com o gradiente de temperatura de tal forma que a parte superior seja de alta temperatura e a parte inferior seja de temperatura baixa, quando o meio de aquecimento de temperatura alta é alimentado ao segundo tanque de reserva 6 através de uma abertura superior 6a, o meio de aquecimento de alta temperatura passa a ser armazenado na parte superior do segundo tanque de reserva 6 de modo a manter o gradiente de temperatura do meio de aquecimento no segundo tanque de reserva 6. Por outro lado, o meio de aquecimento de baixa temperatura é descarregado a partir da abertura inferior 6b do segundo tanque de reserva 6. Nesta ocasião, é preferível que a quantidade do meio de aquecimento no segundo tanque de reserva 6 seja mantida constante e, portanto, a quantidade do meio de aquecimento descarregado da parte inferior do segundo tanque de reserva
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seja de preferência igual à quantidade do meio de aquecimento alimentado à parte superior do segundo tanque de reserva 6. O meio de aquecimento de baixa temperatura descarregado da parte inferior do segundo tanque de reserva 6 retorna para o dispositivo de fonte de calor 4 exclusivamente ou juntamente com o meio de aquecimento descarregado a partir do cristalizador 1 e transportado através do caminho 24. Portanto, o meio de aquecimento cuja temperatura foi ajustado para ser menor do que aquecimento descarregado do cristalizador 1 a do meio de retornada para o dispositivo de fonte de calor 4.
meio de aquecimento em baixa temperatura descarregado da parte inferior do segundo tanque de reserva pode ser incorporado com uma parte do meio de aquecimento descarregado a partir do dispositivo de fonte de calor 4 e transportado através dos caminhos 22, 27.
De acordo com a quarta operação de ajuste, o meio de aquecimento alimentados à parte superior do segundo tanque de reserva 6 é pelo menos uma parte do meio de aquecimento a ser fornecido ao cristalizador 1 a partir do dispositivo de fonte de calor 4 e/ou pelo menos uma parte do meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor 4 a partir do cristalizador 1; e, de preferência, pelo menos uma parte do meio de aquecimento a ser fornecido ao cristalizador 1 a partir do dispositivo de fonte 4 dispositivo é alimentado para a parte superior do segundo tanque de reserva 6. Neste caso, uma vez que o meio de aquecimento a ser fornecido ao cristalizador 1 a partir do dispositivo de fonte de calor 4 tem temperatura mais alta do que o meio de aquecimento a ser retornado para o
43/119 dispositivo de fonte de calor 4 a partir do cristalizador 1, a quantidade de energia de aquecimento por unidade de volume do meio de aquecimento armazenado na parte superior do segundo tanque de reserva 6 sendo mais aumentada e, portanto, torna-se possível armazenar o meio de aquecimento de alta temperatura de forma mais eficiente. Além disso, a temperatura do meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor 4 a partir do cristalizador 1 varia dependendo do progresso de fusão; no entanto, por outro lado, a temperatura do meio de aquecimento a ser fornecida ao cristalizador 1 a partir do dispositivo de fonte de calor 4 é quase constante e, portanto, torna-se fácil controlar a temperatura do meio de aquecimento armazenado na parte superior do segundo tanque de reserva 6 .
Na etapa de fusão, o segundo tanque de reserva 6 pode estar em um estado de não ser usado quando o meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor 4 tem temperatura em que o dispositivo de fonte de calor 4 é capaz de trabalhar de forma eficiente. Ou seja, na etapa seguinte, pode haver um estado que o meio de aquecimento descarregado do cristalizador 1 retorna diretamente para o dispositivo de fonte de calor 4 sem adotar a terceira ou quarta operação de ajuste.
De acordo com o processo para a produção de ácido (met)acrílico da presente invenção, a temperatura do meio de aquecimento voltou para o dispositivo de fonte de calor pode ser mantida constante dentro de certa faixa pela terceira e quarta operações de ajuste. No processo de produção da presente invenção, a mudança de temperatura do
44/119 meio de aquecimento que retornou ao dispositivo de fonte de calor está de preferência dentro da faixa de 3,0°C, mais preferivelmente na faixa de l,0°C, e ainda mais preferencialmente dentro da faixa de 0,5°C. Quando a mudança de temperatura do meio de aquecimento retornou ao dispositivo de fonte de calor está dentro da faixa de 3,0°C, a carga de aquecimento do dispositivo de fonte de calor é facilmente mantida constante, resultando no funcionamento estável do dispositivo de fonte de calor e redução do consumo de energia do dispositivo de fonte de calor.
Ê preferível que o tanque de reserva seja fornecido com uma pluralidade de meios de medição de temperatura dispostos em uma direção vertical do tanque de reserva, em que a quantidade do fluido de resfriamento ou o meio de aquecimento com alta ou baixa temperatura no tanque de reserva pode ser estimada. Além disso, é preferível que a temperatura do meio de resfriamento de resfriamento ou o meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor seja ajustada, dependendo das temperaturas da parte superior e a da parte inferior do meio de resfriamento ou o meio de aquecimento retido no tanque de reserva. A temperatura do meio de resfriamento ou do meio de aquecimento retornado ao dispositivo de fonte de calor é ajustada de preferência em uma faixa onde o dispositivo de fonte de calor não funciona estavelmente e a energia de consumo do dispositivo de fonte de calor não aumenta muito. Como a medição de temperatura significa, um meio de medição de temperatura convencionalmente conhecido como um termômetro e similares pode ser empregado.
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Se o meio de resfriamento ou aquecimento de baixa temperatura retido no tanque reserva for esgotado, por meio do que o meio de resfriamento ou aquecimento em alta temperatura é repentinamente retornado para o dispositivo de fonte de calor, ou o meio de resfriamento ou aquecimento de alta temperatura retido no tanque de reserva é esgotado, por meio do que o meio de resfriamento ou aquecimento de baixa temperatura repentinamente volta para o dispositivo de fonte de calor, a operação do dispositivo de fonte de calor torna-se muito instável. Assim, é preferível que ao medir um gradiente de temperatura na direção vertical do meio de resfriamento ou de aquecimento no tanque de reserva, a temperatura do meio de resfriamento ou aquecimento de baixa temperatura ao dispositivo de fonte de calor é ajustada para ser mais elevada para diminuir uma taxa de fluxo de descarga do meio de resfriamento ou aquecimento de baixa temperatura do tanque de reserva antes do meio de resfriamento ou aquecimento de baixa temperatura ser esgotado. Ou é preferível que a temperatura do meio de resfriamento ou aquecimento de alta temperatura retornado para o dispositivo de fonte de calor é ajustado para ser menor para diminuir uma taxa de fluxo de descarga do meio de resfriamento ou aquecimento em alta temperatura a partir do tanque de reserva antes do meio de resfriamento ou aquecimento em alta temperatura ser esgotado.
Especificamente, quando a temperatura da parte inferior do meio de resfriamento ou aquecimento no tanque de reserva excede um valor predeterminado, a temperatura do meio de resfriamento ou aquecimento que retorna para o cristalizador é preferencialmente ajustado para ser mais
46/119 alta, e quando a temperatura da parte superior do meio de resfriamento ou aquecimento retido no tanque de reserva cai abaixo de um valor predeterminado, a temperatura do meio de aquecimento ou de resfriamento que retorna para o cristalizador é preferencialmente ajustada para ser menor. Como resultado, torna-se possível que os efeitos da primeira a quarta operações de ajuste sejam exercidos por um período mais longo.
O processo para a produção de ácido (met)acrílico da presente invenção pode compreender tanto a etapa de cristalização quanto a etapa de fusão. Neste caso, o processo para a produção de ácido (met)acrílico da presente invenção compreende as etapas de: fornecer um meio de resfriamento para um cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, deste modo cristalizando o ácido (met) acrílico a partir de uma solução do ácido (met)acrílico bruta; descarregar o meio de resfriamento do cristalizador e retornar o meio de resfriamento para o dispositivo de fonte de calor; fornecer um meio de aquecimento ao cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, deste modo derretendo o ácido (met)acrílico
descarregarmeio
aquecimento
do cristalizador e retornarmeio
aquecimento
dispositivo
Neste
temperatura
meio
resfriamento
retornou
dispositivo de fonte de calor é mantida constante pela primeira operação de ajuste ou ajuste,
temperatura
meio
aquecimento
retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante pela terceira operação de ajuste ou a quarta operação de
47/119 ajuste. O dispositivo de fonte de calor utilizada na etapa de cristalização pode ser igual ou diferente do dispositivo de fonte de calor utilizado na etapa de fusão.
A figura 7 mostra um processo para produzir ácido (met)acrílico que compreende a etapa de cristalização e a etapa de fusão em que o dispositivo de fonte de calor utilizado na etapa de cristalização é diferente do dispositivo de fonte de calor utilizado na etapa de fusão. Na figura 7, um primeiro dispositivo de fonte de calor 4A, que resfria o meio de resfriamento e um segundo dispositivo de fonte de calor 4B que aquece o meio de aquecimento são demonstrados. 0 primeiro dispositivo de fonte de calor 4A é fornecido com uma porta de fornecimento de meio de resfriamento 4Aa e uma porta de retorno de meio de resfriamento 4Ab, e o segundo dispositivo de fonte de calor 4B é fornecido com uma porta de fornecimento 4Bc e uma porta de retorno de meio de aquecimento 4Bd.
processo para a produção de ácido (met)acrílico da presente invenção mostrado na figura 7 compreende as etapas de: fornecer um meio de resfriamento para um cristalizador 1 a partir do primeiro dispositivo de fonte de calor 4A, cristalizando deste modo o ácido (met)acrílico a partir de uma solução de ácido (met)acrílico bruto; descarregar o meio de resfriamento do cristalizador 1 e retornar o meio de resfriamento para o primeiro dispositivo de fonte de calor 4A; fornecer um meio de aquecimento para o cristalizador 1 a partir do segundo dispositivo de fonte de calor 4B, deste modo fundindo o ácido (met)acrílico cristalizado; e descarregar o meio de aquecimento do cristalizador 1 e retornar o meio de aquecimento até o
48/119 segundo dispositivo de fonte de calor 4B. Na modalidade mostrada na figura 7, a cristalizador 1. Deste modo, o meio ao cristalizador 1 ao mesmo tempo.
A temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor 4A é mantida constante pela ajuste acima descrita usando o primeiro tanque de tanque
5, e a temperatura do meio de aquecimento retornou para o dispositivo de fonte de calor 4B é mantida constante pela terceira ou quarta operação de ajuste acima descrita utilizando o segundo tanque de reserva 6. Na figura 7, um caminho através do qual pelo menos uma parte do meio de resfriamento retorna para o primeiro dispositivo de fonte de calor 4A do cristalizador 1 é alimentado para a parte inferior do primeiro tanque de reserva 5, que diz respeito à segunda operação de ajuste, é omitido e um caminho através do qual pelo menos uma parte do meio de aquecimento que retorna para o segundo dispositivo de fonte de calor
4B do cristalizador 1 é alimentado para a parte superior do segundo tanque de reserva 6, que diz respeito à quarta operação de ajuste, é omitido.
No caso em que um refrigerador é usado como o dispositivo de fonte de calor, o processo para a de ácido (met)acrílico da realizado de tal forma que o meio de resfriamento seja fornecido para um primeiro cristalizador a partir de um refrigerador, deste modo realizando a etapa de cristalização no primeiro cristalizador, assim como o meio
49/119 de aquecimento é fornecido para um segundo cristalizador a partir do refrigerador, deste modo realizando a etapa de fusão no segundo cristalizador. Esta modalidade é explicada referindo-se à figura 8.
Um meio de resfriamento é fornecido a partir de um refrigerador 7 através de uma porta de fornecimento de meio de resfriamento 7a e retornado para o refrigerador 7 através de uma porta de retorno de meio de resfriamento 7b, e um meio de aquecimento é fornecido a partir do refrigerador 7 através de uma porta de fornecimento de meio de aquecimento 7c e retorna para o refrigerador 7 através de um porta de retorno de meio de aquecimento 7d. O processo para a produção de ácido (met)acrílico da presente invenção mostrado na figura 8 compreende as etapas de: fornecer um meio de resfriamento para um primeiro cristalizador IA a partir do refrigerador 7, cristalizando deste modo o ácido (met)acrílico a partir de uma solução de ácido (met)acrílico bruta; descarga do meio de resfriamento
| a partir do | primeiro | cristalizador IA e retornar o meio | de | ||
| resfriamento | para o | refrigerador | 7; fornecer um | meio | de |
| aquecimento | para | um segundo | cristalizador | 1B | do |
refrigerador 7, deste modo fundindo o ácido (met)acrílico cristalizado; e descarregar o meio de aquecimento do segundo cristalizador 1B e retornar o meio de aquecimento para o refrigerador 7.
A temperatura do meio de resfriamento que retorna para o refrigerador 7 é mantida constante pela primeira ou segunda operação de ajuste acima descrita usando um primeiro tanque de reserva 5, e a temperatura do meio de aquecimento que retornou para o refrigerador 7 é mantida
50/119 constante pela terceira ou quarta operação de ajuste acima descrita usando um segundo tanque de reserva 6. Na figura 8, um caminho através do qual pelo menos uma parte do meio de resfriamento a ser retornado para o refrigerador 7 a partir do cristalizador é alimentado para a parte inferior do primeiro tanque de reserva 5, que diz respeito à segunda operação de ajuste, é omitido, e um caminho através do qual pelo menos uma parte do meio de aquecimento pode retornar para o refrigerador 7 a partir do cristalizador é
| alimentado para a | parte | superior do segundo | tanque de |
| reserva 6, que diz | respeito à quarta operação de | ajuste, é | |
| omitido. | |||
| Depois de a | etapa | de cristalização no | primeiro |
| cristalizador IA | e a | etapa de fusão no | segundo |
| cristalizador 1B | terminar | , é preferível que o | meio de |
resfriamento seja fornecido ao segundo cristalizador 1B o meio de aquecimento seja fornecido para o primeiro cristalizador IA através de um caminho 31, enquanto o meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador 1B retorna para a porta de retorno do meio de resfriamento 7b do refrigerador 7 e o meio de aquecimento descarregado a partir do primeiro cristalizador IA retorna para a porta de retorno do meio de aquecimento 7d do refrigerador 7 através de um caminho 32. Ou seja, é preferível que: o meio de aquecimento seja fornecido para o primeiro cristalizador IA do refrigerador 7, deste modo realizando a etapa de fusão no primeiro cristalizador IA, e descarregado a partir do primeiro cristalizador IA a ser retornado para o refrigerador 7; e o meio de resfriamento é fornecido para o segundo cristalizador 1B a partir do refrigerador 7, deste
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modo realizando a etapa de cristalização no segundo cristalizador 1B, e descarregado do segundo cristalizador 1B a ser retornado para o refrigerador 7. Na figura 8, cada um dos caminhos 31 e 32 tem um caminho para o meio de resfriamento e um caminho para o meio de aquecimento.
De acordo com a modalidade mostrada na figura 8, torna-se possível que tanto o meio de resfriamento quanto o meio de aquecimento fornecido do refrigerador 7 sejam utilizados para a produção de ácido (met)acrílico, e, portanto, o consumo de energia para a produção de ácido (met)acrílico pode ser diminuído. Além disso, a produção eficiente de ácido (met)acrílico é realizada através da combinação do refrigerador 7, o primeiro cristalizador IA, o segundo cristalizador 1B, o primeiro tanque de reserva 5 e o segundo tanque de reserva 6.
No caso em que o meio de resfriamento é fornecido para o primeiro cristalizador IA do refrigerador 7, deste modo efetuando a etapa de cristalização no primeiro cristalizador IA, bem como o meio de aquecimento é fornecido para o segundo cristalizador 1B do refrigerador 7, deste modo realizando a etapa de fusão no segundo cristalizador 1B, como mostrado na figura 8, uma parte ou todo o meio de resfriamento descarregado a partir do primeiro cristalizador IA pode ser utilizada como uma fonte do meio de aquecimento a ser fornecida ao segundo cristalizador 1B, e uma parte ou todo o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador 1B pode ser utilizado como fonte de meio de resfriamento a ser fornecido ao primeiro cristalizador IA, no processo para a produção de ácido (met)acrílico da presente invenção. Em detalhes,
52/119 quando a temperatura do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA é alta, o meio de resfriamento pode retornar para a porta de retorno do meio de aquecimento 7d do refrigerador 7 através do caminho 32, e quando a temperatura do meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador 1B é baixa, o meio de aquecimento podem retornar para a porta de retorno do meio de resfriamento 7B do refrigerador 7 através do caminho 32. Nesta ocasião, o meio de resfriamento de alta temperatura descarregado do primeiro cristalizador IA é de preferência retornado para o refrigerador 7 através do segundo tanque de reserva 6, e o meio de aquecimento de baixa temperatura descarregado do segundo cristalizador 1B é preferencialmente retornado para o refrigerador 7 através do primeiro tanque de reserva 5. Esta modalidade é explicada em mais detalhes abaixo.
No início da etapa de cristalização, a temperatura do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador tende a ser elevada . Além disso, no caso em que a etapa de fusão é realizada no primeiro cristalizador antes da etapa de cristalização, o aquecimento residual de alta temperatura permanece no primeiro cristalizador devido à influência do meio de aquecimento de alta temperatura utilizado na etapa de fusão. Como resultado, no início da etapa de cristalização, a temperatura do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador tende a ser muito elevada. Neste caso, se a temperatura do meio de resfriamento é excessivamente elevada, é provável que o meio de resfriamento de baixa temperatura retido no primeiro tanque de reserva seja rapidamente consumido pela
53/119 primeira operação de ajuste e a temperatura do meio de resfriamento retornado para o dispositivo de fonte de calor (refrigerador) torna-se difícil de ser mantida constante dentro de uma determinada faixa. Como resultado, a operação 5 do dispositivo de fonte de calor (refrigerador) é desestabilizada e o consumo do dispositivo de fonte de calor aumenta.
No início da etapa de fusão, a temperatura do meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador tende a 10 ser baixa. Além disso, no caso em que a etapa de cristalização é conduzida no segundo cristalizador antes da etapa de fusão, o calor residual de baixa temperatura permanece no segundo cristalizador devido à influência do meio de resfriamento de baixa temperatura utilizado na 15 etapa de cristalização. Como resultado, no início da etapa de fusão, a temperatura do meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador tende a ser baixa. Neste caso, se a temperatura do meio de aquecimento for excessivamente baixa, é provável que o meio de aquecimento de alta 20 temperatura retido no segundo tanque de reserva seja é rapidamente consumido pela terceira operação de ajuste e a temperatura do meio de aquecimento retornado para o dispositivo de fonte de calor (refrigerador) torna-se difícil de ser mantida constante dentro de uma determinada 25 faixa. Como resultado, a operação do dispositivo de fonte de calor (refrigerador) é desestabilizada e o consumo de energia do dispositivo de fonte de calor aumenta.
Portanto, nos casos acima, é preferível que o meio de resfriamento de alta temperatura do primeiro cristalizador 30 seja utilizado como uma fonte do meio de aquecimento a ser
54/119 fornecido ao segundo cristalizador e o meio de aquecimento de baixa temperatura descarregado do segundo cristalizador utilizado como uma fonte de meio de resfriamento a ser fornecido ao primeiro cristalizador. Como resultado, torna5 se possível que os efeitos da primeira e terceira operações de ajuste sejam exercidos por um período mais longo. Além disso, a capacidade do tanque de reserva é capaz de ser diminuída, reduzindo assim o custo de construção. Além disso, a operação do dispositivo de fonte de energia 10 (refrigerador) pode ser estabilizada e o consumo de energia do dispositivo de fonte de calor (refrigerador) pode ser reduzido.
O meio de resfriamento de alta temperatura descarregado do primeiro cristalizador IA é de preferência 15 retornado para a porta de retorno de meio de aquecimento 7d do refrigerador 7 através do caminho 32 a ser utilizado como a fonte do meio de aquecimento. O meio de resfriamento de alta temperatura descarregado do primeiro cristalizador IA é de preferência retornado para a porta de retorno de 20 meio de aquecimento 7d através do segundo tanque de reserva
6. No entanto, o meio de resfriamento descarregado a partir do primeiro cristalizador IA pode ser diretamente retornado para a porta de retorno de meio de aquecimento 7d sem fluir através do segundo tanque de reserva 6, dependendo de sua 25 temperatura. 0 meio de resfriamento de alta temperatura descarregado do primeiro cristalizador IA pode ser alimentado à parte superior ou à parte inferior do segundo tanque de reserva 6, dependendo de sua temperatura. Além disso, uma parte do meio de resfriamento de alta 30 temperatura descarregado do primeiro cristalizador IA pode
Λ
55/119 ser alimentado ao segundo tanque de reserva 6 e a parte restante do que pode ser diretamente retornada para a porta de retorno de meio de aquecimento 7d.
O meio de aquecimento de baixa temperatura descarregado do segundo cristalizador 1B preferencialmente retorna para a porta de retorno do meio de resfriamento 7b do refrigerador 7 através do caminho 32 a ser utilizado como a fonte do meio de resfriamento. O meio de aquecimento de baixa temperatura descarregado do segundo cristalizador 1B é preferencialmente devolvido para a porta de retorno do meio de resfriamento 7b através do primeiro tanque de reserva 5. No entanto, o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador 1B pode retornar diretamente para a porá de retorno do meio de resfriamento 7b sem fluir através do primeiro tanque de reserva 5, dependendo de sua temperatura. O meio de aquecimento de baixa temperatura descarregado do segundo cristalizador 1B pode ser alimentado para a parte superior ou a parte inferior do primeiro tanque de reserva 5, dependendo de sua temperatura. Além disso, uma parte do meio de aquecimento de baixa temperatura descarregado do segundo cristalizador 1B pode ser alimentada ao primeiro tanque de reserva 5 e a parte restante do que pode ser diretamente retornada para a porta de retorno de meio de resfriamento7b.
Em relação a uma regra para a utilização do meio de resfriamento e o meio de aquecimento como as fontes mútuas, a primeira regra para a utilização mútua a seguir é, de preferência, empregada que: o meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é utilizado como a fonte do meio de aquecimento quando a temperatura do meio
56/119 de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é maior do que o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador; e o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador é utilizado como a fonte do meio de resfriamento quando a temperatura do meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador é menor do que aquela do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador.
Em relação à regra para a utilização do meio de resfriamento e o meio de aquecimento como as fontes de mútuas, a seguinte segunda regra para a utilização mútua também é empregada preferivelmente, de que: o meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é utilizado como a fonte do meio de aquecimento quando a temperatura do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é maior do que uma temperatura Ta predeterminada entre a temperatura do meio de resfriamento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor (refrigerador) e a temperatura do meio de aquecimento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor (refrigerador); e o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador é utilizado como a fonte do meio de resfriamento quando a temperatura do meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador é menor do que a temperatura predeterminada Ta entre a temperatura do meio de resfriamento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor (refrigerador) e a temperatura do meio de aquecimento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor (resfriador) . Aqui, no caso em que ambas as temperaturas do meio de resfriamento e o meio de
57/119 o meio de aquecimento são iguais à temperatura Ta, resfriamento e o meio de aquecimento podem ser utilizados tanto como fonte do meio de aquecimento ou do meio de resfriamento. A temperatura Ta é determinada de forma adequada em conformidade com o restante das quantidades de uso do meio de resfriamento e o meio de aquecimento como as fontes mútuas e, por exemplo, um valor médio das temperaturas do meio de resfriamento e o meio de aquecimento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor (refrigerador) pode ser adotado como a temperatura Ta. No caso de utilizar a segunda regra para a utilização mútua, ela pode ser que aquela tanto do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador e o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador são utilizados como fonte do meio de resfriamento ou a fonte do meio de aquecimento.
No processo para a produção de ácido (met)acrílico na presente invenção, o meio de resfriamento pode incluir um primeiro meio de resfriamento e um segundo meio de resfriamento cuja temperatura é inferior à temperatura do primeiro meio de resfriamento. Por exemplo, um refrigerador que fornece o primeiro meio de resfriamento, o segundo meio de resfriamento e um meio de aquecimento é usado, e ácido (met)acrílico pode ser produzido pela combinação de três cristalizadores com este refrigerador. Neste caso, uma solução de ácido (met)acrílico bruta é resfriada pelo primeiro meio de resfriamento, deste modo realizando uma primeira parte da etapa de cristalização, e uma solução de ácido (met)acrílico bruta resfriada é cristalizada pelo segundo meio de resfriamento, deste modo realizando a
58/119 última parte da etapa de cristalização. Quando o primeiro meio de resfriamento e o segundo meio de resfriamento são fornecidos desta forma, a economia de energia na etapa de cristalização pode ser alcançada. Na parte inicial da etapa 5 de cristalização, uma parte de ácido (met)acrílico pode ser cristalizada quando o ácido (met)acrílico bruto é resfriado pelo primeiro meio de resfriamento. Esta modalidade é explicada referindo-se à figura 9.
Um primeiro meio de resfriamento é fornecido a partir 10 de um refrigerador 7 através de uma primeira porta de fornecimento de meio de resfriamento 7ai e retorna para o refrigerador 7 através de uma primeira porta de retorno de meio de resfriamento 7bi, um segundo meio de resfriamento é fornecido a partir do refrigerador 7 através de uma segunda 15 porta de fornecimento de meio de resfriamento 7a2 porta e retorna para o refrigerador 7 através de uma segunda porta de retorno de meio de resfriamento 7b2 e um meio de aquecimento é fornecido a partir do refrigerador 7 através de uma porta de fornecimento de meio de aquecimento 7c e 20 retornado para o refrigerador 7 através de uma porta de retorno de meio de aquecimento 7d. O processo para a produção de ácido (met)acrílico da presente invenção mostrado na figura 9 compreende as etapas de: fornecer um primeiro meio de resfriamento para um primeiro 25 cristalizador IA a partir do refrigerador 7, assim resfriando uma solução de ácido (met)acrílico bruta; descarregar o primeiro meio de resfriamento do primeiro cristalizador IA e retornar o primeiro meio de resfriamento para o resfriador 7; fornecer um segundo meio de 30 resfriamento a um segundo cristalizador 1B do refrigerador
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7, deste modo cristalizando ácido (met)acrílico a partir de uma solução de ácido (met)acrílico bruta resfriada; descarregar o segundo meio de resfriamento do segundo cristalizador 1B e retornar o segundo meio de resfriamento para o resfriador 7; fornecer um meio de aquecimento para um terceiro cristalizador 1C do refrigerador 7, deste modo fundindo o ácido (met)acrílico cristalizado; e descarregar o meio de aquecimento do terceiro cristalizador 1C e retornar o meio de aquecimento para o refrigerador 7. Neste 10 caso, a parte inicial da etapa de cristalização é realizada no primeiro cristalizador IA, a última parte da etapa de cristalização é realizada no segundo cristalizador 1B, e a etapa de fusão é realizada no terceiro cristalizador 1C.
A temperatura do primeiro meio de resfriamento que retorna para o refrigerador 7 é mantida constante pela primeira ou segunda operação de ajuste acima descrita usando um primeiro tanque de reserva (1) 5A, a temperatura do segundo meio de resfriamento retornada para o refrigerador 7 é mantida constante pela primeira ou segunda 20 operação de ajuste acima descrita usando um primeiro tanque de reserva (2) 5B e a temperatura do meio de aquecimento que retorna para o refrigerador 7 é mantida constante pela terceira ou quarta operação de ajuste acima descrita utilizando um segundo tanque de reserva 6. Na figura 9, os 25 caminhos através dos quais pelo menos uma parte do meio de resfriamento a retornar para o resfriador 7 a partir do cristalizador são alimentados para as partes inferiores dos primeiros tanques de reserva 5A e 5B, que dizem respeito à segunda operação de ajuste, são omitidos, e um caminho 30 através do qual pelo menos uma parte do meio de aquecimento
60/119 a retornar para o refrigerador 7 a partir do cristalizador é alimentado para a parte superior do segundo tanque de reserva 6, que diz respeito à quarta operação de ajuste, é omitido.
Após a primeira parte da etapa de cristalizando no primeiro cristalizador 1Ά, a última parte da etapa de cristalização no segundo cristalizador 1B, e a etapa de fusão no terceiro cristalizador 1C serem terminadas, o segundo meio de resfriamento é fornecido para o primeiro cristalizador ΙΑ , o meio de aquecimento é fornecido para o segundo cristalizador 1B, e o primeiro meio de resfriamento primeiro é fornecido ao terceiro cristalizador 1C através de um caminho 33, enquanto o segundo meio de resfriamento descarregado a partir do primeiro cristalizador IA retorna para a segunda porta de retorno de meio de resfriamento 7b2 do frigorífico 7, o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador 1B retorna para a porta de retorno do meio de aquecimento 7d do resfriador 7, e o primeiro meio de resfriamento descarregado do terceiro cristalizador retorna para a primeira porta de retorno do meio de resfriamento 7bi do resfriador 7 através de um caminho 34. Como resultado, a última parte da etapa de cristalização é realizada no primeiro cristalizador IA, a etapa de fusão é realizada no segundo cristalizador 1B, e a primeira parte da etapa de cristalização é realizada no terceiro cristalizador 1C.
Após a última parte da etapa de cristalização no primeiro cristalizador IA, a etapa de fusão no segundo cristalizador 1B e a primeira parte da etapa de cristalização no terceiro cristalizador 1C terem terminado,
61/119 o meio de aquecimento é fornecido para o primeiro cristalizador IA, o primeiro meio de resfriamento é fornecido ao segundo cristalizador 1B, e o segundo meio de resfriamento é fornecido ao terceiro cristalizador 1C através do caminho 33, enquanto que o meio de aquecimento descarregado a partir do primeiro cristalizador IA retorna para a porta de retorno de meio de aquecimento 7d do refrigerador 7, o primeiro meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador 1B retornando para a primeira porta de retorno de meio de resfriamento 7bi do resfriador 7, e o segundo meio de resfriamento descarregado a partir do terceiro cristalizador 1C retornando para a segunda porta de retorno do meio de resfriamento 7b2 do refrigerador 7 através do caminho 34. Como resultado, a etapa de fusão é realizada no primeiro cristalizador IA, a parte inicial da etapa de cristalização é realizada no segundo cristalizador 1B, e a última parte da etapa de cristalização é realizada no terceiro cristalizador 1C.
Na fig. 9, cada um dos caminhos 33 e 34 tem um caminho para o primeiro meio de resfriamento, um caminho para o segundo meio de resfriamento e um caminho para o meio de aquecimento.
De acordo com a modalidade mostrada na figura 9, ácido (met)acrílico pode ser mais eficientemente produzido pela combinação do refrigerador 7, do primeiro cristalizador IA, do segundo cristalizador 1B, do terceiro cristalizador 1C, do primeiro tanque de reserva 5 e do segundo tanque de reserva 6; e o consumo de energia do cristalizador 7 pode ser ainda mais diminuído.
[0103]
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Também na modalidade mostrada na figura 9, o meio de resfriamento e o meio de aquecimento podem ser utilizados como fontes mútuas. Neste caso, uma parte ou todo o primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA pode ser utilizada como uma fonte do meio de aquecimento a ser fornecida ao terceiro cristalizador 1C, e uma parte ou todo o meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador 1C pode ser utilizada como uma fonte do primeiro meio de resfriamento a ser fornecido para o primeiro cristalizador IA e/ou o segundo meio de resfriamento a ser fornecido ao segundo cristalizador 1B. Em detalhes, quando a temperatura do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA é alta, o primeiro meio de resfriamento pode retornar para a porta de retorno do meio de aquecimento 7d do refrigerador 7 através do caminho 34, e quando a temperatura do meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador 1C é baixa, o meio de aquecimento pode retornar para a primeira porta de retorno do meio de resfriamento 7bi e/ou a segunda porta de retorno do meio de resfriamento 7b2 do refrigerador 7 através do caminho 34.
Por exemplo, logo após o início da parte inicial da etapa de cristalização no primeiro cristalizador, o primeiro meio de resfriamento tende a receber uma quantidade maior de calor da solução de ácido (met)acrílico bruta e, portanto, a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador tende a ser alta. Além disso, logo após o início da etapa de fusão no terceiro cristalizador, o meio de aquecimento tende a liberar uma quantidade maior de calor para o ácido
Α
63/119 (met)acrílico cristalizado e, portanto, a temperatura T32 do meio de aquecimento do terceiro cristalizador tende a ser baixa. Além disso, no momento logo após o início da etapa de fusão, o calo residual de baixa temperatura pode permanecer no terceiro cristalizador devido à influência do meio de resfriamento de temperatura extremamente baixa (o segundo meio de resfriamento) utilizado na etapa anterior do mesmo e, como resultado, a temperatura T32 do meio de aquecimento descarregada do terceiro cristalizador provável de ser baixa. Portanto, no momento logo após início das respectivas etapas, pode ser que a temperatura
T32 do meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador torne-se menor do que a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador e a temperatura
T22 do segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador. Aqui, a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é em geral maior do que a temperatura T22 do segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador. Deste modo, no momento logo após o início das respectivas etapas, a desigualdade: T12 > T22 > T32 poderia ser satisfeita. Nesse caso, é preferível que o primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador seja utilizado como uma fonte do meio de aquecimento a ser fornecida ao terceiro cristalizador, o segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador é utilizado como uma fonte do primeiro meio de resfriamento a ser fornecido ao primeiro cristalizador, e o meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador é utilizado como uma
64/119 fonte do segundo meio de resfriamento a ser fornecida ao segundo cristalizador. Como resultado, torna-se possível que os efeitos da primeira e terceira operações e ajuste sejam exercidos por um período mais longo.
Além disso, a capacidade do tanque de reserva é capaz de ser diminuída.
Além disso, a do dispositivo de fonte de calor (refrigerador) pode ser estabilizada e a energia de consumo do dispositivo de fone de calor (refrigerador) pode ser diminuída.
Conforme progresso das respectivas etapas, a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador e a temperatura T22 do segundo meio de resfriamento descarregado do terceiro cristalizador tendem a cair, e a temperatura T32 do meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador tende a subir. Portanto, a desigualdade: T12 > T32 > T22 pode ser satisfeita durante o progresso das respectivas etapas. Em tal caso, é preferível que o primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador seja utilizado como uma fonte do meio de aquecimento a ser fornecido ao terceiro cristalizador, e o meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador é utilizado como uma fonte do primeiro meio de resfriamento a ser fornecido ao primeiro cristalizador. Ou o segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador pode ser utilizado como uma fonte do primeiro meio de resfriamento a ser fornecido para o primeiro cristalizador, e o meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador pode ser utilizado como uma fonte do segundo meio de resfriamento a ser fornecido ao segundo cristalizador.
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No caso em que dois ou mais tipos de meio de resfriamento ou o meio de aquecimento são usados como mostrado na figura 8, quando o meio de resfriamento e o meio de aquecimento são mutuamente utilizados de modo que o meio de resfriamento seja utilizado como a fonte do meio de aquecimento e o meio de aquecimento é utilizado como fonte de meio de resfriamento, torna-se possível que os efeitos da primeira e terceira operações de ajuste sejam exercidos por um período mais longo, e a capacidade do tanque de reserva pode ser reduzida. Além disso, o consumo de energia do dispositivo de fonte de calor (refrigerador) pode ser reduzido. Portanto, a utilização mútua entre os meios de resfriamento e a utilização mútua entre os meios de aquecimento não são necessárias.
Em relação a uma regra para a utilização do primeiro meio de resfriamento, o segundo meio de resfriamento e o meio de aquecimento como as fontes mútuas, é preferível que o primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA seja utilizado como a fonte do meio de aquecimento quando a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro catalisador IA é maior do que a temperatura T32 do meio de aquecimento descarregada a partir do terceiro cristalizador 1C; e o meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador 1C é utilizado como a fonte do primeiro e/ou segundo meio de resfriamento quando a temperatura T32 do meio de resfriamento descarregada do terceiro cristalizador 1C e menor do que a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA e/ou a temperatura T22 do segundo meio de resfriamento
66/119 descarregado do segundo cristalizador 1B. Mais preferivelmente, o primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA é utilizado como fonte do meio de aquecimento quando a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA é maior do que a temperatura T32 do meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador 1C; e entre o meio de aquecimento descarregado cristalizador 1C e o segundo meio de descarregado do segundo cristalizador 1B, do terceiro resfriamento o meio de aquecimento de temperatura mais alta sendo utilizado como fonte do primeiro meio de resfriamento e o meio de aquecimento de temperatura mais baixa sendo utilizado como a fonte de segundo meio de resfriamento.
Em relação à regra para a utilização do primeiro meio de resfriamento, o segundo meio de resfriamento e o meio de aquecimento como as fontes mútuas, também é preferível que o meio de resfriamento descarregado a partir do primeiro cristalizador IA seja utilizado como a fonte do meio de aquecimento quando a temperatura T12 do meio de
| resfriamento | descarregado a | partir | do | primeiro |
| cristalizador | IA for maior do | que uma | temperatura | |
| predeterminada | Tb entre a temperatura Tll do | primeiro meio | ||
| de resfriamento | e a temperatura T31 | do meio | de | aquecimento |
fornecido pelo refrigerador 7; e o meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador é utilizado como a fonte do primeiro e/ou segundo meio de resfriamento quando ο T32 temperatura do meio de aquecimento alta do 1C cristalizador terceiro é inferior à temperatura predeterminada Tb entre a temperatura Tll do primeiro meio
67/119 de resfriamento e a temperatura T31 do meio de aquecimento fornecido pelo refrigerador 7. Aqui, no caso em que tanto a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento a ser retornado para o refrigerador 7 e a temperatura T32 do meio 5 de aquecimento a ser retornado para o refrigerador 7 são iguais à temperatura Tb, o primeiro meio de resfriamento e o meio de aquecimento podem ser utilizados como qualquer fonte. A temperatura Tb é determinada de forma adequada em conformidade com o restante das quantidades de uso do 10 primeiro meio de resfriamento e o meio de aquecimento como as fontes mútuas. Como a temperatura Tb, um valor médio entre a temperatura Tll do primeiro meio de resfriamento e a temperatura T31 do meio de aquecimento, que é (Tll + T31)/2 é preferencialmente adotado.
Na figura 9, após a parte inicial da etapa de cristalização no primeiro cristalizador IA, a última parte da etapa de cristalização no segundo cristalizador 1B e a etapa de fusão no terceiro cristalizador 1C estarem terminadas, a última parte da etapa de cristalização é 20 realizada no primeiro cristalizador IA, a etapa de fusão é realizada no segundo cristalizador 1B, e a parte inicial da etapa de cristalização é realizada no terceiro cristalizador 1C. Além disso, após a última parte da etapa de cristalização no primeiro cristalizador IA, a etapa de 25 fusão no segundo cristalizador 1B e a parte inicial da etapa de cristalização no terceiro cristalizador 1C terem terminado, a etapa de fusão é realizada no primeiro cristalizador IA, a primeira inicial da etapa de cristalização é realizada no segundo cristalizador 1B, e a 30 última parte da etapa de cristalização é realizada no
68/119 terceiro cristalizador 1C. No caso em que a parte inicial da etapa de cristalização, a última parte da etapa de cristalização e a etapa de fusão serem, respectivamente, realizadas em três cristalizadores ao mesmo tempo pela rotação como acima, é preferível que a regra para a utilização do primeiro meio de resfriamento o segundo meio de resfriamento e o meio de aquecimento como as fontes mútuas seja definida da seguinte forma, em vista de
No caso em que a parte inicial da etapa de cristalização ser realizada no primeiro cristalizador IA, etapa precedente da mesma é a etapa de fusão, e o primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador
IA é utilizado como a fonte do meio de aquecimento sem alterar os fluxos de meios respectivos através do caminho 34 da etapa precedente. Neste caso, no momento logo após o início da parte inicial da etapa de cristalização, calor residual de temperatura extremamente alta permanece no primeiro cristalizador IA devido à influência do meio de aquecimento de temperatura extremamente alta utilizado na etapa anterior do mesmo e, como resultado, a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA é susceptível a ser elevada. Aqui, o limite teórico superior da temperatura T12 é igual à temperatura T31. Enquanto isso, como o progresso da parte inicial da etapa de cristalização, a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA cai, e esta poderia teoricamente cair até a temperatura Tll. Assim, quando a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro
69/119 catalisador IA é maior do que uma temperatura Tc predeterminada entre as temperaturas T31 e Tll (a temperatura Tc é, por exemplo, (T31 + Tll)/2), o primeiro meio de resfriamento descarregado a partir do primeiro cristalizador IA é utilizado como a fonte do meio de aquecimento, e quando a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA é inferior à temperatura predeterminada Tc (por exemplo, (T31 + Tll)/2), o primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA é utilizado como fonte do primeiro meio de resfriamento. Aqui, quando a temperatura T12 do primeiro meio de resfriamento é igual à temperatura Tc, o primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador IA é deixado ser utilizado como qualquer fonte.
Da mesma forma como descrito acima, no caso em que a última parte da etapa de cristalização é realizada no segundo cristalizador 1B, a etapa precedente do mesmo é a parte inicial da etapa de cristalização e, portanto, quando a temperatura T22 do segundo meio de resfriamento do segundo cristalizador 1B é maior do que uma temperatura predeterminada Td entre as temperaturas Tll e T21 (a temperatura Td é, por exemplo, (Tll + T21)/2), o segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador 1B é utilizado como a fonte do primeiro meio de resfriamento, e quando a temperatura T22 do segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador 1B é inferior à temperatura predeterminada Td (por exemplo, (Tll + T21)/2), o segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador 1B é utilizado como a fonte de
70/119 segundo meio de resfriamento. Aqui, quando a temperatura T22 do segundo meio de resfriamento é igual à temperatura Td, o segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador 1B e deixado ser utilizado como qualquer fonte.
No caso em que a etapa de fusão é realizada no terceiro cristalizador 1C, a etapa anterior da mesma é a última parte da etapa de cristalização, e no início da etapa de fusão, o meio de aquecimento descarregado a partir do terceiro cristalizador 1C é utilizado como a fonte do segundo meio de resfriamento sem alterar os fluxos dos respectivos meios através do caminho 34 da etapa anterior. Neste caso, no momento logo após o início da etapa de fusão, o calor residual de temperatura extremamente baixa permanece no terceiro cristalizador 1C devido à influência do segundo meio de resfriamento de temperatura extremamente baixa usado na etapa anterior do mesmo, e como resultado, a temperatura T32 do meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador 1C é susceptível de ser baixa. Aqui, o limite inferior teórico da temperatura T32 é igual à temperatura T21. Enquanto isso, o limite superior teórico da temperatura T32 é igual à temperatura T31. Assim, quando a temperatura T32 do meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador 1C é mais baixa do que uma temperatura predeterminado Te entre as temperaturas T21 e T31 (a temperatura Te é, por exemplo, (T21 + T31)/2), o meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador
| 1C é utilizado | como | a | fonte do | segundo | meio | de |
| resfriamento, e | quando | a | temperatura | T32 do | meio | de |
| aquecimento descarregado | do | terceiro cristalizador 1C | é |
71/119 maior do que a temperatura predeterminada Te (por exemplo, (T21 + T31)/2), o meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador 1C é utilizado como a fonte do meio de aquecimento. Aqui, quando a temperatura T32 do meio de aquecimento é igual à temperatura Te, o meio de aquecimento descarregado a partir do terceiro cristalizador 1C é utilizado como qualquer fonte.
Assim, no caso acima, uma parte ou todo o primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é utilizado como a fonte do meio de aquecimento, uma parte ou todo o segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador é utilizada como a fonte do primeiro meio de resfriamento, e uma parte ou a totalidade do meio de aquecimento descarregada do terceiro cristalizador é utilizada como a fonte do segundo meio de resfriamento. E quando a regra para a utilização do primeiro meio de resfriamento, o segundo meio de resfriamento e o meio de aquecimento como as fontes mútuas é definido como acima, a operação para mudar o caminho 34 torna-se fácil.
No caso em que o processo para a produção de ácido (met)acrílico da presente invenção compreende a etapa de cristalização, é preferível que o processo de produção da presente invenção compreenda ainda a etapa de obtenção da solução de ácido (met)acrílico.
A etapa de obtenção da solução do ácido (met)acrílico de preferência inclui uma etapa de oxidação catalítica em fase gasosa de produção de gás contendo ácido (met)acrílico a partir da matéria-prima de produção do ácido (met)acrílico por oxidação catalítica em fase gasosa e uma etapa de coleta do gás contendo ácido (met)acrílico com um
72/119 meio líquido. Além disso, com a finalidade de aumentar o teor de ácido (met) acrílico na solução do ácido (met)acrílico obtido pela etapa de coleta, uma etapa de purificação pode ser fornecida após a etapa de coleta.
Na etapa de oxidação catalítica de fase gasosa, propano, propileno, (met)acroleína, isobutileno ou similares são usados como a matéria-prima de produção do ácido (met)acrílico, e a matéria-prima de produção do ácido (met)acrílico passa por oxidação catalítica de fase gasosa por oxigênio molecular para produzir o gás contendo ácido (met)acrílico. A oxidação catalítica de fase gasosa é preferivelmente realizada através do uso de um catalisador de oxidação convencionalmente conhecido.
Na etapa de coleta, o gás contendo ácido (met)acrílico obtido pela etapa de oxidação catalítica de fase gasosa é coletado com um meio líquido em uma coluna de coleta para dar a solução de ácido (met)acrílico. Exemplos do meio líquido incluem água, ácido (met)acrílico contendo água, um solvente de alto ponto de ebulição (por exemplo, éter difenílico, bifenila e similares), e assim por diante. Na presente invenção, a solução do ácido (met)acrílico obtida pela etapa de coleta pode ser submetida à etapa de cristalização como o a solução de ácido (met)acrílico bruta.
No caso em que o teor de ácido (met) acrílico na solução de ácido (met)acrílico obtida pela etapa de coleta ser baixo, a etapa de purificação pode ser fornecida após a etapa de coleta, e a solução do ácido (met)acrílico obtida pela etapa de coleta pode ser purificada por destilação, difusão ou similares para produzir a solução do ácido
73/119 (met)acrílico bruta a ser submetida à etapa de cristalização.
No caso em que o processo para a produção do ácido (met)acrílico da presente invenção compreende a etapa de fusão, mas não compreende a etapa de cristalização, é preferível que o processo de produção da presente invenção compreenda ainda a etapa de cristalização do ácido (met)acrílico por qualquer método de cristalização.
No processo para a produção do ácido (met)acrílico da presente invenção, as etapas a seguir também podem ser empregadas: as etapas de produção de (met)acroleína por desidratação de glicerina ou 2-metilglicerina e obtenção da solução do ácido (met)acrílico bruto por oxidação em fase gasosa da (met)acroleína; ou as etapas de produção de ácido hidroxipropiônico, que é doravante denominado como HP, ou ácido 2-metil-3-hidroxipropiônico a partir de uma biomassa e similares de uma fonte renovável e obtenção da solução do ácido (met)acrílico por desidratação de HP. Um processo para a obtenção de ácido acrílico bruto por desidratação e oxidação da glicerina e um processo para produzir HP e obter o ácido acrílico bruto por desidratação de HP são descritos abaixo.
No processo para a produção de acroleína, glicerina é desidratada na presença de um catalisador para a produção de acroleína, e exemplos do catalisador incluem um catalisador sólido tendo uma propriedade ácida. Como um catalisador ácido sólido com uma propriedade ácida, compostos tendo um ácido sólido podem ser usados, e exemplos do catalisador de ácido sólido incluem (a) um metalossilicato cristalino, (b) um óxido de metal, (c) uma
74/119 argila mineral, (d) uma substância em que um ácido mineral é suportado em um veículo inorgânico, como a-alumina, sílica, óxido de zircônio, óxido de titânio ou similares, (e) um sal de metal do ácido fosfórico, ácido sulfúrico ou similares e uma substância em qual o sal de metal é suportado em um veículo inorgânico, como α-alumina, sílica, óxido de zircônio, óxido de titânio ou similares.
(a)
Exemplos de metalossilicato cristalino incluem um composto que contém um ou mais tipo(s) de átomos selecionado(s) do grupo consistindo de Al,
B, Fe e Ga, que tem uma estrutura cristalina como LTA,
CHA, FER, MFI, de metal incluem óxidos de metais únicos, como
A12O31 TiO2,
ZrO2, SnO2 e V2O5, e óxidos complexos, tais como
SiO2 -A12O3,
SiO2-TiO2, TiO2-WO3 e WO3-ZrO2.
(c) Exemplos de minerais de argila incluem bentonita, caulim e montmorilonita.
(D) Exemplos da substância em que um ácido mineral suportado em um veículo inorgânico incluem uma substância na qual o ácido fosfórico, ácido sulfúrico ou similares suportado em alumina, sílica, zircônia ou similares.
(E)
Exemplos de ácido fosfórico e do ácido sulfúrico incluem MgSO4,
A12(SO4)3, K2SO4, A1PO4, BPO4z ZR3(PO4)4.
Especificamente, um ácido sólido
Publicações Internacionais WO 2006/087083 e isto é, ácido fosfórico suportando óxido de divulgado nas
WO 2006/087084, zircônio, ácido sulfúrico ou óxido de tungstênio, pode ser usado.
Dentre eles, um catalisador sólido altamente estável é preferível, uma vez que ele pode ser colocado em atmosfera de oxidação ou redução da temperatura elevada durante a desidratação ou um tratamento de regeneração.
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Especificamente, metalossilicato cristalinos, óxidos de metal, minerais de argila e similares são preferidos; e HZSM-5, que contém Al como o átomo T e tem uma estrutura MFI, é preferível como o metalossilicato cristalino e um composto de fosfato cristalino é preferido e fosfato de alumínio é particularmente preferido como o oxido de metal.
Em relação à força ácida de HZSM-5, sabe-se que HZSM-5 tem uma forte acidez com picos de cerca de -9 e -16 no parâmetro de força ácida de Hammett Ho (consultar o documento: Kenji Hashimoto et al, Shokubai, vol 29, No. 6, pp. 406-409, 1987), e sabe-se que a força ácida do fosfato de alumínio muda dependendo do seu método de preparação e uma estrutura cristalina, e fosfato de alumínio tem acidez sólida fraca de 1,5 a 4,8 no parâmetro de força ácida de Hammett Ho (consultar o documento: Kiyoko Sakamoto et al. , Nippon Kagaku Kaishi, 1995 (9), pp 681-688).
No processo para produzir acroleína, esta é produzida por uma reação de desidratação em fase gasosa, que é conduzida por colocar um gás de reação contendo glicerina em contato com um catalisador em qualquer reator selecionado a partir, por exemplo, de um reator de leito fixo, um reator de leito fluidizado, um reator de leito móvel, e similares. No entanto, não só a reação de desidratação em fase gasosa, que é realizada colocando o gás reacional contendo glicerina em contato com um catalisador, mas também a reação de desidratação em fase líquida que é realizada colocando uma solução de glicerina em contato com um catalisador pode ser empregada. Neste último caso, a reação de desidratação em fase líquida pode ser realizada por vários métodos convencionalmente
76/119 conhecidos, como um método de uso de um reator de leito fixo e uma coluna de destilação em combinação, um método de uso de um recipiente de agitação e uma coluna de destilação em combinação, um método de uso de um recipiente de agitação de um único estágio, um método de uso de um recipiente de agitação de múltiplos estágios, um método de uso de uma coluna de destilação de múltiplos estágios, e suas combinações. Estes métodos podem ser realizados tanto em lotes como continuamente, e geralmente são realizados de forma contínua.
Um processo para a produção de acroleína que utiliza a reação de desidratação em fase gasosa, que é excelente na produtividade industrial de acroleína, é a seguir explicado, como exemplo.
gás reacional pode ser um gás composto de apenas glicerina ou ainda conter um gás inerte que é inativo contra a reação de desidratação de glicerina, de modo que uma concentração de glicerina no gás de reação seja ajustada. Exemplos de gás inerte incluem, por exemplo, vapor, nitrogênio, gás dióxido de carbono e ar. A concentração de glicerina no gás de reação está geralmente na faixa de 0,1% em mol até 100% em mol, de preferência 1% em mol ou mais, e mais preferivelmente 5% em mol ou mais para produzir economicamente acroleína com alta eficiência.
Como catalisador, um catalisador para a desidratação de glicerina que apresenta alta seletividade para acroleína é preferencialmente usado, e o uso de tal catalisador torna possível produzir acroleína com alto rendimento, mesmo quando o gás reacional é introduzido a uma alta taxa de fluxo. A taxa de fluxo do gás de reação, a velocidade
77/119 espacial do gás por unidade de volume do catalisador (GHSV) , está geralmente na faixa de 50 h'1 a 20000 h'1, de preferência 10000 h'1 ou menos, e mais preferivelmente 4000 h’1 ou menos para produzir economicamente acroleína com 5 alta eficiência.
A temperatura reacional está geralmente na faixa de 200°C a 500°C, de preferência na faixa de 250°C a 450°C, e mais preferivelmente na faixa de 300°C a 400°C.
Uma pressão do gás reacional não é particularmente limitada, contanto que ela esteja na faixa onde a glicerina não se torna condensado, e está geralmente na faixa de 0,001 MPa a 1 MPa, de preferência na faixa de 0,01 MPa a 0,5 MPa, e mais preferivelmente 0,3 MPa ou menos.
Quando a reação de desidratação de acroleína é continuamente realizada, matérias carbonáceas podem ser depositadas na superfície do catalisador, resultando na diminuição da atividade do catalisador. Especificamente, a seletividade de acroleína é reduzida e a seletividade de propionaldeído é intensificada. Em tal caso, quando um tratamento de regeneração em que o catalisador é colocado em contato com um gás de regeneração em alta temperatura é realizado, materiais carbonáceo depositados sobre a superfície do catalisador podem ser removidos, deste modo regenerando a atividade do catalisador. Exemplos de gás de regeneração incluem, por exemplo, gases oxidantes, como oxigênio e ar que contém oxigênio. 0 gás de regeneração pode ainda conter um gás inerte que é inativo contra o tratamento de regeneração, tal como nitrogênio, dióxido de carbono e vapor, se necessário. No caso em que há o risco de geração de calor abrupta devido ao contato do
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catalisador com oxigênio, é recomendado que o gás inerte esteja contido no gás de regeneração para suprimir a geração de calor abrupta. Temperatura A temperatura necessária para o tratamento de regeneração não é 5 particularmente limitada, contanto que as matérias carbonáceas possam ser removidas sem que ocorra deterioração por calor do catalisador, e é preferencialmente igual ou inferior à temperatura de calcinação na preparação do catalisador.
Acroleína bruta preparada pela reação de desidratação de glicerina contém subprodutos. Portanto, é preferível que a acroleína bruta assim obtido seja submetida à purificação. Exemplos de subproduto incluem, por exemplo, fenol, 1-hidroxiacetona e álcool alílico, além de propionaldeído. Na purificação da acroleína bruta, fenol e 1-hidroxiacetona são principalmente removidos. Quando estes subprodutos são removidos, o rendimento do ácido acrílico é aumentado na produção de ácido acrílico a partir de acroleína. Especialmente, a quantidade de produto de ácido acético pode ser reduzida quando 1-hidroxiacetona seja removida.
Em consideração ao aumento do rendimento de ácido acrílico, considera-se preferível que uma maior quantidade de fenol e/ou 1-hidroxiacetona seja removida. Portanto, uma 25 razão em massa de Ph/A de uma massa de acroleína (A) e uma massa de fenol (Ph) após a purificação e uma razão em massa H/A de uma massa de acroleína (A) e uma massa de 1hidroxiacetona (H) após a purificação são, respectivamente, de preferência 0,020 ou menos, mais preferivelmente de 30 0,010 ou menos, e ainda mais preferivelmente de 0,005 ou
79/119 menos. Enquanto isso, quando uma quantidade ainda maior de fenol e/ou 1-hidroxiacetona é removida, a perda de acroleína pode ser aumentada ou a purificação de acroleína pode ser complicada. Levando estes fatos em consideração, as razões em massa Ph/A e H/A são preferencialmente de 1 x IO'9 ou mais, com maior preferência de 1 x IO'7 ou mais, e ainda mais preferivelmente de 1 x IO'5 ou mais.
Os pontos de ebulição da acroleína, fenol e 1hiroxiacetona são de cerca de 53°C, de cerca de 182°C e de 10 cerca de 146°C, respectivamente. Ao utilizar as diferenças entre teses pontos de ebulição, fenol e/ou 1-hidroxiacetona podem ser removidos da acroleína bruta. Métodos para aquilo incluam, por exemplo, um método de destilação fracionada de acroleína tendo um ponto de ebulição mais baixo do que os 15 objetivos de remoção tratando a acroleína bruta líquida com uma coluna de destilação, um método de condensação com objetivos de remoção tendo maiores pontos de ebulição do que a acroleína pelo tratamento da acroleína bruta gasosa com uma coluna de condensação, e um método de vaporização 20 de acroleína tendo um ponto de ebulição mais baixo do que os objetivos de remoção por sopro de gás na acroleína bruta introduzida em uma coluna de difusão.
Além disso, os pontos de fusão de acroleína, fenol e 1-hidroxiacetona são de cerca de -87°C, cerca de 43°C e 25 cerca de -17°C, respectivamente. Ao utilizar as diferenças entre esses pontos de fusão, fenol e/ou 1-hidroxiacetona podem ser removidos da acroleína bruta. Um método para aquilo inclui, por exemplo, um método de remoção de cristais de fenol e/ou 1-hidroxiacetona pelo resfriamento 30 da acroleína bruta.
80/119
Propionaldeído tem um ponto de ebulição de cerca de 48 °C e um ponto de fusão de cerca de -81°C e, portanto, é possível remover propionaldeído da acroleína bruta, utilizando a diferença dos pontos de ebulição ou fusão entre o propionaldeído e acroleína. No entanto, uma vez que ambas as diferenças do ponto de ebulição e do ponto de fusão entre propionaldeído e acroleína são pequenas, a perda de acroleína pode possivelmente ser aumentada. Portanto, propionaldeído é preferencialmente tratado juntamente com acroleína, um precursor do ácido acrílico, sem ser separado da acroleína.
No caso de usar glicerina derivada do biodiesel como matéria-prima, a acroleína bruta obtida pode ser utilizada sem ser purificada; no entanto, ela contém impurezas como fenol, 1-hidroxiacetona, metoxiacetona, 3-metoxipropanal e similares, que causam a deterioração de atividade catalisadora, diminuição de rendimento ou a produção de subprodutos, como o ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido pirúvico, ácido 3-metoxipropiônico em ácido acrílico, e portanto, a acroleína bruta pode ser purificada para ser usada. A purificação pode ser realizada por um método convencionalmente conhecido, e exemplos de purificação incluem um método de destilação de um líquido condensado da composição reacional ou um líquido de coleta obtido usando um solvente de coleta, e um método de uso de um aparelho de purificação fornecido com uma coluna de coleta e uma coluna de difusão, que é divulgado na Publicação do Pedido de Patente Não Examinado Japonês No. 2008-115103. No caso em que a acroleína bruta não é purificada, impurezas no ácido acrílico podem ser removidas
81/119 pela purificação de ácido acrílico na etapa subsequente. Em vista da simplificação do processo redução do custo de produção, é preferível que a acroleína bruta não seja purificada para ser usada.
Ácido acrílico pode ser produzido pela oxidação da acroleína obtida no processo acima para a produção de acroleína. Para a produção de ácido acrílico, é preferível que um gás contendo acroleína, que pode ser doravante designado como um gás contendo acroleína, seja colocado em coexistência com um catalisador para oxidação da
| acroleína, | que pode | ser doravante | referido como | ||
| catalisador | de oxidação | de | acroleína, | em | qualquer reator |
| de oxidação | selecionado | de | um reator | de | leito fixo, um |
| reator de leito móvel, | um | reator de | leito fluidizado e |
similares, a uma temperatura na faixa de 200°C a 400°C,
| deste | modo realizando a oxidação | em | fase | gasosa | de |
| acrole | ína. A oxidação de acroleína | pode | ser | acompanhada | |
| pela | produção de ácido propiônico | a | partir | do |
propionaldeído.
Como o catalisador de oxidação de acroleína, quaisquer catalisadores convencionalmente conhecidos para a oxidação de acroleína podem ser empregados que podem ser usados para a produção de ácido acrílico pela oxidação catalítica em fase gasosa de acroleína com oxigênio molecular ou gás contendo oxigênio molecular; e exemplos do catalisador de oxidação de acroleína incluem, por exemplo, uma mistura ou oxido complexo de óxidos metálicos, tais como óxido de ferro, óxido de molibdênio, óxido de titânio, óxido de vanádio, óxido de tungstênio, óxido de antimônio, óxido de estanho, óxido de cobre. Dentre estes catalisadores, um
82/119 catalisador de molibdênio e vanádio contendo molibdênio e vanádio como componentes essenciais é particularmente preferível. 0 catalisador de oxidação de acroleína pode ser um catalisador suportado em que uma mistura ou um óxido complexo de óxidos metálicos descritos acima é suportado em um carreador (por exemplo, um óxido inorgânico como sílica, alumina, zircônia, um óxido complexo dos mesmos e uma substância inorgânica, tal como carbeto de silício).
Em relação à quantidade de alimentação de oxigênio reativo para o gás contendo acroleína utilizado na produção de ácido acrílico, o limite superior do mesmo é necessário para ser adequadamente definido, uma vez que a quantidade em excesso de oxigênio pode causar um perigo de explosão devido à combustão da acroleína.
Pela oxidação catalítica de fase gasosa de acroleína, uma substância gasosa que contém ácido acrílico bruto é obtida. Em uma etapa de coleta, a substância gasosa é liquefeita pela condensação fria, coleta de solvente ou similares, obtendo assim uma solução de ácido acrílico bruta. O ácido acrílico bruto assim obtido pode ser submetido à etapa de cristalização da presente invenção.
Um processo para a produção de ácido acrílico a partir de uma biomassa ou similares de uma fonte renovável será a seguir descrito. Não existe uma rota direta para produzir ácido acrílico a partir de uma biomassa, no entanto, ácido acrílico pode ser produzido com bastante facilidade por desidratação do ácido hidroxicarboxílico, como ácido 3hidroxipropiônico (doravante pode ser referido como 3HP) , que pode ser preparado pela fermentação do açúcar disponível a partir da decomposição do ácido láctico
83/119 (doravante pode ser referido como 2HP), celulose ou similares, que são substâncias naturais e facilmente obteníveis. Ácido acrílico também pode ser preparado por desidratação de um sal do ácido hidroxicarboxílico.
Ácido hidroxicarboxílico e/ou um sal do mesmo está disponível a partir de várias fontes. Recursos biológicos, que são recicláveis como fonte de carbono, são utilizados preferivelmente em vista do aquecimento global e proteção do meio ambiente, e ácido 2-hidroxipropiônico disponível de produtos naturais e ácido 2-hidroxipropiônico ou 3hidroxipopiônico preparado por fermentação de açúcar disponível junto à decomposição da celulose ou similares podem ser usados.
Uma solução aquosa de ácido 2-hidroxipropiônico pode ser preparada por métodos conhecidos como, por exemplo, a fermentação utilizando lactobacillus descrita no documento: Advance in Applied Microbiology, vol. 42, pp.45-95 (1996), e a fermentação usando fungos descrita no documento: Enzyme and Microbial Technology, vol. 26, pp.87-107 (2000).
Uma solução aquosa de ácido 3-hidroxipropiônico também pode ser preparada por métodos conhecidos como, por exemplo, a fermentação da glicose como fonte de carbono usando beta-alanina aminotransferase de Escherichia coli transgênica derivada de Streptomyces griseus ATCC21897 descrita no documento: Publicação Internacional WO 2008/027742, e a fermentação de glicerina como fonte de carbono usando Escherichia coli a que glicerina desidratase derivada de Klebsiella pneumoniae e aldeído oxidase derivado de Escherichia coli são introduzidos descritos no documento: Publicação Internacional WO 2001/016346.
84/119
Qualquer bactéria ou bactérias geneticamente modificadas podem ser utilizadas para as fermentações, contanto que os métodos descritos nos documentos acima, que mostram exemplos de métodos de preparação de solução aquosa do ácido 3-hidroxipropiônico, são empregados; e solução aquosa do ácido 3-hidroxipropiônico preparado por fermentação de várias fontes de carbono usando um organismo capaz de formar ácido 3-hidroxipropiônico pode ser usada no processo da presente invenção. Além disso, a solução aquosa do ácido 3-hidroxipropiônico preparada pelo contato entre o açúcar como matéria-prima e um organismo sem fermentação também pode ser convertida em ácido acrílico pelo processo da presente invenção. Como uma maneira de contato entre o açúcar e um organismo, a modalidade de realizar a reação usando um microrganismo ou um microrganismo processado na presença de açúcar utilizado como matéria-prima é incluída. Exemplos do microrganismo processado incluem um microrganismo tratado com acetona, tolueno ou similar, um microrganismo destruído, um microrganismo liofilizado, um microrganismo fraturado, um extrato isento de células de um microrganismo fraturado e um líquido de enzima bruta ou uma enzima purificada obtida por extração de uma enzima disso. Além disso, uma solução de ácido aquosa do ácido 3hidroxipropiônico preparada por reação usando um microrganismo fixo em um carreador por um meio comum, um material processado da mesma ou uma enzima também podem ser usados.
Para a produção de ácido acrílico bruto por desidratação do ácido hidroxicarboxílico, métodos conhecidos podem ser empregados. Por exemplo, a Publicação
85/119 do Pedido de Patente em aberto Não Examinado Japonês No. 2005-521718 divulga um método para produzir ácido carboxílico insaturado ou um sal do mesmo onde uma solução aquosa ou uma solução de ácido 2,3-hidroxicarboxílico (2HP e 3HP) ou sal da mesma preparada por fermentação é aquecida na presença ou ausência de um catalisador, deste modo desidratado. A Publicação Internacional WO 2005/095320 divulga um método para produzir ácido carboxílico 2,3insaturado, onde uma solução aquosa do ácido 2,3hidroxicarboxílico é alimentada a um local em que uma cerâmica inativa ou um catalisador sólido ácido ou básico é mantido e aquecido. A Publicação Internacional WO 2007/106100 divulga um método para produzir um produto reacional contendo um composto de ácido carboxílico 2,3insaturado, onde uma composição contendo o composto 3hidroxicarbonil é alimentada a um reator em uma forma líquida substantiva e convertida no reator. Neste método, um catalisador ácido, um catalisador básico ou similar é usado no reator.
O ácido acrílico assim obtido é uma substância líquida ou uma substância gasosa que contém ácido acrílico bruto. A substância líquida pode ser usada como a solução de ácido acrílico bruta na presente invenção. A substância gasosa é liquefeita pela condensação fria, coleta de solvente ou similares na etapa de coleta, por meio do que uma solução de ácido acrílico bruta pode ser obtida, e a solução de ácido acrílico bruta pode ser usada na etapa de cristalização da presente invenção. Além disso, como o ácido hidroxipropiônico preparado pela fermentação e ácido acrílico bruto preparado por desidratação do ácido
86/119 hidroxipropiônico que foi preparado por fermentação contêm impurezas tais como ácidos orgânicos diferentes do ácido acrílico, é bastante eficaz purificar o ácido acrílico bruto por uma operação de cristalização da presente invenção para a obtenção de ácido acrílico com alta pureza.
Ácido (met)acrílico produzido pelo processo de produção da presente invenção é excelente em qualidade, estabilidade, e portanto, quando o ácido (met)acrílico é usado como um monômero para a produção de uma resina hidrófila, como uma resina absorvente e uma resina solúvel em água, a reação de polimerização é facilmente controlada e a qualidade da resina hidrofílica é estabilizado, melhorando assim várias propriedades tais como o desempenho de absorção e capacidade de dispersão de substâncias inorgânicas. Especialmente, uma vez que o ácido acrílico produzido pelo processo de produção da presente invenção é excelente em estabilidade da qualidade e capacidade de controle na reação de polimerização, ele é bastante útil como uma matéria-prima para a produção de uma resina absorvente tendo alta capacidade de absorção e alta qualidade.
Definições em relação à resina absorvente da presente invenção e modalidades preferíveis para a produção das mesmas são a seguir explicadas.
(1) Resina absorvente
O termo resina absorvente na presente invenção significa um agente de gelificação de polímero inchável em água e insolúvel em água. O termo expansível em água significa que CRC (razão de absorção sob ausência de pressão) especificado em ERT 441,2-02, é geralmente 5 g/g
87/119 ou mais, e o termo insolúvel em água significa Ext (solúveis em água) especificado em ERT 470.2-02, é geralmente de 0% em massa ou mais e 50% em massa ou menos.
A resina absorvente pode ser concebida de forma adequada, dependendo do uso pretendido da mesma e não é particularmente limitada; no entanto, ela é de preferência um polímero reticulado hidrofílico preparados pela polimerização de reticulação de monômero(s) insaturado(s) tendo um grupo carboxila. A resina absorvente não se limita a uma forma onde a quantidade total (100%) é um polímero, e pode incluir aditivos e similares em uma faixa para manter as propriedades acima.
Na presente invenção, isto significa uma resina absorvente que é composta principalmente de ácido acrílico e/ou um sal do mesmo (doravante referido como (sal) de ácido acrílico como uma unidade de repetição e pode conter um constituinte de enxerto, conforme necessário. Especificamente, a resina absorvente contém (sal de) ácido acrílico, geralmente em 50% em mol a 100% em mol, de preferência em 70% em mol a 100% em mol, mais preferivelmente em 90% em mol a 100% em mol, e particularmente de preferência substancialmente em 100% em mol, entre a quantidade total de monômero(s) utilizado(s) na polimerização, exceto um agente de reticulação.
(2) EDANA e ERT termo EDANA é uma abreviatura de Associação de Descartáveis e Não Tecidos Européia, e o termo ERT é uma abreviatura para o método de medição (Métodos de Teste Recomendados EDANA) para a resina absorvente de um padrão europeu (quase um padrão mundial). Na presente invenção,
88/119 salvo indicação em contrário, o ERT original (documento conhecido: revisado em 2002) é referido na medição das propriedades da resina absorvente.
(a) CRC (ERT 441.2-02)
0 termo CRC é uma abreviatura de Capacidade de
Retenção Centrífuga e significa uma razão de absorção em condições de não pressão (doravante pode ser referido como razão de absorção). Especificamente, isso significa uma razão de absorção (unidade: g/g), medida por ter um inchaço 10 de resina absorvente livremente em 0,9% em massa de solução aquosa de cloreto de sódio durante 30 minutos e desidratação usando uma centrífuga.
A resina absorvente obtida na presente invenção de preferência tem CRC de 20 g/g ou mais e 100 g/g ou menos, 15 mais preferivelmente de 25 g/g ou mais e 50 g/g ou menos, e ainda mais preferivelmente de 27 g/g ou mais e 4 5 g/g ou menos.
(b) AAP (ERT 442.2-02)
O termo AAP é uma abreviatura de Absorção versus
Pressão e significa uma razão de absorção sob pressão.
Especificamente, isso significa uma razão de absorção (unidade: g/g), medida por ter um inchaço de resina absorvente em 0,9% em massa de solução aquosa de cloreto de sódio sob uma pressão de 2,06 KPa durante 1 hora; no 25 entanto, na presente invenção, isto significa uma razão de absorção (unidade: g/g) medida na condição de sob uma pressão de 4,83 KPa durante 1 hora.
A resina absorvente obtida na presente invenção de preferência tem AAP de 20 g/g ou mais e 30 g/g ou menos, e 30 mais preferivelmente de 22 g/g ou mais e 30 g/g ou menos.
89/119 (C) Ext (ERT 470.2-02)
O termo Ext é uma abreviatura para Extraíveis e significa solúveis em água (um teor de componente solúvel em água). Especificamente, ele tem um valor (unidade: % em massa) de uma quantidade dissolvida de um polímero, que é medido por titulação de pH, quando 1 g de uma resina absorvente é alimentada a 200 g de 0,9% em massa de solução aquosa de cloreto de sódio e agitado a 500 rpm por 16 horas. A resina absorvente obtida na presente invenção de preferência tem Ext de 0 g/g ou mais e 30 g/g ou menos, e mais preferivelmente de 0 g/g ou mais e 20 g/g ou menos.
(d) FSC (ERT 440,2-02)
O termo FSC é uma abreviatura de Capacidade de Inchaço Livre e significa uma taxa de inchaço livre. Especificamente, isso significa uma razão de absorção (unidade: g/g), medida por ter 0,20 g de um inchaço de resina absorvente livremente em 0,9% em massa de solução aquosa de cloreto de sódio massa por 30 minutos e não desidratação usando uma centrífuga.
(E) monômeros residuais (ERT 410.2-02) termo Monômeros Residuais (RM) é uma quantidade residual de monômero(s) em uma resina absorvente. Especificamente, isso significa um valor (unidade: ppm) que é medido por uma cromatografia líquida de alta eficiência, quando 1,0 g de uma resina absorvente é alimentada a 200 cm3 da solução aquosa de cloreto de sódio 0,9% em massa e agitado a 500 rpm durante 1 hora. A resina absorvente obtida na presente invenção de preferência tem RM de 1000 ppm ou menos, e mais preferivelmente de 500 ppm ou menos.
(f) PSD (ERT 420.2-02)
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O termo PSD é uma abreviação de Distribuição de Tamanho de Partícula medido por uma classificação de peneira. Um diâmetro de partícula médio ponderado (D50) e uma largura de distribuição do diâmetro de partícula são medidos por métodos semelhantes descritos em (1) Average Particle Diameter and Distribution of Particle Diameter, da página 7, linhas 25-43 no Pedido de Patente Européia No. 0349240.
(3) Permeabilidade Líquida termo permeabilidade líquida designa um fluxo de líquido entre as partículas de gel inchadas sob pressão ou não pressão. Como métodos de medição típicos da permeabilidade líquido, SFC (Condutividade de Fluxo de Salina) e GBP (Permeabilidade em Leito de Gel) são indicados.
SFC (Condutividade de Fluxo de Salina) significa a permeabilidade de 0,69% em massa de salina através de uma resina absorvente sob uma carga de 0,3 psi. Isto é medido de acordo com o método de teste SFC descrito na Patente Americana No. 5669894. A sua unidade é cm3*s*10’7/g .
GBP significa permeabilidade de salina de 0,69% em massa através de uma resina absorvente sob carga ou inchaço livre. Isto é medido de acordo com o método de teste GBP descrito na Publicação Internacional WO 2005/016393.
A resina absorvente obtidas na presente invenção de preferência tem SFC de 1 ou mais, e mais preferivelmente de 5 ou mais.
(4) Modalidades preferidas para a produção
Ácido acrílico e/ou um sal do mesmo produzido de acordo com o processo da presente invenção é usado como um
91/119 componente principal do(s) monômero(s), e polimerizado e reticulado usando um iniciador de de cerca de 0,001% em mol ou mais polimerização por radical e 2% em mol ou menos e um agente de reticulação de cerca de
0,01% em mol ou mais e 5% em mol ou menos, respectivamente em relação ao ácido acrílico e/ou um sal do mesmo, a seguir seco e pulverizado, obtendo assim a resina absorvente.
Métodos preferidos de produção em termos de maior produtividade da resina absorvente são descritos, por exemplo, nas Patentes Americanas Nos.
6.867.269, 6.906.159,
7.091.253 e Publicações Internacionais WO
01/038402 e WO
2006/034806.
Um método para polimerização de ácido acrílico obtido pelo processo da presente invenção não particularmente limitado;
uma polimerização tipo correia contínua divulgada nas Patentes Americanas
Nos. 4.893.999,
6.241.928,
Publicação do Pedido de Patente Americana No.
2005/215734 e similares, uma polimerização tipo amassadeira contínua e uma polimerização tipo amassadeira em lote divulgada nas Patentes Americanas
Nos. 6.987.151, 6.710.141 e similares são preferencialmente empregadas.
O polímero assim obtido é de preferência convertido em uma resina particulada absorvente pelo método divulgado nas Patentes Americanas Nos.
4.920.202,
5.264.495,
5.275.773, 6.207.796, 6.164.455,
6.207.796,
6.291.636,
6.875.511 ou similares.
Além disso, a resina absorvente é preferencialmente reticulada na sua superfície, dependendo da finalidade ou aplicação da mesma, especialmente no caso de aplicação em artigos sanitários. Como modalidades concretas, os métodos
92/119 de produção divulgados na Publicação da Patente Européia Nos. 0.349.240, 0.605.150, 0.450.923, 0.812.873, 0.450.924, 0.668.080, Publicação do Pedido de Patente em aberto Não Examinada Japonesa Nos. 7-242709, 7-224304, Patentes Americanas Nos. 5.409.771, 5.597.873, 5.385.983, 5.610.220, 5.633.316, 5.674.633, 5.462.972, Publicações Internacionais WO 99/42494, WO 99/43720, WO 99/42496 e similares são preferidos.
As publicações acima descritas são incorporadas no presente relatório descritivo por referência.
[2. Um sistema de cristalização]
Um sistema de cristalização da presente invenção é explicado adiante. 0 sistema de cristalização da presente invenção compreende um cristalizador, um dispositivo de fonte de calor e um tanque de reserva. No caso em que o cristalizador é utilizado para a realização de uma operação de cristalização, o sistema de cristalização da presente invenção compreende o cristalizador, um dispositivo de fonte de calor e um primeiro tanque de reserva. No caso em que o cristalizador é utilizado para a realização de uma operação de fusão, o sistema de cristalização da presente invenção compreende o cristalizador, um dispositivo de fonte de calor e um segundo tanque de reserva.
O cristalizador utilizado no sistema de cristalização da presente invenção é fornecido com uma superfície de transferência de calor e o interior do cristalizador é dividido em uma parte com meio presente e uma parte com cristal presente dividida pela superfície de transferência de calor. Na parte com meio presente, um meio de resfriamento ou um meio de aquecimento está presente, e na
93/119 parte com cristal presente, uma solução a ser cristalizada e/ou um cristal está presente. Na presente invenção, uma solução do ácido (met)acrílico bruta e/ou um cristal do ácido (met)acrílico está preferencialmente presente na parte com cristal presente. Nenhuma limitação em particular é colocada na superfície de transferência de calor, contanto que a superfície de transferência de calor divida o cristalizador em duas partes, a saber, a parte com meio presente e a parte com cristal presente, e o calor é trocado através da superfície de transferência de calor.
Como o cristalizador fornecido com a superfície de transferência de calor, um aparelho usado como trocador de calor geralmente pode ser utilizado, e trocadores de calor exemplificados acima podem ser empregados.
No cristalizador, quando o meio de resfriamento está presente na parte com meio presente e a solução a ser cristalizada está presente na parte de cristal presente, a solução a ser cristalizada é resfriada por meio da superfície de transferência de calor, gerando assim um cristal. Também quando o meio de aquecimento está na parte com meio presente e um cristal está na parte de cristal presente, o cristal é aquecido através da superfície de transferência de calor para ser fundido, obtendo assim uma fusão do cristal.
A parte com meio presente é fornecida com uma entrada (uma porta de fornecimento de meio) através da qual o meio de resfriamento e/ou o meio de aquecimento é fornecido e uma saída (um porta de descarga de meio) através da qual o meio de resfriamento e/ou o meio de aquecimento é descarregado. A parte com cristal presente é fornecida com
94/119 uma entrada através da qual a solução a ser cristalizada é fornecida e uma saída através da qual a solução a ser cristalizada e/ou o fundido do cristal é descarregado.
O dispositivo de fonte de calor utilizado no sistema de cristalização da presente invenção não é particularmente limitado, contanto que ele seja capaz de resfriar o meio de resfriamento e/ou aquecer o meio de aquecimento, e dispositivos de fonte de calor exemplificados acima podem ser empregados. Como o dispositivo de fonte de calor, um refrigerador que resfria o meio de resfriamento e aquece o meio de aquecimento pode ser empregado.
No caso em que o dispositivo de fonte de calor é um aparelho que resfria o meio de resfriamento, o dispositivo de fonte de calor é fornecido com uma porta de fornecimento de meio de resfriamento através da qual o meio de resfriamento é fornecido e uma porta de retorno de meio de resfriamento através da qual o meio de resfriamento é retornado. A porta de fornecimento de meio de resfriamento do dispositivo de fonte de calor é conectada à entrada da parte com meio presente, e o meio de resfriamento é descarregado a partir do dispositivo de fonte de calor através da porta de fornecimento de meio de resfriamento e fornecido à parte com meio presente do cristalizador. A porta de retorno de meio de resfriamento do dispositivo de fonte de calor é conectada à saída da parte com meio presente do cristalizador, e o meio de resfriamento descarregado a partir da parte com meio presente do cristalizador retorna para o dispositivo de fonte de calor através da porta de retorno de meio de resfriamento.
No caso em que o dispositivo de fonte de calor é um
95/119 aparelho que aquece o meio de aquecimento, o dispositivo de fonte de calor é munido com uma porta de fornecimento de meio de aquecimento através da qual o meio de aquecimento é fornecido e uma porta de retorno de meio de aquecimento através da qual o meio de aquecimento é retornado. A porta de fornecimento de meio de aquecimento do dispositivo de fonte de calor é conectada à entrada da parte com meio presente, e o meio de aquecimento é descarregado a partir do dispositivo de fonte de calor através da porta de fornecimento de meio de aquecimento e fornecido à parte com meio presente do cristalizador. A porta de retorno de meio de aquecimento do dispositivo de fonte de calor é conectada à saída da parte com meio presente do cristalizador, e o meio de aquecimento descarregado da parte com meio presente do cristalizador retorna para o dispositivo de fonte de calor através da porta de retorno de meio de aquecimento.
O tanque de reserva usado no sistema de cristalização da presente invenção é fornecido com duas aberturas, a saber, uma abertura superior e uma abertura inferior. Nenhuma limitação é colocada no tanque de reserva, desde que o meio de resfriamento ou o meio de aquecimento possa ser armazenado no tanque de reserva, e quaisquer estruturas em particular podem não ser instaladas no tanque de reserva.
O tanque de reserva retém o meio de resfriamento ou o meio de aquecimento tendo um gradiente de temperatura na direção vertical de tal forma que uma parte superior seja de alta temperatura e uma parte inferior seja de baixa temperatura. A fim de que o meio de resfriamento ou o meio de aquecimento seja retido no tanque de reserva de modo a
96/119 formar o gradiente de temperatura na direção vertical, de modo que a parte superior seja de temperatura alta e a inferior seja de temperatura baixa, é apenas necessário alimentar o meio de resfriamento ou aquecimento tendo alta temperatura no tanque de reserva através da abertura superior e alimentar o meio de resfriamento ou aquecimento tendo baixa temperatura dentro do tanque de reserva através da abertura inferior, por meio do que o gradiente de temperatura na direção vertical é naturalmente formado no meio de resfriamento ou o meio de aquecimento retido no tanque de reserva.
A forma do tanque de reserva não é particularmente limitada, e uma forma cilíndrica prática, tal como um cilindro circular e um cilindro multiangular é preferível. A distância entre a abertura superior e a abertura inferior do tanque de reserva é de preferência igual ou superior a um comprimento de seção transversal máximo do tanque de reserva, mais preferivelmente mais de duas vezes o comprimento de seção transversal máximo, e ainda mais preferivelmente mais do que quatro vezes o comprimento de seção transversal máximo. Deste modo, a distância entre a abertura superior e a abertura inferior do tanque de reserva é pelo menos igual à largura do tanque de reserva ou maior, e quando o tanque de reserva tem tal forma, o gradiente de temperatura na direção vertical é facilmente formado no meio de resfriamento ou o meio de aquecimento retido no tanque de reserva.
Em relação ao comprimento de seção transversal máximo do tanque de reserva, por exemplo, no caso em que a forma do tanque de reserva é um cilindro circular, o comprimento
97/119 de seção transversal máximo do tanque de reserva corresponde ao diâmetro da base circular, e no caso em que a forma do tanque de reserva tem um cilindro retangular, o comprimento de seção transversal máxima do tanque de reserva corresponde ao comprimento entre os cantos opostos do fundo retangular. No caso em que o formato do tanque de reserva é um cilindro, exceto a parte inferior e o formato da parte inferior é uma pirâmide ou um cone se estreitando para baixo, o comprimento da seção transversal máximo do tanque de reserva corresponde ao comprimento de seção transversal máximo da parte que tem uma forma cilíndrica. No caso em que o tanque de reserva tem uma forma tal que a parte intermediária na sua direção vertical se amplia, o comprimento da seção transversal máxima do tanque de reserva corresponde ao comprimento da seção transversal máxima na parte mais larga da parte intermediária.
A abertura superior e a abertura inferior são dispostas no tanque de reserva, de modo que a abertura superior está localizada acima da abertura inferior. Quando as aberturas respectivas são dispostas desta forma, o meio de resfriamento ou o meio de aquecimento é retida no tanque de reserva para que um nível de fluido do mesmo seja posicionado na abertura superior.
Como a abertura superior e a abertura inferior, por exemplo, aberturas podem ser formadas na superfície externa do tanque de reserva, ou tubos se abrindo no interior do tanque de reserva podem ser instalados para o tanque de reserva. De preferência, como a abertura superior, um tubo que se abre para cima no interior do tanque de reserva é instalado no tanque de reserva. Como a abertura inferior,
98/119 uma abertura é preferivelmente formada no fundo do tanque de reserva. Tanto a abertura superior quanto a abertura inferior são fornecidos preferencialmente de tal forma que as aberturas estão localizadas no centro da seção transversal do tanque de reserva. Ao fornecer a abertura superior e a abertura inferior desta forma, o gradiente de temperatura do meio de resfriamento ou aquecimento retido no tanque de reserva é de fácil manutenção, quando o meio de resfriamento ou aquecimento flui para dentro ou para fora através das respectivas aberturas.
Vias de fluxo conectando o cristalizador, o dispositivo de fonte de calor e o tanque de reserva são doravante explicados com referência ãs figuras 1 e 4.
A figura 1 mostra os caminhos para a utilização do primeiro tanque de reserva como o tanque de reserva, e mostra um sistema de cristalização onde a cristalização é realizada utilizando um meio de resfriamento. No caso de usar um meio de resfriamento, o sistema de cristalização da presente invenção compreende um cristalizador 1, um dispositivo de fonte de calor 4 e um primeiro tanque de reserva 5. Uma porta de fornecimento de meio de resfriamento 4a do dispositivo de fonte de calor 4 está conectado a uma entrada 2a da parte com meio presente 2 do cristalizador 1, e uma saída 2b da parte com meio presente 2 do cristalizador 1 é conectada a uma porta de retorno do meio de resfriamento 4b do dispositivo de fonte de calor 4. Como resultado, um caminho de circulação para o meio de resfriamento é formado entre o cristalizador 1 e o dispositivo de fonte de calor 4. 0 meio de resfriamento fornecido à parte do com meio 2 do cristalizador 1 a partir
99/119 do dispositivo de fonte de calor 4 troca calor no cristalizador 1, e depois descarregado a partir da parte de meio presente 2 do cristalizador 1 e retorna para o dispositivo de fonte de calor 4. Quando o meio de resfriamento troca calor no cristalizador 1, um cristal é gerado dentro de uma parte com cristal 3 do cristalizador
1. O meio de resfriamento, que retornou para o dispositivo de fonte de calor 4, é resfriado pelo dispositivo de fonte de calor 4 e novamente descarregada a partir do dispositivo de fonte de calor 4 através da porta de fornecimento de meio de resfriamento 4a.
primeiro tanque de reserva 5 é fornecido com uma abertura superior 5a conectada à saída 2b da parte com meio 2 do cristalizador 1 e a porta de retorno de meio de resfriamento 4b do dispositivo de fonte de calor 4. Como resultado, um caminho para alimentar o meio de resfriamento descarregado do cristalizador 1 para a abertura superior 5a do primeiro tanque de reserva 5, e um caminho para o retorno do meio de resfriamento descarregado a partir da abertura superior 5a do primeiro tanque de reserva 5 para o dispositivo de fonte de calor 4 são formados.
O primeiro tanque de reserva 5 é fornecido com uma abertura inferior 5b ligada à porta de fornecimento de meio de resfriamento 4a do dispositivo de fonte de calor 4 e/ou a saída 2b da parte com meio presente 2 do cristalizador 1, e a porta de retorno do meio de resfriamento 4b do dispositivo de fonte de calor 4. Como resultado, um caminho para a alimentação do meio de resfriamento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor 4 e/ou o meio de resfriamento descarregado do cristalizador 1 para a
100/119 abertura inferior 5b do primeiro tanque de reserva 5, e um caminho para o retorno do meio de resfriamento descarregado da abertura inferior 5b do primeiro tanque de reserva 5 até o dispositivo de fonte de calor 4, são formados.
A figura 4 mostra caminhos para a utilização do segundo tanque de reserva como o tanque de reserva, e mostra um sistema de cristalização, onde a fusão é realizada utilizando um meio de aquecimento. No caso de usar um meio de aquecimento, o sistema de cristalização da presente invenção compreende um cristalizador 1, um dispositivo de fonte de calor 4 e um segundo tanque de reserva 6. Uma porta de fornecimento de meio de aquecimento
4c do dispositivo de fonte de calor 4 é conectada a uma entrada 2a de uma parte de meio presente 2 do cristalizador 1, e uma saída 2b da parte com meio presente 2 do cristalizador 1 é conectada a uma porta de retorno do meio de aquecimento 4d do dispositivo de fonte de calor 4. Como resultado, um caminho de circulação para o meio de aquecimento formado entre o cristalizador 1 e o dispositivo de fonte de calor
4. O meio de aquecimento fornecido à parte com meio 2 do cristalizador 1 a partir do dispositivo de fonte de calor 4 troca calor no cristalizador 1, e depois é descarregado a partir da parte com meio presente 2 do cristalizador 1 e retornou para o dispositivo de fonte de calor 4.
Quando o meio de aquecimento troca calor no cristalizador 1, um cristal é fundido dentro de uma parte com cristal do cristalizador
1. O meio de aquecimento, que foi devolvida para o dispositivo com fonte de calor 4, é aquecido pelo dispositivo de fonte de calor 4 e descarregado novamente a
101/119 partir do dispositivo de fonte de calor 4 através da porta de fornecimento de meio de aquecimento 4c.
segundo tanque de reserva 6 é munido com uma abertura superior 6a conectada à porta de fornecimento de meio de aquecimento 4c do dispositivo de fonte de calor 4 e/ou a saída 2b da parte com meio presente 2 do cristalizador 1, e a porta de retorno de meio de aquecimento 4d do dispositivo de fone de calor 4. Como resultado, um caminho para alimentar o meio de aquecimento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor 4 e/ou o meio de aquecimento descarregado do cristalizador 1 para a abertura superior 6a do segundo tanque de reserva 6, e um caminho para o retorno do meio de aquecimento descarregado a partir da abertura superior 6a do segundo tanque de reserva 6 para o dispositivo de fonte de calor 4 são formados.
O segundo tanque de reserva 6 é fornecido com uma abertura inferior 6b conectada à saída 2b da parte com meio 2 do cristalizador 1 e a porta de retorno de meio de aquecimento 4d do dispositivo de fonte de calor 4. Como resultado, um caminho para a alimentação do meio de aquecimento descarregado do cristalizador 1 para a abertura inferior 6b do segundo tanque de reserva 6b e um caminho para retornar o meio de aquecimento descarregado da abertura inferior 6b do segundo tanque de reserva 6 para o dispositivo de fonte de calor 4 são formados.
De acordo com o sistema de cristalização da presente invenção, uma vez que o cristalizador, o dispositivo de fonte de calor e o tanque de reserva são instalados e os caminhos de fluxo são formados como explicado acima, o
102/119 dispositivo de fonte de calor funciona de forma estável, a operação de cristalização e/ou operação de fusão é estabilizada, e o consumo de energia é reduzido.
O sistema de cristalização da presente invenção pode compreender dois dispositivos de fonte de calor e dois tanques de reserva para um cristalizador, como mostrado na figura 7.
Como o dispositivo de fonte de calor, um primeiro dispositivo de fonte de calor 4A que resfria o meio de resfriamento e um segundo dispositivo de fonte de calor 4B que aquece o meio de aquecimento são empregados. O primeiro dispositivo de fonte de calor 4A é fornecido com uma porta de fornecimento de meio de resfriamento 4Aa conectada à entrada da parte com meio presente 2 do cristalizador 1, e uma porta de retorno de meio de resfriamento 4Ab conectada à saída da parte com meio presente 2. 0 segundo dispositivo de fonte de calor 4B é fornecido com uma porta de fornecimento de meio de aquecimento 4Bc conectada à entrada da parte com meio presente 2 do cristalizador 1, e uma porta de retorno de meio de aquecimento 4Bd conectada à saída da parte com meio presente 2. O primeiro dispositivo de fonte de calor 4A fornece o meio de resfriamento dentro do cristalizador 1, pelo qual a operação de cristalização é realizada no cristalizador 1, e o segundo dispositivo de fonte de calor 4B fornece o meio de aquecimento no cristalizador 1, pelo qual a operação de fusão é realizada no cristalizador 1.
Como o tanque de reserva, um primeiro tanque de reserva 5 que mantém a temperatura do meio de resfriamento retornou para o primeiro dispositivo de fonte de calor 4A
103/119 constante dentro de uma certa faixa, e um segundo tanque de reserva 6 que mantém a temperatura do meio de aquecimento retornou para o segundo dispositivo de fonte de calor 4B constante dentro de uma certa faixa, são empregados. Caminhos que ligam o primeiro tanque de reserva 5, o primeiro dispositivo de fonte de calor 4A e o cristalizador 1 são iguais aos da figura 1, que representa o sistema de cristalização onde a mesma é realizada utilizando o meio de resfriamento. Também os caminhos que conectam o segundo tanque de reserva 6, o segundo dispositivo de fone de calor 4B e o cristalizador 1 são iguais aos da figura 4, que representa o sistema de cristalização onde a fusão é realizada utilizando o meio de aquecimento. Na figura 7, um caminho para alimentar pelo menos uma parte do meio de resfriamento a retornar para o primeiro dispositivo de fonte de calor 4A do cristalizador 1 na parte inferior do primeiro tanque de reserva 5 é omitido, e um caminho para alimentar pelo menos uma parte do meio de aquecimento a ser retornado para o segundo dispositivo de fone de calor 4B do cristalizador 1 dentro da parte superior do segundo tanque de reserva 6 é omitido.
O sistema de cristalização da presente invenção pode compreender dois cristalizadores e dois tanques de reserva para um refrigerador. Esta modalidade é explicada referindo-se à figura 8.
Como o cristalizador, um primeiro cristalizador IA e um segundo cristalizador 1B são utilizados. O primeiro cristalizador IA é fornecido com uma primeira superfície de transferência de calor, e tem uma primeira parte com meio presente 2A e uma primeira parte com cristal presente 3A
104/119 dividida pela primeira superfície de transferência de calor; e um segundo cristalizador 1B é fornecido com uma segunda superfície de transferência de calor, e tem uma segunda parte com meio presente 2B e uma segunda parte com cristal presente 3B dividido pela segunda superfície de transferência de calor.
Um refrigerador 7 é fornecido com uma porta de fornecimento de meio de resfriamento 7a conectada a uma entrada da primeira parte com meio presente 2A, uma porá de retorno de meio de resfriamento 7b conectada a uma saída da primeira parte de meio presente 2A, uma porta de fornecimento de meio de aquecimento 7c conectada a uma entrada da segunda parte de meio presente 2B, e uma porta de retorno de meio de aquecimento 7d conectada a uma saída da segunda parte com meio presente 2B.
Como o tanque de reserva, um primeiro tanque de reserva 5 que mantém a temperatura do meio de resfriamento que retorna para o refrigerador 7 constante dentro de uma certa faixa, e um segundo tanque de reserva 6 que mantém a temperatura do meio de aquecimento retornado para o refrigerador 7 constante dentro de uma certa faixa são utilizados. Caminhos que ligam o primeiro tanque de reserva 5, o refrigerado 7 e o cristalizador 1 são iguais que os da figura 1, que representa o sistema de cristalização onde a cristalização é realizada utilizando o meio de resfriamento. Além disso, conectando o segundo tanque de reserva 6, o refrigerador 7 e o cristalizador 1 são os mesmos que os da figura 4, que representa o sistema de cristalização onde a fusão é realizada utilizando o meio de aquecimento. Na figura 8, um caminho para alimentar pelo
105/119 menos uma parte do meio de resfriamento a retornar para o refrigerador 7 a partir do cristalizador 1 na parte inferior do primeiro tanque de reserva 5 é omitida, e um caminho de alimentação de pelo menos uma parte para o meio de aquecimento que retorna para o refrigerado 7 a partir do cristalizador 1 na parte superior do segundo tanque de reserva 6 é omitido.
Na modalidade mostrada na figura 8, é preferível que tanto um caminho 31, que liga a entrada da parte com meio presente 2A do primeiro cristalizador IA e a entrada da parte com meio presente 2B do segundo cristalizador 1B, e um caminho 32, que conecta a saída da parte com meio presente 2A do primeiro cristalizador IA e a saída da parte com meio presente 2B do segundo cristalizador 1B são fornecidos. Cada um dos caminhos 31 e 32 tem um caminho para o meio de resfriamento e um caminho para o meio de aquecimento.
Quando o refrigerador é usado como o dispositivo de fonte de calor, o resfriamento do meio de resfriamento e o aquecimento do meio de aquecimento podem ser realizados simultaneamente e, portanto, torna-se possível que o meio de resfriamento é fornecido para o primeiro cristalizador IA a partir do resfriador 7, deste modo realização a operação de cristalização no primeiro cristalizador IA, bem como o meio de aquecimento é fornecido para o segundo cristalizador 1B a partir do refrigerador 7, efetuando assim a operação de fusão no segundo cristalizador 1B. Após a operação de cristalização no primeiro cristalizador IA e a operação de fusão no segundo cristalizador 1B terem terminado, é preferível que o meio de resfriamento seja
106/119 fornecido para o segundo cristalizador 1B e o meio de aquecimento seja fornecido para o primeiro cristalizador IA através do caminho 31, enquanto que o meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador 1B retorna para a porta de retorno do meio de resfriamento 7b do refrigerador 7 e o meio de aquecimento descarregado do primeiro cristalizador IA retorna para a porta de retorno do meio de aquecimento 7d do refrigerador 7 através do caminho 32. Quando o sistema de cristalização mostrado na figura 8 é usado desta forma, a operação de cristalização e a operação de fusão podem ser executadas com de maneira eficiente.
No sistema de cristalização da presente invenção, um dispositivo de fonte de calor que fornece um primeiro meio de resfriamento e um segundo meio de resfriamento cujo temperatura é inferior à temperatura do primeiro meio de resfriamento. Por exemplo, um refrigerador que fornece o primeiro meio de resfriamento, o segundo meio de resfriamento e um meio de aquecimento é utilizado, e o sistema de cristalização pode ser construído pela combinação de três cristalizadores e três tanques de reserva com este refrigerador. Esta modalidade é explicada referindo-se à figura 9.
Como o cristalizador, um primeiro cristalizador IA, um segundo cristalizador 1B e um terceiro cristalizador 1C são utilizados. O primeiro cristalizador IA é fornecido com uma primeira superfície de transferência de calor, e tem uma primeira parte com meio presente 2A e uma primeira parte com cristal presente 3A dividida pela primeira superfície de transferência de calor; um segundo cristalizador 1B é fornecido com uma segunda superfície de transferência de
107/119 calor e tem uma segunda parte com meio presente 2B e uma segunda parte com cristal presente 3B dividido pela segunda superfície de transferência de calor; e um terceiro cristalizador 1C é fornecido com uma terceira superfície de transferência de calor, e tem uma terceira parte com meio presente 2C e uma terceira parte com cristal presente 3C dividido pela terceira superfície de transferência de calor.
Um refrigerador 7 é fornecido com uma primeira porta de fornecimento de meio de resfriamento 7ai conectada a uma entrada da primeira parte com meio presente 2A, um primeiro meio de resfriamento-porta de retorno 7bi conectado a uma saída da primeira parte de meio presente 2A, uma segunda porta de fornecimento de meio de resfriamento 7a2 conectada a uma entrada da segunda parte de meio presente 2B, uma segunda porta de retorno de meio de resfriamento 7b2 conectada a uma saída da segunda parte de meio presente 2B, uma porta de fornecimento de meio de aquecimento 7c conectada a uma entrada da terceira parte de meio presente 2C e uma porta de retorno de meio de aquecimento 7d conectada a uma saída da terceira parte de meio presente 2C.
Como o tanque de reserva, um primeiro tanque de reserva (1) 5A que mantém a temperatura do primeiro meio de resfriamento que retorna para o refrigerador 7 constante dentro de uma certa faixa, um primeiro tanque de reserva (2) 5B que mantém a temperatura do segundo meio de resfriamento que retorna para o refrigerador 7 constante dentro de uma certa faixa, e um segundo tanque de reserva 6 que mantém a temperatura do meio de aquecimento que retorna para o refrigerador 7 constante dentro de uma certa faixa
108/119 são empregados. Caminhos conectando os primeiros tanques de reserva 5A e 5B, o refrigerador 7 e o cristalizador 1 são iguais aos da figura 1, que representa o sistema de cristalização onde a cristalização é realizada utilizando o meio de resfriamento. Além disso caminhos que ligam o segundo tanque de reserva 6, o refrigerador 7 e o cristalizador 1 são iguais aos da figura 4, que representa o sistema de cristalização onde a fusão é realizada utilizando o meio de aquecimento. Na figura 9, caminhos para alimentar pelo menos uma parte do meio de resfriamento a retornar para o refrigerador 7 a partir do cristalizador para dentro da parte inferior dos primeiros tanques de reserva 5A e 5B são omitidos, e um caminho para alimentar pelo menos uma parte do meio de aquecimento a retornar para o refrigerador 7 a partir do cristalizador dentro da parte superior do segundo tanque de reserva é omitido.
Na modalidade mostrada na figura 9, é preferível que tanto um caminho 33, que liga a entrada da parte com meio presente 2A do primeiro cristalizador IA, a entrada da parte com meio presente 2B do segundo cristalizador 1B e a entrada da parte do meio presente 2C do terceiro cristalizador 1C, e um caminho de 34, que liga a saída da parte com meio presente 2A do primeiro cristalizador IA, a saída da parte com meio presente 2B do segundo cristalizador 1B e a saída da parte com meio presente 2C do terceiro cristalizador 1C são fornecidos. Cada um dos caminhos 33 e 34 tem um caminho para o primeiro meio de resfriamento, um caminho para o segundo meio de resfriamento e um caminho para o meio de aquecimento.
De acordo com a modalidade mostrada na figura 9, uma
109/119 solução a ser cristalizada é resfriada pelo primeiro meio de resfriamento, deste modo realizando uma primeira parte da operação de cristalização, e a solução resfriada é cristalizada pelo segundo meio de resfriamento, deste modo realizando uma última parte da operação de cristalização. Quando o primeiro meio de resfriamento e o segundo meio de resfriamento são utilizados como acima, energia de energia na operação de cristalização pode ser alcançada. Na parte inicial da etapa de cristalização, uma parte da solução pode ser cristalizada quando a solução é resfriada pelo primeiro meio de resfriamento.
Depois da parte inicial da operação de cristalização no primeiro cristalizador IA, a última parte da operação de cristalização no segundo cristalizador 1B e a operação de fusão no terceiro cristalizador 1C terem terminado, o segundo meio de resfriamento é fornecido para o primeiro cristalizador IA , o meio de aquecimento é fornecido para o segundo cristalizador 1B e o primeiro meio de resfriamento é fornecido ao terceiro cristalizador 1C através do caminho 33, enquanto que o segundo meio de resfriamento descarregado a partir do primeiro cristalizador IA retorna para a segunda porta de retorno de meio de resfriamento 7b2 do refrigerador 7, o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador 1B retorna para a porta de retorno do meio de aquecimento 7d do refrigerador 7, e o primeiro meio de resfriamento descarregado do terceiro cristalizador 1C retorna para a primeira porta de retorno do meio de resfriamento 7bi do refrigerador 7 através do caminho 34. Como resultado, a última parte da operação de cristalização é realizada no primeiro cristalizador IA, a operação de
110/119 fusão é realizada no segundo cristalizador 1B, e a última parte da operação de cristalização é realizada no terceiro cristalizador 1C. Da mesma forma, após a última parte da operação de cristalização no primeiro cristalizador IA, a operação de fusão no segundo cristalizador 1B e a parte inicial da operação de cristalização no terceiro cristalizador 1C terem terminado, os caminhos 33 e 34 são operados, e a operação de fusão é realizada no primeiro cristalizador IA, a parte inicial da operação de cristalização é realizada no segundo cristalizador 1B, e a última parte da operação de cristalização é realizada no terceiro cristalizador 1C. Quando o sistema de cristalização mostrado na figura 9 é usado desta forma, a operação de cristalização e a operação de fusão podem ser executadas com eficácia e o consumo de energia do cristalizador 7 pode ser ainda mais reduzido.
EXEMPLOS (1) Efeito do uso de um tanque de reserva (1-1) No caso de usar um tanque de reserva
Ácido acrílico purificado foi produzido a partir de uma solução de ácido acrílico bruto utilizando um sistema de cristalização mostrado na figura 9. Como um dispositivo de fonte de calor, um refrigerador de absorção foi empregado. Do refrigerador de absorção, um primeiro meio de resfriamento com temperatura de 0°C, um segundo meio de resfriamento com temperatura de -30°C e um meio de aquecimento com temperatura de 40°C são, respectivamente, descarregados em taxas de fluxo de 300 m3/h. Em relação a um cristalizador, um cristalizador fornecido com uma superfície de transferência de calor e tendo uma parte com
111/119 meio presente e uma parte com cristal presente dividido pela superfície de transferência de calor foi usado.
A solução de ácido acrílico bruta consistiu de 94,3% em massa de ácido acrílico, 2,3% em massa de água, 2,0% em massa de ácido acético, 0,4% em massa de ácido maleico e 1,0% em massa de outras impurezas. 20 ton da solução de ácido acrílico bruto de 30°C foi fornecido para a parte com cristal do cristalizador, enquanto o primeiro meio de resfriamento de 0°C foi fornecido para a parte com meio presente do cristalizador, deste modo realizando de uma parte inicial da etapa de cristalização. Nesta ocasião, um primeiro tanque de reserva (1) que retém uma certa quantidade do primeiro meio de resfriamento foi utilizado de modo que a temperatura do primeiro meio de resfriamento que retornou para o refrigerador foi mantida a 5°C.
A temperatura do primeiro meio de resfriamento que retornou para o refrigerador foi monitorada, e quando a temperatura excedeu 5°C, uma parte do primeiro meio de resfriamento descarregado do cristalizador foi alimentada para uma parte superior do primeiro tanque de reserva (1) e o primeiro meio de resfriamento que foi descarregado a partir da parte inferior do primeiro tanque de reserva (1) retornou para o refrigerador junto com o resto do primeiro meio de resfriamento descarregado do cristalizador. Nesta ocasião, o primeiro meio de resfriamento foi alimentado ao primeiro tanque de reserva (1) a 150 m3/h até 300 m3/h, e retornou para o refrigerado sem fluxo através do primeiro tanque de reserva (1) de 0 m3/h até 150 m3/h.
Quando a temperatura do primeiro meio de resfriamento que retornou para o refrigerador ficou abaixo de 5°C, uma
112/119 parte do primeiro meio de resfriamento de 0°C, que deve ser fornecida ao cristalizador a partir do refrigerador foi alimentada para a parte inferior do primeiro tanque de reserva (1) e o primeiro meio de resfriamento foi descarregado a partir da parte superior do primeiro tanque de reserva (1) em uma quantidade igual. O primeiro meio de resfriamento descarregado da parte superior do primeiro tanque de reserva (1) retornou para o refrigerador junto com o primeiro meio de resfriamento descarregado do cristalizador. Nesta ocasião, o primeiro meio de resfriamento foi alimentado ao cristalizador de 150 m3/h a 300 m3/h e alimentado ao primeiro tanque de reserva (1) a 0 m3/h até 150 m3/h.
A parte inicial da etapa de cristalização foi realizada por 40 minutos, e o desempenho da refrigeração do refrigerador foi de 1250 kW durante esta operação.
Subsequentemente, o segundo meio de resfriamento de 30°C foi fornecido para a parte do meio presente do cristalizador, deste modo realizando uma última parte da etapa de cristalização. Nesta ocasião, um primeiro tanque de reserva (2) que retém uma certa quantidade do meio de resfriamento foi utilizado de modo que a temperatura do segundo meio de resfriamento que retornou para o refrigerador foi mantida a -25°C.
A temperatura do segundo meio de resfriamento que retornou para o refrigerador foi monitorada e, dependendo dos casos se a temperatura excedeu -25°C ou ficou abaixo de -25°C, o primeiro tanque de reserva (2) foi utilizado da mesma maneira como o caso do primeiro meio de resfriamento. A última parte da etapa de cristalização foi realizada por
113/119 minutos, resultando na obtenção de um cristal de ácido acrílico. 0 desempenho de refrigeração do refrigerador foi de 1250 kW na última parte da etapa de cristalização.
Subsequentemente, o meio de aquecimento de 40°C foi fornecido para a parte com meio do cristalizador, deste modo realizando a etapa de fusão. Na etapa de fusão, uma operação de condensação também foi realizada. Nesta ocasião, um segundo tanque de reserva que retém uma certa quantidade do meio de aquecimento foi utilizado de modo que a temperatura do meio de aquecimento que retornou para o refrigerador foi mantida a 35°C.
A temperatura do meio de aquecimento que retornou para o refrigerador foi monitorada, e quando a temperatura caiu abaixo de 35°C, uma parte do meio de aquecimento descarregado do cristalizador foi alimentada para uma parte inferior do segundo tanque de reserva e o meio de aquecimento foi descarregado de uma parte superior do segundo tanque de reserva em quantidade igual. O meio de aquecimento descarregado a partir da parte superior do segundo tanque de reserva que retornou para o refrigerador juntamente com o resto do meio de aquecimento descarregou do cristalizador. Nesta ocasião, o meio de aquecimento foi alimentado ao segundo tanque de reserva a 150 m3/h até 3 00 m3/h e retornou para o refrigerador sem fluir através do segundo tanque de reserva a 0 m3/h até 150 m3/h.
Quando a temperatura do meio de aquecimento que retorno para o refrigerador excedeu 35°C, uma parte do meio de aquecimento a 40°C, que deve ser fornecido ao cristalizador a partir do refrigerador, foi alimentado à parte superior do segundo tanque de reserva e o meio de
114/119 aquecimento foi descarregado da parte inferior do segundo tanque de reserva em quantidade igual. O meio de aquecimento descarregado da parte inferior do tanque de reserva de reserva retorno para o refrigerador juntamente com o meio de aquecimento descarregado do cristalizador. Nesta ocasião, o meio de aquecimento foi alimentado ao cristalizador a 150 m3/h até 300 m3/h e alimentado ao segundo tanque de reserva a 0 m3/h até 300 m3/h.
A etapa de fusão foi realizada por 40 minutos, resultando na obtenção de 15 ton de um fundido de ácido acrílico, ou seja, o ácido acrílico purificado. O desempenho de refrigeração do refrigerador foi de -2500 kW na etapa de fusão. Aqui, o desempenho de refrigeração significa uma quantidade de calor adquirida de um objeto por unidade de tempo, e o desempenho para o resfriamento foi representado por + e o desempenho para o aquecimento foi representado por -.
(1-2) No caso de usar um tanque de reserva que não seja de acordo com as operações da presente invenção
A primeira e última partes da etapa de cristalização e a etapa de fusão foram realizadas da mesma maneira como no exemplo da seção acima (1-1) , exceto que o primeiro meio de resfriamento, o segundo meio de resfriamento e o meio de aquecimento descarregado do cristalizador foram totalmente alimentados aos tanques de reserva correspondentes e retornaram continuamente para o refrigerado a partir dos tanques de reserva. A temperatura de cada um do primeiro meio de resfriamento, o segundo meio de resfriamento e o meio de aquecimento que retornaram para o refrigerador foi alterada na faixa de cerca de 10°C em cada etapa. Como
115/119 resultado, o frigorífico não poderia trabalhar de forma estável mantendo a temperatura de cada meio fornecido ao cristalizador a partir do refrigerado constante, por meio do que a operação de cristalização foi desestabilizada e o consumo de energia foi aumentado.
(1-3) No caso de não usar um tanque de reserva
A primeira e última partes da etapa de cristalização e da etapa de fusão foram realizadas da mesma maneira como no exemplo da seção acima (1-1), exceto que o tanque de reserva não foi utilizado. A faixa de temperatura de cada um dos primeiro meio de resfriamento, segundo meio de resfriamento e o meio de aquecimento que retornaram para o refrigerador foi maior do que 20 °C em cada etapa, e o refrigerador não pôde funcionar de modo a manter a temperatura de cada meio fornecido ao cristalizador a partir do refrigerador constante, por meio do que a operação de cristalização foi desestabilizada e o consumo de energia foi aumentado.
(2) Efeito da utilização de um meio de resfriamento e um meio de aquecimento como as fontes mútuas (2-1) No caso de utilizar mutuamente um meio de resfriamento e um meio de aquecimento
Ácido acrílico purificado foi produzido a partir de uma solução de ácido acrílico bruto utilizando um sistema de cristalização mostrado na figura 9, da mesma forma como no exemplo da seção acima (1-1). O tanque de reserva não foi utilizado na produção do ácido acrílico purificado. A solução de ácido acrílico bruto utilizada foi igual àquela no exemplo da seção acima (1-1) . As temperaturas e as quantidades dos meios respectivos descarregados do
116/119 cristalizador foram iguais àquelas no exemplo da seção acima (1-1).
ton da solução de ácido acrílico bruto de 30°C foram fornecidas para a parte com cristal de um primeiro 5 cristalizador, enquanto o primeiro meio de resfriamento de 0°C foi fornecido para a parte de meio presente do primeiro cristalizador, deste modo realizando uma parte inicial da etapa de cristalização. No primeiro cristalizador, antes da parte inicial da etapa de cristalização, a etapa de fusão 10 foi realizada.
Enquanto a parte inicial da etapa de cristalização foi realizada no primeiro cristalizador, a última parte da etapa de cristalização e a etapa de fusão foram realizadas em um segundo cristalizador e um terceiro cristalizador, 15 respectivamente. Na parte com cristal presente do segundo cristalizador, uma solução de ácido acrílico bruto resfriada, que foi obtida realizando a parte inicial da etapa de cristalização estava presente, e a última parte da etapa de cristalização foi realizada fornecendo o segundo 20 meio de resfriamento de -30°C na parte com meio presente do segundo cristalizador. Na parte com cristal presente do terceiro cristalizador, ácido acrílico cristalizado, que se formou realizando a última parte da etapa de cristalização, estava presente, e a etapa de fusão foi realizada através 25 do fornecimento do meio de aquecimento dentro da parte com meio presente do terceiro cristalizador. Como resultado, 15 ton de um material fundido de ácido acrílico, isto é, o ácido acrílico purificado, foram obtidos. Na etapa de fusão, uma operação de condensação também foi realizada.
No primeiro cristalizador, o primeiro meio de
117/119 resfriamento de 0°C foi fornecido, e o primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador foi utilizado como uma fonte do meio de aquecimento no momento logo após o início da parte inicial da etapa de cristalização, uma vez que o primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador tinha temperatura de 20°C ou mais. 0 primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador foi utilizada como fonte do meio de aquecimento até a sua temperatura ficar abaixo de 20°C, aquela temperatura correspondeu à média das temperaturas do primeiro meio de resfriamento e o meio de aquecimento descarregado do resfriador, e depois da temperatura do primeiro meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador ficar abaixo de 20°C, o primeiro meio de resfriamento foi utilizado como uma fonte do primeiro meio de resfriamento.
No segundo cristalizador, o segundo meio de resfriamento de -30°C foi fornecido, e o segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador foi utilizado como uma fonte do primeiro meio de resfriamento no momento logo após o início da última parte da etapa de cristalização, uma vez que o segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador teve temperatura de 15°C ou mais. 0 segundo meio de resfriamento descarregado do segundo cristalizador foi utilizado como a fonte do primeiro meio de resfriamento até que a temperatura deste ficasse abaixo de -15°C, aquela temperatura correspondendo à média das temperaturas do segundo meio de resfriamento e o primeiro meio de resfriamento descarregado do refrigerador, e depois da temperatura do segundo meio de
118/119 resfriamento descarregado do segundo cristalizador ficar abaixo de -15°C, o segundo meio de resfriamento foi utilizado como uma fonte do segundo meio de resfriamento.
No terceiro cristalizador, o meio de aquecimento de 40 °C foi fornecido, e o meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador foi utilizado como fonte do segundo meio de resfriamento no momento logo após o início da etapa de fusão, uma vez que o meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador tinha uma temperatura de 5°C ou menor. O meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador foi utilizado como a fonte do segundo meio de resfriamento até a temperatura deste exceder 5°C, aquela temperatura correspondendo à média das temperaturas do meio de aquecimento e o segundo meio de resfriamento descarregado do refrigerador, e depois que a temperatura do meio de aquecimento descarregado do terceiro cristalizador excedeu 5°C, o meio de aquecimento foi utilizado como uma fonte do meio de aquecimento.
As respectivas etapas foram realizadas durante 40 minutos. A potência elétrica média do refrigerador em cada etapa foi a seguinte: desempenho de refrigeração para resfriar o primeiro meio de resfriamento até 0°C foi 1100 kW; o desempenho de refrigeração para o resfriamento do segundo meio de resfriamento até -30°C foi 1100 kW; e o desempenho de refrigeração para aquecer o meio de aquecimento até 40°C foi de -2250 kW. Aqui, o desempenho de refrigeração significa uma quantidade de calor adquirida de um objeto por unidade de tempo. Assim, o desempenho para a refrigeração foi representado por + e o desempenho para o aquecimento foi representado por
119/119 (2-2) No caso de utilizar não mutuamente um meio de resfriamento e um meio de aquecimento
A parte inicial da etapa de cristalização, a última parte da etapa de cristalização e a etapa de fusão foram realizadas no respectivo cristalizador da mesma maneira como no exemplo da seção acima (2-1), exceto que o primeiro meio de resfriamento foi utilizado totalmente para a fonte do primeiro meio de resfriamento, o segundo meio de resfriamento foi utilizado totalmente para a fonte do segundo meio de resfriamento, e o meio de aquecimento foi utilizado totalmente para a fonte do meio de aquecimento.
A potência elétrica média do refrigerado em cada etapa foi como a seguir: desempenho de refrigeração para o resfriamento do primeiro meio de resfriamento até 0°C foi de 1225 kW; o desempenho de refrigeração para o resfriamento do segundo meio de resfriamento até -30°C foi de 1225 kW; e o desempenho de refrigeração para aquecer o meio de aquecimento até 40°C foi de -2500 kW.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL
A presente invenção pode ser usada para um processo para produzir ácido (met)acrílico que compreende uma etapa de cristalização e/ou uma etapa de fusão. Além disso, o sistema de cristalização da presente invenção pode ser usado para cristalização e/ou fusão.
EXPLICAÇÃO DE REFERÊNCIA
1, ΙΑ, 1B, 1C: cristalizador
4, 4A, 4B: dispositivo de fonte de calor
5, 5A, 5B: primeiro tanque de reserva
6: segundo tanque de reserva
7: refrigerador
Claims (19)
- REIVINDICAÇÕES1. Processo para produzir ácido (met)acrílico, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:fornecer um meio de resfriamento a um cristalizador de um dispositivo de fonte de calor, deste modo cristalizando ácido (met)acrílico de uma solução de ácido (met)acrílico bruta; e descarregar o meio de resfriamento do cristalizador e retornar o meio de resfriamento para o dispositivo de fonte de calor;em que:a temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante por uma primeira operação de ajuste ou uma segunda operação de ajuste;a primeira operação de ajuste sendo realizada pela alimentação de pelo menos uma parte do meio de resfriamento a retornar para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador em uma parte superior de um primeiro tanque de reserva e resfriando o meio de resfriamento de uma parte inferior do primeiro tanque de reserva para o dispositivo de fonte de calor; e a segunda operação de ajuste é efetuada alimentando pelo menos uma parte do meio de resfriamento a ser fornecido ao cristalizador a partir do dispositivo de fonte de calor e/ou o meio de resfriamento a retornar para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador para a parte inferior do primeiro tanque de reserva e descarregando o meio de resfriamento da parte superior do primeiro tanque de reserva para retornar para o dispositivo
- 2/13 de fonte de calor.2. Processo para produzir ácido (met)acrílico, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:fornecer um meio de aquecimento para um cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, deste modo fundindo o ácido (met)acrílico cristalizado; e descarregar o meio de aquecimento do cristalizador e retornar o meio de aquecimento para o dispositivo de fonte de calor;em que:a temperatura do meio de aquecimento eu retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante por uma terceira operação de ajuste ou uma quarta operação de ajuste;a terceira operação de ajuste é realizada pela alimentação de pelo menos uma parte do meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador em uma parte inferior de um segundo tanque de reserva e descarregar o meio de aquecimento a partir de uma parte superior do segundo tanque de reserva para retornar ao dispositivo de fonte de calor; e a quarta operação de ajuste é realizada alimentando pelo menos uma parte do meio de aquecimento a ser fornecido ao cristalizador a partir do dispositivo de fonte de calor e/ou o meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador dentro da parte superior do segundo tanque de reserva e descarregar o meio de aquecimento da parte inferior do segundo tanque de reserva para retornar ao dispositivo de fonte de calor.
- 3. Processo para produzir ácido (met)acrílico,3/13 caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:fornecer um meio de resfriamento a um cristalizador de um dispositivo de fonte de calor, deste modo cristalizando ácido (met)acrílico de uma solução de ácido (met)acrílico bruta;descarregar o meio de resfriamento do cristalizador e retornar o meio de resfriamento para o dispositivo de fonte de calor;fornecer um meio de aquecimento para o cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, deste moo fundindo o ácido (met)acrílico; e descarregar o meio de aquecimento do cristalizador e retornar o meio de aquecimento para o dispositivo de fonte de calor;em que:a temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante por uma primeira operação de ajuste ou uma segunda operação de ajuste;a temperatura do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante por uma terceira operação de ajuste ou uma quarta operação de ajuste;a primeira operação de ajuste é realizada alimentando pelo menos uma parte do meio de resfriamento a retornar para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador em uma parte superior de um primeiro tanque de reserva e descarregar o meio de resfriamento de uma parte inferior do primeiro tanque de reserva para retornar ao dispositivo de fonte de calor;
- 4/13 a segunda operação de ajuste é realizada pela alimentação de pelo menos uma parte do meio de resfriamento que deve ser fornecido ao cristalizador a partir do dispositivo de fonte de calor e/ou o meio de resfriamento a retornar para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador na parte inferior do primeiro tanque de reserva e descarregar o meio de resfriamento a partir da parte superior do primeiro tanque de reserva para retornar para o dispositivo de fonte de calor;a terceira operação de ajuste é realizada alimentando pelo menos uma parte do meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador em uma parte inferior de um segundo tanque de reserva e descarregando o meio de aquecimento a partir de uma parte superior do segundo tanque de reserva para retornar ao dispositivo de fonte de calor; e a quarta operação de ajuste é realizado alimentando pelo menos uma parte do meio de aquecimento a ser fornecido ao cristalizador a partir do dispositivo de fonte de calor e/ou o meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor a partir do cristalizador para dentro da parte superior do segundo tanque de reserva e descarregando o meio de aquecimento da parte inferior do segundo tanque de reserva para o dispositivo de fonte de calor.4. Processo para produzir ácido (met)acrílico, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:fornecer um meio de resfriamento a um primeiro cristalizador a partir de um dispositivo de fonte de calor, deste modo cristalizando ácido (met)acrílico de uma solução de ácido (met)acrílico bruta;
- 5/13 descarregar o meio de resfriamento do primeiro cristalizador e retornar o meio de resfriamento para o dispositivo de fonte de calor;fornecer um meio de aquecimento a um segundo cristalizador a partir do dispositivo de fonte de calor, deste moo fundindo o ácido (met)acrílico cristalizado; e descarregar o meio de aquecimento do segundo cristalizador e retornar o meio de aquecimento para o dispositivo de fonte de calor;em que:o dispositivo de fonte de calor é um refrigerador;a temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante por uma primeira operação de ajuste ou uma segunda operação de ajuste;a temperatura do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é mantida constante por uma terceira operação de ajuste ou por uma quarta operação de aj uste;a primeira operação de ajuste é realizada alimentando pelo menos uma parte do meio de resfriamento a ser retornado para o dispositivo de fonte de calor a partir do primeiro cristalizador numa parte superior de um primeiro tanque de reserva e descarregando o meio de resfriamento a partir de uma parte inferior do primeiro tanque de reserva para retornar para o dispositivo de fonte de calor;a segunda operação de ajuste é realizada alimentando pelo menos uma parte do meio de resfriamento a ser fornecido ao primeiro cristalizador a partir do dispositivo de fonte de calor e/ou o meio de resfriamento a ser
- 6/13 retornado para o dispositivo de fonte de calor a partir do primeiro cristalizador para dentro da parte inferior do primeiro tanque de reserva e descarregar o meio de resfriamento da parte superior do primeiro tanque de reserva para retornar para o dispositivo de fonte de calor;a terceira operação de ajuste é realizada alimentando pelo menos uma parte do meio de aquecimento a retornar para o dispositivo de fonte de calor a partir do segundo cristalizador em uma parte inferior de um segundo tanque de reserva e descarregando o meio de aquecimento a partir de uma parte superior do segundo tanque de reserva para retornar para o dispositivo de fonte de calor; e a quarta operação de ajuste é realizada pela alimentação de pelo menos uma parte do meio de aquecimento a ser fornecido ao segundo cristalizador a partir do dispositivo de fonte de calor e/ou o meio de aquecimento a ser retornado para o dispositivo de fonte de calor a partir do segundo cristalizador na parte superior do segundo tanque de reserva e descarregando o meio de aquecimento da parte inferior do segundo tanque de reserva para retornar ao dispositivo de fonte de calor.5. Processo para produzir ácido (met)acrílico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que:uma parte ou todo o meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é utilizado como uma fonte do meio de aquecimento, e uma parte ou todo o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador é utilizada como uma fonte do meio de resfriamento de resfriamento.
- 7/136. Processo para a produção de ácido (met)acrílico de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que:o meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é utilizado como a fonte do meio de aquecimento quando a temperatura do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é maior do que a do mio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador; e o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador é utilizado como a fonte do meio de resfriamento quando a temperatura do meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador é menor do que aquela do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador.7. Processo para a produção de ácido (met)acrílico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que:o meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é utilizado como a fonte do meio de aquecimento quando a temperatura do meio de resfriamento descarregado do primeiro cristalizador é maior do que uma temperatura predeterminada entre a temperatura do meio de resfriamento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor e a temperatura do meio de aquecimento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor; e o meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador é utilizado como a fonte do meio de resfriamento quando a temperatura do meio de aquecimento descarregado do segundo cristalizador é inferior à da temperatura predeterminada entre a temperatura do meio de
- 8/13 resfriamento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor e a temperatura do meio de aquecimento fornecido a partir do dispositivo de fonte de calor.8. Processo para a produção de ácido (met)acrílico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que:o primeiro tanque de reserva mantém uma certa quantidade do fluido de resfriamento, o segundo tanque de reserva retém uma certa quantidade do meio de aquecimento, e cada um dos meios de resfriamento retidos no primeiro tanque de reserva e o meio de aquecimento retido no segundo tanque de reserva tem um gradiente de temperatura de modo que uma parte superior seja de alta temperatura e uma parte inferior seja de baixa temperatura.
- 9. Processo para a produção de ácido (met)acrílico, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que :a temperatura do meio de resfriamento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é ajustada dependendo das temperaturas da parte superior e na parte inferior do meio de resfriamento retido no primeiro tanque de reserva, e a temperatura do meio de aquecimento que retorna para o dispositivo de fonte de calor é ajustada dependendo das temperaturas da parte superior e da parte inferior do meio de aquecimento retido no segundo tanque de reserva.
- 10. Processo para a produção de ácido (met)acrílico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que:o primeiro tanque de reserva é fornecido com aberturas9/13 em uma parte superior e em uma parte inferior do mesmo, '4 através das quais o meio de resfriamento passa, onde a distância entre a abertura na parte superior e a abertura na parte inferior do primeiro tanque de reserva é igual ou5 maior de um comprimento de seção transversal máxima do primeiro tanque de reserva, e o segundo tanque de reserva é fornecido com aberturas em uma parte superior e em uma parte inferior do mesmo, através das quais o meio de aquecimento passa, onde a10 distância entre a abertura na parte superior e a abertura na parte inferior do segundo tanque de reserva é igual a ou maior do que um comprimento de seção transversal máxima do segundo tanque de reserva.
- 11. Processo para a produção de ácido (met)acrílico,15 de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: desidratar glicerina ou 2-metilglicerina para converter em (met)acroleína; e oxidar a (met)acroleína para converter em ácido20 (met)acrílico, obtendo-se assim a solução de ácido (met)acrílico bruta.
- 12. Processo para a produção de ácido (met)acrílico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de:25 desidratar o ácido hidroxipropiônico ou ácido 2-metil3-hidroxipropiônico para converter em ácido (met)acrílico, obtendo-se assim a solução de ácido (met)acrílico bruta.
- 13. Processo para produzir uma resina hidrofílica, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de:polimerizar componente(s) monomérico(s) incluindo o10/13 ácido (met)acrílico obtido pelo processo de produção de 4 acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
- 14. Processo para produzir uma resina absorvente, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de:5 polimerizar componente(s) monomérico(s) incluindo o ácido (met)acrílico obtido pelo processo de produção de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
- 15. Sistema de cristalização, caracterizado pelo fato de compreender:10 um cristalizador fornecido com uma superfície de transferência de calor e que tem uma parte com meio e uma parte com cristal dividido pela superfície de transferência de calor;um dispositivo de fonte de calor fornecido com uma15 porta de fornecimento de meio de resfriamento conectada a uma entrada da parte com meio presente, e uma porta de retorno com meio de resfriamento conectada a uma saída da parte com meio presente; e um primeiro tanque de reserva fornecido com uma20 abertura superior ligada à saída da parte com meio presente e a porta de retorno de meio de resfriamento, e uma abertura inferior conectada à porta de fornecimento de meio de resfriamento e/ou à saída da parte contendo meio e a porta de retorno de meio de resfriamento.25
- 16. Sistema de cristalização, caracterizado pelo fato de compreender:um cristalizador munido com uma superfície de transferência de calor e tendo uma parte de meio presente e uma parte com cristal presente dividido pela superfície de 30 transferência de calor;11/13 um dispositivo de fonte de calor fornecido com uma ii porta de fornecimento de meio de aquecimento conectada a uma entrada da parte com meio presente, e uma porta de retorno de meio de aquecimento conectada a uma saída da 5 parte com meio presente; e um segundo tanque de reserva munido com uma abertura superior ligada à porta de fornecimento de meio de aquecimento e/ou à saída da parte com meio presente e a porta de retorno de meio de aquecimento, e uma abertura 10 inferior ligada à saída da parte com meio presente e a porta de retorno de meio de aquecimento.
- 17. Sistema de cristalização, caracterizado pelo fato de compreender:um cristalizador munido com uma superfície de15 transferência de calor e tendo uma parte de meio presente e uma parte com cristal presente dividida pela superfície de transferência de calor;um primeiro dispositivo de fonte de calor munido com uma porta de fornecimento de meio de resfriamento ligada a 20 uma entrada da com meio presente, e uma porta de retorno de meio de resfriamento conectada a uma saída da parte com meio presente;um segundo dispositivo de fonte de calor munido com uma porta de fornecimento de meio de aquecimento conectada 25 à entrada da parte com meio presente, e uma porta de retorno de meio de aquecimento conectada à saída da parte com meio;um primeiro tanque de reserva munido com uma abertura superior conectada à saída da parte com meio presente e a 3 0 porta de retorno de meio de resfriamento; e uma abertura12/13 inferior conectada à porta de fornecimento de meio de resfriamento e/ou a saída da parte com meio presente e a porta de retorno de meio de resfriamento; e um segundo tanque de reserva munido com uma abertura5 superior conectada à porta de fornecimento de meio de aquecimento e/ou à saída da parte com meio presente e a porta de retorno de meio de aquecimento, e uma abertura inferior ligada à saída da parte com meio presente e a porta de retorno de meio de aquecimento.10
- 18. Sistema de cristalização, caracterizado pelo fato de compreender:um primeiro cristalizador munido com uma primeira superfície de transferência de calor e tendo uma primeira parte com meio presente e uma primeira parte com cristal 15 presente dividido pela primeira superfície de transferência de calor;um segundo cristalizador munido com uma segunda superfície de transferência de calor e que tem uma segunda parte com meio presente e uma segunda parte de cristal 20 presente dividido pela segunda superfície de transferência de calor;um refrigerador munido com uma porta de fornecimento de meio de resfriamento conectada a uma entrada da primeira parte com meio presente, uma porta de retorno de meio de 25 resfriamento conectada a uma saída da primeira parte de meio presente, uma porta de fornecimento de meio de aquecimento conectada a uma entrada da segunda parte com meio presente e uma porta de retorno de meio de aquecimento conectada a uma saída da segunda parte com meio presente;30 um primeiro tanque de reserva munido com uma abertura13/13 superior ligada à tomada saída da primeira parte com meio presente primeiro e a porta de retorno de meio de resfriamento, e uma abertura inferior conectada à porta de fornecimento de meio de resfriamento e/ou à saída da 5 primeira parte com meio presente e a porta de retorno de meio de resfriamento; e um segundo tanque de reserva munido com uma abertura superior conectada à porta de fornecimento de meio de aquecimento e/ou à saída da parte com meio presente e a 10 porta de retorno de meio de aquecimento, e uma abertura inferior conectada à saída da segunda parte com meio presente e a porta de retorno de meio de aquecimento.
- 19. Sistema de cristalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de 15 que a distância entre a abertura superior e a abertura inferior é igual ou maior do que um comprimento de seção transversal máximo no primeiro tanque de reserva e o segundo tanque de reserva.
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