BRPI1104013B1 - INTEGRATED SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ETHYL ACETATE, ACETALDEHYDE, HYDROGEN AND ETHYLENE, INTEGRATED PROCESS FOR OBTAINING ETHYL ACETATE, ACETALDEHYDE, HYDROGEN AND ETHYLENE - Google Patents

INTEGRATED SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ETHYL ACETATE, ACETALDEHYDE, HYDROGEN AND ETHYLENE, INTEGRATED PROCESS FOR OBTAINING ETHYL ACETATE, ACETALDEHYDE, HYDROGEN AND ETHYLENE Download PDF

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Abstract

sistema integrado para produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno, processo integrado de obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno e, produtos assim obtidos. a presente invenção descreve um sistema integrado para obtenção de acetato de etila, acetaldeido, hidrogênio e etileno de alto valor agregado a partir de um processo envolvendo etapa de reação compreendendo um catalisador do tipo hidrotalcita calcinada. o dito sistema proposto bem como o objeto adicional da presente invenção compreendendo um processo integrado para produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno, contém adicionalmente etapas de desidrogenação e desidratação, separação e obtenção dos produtos desejados, conferindo reaproveitamento de solventes em etapas subsequentes. o sistema de obtenção dos multiprodutos apresenta duas configurações preferenciais que permitem menor consumo de solventes e ao mesmo tempo reduz o consumo de energia. com isso, os produtos finais obtidos apresentam alta pureza, em um processo de alta eficiência e com aproveitamento energético. assim sendo, a presente invenção é uma alternativa para o setor produtivo alcoolquímico em especial àquelas que produzem solventes de alta pureza.integrated system for the production of ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene, integrated process for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene and products thus obtained. The present invention describes an integrated system for obtaining high added value ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene from a process involving reaction step comprising a calcined hydrotalcite type catalyst. said proposed system as well as the additional object of the present invention comprising an integrated process for the production of ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene, additionally contains dehydrogenation and dehydration steps, separation and obtaining the desired products, conferring solvent reuse in stages. subsequent The multi-product procurement system features two preferred configurations that allow lower solvent consumption while reducing energy consumption. Thus, the final products obtained are of high purity, in a process of high efficiency and energy efficiency. therefore, the present invention is an alternative to the alcoholic productive sector especially those producing high purity solvents.

Description

“SISTEMA INTEGRADO PARA PRODUÇÃO DE ACETATO DE ETILA, ACETALDEÍDO, HIDROGÊNIO E ETILENO, PROCESSO INTEGRADO DE OBTENÇÃO DE ACETATO DE ETILA, ACETALDEÍDO, HIDROGÊNIO E ETILENO E, PRODUTOS ASSIM OBTIDOS”“INTEGRATED SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ETHYL ACETATE, ACETALDEHYDE, HYDROGEN AND ETHYLENE, INTEGRATED PROCESS OF OBTAINING ETHYL ACETATE, ACETALDEHYDE, HYDROGEN AND ETHYLENE AND PRODUCTS SO OBTAINED”

CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF THE INVENTION

A presente invenção descreve um sistema integrado para produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio, etileno e água a partir de etanol. O sistema proposto, bem como o único processo integrado para a obtenção de multiprodutos de interesse e de alto valor comercial, garantem maior eficiência de aproveitamento dos solventes e aproveitamento energético. As configurações preferenciais da presente invenção permitem um menor consumo de solventes, já que, vantajosamente, apresentam uma única mistura azeotrópica e produzem um grande número de produtos oriundos do etanol, em pressão atmosférica, reduzindo o consumo energético, consequentemente, esta invenção contribui com o meio ambiente em relação às tecnologias hoje existentes. Assim sendo, a presente invenção é uma alternativa para o setor produtivo alcoolquímico em especial àquelas que produzem solventes de alta pureza, além de gerar hidrogênio, uma fonte de energia limpa.The present invention describes an integrated system for the production of ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen, ethylene and water from ethanol. The proposed system, as well as the only integrated process for obtaining multiproducts of interest and of high commercial value, guarantee greater efficiency in the use of solvents and energy use. The preferred configurations of the present invention allow a lower consumption of solvents, since, advantageously, they present a single azeotropic mixture and produce a large number of products from ethanol, at atmospheric pressure, reducing energy consumption, consequently, this invention contributes to the environment in relation to existing technologies. Therefore, the present invention is an alternative for the alcohol-chemical production sector, especially those that produce high purity solvents, in addition to generating hydrogen, a clean energy source.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

O setor industrial brasileiro produz etileno, óxido de etileno, butanol, octanol, acetaldeído, ácido acético, acetato de etila, acetato de butila, butadieno e outros produtos em menor escala a partir do etanol. Parte da tecnologia aplicada não é recente, mas local, uma vez que a indústria canavieira sempre abasteceu o mercado de forma razoável com etanol e, assim, o seu uso como matéria-prima na indústria química remonta a 1920 (JEWUR, S.S., A. Química Nova, p.67, 1984) e (MENEZES, T.J.B., Etanol o combustível do Brasil, Editora Agronômica Ceres, 1980). De acordo com o estado da técnica, observa-se a produção de um determinado produto a partir do etanol, diferentemente do proposto na presente invenção, que gera multiprodutos.The Brazilian industrial sector produces ethylene, ethylene oxide, butanol, octanol, acetaldehyde, acetic acid, ethyl acetate, butyl acetate, butadiene and other products on a smaller scale from ethanol. Part of the applied technology is not recent, but local, since the sugarcane industry has always reasonably supplied the market with ethanol and, therefore, its use as a raw material in the chemical industry dates back to 1920 (JEWUR, SS, A. Química Nova, p.67, 1984) and (MENEZES, TJB, Ethanol the fuel of Brazil, Editora Agronômica Ceres, 1980). According to the state of the art, the production of a certain product from ethanol is observed, differently from what is proposed in the present invention, which generates multi-products.

2/27 ί2/27 ί

Ο etileno é ο precursor de grande gama de produtos dependendo do processo em que é empregado. Alguns derivados do etileno ou eteno são descritos por (SOUZA, A.M., SOUSA-AGUIAR, E.F. Química e Derivados, p,64, 1983).Ileno ethylene is a precursor to a wide range of products depending on the process in which it is used. Some derivatives of ethylene or ethylene are described by (SOUZA, A.M., SOUSA-AGUIAR, E.F. Química e Derivados, p, 64, 1983).

O pedido de patente PI8205956-0 de 13/10/1982 trata da produção de etileno a partir de etanol empregando um catalisador a base de ácido fosfórico em fase vapor. É descrito apenas o catalisador e não as etapas posteriores de separação nem a conversão obtida pelo mesmo.Patent application PI8205956-0 of 10/13/1982 deals with the production of ethylene from ethanol using a catalyst based on phosphoric acid in the vapor phase. Only the catalyst is described and not the subsequent separation steps or the conversion obtained by it.

Dois documentos descrevem a conversão de etanol em etileno, a PI8504106-8 de 27/08/1985 e a PI8700422-4 de 30/01/1987. O primeiro documento emprega um catalisador do tipo zeólita contendo um silicato substituído por um metal e para manter a conversão total do etanol é necessário regular a temperatura do catalisador e a vazão do material de partida. Já o segundo emprega especificamente um catalisador do tipo zeólito aluminossilicato cristalino. Nestes casos, assim como o anterior é descrito apenas o catalisador e não as etapas posteriores de separação nem a conversão obtida pelo mesmo. Diferentemente, a presente invenção trata de um sistema integrado, descrevendo duas configurações completas, para a produção de hidrogênio, acetato de etila e acetaldeído. Além disso, o catalisador empregado apresenta características ácidas e básicas que também gera no processo etileno, água e hidrogênio.Two documents describe the conversion of ethanol to ethylene, PI8504106-8 of 08/27/1985 and PI8700422-4 of 01/30/1987. The first document uses a zeolite-type catalyst containing a metal-substituted silicate and to maintain the total conversion of ethanol, it is necessary to regulate the temperature of the catalyst and the flow rate of the starting material. The second one specifically employs a crystalline aluminosilicate zeolite type catalyst. In these cases, just like the previous one, only the catalyst is described and not the subsequent separation steps or the conversion obtained by it. In contrast, the present invention deals with an integrated system, describing two complete configurations, for the production of hydrogen, ethyl acetate and acetaldehyde. In addition, the catalyst used has acidic and basic characteristics that also generates ethylene, water and hydrogen in the process.

O documento W02007063279 de 07/06/07 descreve a produção integrada de etileno e propileno a partir de propanol na fase vapor. Desvantajosamente, o processo é realizado em 7 colunas e em dois reatores, já no presente invento o processo envolve 4 ou 5 colunas para produção não só de etileno a partir de etanol, mas também de hidrogênio, acetato de etila e acetaldeído, além de vantajosamente retificar o solvente.Document W02007063279 of 07/06/07 describes the integrated production of ethylene and propylene from propanol in the vapor phase. Disadvantageously, the process is carried out in 7 columns and in two reactors, in the present invention the process involves 4 or 5 columns for the production not only of ethylene from ethanol, but also of hydrogen, ethyl acetate and acetaldehyde, besides being advantageously rectify the solvent.

Outro processo de produção de etileno a partir de etanol é descrito no pedido de patente EP1792885 de 29/11/2005. A reação envolvida é de desidratação do etanol gerando éter etílico e etileno, empregando 4 colunas com grande gasto de energia. Os processos de desidratação geram água e como consequência azeotropia entre água e etanol, além da azeotropia do éterAnother process for producing ethylene from ethanol is described in patent application EP1792885 of 11/29/2005. The reaction involved is dehydration of ethanol, generating ethyl ether and ethylene, using 4 columns with great energy expenditure. Dehydration processes generate water and, as a result, azeotropy between water and ethanol, in addition to ether azeotropy

3/27 etílico com a água, consumindo grande quantidade de energia nas separações para produzir apenas dois produtos. O novo processo aqui proposto também gera um pouco de água por ser um catalisador ácido-básico, contudo o etanol é totalmente consumido não apresentando problemas de azeotropia com a água, além de separar parte do acetaldeído que também apresenta azeotropia com o éter etílico em uma das colunas com 99,9% de pureza.3/27 ethyl with water, consuming large amounts of energy in the separations to produce only two products. The new process proposed here also generates some water for being an acid-base catalyst, however ethanol is totally consumed without presenting problems of azeotropy with water, in addition to separating part of the acetaldehyde which also presents azeotropy with ethyl ether in a columns with 99.9% purity.

O acetaldeído também é matéria prima para uma grande quantidade de derivados, como ácido acético, butanol, anídrido acético MVA , PVA e do álcool polivinílico (SOUZA, A.M., SOUSA-AGUIAR, E.F. Química e Derivados, p.64, 1983).Acetaldehyde is also a raw material for a large number of derivatives, such as acetic acid, butanol, acetic anhydride MVA, PVA and polyvinyl alcohol (SOUZA, A.M., SOUSA-AGUIAR, E.F. Química e Derivados, p.64, 1983).

O pedido de patente CN1706550 de 14/04/2005 refere-se a um tipo de catalisador empregado em uma etapa do processo de síntese de acetato de etila com etanol e seu processo de preparação e aplicação. O catalisador de amoniotiomolibidato é preparado a base de sulfurização do catalisador com uma relação específica de enxofre e alumínio. Além do acetato de etila, esse processo também gera acetaldeído, porém a preparação do catalisador e complexa, o que pode gerar problemas nas conversões de acetato de etila. Diferentemente do descrito neste documento, na presente invenção a reação é de desidrogenação e ocorre em fase gasosa, produzindo, além de acetato de etila e acetaldeído, hidrogênio, uma fonte de energia limpa.Patent application CN1706550 of 4/14/2005 refers to a type of catalyst used in a stage of the ethyl acetate synthesis process with ethanol and its preparation and application process. The ammoniotiomolybidate catalyst is prepared based on sulfurization of the catalyst with a specific sulfur and aluminum ratio. In addition to ethyl acetate, this process also generates acetaldehyde, but the preparation of the catalyst is complex, which can lead to problems in ethyl acetate conversions. Unlike what is described in this document, in the present invention the reaction is dehydrogenation and occurs in the gas phase, producing, in addition to ethyl acetate and acetaldehyde, hydrogen, a source of clean energy.

A patente US6399812 de 27/04/2000 descreve a conversão de etanol em acetato de etila, empregando catalisadores de zeólitas impregnados com paládio. A mistura de reação do reator é separada por meio de destilação azeotrópica em três colunas para recuperar o produto acetato de etila e os subprodutos acetaldeído e ácido acético. Desvantajosamente, o processo descrito utiliza solventes para a separação dos compostos, gera resíduos que devem ser tratados, além de gás carbônico. Já no presente invento o catalisador empregado é mais barato que o zeolítico e se levarmos em conta o paládio empregado então este se torna ainda mais caro. Além disso, as reações da presente invenção geram hidrogênio e a água sem acrescentar nenhum outro reagente que não seja o etanol, em pressão atmosférica.The US6399812 patent of 4/27/2000 describes the conversion of ethanol into ethyl acetate, using palladium-impregnated zeolite catalysts. The reaction mixture of the reactor is separated by azeotropic distillation in three columns to recover the ethyl acetate product and the by-products acetaldehyde and acetic acid. Disadvantageously, the described process uses solvents to separate the compounds, generates residues that must be treated, in addition to carbon dioxide. In the present invention, however, the catalyst used is cheaper than the zeolite and if we take into account the palladium used then it becomes even more expensive. In addition, the reactions of the present invention generate hydrogen and water without adding any reagents other than ethanol, at atmospheric pressure.

4/274/27

Acetato de etila é um produto químico comercial mente importante. É especialmente indicado como solvente para os processos de extração na indústria de alimentos, além de ser empregado na preparação de cosméticos, colas e tintas. O acetato de etila de alta pureza é também utilizado como intermediário em sínteses químicas.Ethyl acetate is a commercially important chemical. It is especially indicated as a solvent for extraction processes in the food industry, in addition to being used in the preparation of cosmetics, glues and paints. High purity ethyl acetate is also used as an intermediate in chemical syntheses.

Um dos processos mais utilizados para a produção de acetato de etila é a reação de esterificação entre ácido acético e etanol. Na patente US6693213 de 11/10/2000 o acetato de etila é produzido a partir de etanol e ácido acético e/ou anidrido acético, na presença de um catalisador ácido. Diferentemente da invenção proposta, é realizada uma destilação catalítica em uma única coluna e a pureza máxima conseguida de acetato de etila foi de 96,1%. Já na presente invenção trata-se de um sistema multi-processos, que além de produzir acetato de etila, gera acetaldeído, hidrogênio e etileno com altas purezas.One of the most used processes for the production of ethyl acetate is the esterification reaction between acetic acid and ethanol. In the US6693213 of 11/10/2000, ethyl acetate is produced from ethanol and acetic acid and / or acetic anhydride, in the presence of an acid catalyst. Unlike the proposed invention, catalytic distillation is performed on a single column and the maximum purity achieved for ethyl acetate was 96.1%. In the present invention, however, it is a multi-process system, which in addition to producing ethyl acetate, generates acetaldehyde, hydrogen and ethylene with high purities.

O processo do pedido de patente US2003013908 de 22/12/1999 também produz acetato de etila a partir da reação de ácido acético com etanol, na presença de um catalisador ácido. Além disso, é descrito um passo de destilação dos vapores formados, seguida da condensação para formar uma fase orgânica rica em acetato de etila e uma fase aquosa rica em água. Pelo menos uma parte da fase orgânica da primeira destilação é direcionada para uma membrana de separação, que remove água, álcool, ou a combinação de água e álcool, da fase orgânica rica em acetato de etila. Além de ser um processo ácido, como o descrito na patente citada anteriormente, ou seja, desidratante, prejudicando o rendimento, a separação de água empregando membranas é um processo caro e de difícil manutenção.The patent application process US2003013908 of 12/22/1999 also produces ethyl acetate from the reaction of acetic acid with ethanol, in the presence of an acid catalyst. In addition, a step of distillation of the formed vapors is described, followed by condensation to form an organic phase rich in ethyl acetate and an aqueous phase rich in water. At least part of the organic phase of the first distillation is directed to a separation membrane, which removes water, alcohol, or the combination of water and alcohol, from the organic phase rich in ethyl acetate. In addition to being an acidic process, as described in the patent cited above, that is, dehydrating, impairing performance, water separation using membranes is an expensive and difficult to maintain process.

O pedido de patente CN1616398 de 14/09/2004 refere-se a um processo de produção de acetato de etila por uma torre de esterificação torre com efeito de retificação. Após a reação de ácido acético e etanol, catalisada por ácido sulfúrico, a solução é gaseificada formando um sistema azeótropo de éster, álcool, água e ácido, que é retificado e os produtos separados em uma torre de esterificação. O acetato de etila é fornecido com 95% de pureza.Patent application CN1616398 of 14/09/2004 relates to a process for the production of ethyl acetate by means of a tower esterification tower with rectification effect. After the reaction of acetic acid and ethanol, catalyzed by sulfuric acid, the solution is gasified forming an ester, alcohol, water and acid azeotrope system, which is rectified and the products separated in an esterification tower. Ethyl acetate is supplied with 95% purity.

Outra reação descrita para a obtenção de acetato de etila se encontra no pedido de patente PI0511050-5 de 06/05/2005, que reage etileno e ácidoAnother reaction described for obtaining ethyl acetate is found in patent application PI0511050-5 dated 06/05/2005, which reacts ethylene and acid

5/27 acético, também empregando, desvantajosamente, um catalisador ácido, como descrito acima. O processo da referida invenção envolve relações específicas das concentrações dos reagentes nas correntes de entrada do reator e, caso estes valores sejam alterados, produtos indesejados podem ser formados. A invenção proposta difere da PI0511050-5 visto que é um processo em fase vapor, a pressão atmosférica, em reator de leito fixo, sendo alimentado apenas com etanol. Os produtos gerados são separados em colunas convencionais, apenas na última é alimentado solvente para separar o acetato de etila da água, devido a mistura apresentar azeotropia.5/27 acetic, also disadvantageously employing an acid catalyst, as described above. The process of said invention involves specific relationships of the concentrations of the reactants in the inlet currents of the reactor and, if these values are changed, unwanted products can be formed. The proposed invention differs from PI0511050-5 in that it is a vapor phase process, at atmospheric pressure, in a fixed bed reactor, being fed only with ethanol. The generated products are separated in conventional columns, only in the last one solvent is fed to separate ethyl acetate from water, due to the mixture having azeotropy.

O documento WO2010014145-A2 de 20/07/2009 descreve um dos métodos empregados para a produção de acetato de etila, envolvendo uma reação de hidrogenação do ácido acético. A reação citada neste pedido de patente ocorre a altas temperaturas (225 a 275°C), com pressão entre 10 e 20 atm e utiliza um catalisador bimetálico. A conversão de ácido acético utilizando os catalisadores da invenção é de pelo menos 20% e pode chegar a 70%, com seletividade para acetato de etila de pelo menos 60%, preferencialmente 80% e mais preferencialmente 95%. A invenção proposta difere da apresentada em W02010014145-A2, pois compreende um sistema e um processo integrado para obtenção de acetato de etila e outros derivados como acetaldeído, etileno e hidrogênio, além de utilizar como solvente de reação, um único solvente. A presente invenção faz uso de solvente que promove vantajosa mente a separação do acetato de etila da água, que apresentam ponto de azeotropia quando em mistura binária. O sistema proposto garante aproveitamento da energia térmica promovendo economia energética, além de condições operacionais mais amenas quando comparada com a tecnologia depositada em 2009.WO2010014145-A2 of 20/07/2009 describes one of the methods used for the production of ethyl acetate, involving a hydrogenation reaction of acetic acid. The reaction mentioned in this patent application occurs at high temperatures (225 to 275 ° C), with pressure between 10 and 20 atm and uses a bimetallic catalyst. The conversion of acetic acid using the catalysts of the invention is at least 20% and can reach 70%, with selectivity for ethyl acetate of at least 60%, preferably 80% and more preferably 95%. The proposed invention differs from that presented in W02010014145-A2, as it comprises an integrated system and process for obtaining ethyl acetate and other derivatives such as acetaldehyde, ethylene and hydrogen, in addition to using a single solvent as the reaction solvent. The present invention makes use of a solvent that advantageously promotes the separation of ethyl acetate from water, which has an azeotropic point when in binary mixture. The proposed system guarantees the use of thermal energy, promoting energy savings, in addition to smoother operating conditions when compared to the technology deposited in 2009.

Outro pedido de patente que também descreve uma reação de hidrogenação de ácido acético é a EP0192587-A1 de 30/01/1986. A reação neste caso é catalisada por rutênio depositado em um suporte de sílica, a altas temperaturas (250 a 350°C) e pressões (30 a 100 atm). A presente invenção difere do pedido de patente europeu, pois não utiliza o mesmo catalisador, sendo o rutênio um catalisador de elevado custo. O nosso catalisador opera aAnother patent application that also describes a hydrogenation reaction of acetic acid is EP0192587-A1 of 01/30/1986. The reaction in this case is catalyzed by ruthenium deposited on a silica support, at high temperatures (250 to 350 ° C) and pressures (30 to 100 atm). The present invention differs from the European patent application in that it does not use the same catalyst, with ruthenium being a high cost catalyst. Our catalyst operates

6/27 uma pressão um pouco acima da atmosférica, além de ser uma reação de desidrogenação do etanol gerando o acetato de etila, acetaldeído e etileno, além de hidrogênio, que pode ser utilizado para gerar energia.6/27 a pressure slightly above atmospheric pressure, in addition to being a dehydrogenation reaction of ethanol generating ethyl acetate, acetaldehyde and ethylene, in addition to hydrogen, which can be used to generate energy.

Outro método empregado para a produção de acetato de etila está descrito no pedido de patente PI0300729-4 de 12/03/2003 e envolve uma reação à base de catalisadores de cobre, suportado em zircônio. A invenção proposta difere da apresentada em PI0300729-4, pois compreende um sistema e um processo integrado para obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno, O sistema proposto garante aproveitamento da energia térmica promovendo economia energética, além de condições operacionais mais amenas quando comparada com a tecnologia depositada em 2003, além de vantajosamente utilizar solvente unicamente para separar o acetato de etila da água, e o hidrogênio produzido que pode ser utilizado na geração de energia limpa sem a presença de dióxido de carbono.Another method used for the production of ethyl acetate is described in patent application PI0300729-4 of 12/03/2003 and involves a reaction based on copper catalysts, supported on zirconium. The proposed invention differs from that presented in PI0300729-4, as it comprises a system and an integrated process for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene. The proposed system guarantees the use of thermal energy promoting energy savings, in addition to milder operational conditions when compared to the technology deposited in 2003, in addition to advantageously using solvent only to separate ethyl acetate from water, and the hydrogen produced that can be used to generate clean energy without the presence of carbon dioxide.

Outro pedido de patente que também descreve a produção de acetato de etila é a EP990638-A1 de 01/10/1998. Desvantajosamente, a reação neste caso ocorre a altas pressões (6 a 30 bar), além de ocorrer recirculação de hidrogênio. A presente invenção difere deste pedido de patente pois gera multiprodutos e o hidrogênio não precisa ser re-circulado para promover as condições ótimas do catalisador, então este pode ser utilizado na geração de energia e assim prover o processo com parte da energia necessária para a sua operação.Another patent application that also describes the production of ethyl acetate is EP990638-A1 of 10/1/1998. Disadvantageously, the reaction in this case occurs at high pressures (6 to 30 bar), in addition to hydrogen recirculation. The present invention differs from this patent application in that it generates multi-products and the hydrogen does not need to be recirculated to promote the optimum conditions of the catalyst, so it can be used in the generation of energy and thus provide the process with part of the energy necessary for its operation.

Três documentos tratam da separação do acetato de etila do etanol e água. O pedido de patente CN 1526692 de 22/09/2003 descreve a separação com o uso de reciclos na coluna extrativa, obtendo um teor de 97% de pureza para o acetato de etila.Three documents deal with the separation of ethyl acetate from ethanol and water. Patent application CN 1526692 of 22/09/2003 describes the separation using recycles in the extractive column, obtaining a 97% purity content for ethyl acetate.

Já o pedido de patente CN1706799 de 11/05/2005 trata da separação empregando sais e um agente de extração em uma coluna com seções de retificação dos compostos. O acetato de etila produzido apresenta 99,5% de pureza e o etanol em torno de 95%.The patent application CN1706799 of 11/05/2005 deals with the separation using salts and an extraction agent in a column with compound rectification sections. The ethyl acetate produced is 99.5% pure and ethanol around 95%.

E no documento W0200044696 de 28/01/1999 o processo de separação ocorre por destilação extrativa na presença de um solvente de destilaçãoAnd in document W0200044696 of 01/28/1999 the separation process occurs by extractive distillation in the presence of a distillation solvent

7/27 extrativa selecionado dentre um sulfóxido de dimetil, uma amina, um tiofeno alquilado ou uma parafina.7/27 extractive selected from a dimethyl sulfoxide, an amine, an alkylated thiophene or a paraffin.

Em contrapartida aos três processos descritos acima, na presente invenção o etanol é totalmente consumido e a quantidade de água formada é relativamente pequena o que possibilita a separação do acetato de etila com uma quantidade também menor de solvente, e um pouco de água permanece no éter etílico e no acetaldeído que formam azeotropia.In contrast to the three processes described above, in the present invention ethanol is completely consumed and the amount of water formed is relatively small, which makes it possible to separate ethyl acetate with an even smaller amount of solvent, and a little water remains in the ether ethyl and acetaldehyde that form azeotropy.

Diante das tecnologias descritas, a presente invenção apresenta vantagens sob vários aspectos. Primeiro por utilizar duas possíveis configurações de sistema inédito que englobam todas as etapas do processo de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio, etileno e água a partir de etanol, empregando meios de reação via leito fixo em estado gasoso e segundo, por obter produtos como o hidrogênio, etileno e acetato de etila puros. Além disso, o acetaldeído também pode ser em sua maior parte purificado em um dos modelos propostos.In view of the technologies described, the present invention has advantages in several aspects. First, by using two possible configurations of an unprecedented system that encompass all the stages of the production process of ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen, ethylene and water from ethanol, using means of reaction via fixed bed in gaseous state and second, by obtaining products such as pure hydrogen, ethylene and ethyl acetate. In addition, acetaldehyde can also be mostly purified in one of the proposed models.

Outra vantagem é que o acetato de etila é obtido a partir da reação de desidrogenação do etanol anidro sem o uso de altas pressões. Adicionalmente, é empregado um único solvente para separar o acetato de etila da água ao final do processo. Também são propostas duas configurações para produzir acetaldeído com 99,1 a 99,9 de pureza, apresentando um gasto maior de energia de acordo com a pureza requerida. A presente invenção atende à necessidade de preservar o meio ambiente, com emissão zero de poluentes.Another advantage is that ethyl acetate is obtained from the dehydrogenation reaction of anhydrous ethanol without the use of high pressures. In addition, a single solvent is used to separate ethyl acetate from water at the end of the process. Two configurations are also proposed to produce acetaldehyde with 99.1 to 99.9 purity, presenting a higher energy expenditure according to the required purity. The present invention meets the need to preserve the environment, with zero emission of pollutants.

A presente invenção compreende meios de reação selecionados dentre reatores de leito fixo. O reator de leito fixo possui vantagens em relação a outros tipos de configurações. Simplicidade de operação devido à fixação das partículas no leito, com baixo custo de construção e manutenção, pouca necessidade de equipamentos auxiliares, por não exigir unidades custosas de separação do catalisador a jusante, e larga flexibilidade de operação figuram entre estas vantagens.The present invention comprises reaction media selected from fixed bed reactors. The fixed bed reactor has advantages over other types of configurations. Simplicity of operation due to the fixation of particles in the bed, with low construction and maintenance cost, little need for auxiliary equipment, as it does not require costly units for separating the downstream catalyst, and wide operating flexibility are among these advantages.

As dificuldades usualmente relacionadas ao emprego de reatores de leito fixo referem-se, principalmente, à transferência de calor. Isto se deve ao fato de que a taxa de liberação de energia ao longo do comprimento do reatorThe difficulties usually related to the use of fixed bed reactors refer mainly to heat transfer. This is due to the fact that the rate of energy release along the length of the reactor

8/27 não é uniforme e a maior parte da reação normalmente ocorre nas proximidades da entrada do reator. Alguns artifícios para superar estas dificuldades são conhecidos. Um deles é o emprego de reatores multitubulares, tal como utilizado por McGreavy e Maciel Filho (McGreavy, C.; Maciel Filho, R. 3rd Latin American Conf. Heat and Mass, México, 1988), sendo apenas uma das formas de modificar apropriadamente a condição física do leito. Alguns artifícios são usados para reduzir os efeitos térmicos da reação, tais como o uso de diluentes inertes na alimentação, e também a diluição do catalisador com material sólido inerte. O controle da temperatura do refrigerante externo e a divisão do leito em seções independentes permitem também controlar adequadamente a temperatura interna do reator (Domingues, A. Modelagem e Simulação de Processo de Oxidação do Etanol a Acetaldeído, Campinas, SP. Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, 1992; Maciel Filho, R.; Domingues, A. ISCRE 12 - Twelfth International Symposium on Chemical Reaction Engineering, Turim, Itália, 1992).8/27 is not uniform and most of the reaction normally occurs in the vicinity of the reactor inlet. Some devices for overcoming these difficulties are known. One of them is the use of multitubular reactors, as used by McGreavy and Maciel Filho (McGreavy, C .; Maciel Filho, R. 3rd Latin American Conf. Heat and Mass, Mexico, 1988), being just one of the ways to modify appropriately. the physical condition of the bed. Some devices are used to reduce the thermal effects of the reaction, such as the use of inert diluents in the feed, and also the dilution of the catalyst with inert solid material. The temperature control of the external refrigerant and the division of the bed in independent sections also allow to adequately control the internal temperature of the reactor (Domingues, A. Modeling and Simulation of Ethanol Oxidation Process to Acetaldehyde, Campinas, SP. Faculdade de Engenharia Química, State University of Campinas, 1992; Maciel Filho, R .; Domingues, A. ISCRE 12 - Twelfth International Symposium on Chemical Reaction Engineering, Turin, Italy, 1992).

Com relação ao catalisador, foram utilizados catalisadores de óxidos mistos de cobalto e alumínio derivados da calcinação de materiais do tipo hidrotalcita. Matérias do tipo hidrotalcita calcinados a 500 e 650 °C formam óxidos mistos mesoporosos. (ARAÚJO M.C., Utilização de Hidrotalcitas Mg/Co/AI na Conversão de Etanol, Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, 112p, 2003).Regarding the catalyst, mixed cobalt and aluminum oxide catalysts derived from the calcination of hydrotalcite-type materials were used. Hydrotalcite-type materials calcined at 500 and 650 ° C form mixed mesoporous oxides. (ARAÚJO M.C., Use of Hydrotalcites Mg / Co / AI in Ethanol Conversion, Master's Dissertation, Faculty of Chemical Engineering, State University of Campinas, 112p, 2003).

Nos estudos de adsorção de nitrogênio para observar a distribuição de poros foram encontradas duas regiões de formação de poros para os materiais com 100% de cobalto que à medida que vão sendo calcinados à temperaturas mais altas apresentam apenas uma distribuição de diâmetro de poros, ou seja a 650 °C, e nesta calcinação já não se apresentou a formação de butanol e butiraldeíddo e apenas traços de éter etílico com quantidade maiores de acetaldeído > acetato de etila > etileno. Provavelmente, os poros cilíndricos ou esféricos mais largos tendem a gerar a desidrogenação e a maior proximidade do cobalto e alumínio à característica ácida para a formação do etileno nestes materiais (ARAÚJO M.C., Utilização de Hidrotalcitas Mg/Co/AI na ConversãoIn the nitrogen adsorption studies to observe the pore distribution, two pore formation regions were found for materials with 100% cobalt which, as they are calcined at higher temperatures, present only a pore diameter distribution, ie at 650 ° C, and in this calcination, the formation of butanol and butyraldehyde was no longer present and only traces of ethyl ether with greater amounts of acetaldehyde> ethyl acetate> ethylene. Probably, the larger cylindrical or spherical pores tend to generate dehydrogenation and the greater proximity of cobalt and aluminum to the acid characteristic for the formation of ethylene in these materials (ARAÚJO M.C., Use of Hydrotalcites Mg / Co / AI in Conversion

9/27 de Etanol, Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, 112p, 2003).9/27 Ethanol, Master's Dissertation, Faculty of Chemical Engineering, State University of Campinas, 112p, 2003).

A presente invenção empregou vantajosamente este tipo de material oriundo de hidrotalcitas calcinadas a 650°C por serem relativamente fáceis de preparar e caracterizar, obtendo-se materiais mesoporos ou comumente chamados de nanométricos. Este catalisador de óxidos mistos obtidos com a calcinação a 650°C apresentaram a vantagem de preferencialmente promoverem a desidrogenação do acetaldeído e do acetato de etila gerando uma maior quantidade de hidrogênio e reduzindo, a traços, as quantidades de éter etílico, evidenciando que o processo de desidratação ocorre apenas para moléculas pequenas, como o etileno, e gerando também menores quantidade de água. Já no caso dos óxidos mistos de cobalto é necessária uma maior quantidade de tubos de reatores para garantir a conversão de todo o etanol alimentado, além de desvantajosamente, serem classificados como tóxicos, materiais classe II, e ainda, o cobalto é um mineral pouco encontrado no Brasil, devendo ser sempre importado..The present invention advantageously employed this type of material from hydrotalcites calcined at 650 ° C because they are relatively easy to prepare and characterize, obtaining mesoporous or commonly called nanometric materials. This mixed oxide catalyst obtained with calcination at 650 ° C had the advantage of preferentially promoting the dehydrogenation of acetaldehyde and ethyl acetate, generating a greater amount of hydrogen and reducing, in traces, the amounts of ethyl ether, showing that the process dehydration occurs only for small molecules, such as ethylene, and also generating less water. In the case of mixed cobalt oxides, a greater number of reactor tubes is needed to guarantee the conversion of all ethanol fed, in addition to being disadvantageously classified as toxic, class II materials, and yet, cobalt is a little-found mineral. in Brazil, and should always be imported ..

Um dos processos que mais consome energia em uma indústria química são os processos de separação envolvendo misturas formadas que apresentam azeótropos de mínimo ou de máximo, pois, nestes casos, deve ser acrescentado o uso de solventes, pressão, novas colunas e refluxos. Além disso, a escolha do solvente deve ser tal que garanta a não toxidade da planta. Neste sentido, a presente invenção apresenta uma alternativa de sistema e processo integrado de obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio, etileno e água, com ênfase em minimização do gasto energético e reaproveitamento dos solventes utilizados durante o mesmo.One of the most energy-consuming processes in a chemical industry is the separation processes involving formed mixtures that present minimum or maximum azeotropes, since in these cases the use of solvents, pressure, new columns and refluxes must be added. In addition, the choice of the solvent must be such that it guarantees the non-toxicity of the plant. In this sense, the present invention presents an alternative system and integrated process for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen, ethylene and water, with an emphasis on minimizing energy expenditure and reusing the solvents used during it.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃOBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

A presente invenção contempla um processo integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio, etileno e água. Um sistema de obtenção dos multiprodutos em duas configurações preferenciais. São um objeto adicional da presente invenção os produtos de alta pureza obtidos pelos processos ora descritos.The present invention contemplates an integrated process for the production of ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen, ethylene and water. A system for obtaining multi-products in two preferred configurations. High purity products obtained by the processes described herein are an additional object of the present invention.

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A invenção descreve um processo integrado compreendendo etapas de reação de desidrogenação e desidratação de etanol, separação e obtenção dos produtos desejados conferindo reaproveitamento de solvente em etapas subsequentes.The invention describes an integrated process comprising reaction steps of dehydrogenation and dehydration of ethanol, separation and obtaining the desired products, conferring solvent reuse in subsequent steps.

A configuração do referido sistema integrado compreendendo este processo é denominado α. A etapa de reação do dito processo ocorre com um catalisador e alimentação de etanol no reator (PFRHIDRO) denominada etapa (a). As etapas de separação do dito processo compreendem: uma etapa de separação entre acetaldeído e etileno (topo da coluna) e acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA1); após etapa de reação (a) denominada (b1); uma separação entre etileno (topo da coluna) e acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1) denominada (b2); uma separação entre acetato de etila (topo da coluna) e água com etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA3), obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1) denominada (b3); uma separação entre água (topo da coluna) e etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do fundo da coluna (COLUNA3) denominada etapa (b4). A etapa de obtenção de etileno puro compreende a etapa de separação do etileno (topo da coluna) do acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1), de acordo com etapa (b2), denominada etapa (c1). Para a obtenção de acetaldeído (fundo da coluna) este foi separado do etileno (topo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1), de acordo com etapa (b2), denominada etapa (d1). A etapa de obtenção de acetato de etila puro, denominada etapa (e1), compreende a remoção de água (fundo da coluna) do acetato de etila (topo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1) com adição de etileno glicol, de acordo com etapa (b3). E a obtenção de hidrogênio, denominada etapa (f 1) compreende a separação, através do flash, dos outros produtos após a etapa de reação (a).The configuration of said integrated system comprising this process is called α. The reaction step of said process occurs with a catalyst and ethanol supply in the reactor (PFRHIDRO) called step (a). The separation steps of said process comprise: a separation step between acetaldehyde and ethylene (top of the column) and ethyl acetate with water (bottom of the column) (COLUMN1); after reaction step (a) called (b1); a separation between ethylene (top of the column) and acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1) called (b2); a separation between ethyl acetate (top of the column) and water with ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN3), obtained in (b1) in the bottom column current (COLUMN1) called (b3); a separation between water (top of the column) and ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN 4) obtained in (b3) in the chain at the bottom of the column (COLUMN 3) called step (b4). The step of obtaining pure ethylene comprises the step of separating ethylene (top of the column) from acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1), according to step ( b2), called step (c1). To obtain acetaldehyde (bottom of the column) it was separated from ethylene (top of the column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1), according to step (b2), called step ( d1). The step of obtaining pure ethyl acetate, called step (e1), involves the removal of water (bottom of the column) from ethyl acetate (top of the column) (COLUMN3) obtained in (b1) in the bottom of the column ( COLUMN1) with the addition of ethylene glycol, according to step (b3). And obtaining hydrogen, called step (f 1) comprises the separation, through the flash, of the other products after the reaction step (a).

Uma segunda configuração de processo integrado para obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno é descrita. A configuração do referido sistema integrado compreendendo este processo é denominado β. AA second integrated process configuration for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene is described. The configuration of said integrated system comprising this process is called β. THE

11/27 etapa de reação do dito processo acontece com um catalisador e com a alimentação de etanol no reator (PFRHIDRO) denominada etapa (a). A etapa de separação das misturas compreende uma sequência de etapas conforme descrito a seguir: uma etapa de separação entre uma fração de acetaldeido e etileno (topo da coluna) e acetato de etila com água e outra fração do acetaldeido (fundo da coluna) (COLUNA1); após etapa de reação (a) denominada etapa (b1); uma separação entre etileno (topo da coluna) e acetaldeido (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1) denominada etapa (b2); uma separação entre acetaldeido (topo da coluna) e acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA3), obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1) denominada etapa (b3); uma separação entre acetato de etila (topo da coluna) e água com etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA4), obtida em (b3) na corrente do fundo da coluna (COLUNA3) denominada etapa (b4); uma separação água (topo da coluna) e etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNAS), obtida em (b4) na corrente do fundo da coluna (COLUNA4) denominada etapa (b5). A etapa de obtenção de etileno puro compreende a etapa de separação do etileno (topo da coluna) do acetaldeido (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1), de acordo com etapa (b2), denominada etapa (c1). A etapa de obtenção de acetato de etila ocorre em duas colunas, uma delas a partir da separação do acetaldeido (fundo da coluna) do etileno (topo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1), de acordo com etapa (b2), denominada etapa (d1); uma segunda coluna em que ocorre a separação do acetaldeido (topo da coluna) do acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1), de acordo com etapa (b3), denominada etapa (d2). A etapa de obtenção de acetato de etila puro, denominada etapa (e1), compreende a remoção de água (fundo da coluna) do acetato de etila (topo da coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do fundo da coluna (COLUNA3) com adição de etileno glicol, de acordo com etapa (b4). E a obtenção de hidrogênio, denominada etapa (f1)11/27 the reaction step of said process takes place with a catalyst and with the ethanol supply in the reactor (PFRHIDRO) called step (a). The step of separating the mixtures comprises a sequence of steps as described below: a step of separating a fraction of acetaldehyde and ethylene (top of the column) and ethyl acetate with water and another fraction of the acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN1 ); after reaction step (a) called step (b1); a separation between ethylene (top of the column) and acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1) called step (b2); a separation between acetaldehyde (top of the column) and ethyl acetate with water (bottom of the column) (COLUMN3), obtained in (b1) in the current at the bottom of the column (COLUMN1) called step (b3); a separation between ethyl acetate (top of the column) and water with ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN4), obtained in (b3) in the current at the bottom of the column (COLUMN3) called step (b4); a separation of water (top of the column) and ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMNS), obtained in (b4) in the chain at the bottom of the column (COLUMN4) called step (b5). The step of obtaining pure ethylene comprises the step of separating ethylene (top of the column) from acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the top column current (COLUMN1), according to step ( b2), called step (c1). The step of obtaining ethyl acetate occurs in two columns, one from the separation of acetaldehyde (bottom of the column) from ethylene (top of the column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1 ), according to step (b2), called step (d1); a second column in which the separation of acetaldehyde (top of the column) from ethyl acetate with water (bottom of the column) (COLUMN 3) obtained in (b1) in the bottom column current (COLUMN 1), according to step (b3) ), called step (d2). The step of obtaining pure ethyl acetate, called step (e1), comprises the removal of water (bottom of the column) from the ethyl acetate (top of the column) (COLUMN 4) obtained in (b3) in the stream of the bottom of the column ( COLUMN3) with the addition of ethylene glycol, according to step (b4). And obtaining hydrogen, called step (f1)

12/27 compreende a separação, através do flash, dos outros produtos após a etapa de reação (a).12/27 comprises the separation, via flash, of the other products after the reaction step (a).

O sistema integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio, etileno, pela configuração a, compreende ao menos um meio de reação em leito fixo com catalisador do tipo hidrotalcita calcinada; ao menos quatro meios de separação de misturas; meios de separação compreendendo ao menos uma corrente adicional de solvente preferencialmente etilenoglicol; meios de trocar calor selecionados dentre troca em paralelo e em contracorrente entre correntes resultantes do próprio processo; meios de misturar solventes e reagentes; meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza de linha, ajuste de temperatura de reação e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico; e, meios de separação do hidrogênio disponível.The integrated production system for ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen, ethylene, by configuration a, comprises at least one fixed bed reaction medium with calcined hydrotalcite catalyst; at least four means for separating mixtures; separation means comprising at least one additional solvent stream, preferably ethylene glycol; means of heat exchange selected from exchange in parallel and countercurrent between currents resulting from the process itself; means of mixing solvents and reagents; means for cleaning or activating the catalytic bed, cleaning the line, adjusting the reaction temperature and monitoring the pressure drop in the catalytic bed; and, means of separating the available hydrogen.

O sistema integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno pela configuração β compreende ao menos um meio de reação em leito fixo com catalisador do tipo hidrotalcita calcinada; ao menos cinco meios de separação de misturas; meios de separação compreendendo ao menos uma corrente adicional de solvente preferencialmente etileno glicol; meios de trocar calor selecionado dentre troca em paralelo e em contracorrente entre correntes resultantes do próprio processo; meios de misturar solventes e reagentes; meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza de linha, ajuste de temperatura de reação e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico; e meios de separação do hidrogênio disponível.The integrated production system for ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene by the β configuration comprises at least one fixed bed reaction medium with calcined hydrotalcite catalyst; at least five means for separating mixtures; separation means comprising at least one additional solvent stream, preferably ethylene glycol; means of exchanging heat selected from exchanging in parallel and countercurrent between currents resulting from the process itself; means of mixing solvents and reagents; means for cleaning or activating the catalytic bed, cleaning the line, adjusting the reaction temperature and monitoring the pressure drop in the catalytic bed; and means of separating the available hydrogen.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Figura 1: Sistema com configuração a. Figura 2: Sistema com configuração β.Figure 1: System with configuration a. Figure 2: System with β configuration.

Figura 3: Composição molar do reator multitubular para a desidrogenação e desidratação do etanol 10000 tubos configuração a.Figure 3: Molar composition of the multitubular reactor for dehydrogenation and dehydration of ethanol 10000 tubes configuration a.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

A presente invenção descreve um sistema integrado para produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno. O processo de produção do acetato de etila por meio de reação em leito fixo com catalisadores de óxidos mistos de cobalto e alumínio derivados da calcinação de materiais do tipoThe present invention describes an integrated system for the production of ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene. The ethyl acetate production process by means of a fixed bed reaction with mixed cobalt and aluminum oxide catalysts derived from the calcination of materials of the type

13/27 hidrotalcita e meios de separação em arranjos configurados para máxima eficiência, recuperação de solventes e energia, de acordo com um dito sistema proposto, resultam em produtos com bons níveis de especificação.13/27 hydrotalcite and separation means in arrangements configured for maximum efficiency, recovery of solvents and energy, according to a proposed system, result in products with good levels of specification.

O dito sistema integrado compreende duas configurações selecionadas dentre sistema operando com cinco colunas de destilação e sistema operando apenas com quatro. Em ambas as configurações se obtêm acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno.Said integrated system comprises two configurations selected from a system operating with five distillation columns and a system operating with only four. In both configurations, ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene are obtained.

As ditas configurações operam com um solvente para separar o acetato de etila da água, o dito solvente pode ser preferencialmente etilenoglicol.Said configurations operate with a solvent to separate ethyl acetate from water, said solvent may preferably be ethylene glycol.

Na presente invenção, denominamos o dito sistema que opera com quatro colunas como α e o dito sistema que opera com cinco denominamos β. O catalisador selecionado foi hidrotalcita calcinado a 650°C composto de cobalto e alumínio, uma vez que este foi mais seletivo em relação aos produtos obtidos (etileno, acetaldeído, acetato de etila, hidrogênio e traços de éter etílico). Para efeito de denominações do presente relatório descritivo, uma mistura azeotrópica ocorre quando a composição da fase líquida é igual à composição da fase vapor para um determinado ponto da curva de equilíbrio. Quando a temperatura de ponto de bolha é igual à temperatura do ponto de orvalho e corresponde ao menor valor para temperatura do diagrama, o azeótropo é denominado de azeótropo de mínimo ponto de ebulição. Caso contrário, ou seja, maior valor para a temperatura no diagrama, o azeótropo, é denominado de azeótropo de máximo ponto de ebulição.In the present invention, we call said system that operates with four columns as α and said system that operates with five we call β. The selected catalyst was hydrotalcite calcined at 650 ° C composed of cobalt and aluminum, since it was more selective in relation to the products obtained (ethylene, acetaldehyde, ethyl acetate, hydrogen and traces of ethyl ether). For the purposes of the names of this specification, an azeotropic mixture occurs when the composition of the liquid phase is equal to the composition of the vapor phase for a given point on the equilibrium curve. When the bubble point temperature is equal to the dew point temperature and corresponds to the lowest temperature value in the diagram, the azeotrope is called the minimum boiling point azeotrope. Otherwise, that is, the higher temperature value in the diagram, the azeotrope, is called the maximum boiling point azeotrope.

Adicionalmente a presente invenção compreende um processo integrado de obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno cujas condições operacionais preferenciais estão descritas a seguir.In addition, the present invention comprises an integrated process for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene whose preferred operating conditions are described below.

É um objeto adicional da presente invenção os produtos com alta pureza, preferencialmente entre 95,5% e 99,9%, obtidos pelo dito processo integrado de acordo com cada uma das configurações dos sistemas propostos. Os ditos produtos são acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno.It is an additional object of the present invention to products with high purity, preferably between 95.5% and 99.9%, obtained by said integrated process according to each of the proposed system configurations. Said products are ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene.

O sistema denominado α separa o acetaldeído em apenas uma coluna sem uso de solventes, já que o catalisador tem uma produção residual de éterThe system called α separates acetaldehyde in only one column without using solvents, since the catalyst has a residual ether production

14/27 etílico que permanecerá no acetaldeído devido à azeotropia existente entre ambos.14/27 ethyl that will remain in acetaldehyde due to the azeotropy between them.

O sistema denominado β separa o acetaldeído em duas colunas sem uso de solventes.The system called β separates acetaldehyde into two columns without using solvents.

O sistema integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno, em ambas as configurações α e β, pode alternativamente compreender meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza da linha, ajuste de temperatura de reação auxiliando na remoção do calor da reação química por convecção e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico.The integrated production system for ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene, in both α and β configurations, can alternatively comprise means of cleaning or activating catalytic bed, cleaning the line, adjusting the reaction temperature helping to remove heat chemical reaction by convection and monitoring the pressure drop in the catalytic bed.

Os ditos meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza de linha, ajuste de temperatura de reação e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico pode ser preferencial mente através de alimentação de uma corrente de nitrogênio, com uma determinada vazão para remover impurezas do leito catalítico bem como manter a temperatura em 350°C. E só após desta alimentação do nitrogênio que deve-se iniciar a alimentação com etanol.Said means of cleaning or activating the catalytic bed, cleaning the line, adjusting the reaction temperature and monitoring the pressure drop in the catalytic bed can be preferentially by feeding a nitrogen stream, with a certain flow to remove impurities. of the catalytic bed as well as maintaining the temperature at 350 ° C. It is only after this nitrogen supply that ethanol should be started.

Os ditos meios de separação são preferencialmente colunas de destilação.Said separation means are preferably distillation columns.

Os ditos meios de reação em leito fixo são preferencialmente do tipo multitubulares e os meios de separação do hidrogênio disponível, preferencialmente flash ou reator de membranas.Said fixed bed reaction means are preferably of the multitubular type and the means of separating the available hydrogen, preferably flash or membrane reactor.

A temperatura de operação dos reatores multitubulares é dependente do tipo de catalisador e do tipo de reação envolvida no processo.The operating temperature of multitubular reactors depends on the type of catalyst and the type of reaction involved in the process.

Nos exemplos de concretização da presente invenção, foram selecionados reatores multitubulares de leito fixo com comprimento de 2 metros e 5,08 centímetros de diâmetro (denominado reator PFRHIDRO) sem, no entanto restringir a presente invenção.In the exemplary embodiments of the present invention, multitubular fixed bed reactors with a length of 2 meters and 5.08 cm in diameter (called a PFRHIDRO reactor) were selected without, however, restricting the present invention.

A planta apresenta muitos produtos, porém estes são facilmente separáveis. A separação do acetato de etila do etanol apresenta a maior dificuldade, pois formam uma mistura azeotrópica de mínimo ponto de ebulição, que está localizada próximo à metade da concentração molar de ambos. Já o etileno não apresenta nenhuma dificuldade de separação,The plant has many products, but these are easily separable. The separation of ethyl acetate from ethanol presents the greatest difficulty, as they form an azeotropic mixture with a minimum boiling point, which is located close to half the molar concentration of both. Ethylene, on the other hand, does not present any separation difficulties,

15/27 qualquer que seja a sua concentração. E com relação à mistura acetaldeído etanol, quanto maior as concentrações de acetaldeído no etanol, mais facilmente estes vão ser separados.15/27 whatever your concentration. And with respect to the acetaldehyde ethanol mixture, the higher the concentrations of acetaldehyde in ethanol, the more easily they will be separated.

Para se evitar os ternários azeotrópicos: etanol/acetato de etila/água aumentou-se o número de tubos de reator nas plantas propostas, para os catalisadores oriundos destes materiais do tipo hidrotalcita calcinados a 650°C, assim praticamente todo o etanol reagiu.To avoid azeotropic ternaries: ethanol / ethyl acetate / water, the number of reactor tubes in the proposed plants was increased for catalysts from these hydrotalcite-type materials calcined at 650 ° C, thus practically all of the ethanol reacted.

Outro problema seria a separação do hidrogênio dos demais produtos, o que normalmente ocorrería a temperaturas muito baixas (de -187°C a -192°C). Mas para evitar tal fato foi utilizado um flash (denominado FLASH1), um sistema simples de separação líquido vapor para retirar o hidrogênio do sistema. Um reator de membrana permeável ao hidrogênio também poderia ser empregado no sistema proposto em substituição ao flash.Another problem would be the separation of hydrogen from other products, which would normally occur at very low temperatures (from -187 ° C to -192 ° C). But to avoid this, a flash (called FLASH1) was used, a simple liquid vapor separation system to remove hydrogen from the system. A membrane reactor permeable to hydrogen could also be used in the proposed system to replace the flash.

Como irá ocorrer a formação de azeotropia de mínimo ponto de ebulição entre o acetaldeído e o éter etílico a melhor separação deve ocorrer utilizandose peneiras moleculares, visto a grande diferença no tamanho das moléculas, e não através do uso de solventes. Isso implica em uma grande complexidade operacional e como as quantidades de éter etílico são mínimas não se propõe esta separação neste presente invento.As the formation of azeotropy with a minimum boiling point between acetaldehyde and ethyl ether will occur, the best separation should occur using molecular sieves, given the large difference in the size of the molecules, and not through the use of solvents. This implies great operational complexity and as the amounts of ethyl ether are minimal, this separation is not proposed in this present invention.

Os pontos de ebulição dos compostos encontrados na literatura (Prausnitz et al., 2001 The Properties of Gases and Liquids; Bruce E. Poling., John M. Prausnitz., John P. 0’Connell 15°Edição) estão na Tabela 1. Tabela 1: Pontos de ebulição (Prausnitz et al., 2001) (1,01325 bar).The boiling points of the compounds found in the literature (Prausnitz et al., 2001 The Properties of Gases and Liquids; Bruce E. Poling., John M. Prausnitz., John P. O'Connell 15th Edition) are in Table 1. Table 1: Boiling points (Prausnitz et al., 2001) (1.01325 bar).

Composto Compound TebuliçãoLIT[°C] TebuliçãoLIT [° C] Hidrogênio Hydrogen 252,88 252.88 Etanol Ethanol 78,65 78.65 Acetaldeído Acetaldehyde 21,06 21.06 Acetato de Etila Ethyl Acetate 77,06 77.06 Etileno Ethylene -103,73 -103.73 Éter etílico Ethyl ether 34,44 34.44 Água Water 100,00 100.00

A preocupação em se obter o produto puro é uma demanda dos novos projetos de planta e da adequação das plantas já existentes. E, valendo-se daThe concern with obtaining the pure product is a demand for new plant projects and the adequacy of existing plants. And, using the

16/27 versatilidade do catalisador e, por outro lado, sabendo-se da importância da obtenção de água dentro das especificações ambientais, a presente invenção descreve um sistema integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno compreendendo duas configurações para desidrogenação e desidratação do etanol em fase vapor que se diferem apenas no processo de separação empregado para obtenção do acetaldeído.16/27 catalyst versatility and, on the other hand, knowing the importance of obtaining water within environmental specifications, the present invention describes an integrated production system for ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene comprising two configurations for dehydrogenation and dehydration of ethanol in the vapor phase, which differ only in the separation process used to obtain acetaldehyde.

Configuração (a)Configuration (a)

A descrição que segue, compreende uma configuração preferencial da presente invenção, sem, no entanto, restringir. O dito processo integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno compreende as seguintes etapas:The description that follows comprises a preferred embodiment of the present invention, without, however, restricting it. The said integrated production process for ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene comprises the following steps:

(a) reação de desidrogenação e desidratação do etanol com um catalisador e alimentação de etanol no reator (PFRHIDRO);(a) ethanol dehydrogenation and dehydration reaction with a catalyst and ethanol supply in the reactor (PFRHIDRO);

(b) separação das misturas compreendendo:(b) separation of mixtures comprising:

(b1) uma separação entre acetaldeído com etileno (topo da coluna) e acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA1) após etapa de reação (a);(b1) a separation between acetaldehyde with ethylene (top of the column) and ethyl acetate with water (bottom of the column) (COLUMN1) after reaction step (a);

(b2) uma separação entre etileno (topo da coluna) e acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1);(b2) a separation between ethylene (top of the column) and acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1);

(b3) uma separação entre acetato de etila (topo da coluna) e água com etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1);(b3) a separation between ethyl acetate (top of the column) and water with ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN3) obtained in (b1) in the chain at the bottom of the column (COLUMN1);

(b4) uma separação entre água (topo da coluna) e etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do fundo da coluna (COLUNA3).(b4) a separation between water (top of the column) and ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN 4) obtained in (b3) in the chain at the bottom of the column (COLUMN 3).

(c) obtenção de etileno compreendendo:(c) obtaining ethylene comprising:

(c1) separação do etileno (topo da coluna) do acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1) e consequentente obtenção de etileno puro, de acordo com etapa (b2).(c1) separation of ethylene (top of column) from acetaldehyde (bottom of column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1) and consequent obtaining of pure ethylene, according to step (b2) .

(d) obtenção de acetaldeído compreendendo:(d) obtaining acetaldehyde comprising:

17/27 (d1) separação do acetaldeído (fundo da coluna) do etileno (topo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1) e consequentente obtenção de acetaldeído puro, de acordo com etapa (b2).17/27 (d1) separation of acetaldehyde (bottom of column) from ethylene (top of column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1) and consequently obtaining pure acetaldehyde, according to step (b2).

(e) obtenção de acetato de etila compreendendo:(e) obtaining ethyl acetate comprising:

(e1) remoção de água (fundo da coluna) do acetato de etila (topo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1) com adição de etilenoglicol e, consequentente obtenção de acetato de etila puro, de acordo com etapa (b3);(e1) removal of water (bottom of column) from ethyl acetate (top of column) (COLUMN3) obtained in (b1) in the bottom column (COLUMN1) with the addition of ethylene glycol and, consequently, obtaining pure ethyl acetate , according to step (b3);

(f) obtenção de hidrogênio compreendendo:(f) obtaining hydrogen comprising:

(f1) separação, através de um meio de separação, dos outros produtos após a etapa de reação (a).(f1) separation, by means of separation, from the other products after the reaction step (a).

O dito exemplo de concretização da presente invenção tem por intenção melhor esclarecer o processo, sem, no entanto, restringir. O processo (a) de acordo com a descrição anterior compreende uma corrente de alimentação com etanol na etapa de reação (a) com uma pressão de entrada preferencial de 1,355 bar e uma temperatura preferencial de 350°C com 32 kmol/h de etanol. No referido exemplo a configuração é proposta com um misturador para eventuais etapas de manutenção do leito, visto que não se utiliza alimentação de nitrogênio na etapa de reação, mas este pode ser utilizado em casos de star-up de operação para uma estabilização da temperatura de leito fixo do reator.Said embodiment example of the present invention is intended to better clarify the process, without, however, restricting. The process (a) according to the previous description comprises a feed stream with ethanol in the reaction step (a) with a preferred inlet pressure of 1.355 bar and a preferred temperature of 350 ° C with 32 kmol / h of ethanol. In the above example, the configuration is proposed with a mixer for eventual bed maintenance steps, since no nitrogen supply is used in the reaction step, but this can be used in cases of operation star-up to stabilize the bed temperature. fixed reactor bed.

A etapa de separação (b) compreendeu uma etapa de separação (b1) entre acetaldeído com etileno (topo da coluna) e acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA1) em uma faixa preferencial de temperatura entre 13 e 70°C, uma pressão preferencial atmosférica e, preferencialmente, em 24 estágios, sendo o prato de alimentação o 14°, com razão de refluxo 0,8 e taxa de fundo de 10,69 kmol/h.The separation step (b) comprised a separation step (b1) between acetaldehyde with ethylene (top of the column) and ethyl acetate with water (bottom of the column) (COLUMN1) in a preferred temperature range between 13 and 70 ° C , a preferential atmospheric pressure and, preferably, in 24 stages, with the feed plate being 14 °, with a reflux ratio of 0.8 and a bottom rate of 10.69 kmol / h.

Nos exemplos de concretização, a etapa de separação (b2) entre etileno (topo da coluna) e acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2) considerou uma faixa preferencial de temperatura entre -105 e 20°C, uma pressão atmosférica e, preferencialmente em 16 estágios, sendo o prato de alimentação o 8o, com razão de refluxo 1 e taxa destilado 4,09 kmol/h.In the embodiment examples, the separation step (b2) between ethylene (top of the column) and acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2) considered a preferred temperature range between -105 and 20 ° C, an atmospheric pressure and, preferably at 16 stages, being the feed plate 8 with 1 reflux ratio , and distillate rate 4.09 kmol / h.

18/2718/27

O presente processo na configuração α compreende uma alimentação de solvente preferencialmente etilenoglicol durante separação (b3) entre acetato de etila (topo da coluna) e água (fundo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1) e, consequente obtenção do etilenoglicol puro com uma faixa preferencial de temperatura de 75 a 120°C, uma pressão atmosférica e, preferencialmente em 52 estágios, sendo o prato de alimentação o 43° e o prato de alimentação do solvente o 11o, com razão de refluxo 0,52 e taxa destilado de 6,49 kmol/h com convergência líquido/líquido/vapor.The present process in the α configuration comprises a solvent feed preferably ethylene glycol during separation (b3) between ethyl acetate (top of the column) and water (bottom of the column) (COLUMN3) obtained in (b1) in the bottom column current (COLUMN1 ) and, consequently obtaining pure ethylene to a preferred range of temperature of 75 at 120 ° C, atmospheric pressure and preferably at 52 stages, and the feed plate the 43 ° and the solvent of the feed plate 11 a, reflux ratio 0.52 and distillate rate 6.49 kmol / h with liquid / liquid / vapor convergence.

Com relação a etapa de separação (b4) entre água (topo da coluna) e etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do fundo da coluna (COLUNA3), a temperatura preferencial é selecionada dentre 98 e 195,5°C e pressão atmosférica e, preferencialmente em 22 estágios, sendo o prato de alimentação o 7o, com razão de refluxo 0,54 e taxa fundo 4,4 kmol/h.Regarding the separation step (b4) between water (top of the column) and ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN4) obtained in (b3) in the bottom column current (COLUMN3), the preferred temperature is selected between 98 and 195 5 ° C and atmospheric pressure, and preferably at 22 stages, being the feed plate 7, with a reflux ratio 0.54 and background rate 4.4 kmol / h.

Vantajosamente o solvente (etilenoglicol) resultante da etapa (b4) é recuperado e re-circulado, podendo alimentar novamente a etapa de separação da COLUNA 3. A água no sistema proposto é considerada um produto nobre do processo, porque se a ela sai pura ao final o processo é totalmente eficiente e os gastos energéticos são computados a água.Advantageously, the solvent (ethylene glycol) resulting from step (b4) is recovered and recirculated, being able to feed again the separation phase of COLUMN 3. The water in the proposed system is considered a noble product of the process, because if it comes out pure when In the end, the process is completely efficient and energy costs are computed using water.

É um objeto adicional da presente invenção, um sistema integrado de produção de acetato de etila acetaldeído, hidrogênio e etileno em uma configuração a, compreendendo:It is an additional object of the present invention, an integrated system for the production of ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene in an a configuration, comprising:

(a) ao menos um meio de reação em leito fixo com catalisador do tipo hidrotalcita calcinada;(a) at least one fixed bed reaction medium with calcined hydrotalcite type catalyst;

(b) ao menos quatro meios de separação de misturas;(b) at least four means for separating mixtures;

(b1) meios de separação compreendendo ao menos uma corrente adicional de solvente;(b1) separation means comprising at least one additional solvent stream;

(c) meios de trocar calor;(c) means of exchanging heat;

(d) meios de misturar solventes e reagentes;(d) means of mixing solvents and reagents;

(e) meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza de linha, ajuste de temperatura de reação e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico;(e) means for cleaning or activating the catalytic bed, cleaning the line, adjusting the reaction temperature and monitoring the pressure drop in the catalytic bed;

19/27 (f) meios de separação do hidrogênio disponível.19/27 (f) means of separating the available hydrogen.

Uma configuração preferencial do sistema compreende:A preferred system configuration comprises:

(a) ao menos um meio de reação preferencialmente reator multitubular em leito fixo com catalisador do tipo hidrotalcita calcinada;(a) at least one reaction medium preferably a fixed bed multitubular reactor with calcined hydrotalcite type catalyst;

(b) ao menos quatro meios de separação de misturas preferencialmente colunas de destilação;(b) at least four means for separating mixtures, preferably distillation columns;

(b1) meios de separação compreendendo ao menos um destilador alimentado com uma corrente adicional de solvente preferencialmente etilenoglicol;(b1) separation means comprising at least one distiller fed with an additional solvent stream, preferably ethylene glycol;

(c) meios de trocar calor selecionado dentre troca em paralelo e em contra-corrente preferencialmente trocadores de calor indireto em contracorrente entre correntes resultantes do próprio processo;(c) means of exchanging heat selected from exchange in parallel and countercurrent, preferably indirect heat exchangers in countercurrent between currents resulting from the process itself;

(d) meios de misturar solventes e reagentes;(d) means of mixing solvents and reagents;

(e) meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza de linha, ajuste de temperatura de reação e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico ser preferencialmente através de alimentação com uma corrente de nitrogênio no elemento (a), pois a pressão esta relacionada com a conversão do etanol;(e) means for cleaning or activating the catalytic bed, cleaning the line, adjusting the reaction temperature and, monitoring the pressure drop in the catalytic bed, preferably through feeding with a nitrogen stream in element (a), because the pressure it is related to the conversion of ethanol;

(f) meios de separação do hidrogênio disponível, preferencial mente flash ou reator de membranas.(f) means of separating the available hydrogen, preferably flash or membrane reactor.

Para melhor entendimento do dito sistema, a configuração denominada a, encontra-se disponível na Figura 1.For a better understanding of said system, the configuration called a, is available in Figure 1.

Configuração (B)Configuration (B)

A presente invenção compreende um processo integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno cuja configuração denominada (β) compreende as seguintes etapas:The present invention comprises an integrated process for the production of ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene whose configuration called (β) comprises the following steps:

(a) reação de desidrogenação e desidratação do etanol com um catalisador e alimentação de etanol no reator (PFRHIDRO);(a) ethanol dehydrogenation and dehydration reaction with a catalyst and ethanol supply in the reactor (PFRHIDRO);

(b) separação das misturas compreendendo:(b) separation of mixtures comprising:

(b1) uma separação entre uma fração com preferencialmente 15% de acetaldeído com etileno (topo da coluna) e acetato de etila com água e outra(b1) a separation between a fraction with preferably 15% acetaldehyde with ethylene (top of the column) and ethyl acetate with water and another

20/27 fração com preferencialmente 85% do acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA1) após etapa de reação (a);20/27 fraction with preferably 85% acetaldehyde (bottom of column) (COLUMN1) after reaction step (a);

(b2) uma separação entre etileno (topo da coluna) e acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1);(b2) a separation between ethylene (top of the column) and acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1);

(b3) uma separação entre acetaldeído (topo da coluna) e acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1);(b3) a separation between acetaldehyde (top of the column) and ethyl acetate with water (bottom of the column) (COLUMN3) obtained in (b1) in the current at the bottom of the column (COLUMN1);

(b4) uma separação entre acetato de etila (topo da coluna) e água com etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do fundo da coluna (COLUNA3);(b4) a separation between ethyl acetate (top of the column) and water with ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN4) obtained in (b3) in the stream at the bottom of the column (COLUMN3);

(b5) uma separação entre água (topo da coluna) e etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNAS) obtida em (b4) na corrente do fundo da coluna (COLUNA4).(b5) a separation between water (top of the column) and ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMNS) obtained in (b4) in the chain at the bottom of the column (COLUMN4).

(c) obtenção de etileno compreendendo:(c) obtaining ethylene comprising:

(c1) separação do etileno (topo da coluna) do acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1) e consequentente obtenção de etileno puro, de acordo com etapa (b2).(c1) separation of ethylene (top of column) from acetaldehyde (bottom of column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1) and consequent obtaining of pure ethylene, according to step (b2) .

(d) obtenção de acetaldeído compreendendo:(d) obtaining acetaldehyde comprising:

(d1) separação do acetaldeído (fundo da coluna) do etileno (topo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1) e consequentente obtenção de acetaldeído puro, de acordo com etapa (b2);(d1) separation of acetaldehyde (bottom of column) from ethylene (top of column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1) and consequent obtaining of pure acetaldehyde, according to step (b2) ;

(d2) separação do acetaldeído (topo da coluna) do acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1) e consequentente obtenção de acetaldeído puro, de acordo com etapa (b3).(d2) separation of acetaldehyde (top of column) from ethyl acetate with water (bottom of column) (COLUMN3) obtained in (b1) in the bottom column current (COLUMN1) and consequently obtaining pure acetaldehyde, according to step (b3).

(e) obtenção de acetato de etila compreendendo:(e) obtaining ethyl acetate comprising:

(e1) remoção de água (fundo da coluna) do acetato de etila (topo da coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do fundo da coluna (COLUNA3) com adição de etilenoglicol e, consequentente obtenção de acetato de etila puro, de acordo com etapa (b4);(e1) removal of water (bottom of column) from ethyl acetate (top of column) (COLUMN4) obtained in (b3) in the bottom of column column (COLUMN3) with the addition of ethylene glycol and, consequently, obtaining pure ethyl acetate , according to step (b4);

(f) obtenção de hidrogênio compreendendo:(f) obtaining hydrogen comprising:

21/27 (f1) separação, através de um meio de separação, dos outros produtos após a etapa de reação (a).21/27 (f1) separation, by means of separation, from the other products after the reaction step (a).

Nos exemplos de concretização da presente invenção, sem restringir o escopo da mesma, contempla uma corrente de alimentação com etanol na etapa de reação (a) com uma pressão preferencial de 1,255 bar, uma temperatura preferencial de 350° C e, preferencialmente com 50 kmol/h de etanol, com queda de pressão no leito catalítico de 0,3 bar.In the exemplary embodiments of the present invention, without restricting its scope, it contemplates a feed stream with ethanol in the reaction step (a) with a preferred pressure of 1.255 bar, a preferred temperature of 350 ° C and, preferably, 50 kmol / h of ethanol, with a pressure drop in the catalytic bed of 0.3 bar.

No referido exemplo a configuração é proposta com um misturador para eventuais etapas de manutenção do leito, visto que não se utiliza alimentação de nitrogênio na etapa de reação, mas este pode ser utilizado em casos de star-up de operação para uma estabilização da temperatura de leito fixo do reator.In the above example, the configuration is proposed with a mixer for eventual bed maintenance steps, since no nitrogen supply is used in the reaction step, but this can be used in cases of operation star-up to stabilize the bed temperature. fixed reactor bed.

A etapa de separação (b) compreendeu uma etapa de separação (b1) entre uma fração de preferencialmente 15% do acetaldeído com etileno (topo da coluna) e acetato de etila com água e a maior fração de preferencialmente de 85% de acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA1) em uma faixa preferencial de temperatura entre - 5 e 33° C, uma pressão preferencial de 0,955 bar e, preferencialmente, em 32 estágios, sendo o prato de alimentação o 11o, com razão de refluxo 3,01 e taxa de destilado de 10,24 kmol/h.The separation step (b) comprised a separation step (b1) between a fraction of preferably 15% of the acetaldehyde with ethylene (top of the column) and ethyl acetate with water and the largest fraction of preferably 85% of acetaldehyde (bottom) ) column (column1) at a preferred temperature range between - 5 was 33øC, a preferred pressure of 0.955 bar and preferably at 32 stages, being the feed plate 11, with a reflux ratio 3.01 and distillate rate of 10.24 kmol / h.

Na etapa de separação (b2) entre etileno (topo da coluna) e acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2) em uma faixa preferencial de temperatura entre - 105 e 20° C, uma pressão preferencial atmosférica e, preferencialmente em 16 estágios, sendo o prato de alimentação o 8o, com razão de refluxo 1 e taxa de destilado de 6,56 kmol/h.In the separation step (b2) between ethylene (top of the column) and acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2) in a preferential temperature range between - 105 and 20 ° C, a preferential atmospheric pressure and, preferably in 16 stages, being the 8 o feed plate, with reflux ratio 1 and distillate rate of 6.56 kmol / h.

A etapa de separação (b3) entre acetaldeído (topo da coluna) e acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1) ocorre em uma faixa preferencial de temperatura entre 20 e 70°C, uma pressão preferencial atmosférica e, preferencialmente em 50 estágios, sendo o prato de alimentação o 39°, com razão de refluxo 1 e taxa de destilado de 20,10 Kmol/h, com convergência líquido/líquido/vapor.The separation step (b3) between acetaldehyde (top of the column) and ethyl acetate with water (bottom of the column) (COLUMN3) obtained in (b1) in the current at the bottom of the column (COLUMN1) occurs in a preferential temperature range between 20 and 70 ° C, a preferred atmospheric pressure and, preferably in 50 stages, the feed plate being 39 °, with reflux ratio 1 and distillate rate of 20.10 Kmol / h, with liquid / liquid / vapor convergence .

A etapa de obtenção de acetato de etila puro (e1) compreende alimentação de um solvente preferencialmente etilenoglicol durante separaçãoThe step of obtaining pure ethyl acetate (e1) comprises feeding a solvent preferably ethylene glycol during separation

22/27 (b4) entre acetato de etila (topo da coluna) e água com etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do topo da coluna (COLUNA3) e, consequente obtenção de acetato de etila puro, em uma faixa preferencial de temperatura de 75 a 118° C, uma pressão preferencial de 0,955 bar e, preferencialmente em 52 estágios, sendo o prato de alimentação o 44° e o prato de alimentação do solvente o 11°, com razão de refluxo 0,54 e taxa de destilado 9,74 kmol/h, com convergência líquido/líquido/vapor.22/27 (b4) between ethyl acetate (top of the column) and water with ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN4) obtained in (b3) in the top column current (COLUMN3) and, consequently, obtaining pure ethyl acetate , in a preferential temperature range of 75 to 118 ° C, a preferential pressure of 0.955 bar and, preferably in 52 stages, the feed plate being 44 ° and the solvent feeding plate 11 °, with reflux ratio 0.54 and distillate rate 9.74 kmol / h, with liquid / liquid / steam convergence.

A separação (b5) entre água (topo da coluna) e etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNAS) obtida em (b4) na corrente do fundo da coluna (COLUNA4) ocorre em uma faixa de temperatura preferencial entre 98 e 195,5° C, uma pressão preferencial de 0,955 bar e, preferencialmente em 22 estágios, sendo o prato de alimentação o 7°, com razão de refluxo de 0,54 e taxa de fundo de 6,79 kmol/h.The separation (b5) between water (top of the column) and ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMNS) obtained in (b4) in the current at the bottom of the column (COLUMN4) occurs in a preferred temperature range between 98 and 195.5 ° C, a preferential pressure of 0.955 bar and, preferably in 22 stages, the feed plate being the 7th, with a reflux ratio of 0.54 and a bottom rate of 6.79 kmol / h.

Vantajosamente o solvente (etilenoglicol) resultante da etapa (b5) é recuperado e re-circulado, podendo alimentar novamente a etapa de separação da COLUNA 4. A água no sistema proposto é considerada um produto nobre do processo, porque se a ela sai pura ao final o processo é totalmente eficiente e os gastos energéticos são computados á água.Advantageously the solvent (ethylene glycol) resulting from step (b5) is recovered and recirculated, being able to feed again the separation phase of COLUMN 4. The water in the proposed system is considered a noble product of the process, because if it comes out pure when In the end, the process is completely efficient and energy costs are computed in water.

É um objeto adicional da presente invenção um sistema integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno caracterizado por uma configuração β, como pode ser observado na Figura 2, compreendendo:An additional object of the present invention is an integrated production system for ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene characterized by a β configuration, as can be seen in Figure 2, comprising:

(a) ao menos um meio de reação em leito fixo com catalisador do tipo hidrotalcita calcinada;(a) at least one fixed bed reaction medium with calcined hydrotalcite type catalyst;

(b) ao menos cinco meios de separação de misturas;(b) at least five means for separating mixtures;

(b1) meios de separação compreendendo ao menos uma corrente adicional de solvente;(b1) separation means comprising at least one additional solvent stream;

(c) meios de trocar calor;(c) means of exchanging heat;

(d) meios de misturar solventes e reagentes;(d) means of mixing solvents and reagents;

(e) meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza de linha, ajuste de temperatura de reação e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico;(e) means for cleaning or activating the catalytic bed, cleaning the line, adjusting the reaction temperature and monitoring the pressure drop in the catalytic bed;

23/27 (f) meios de separação do hidrogênio disponível.23/27 (f) means of separating the available hydrogen.

É uma configuração preferencial da presente invenção, um sistema compreendendo:It is a preferred embodiment of the present invention, a system comprising:

(a) ao menos um meio de reação preferencialmente reator multitubular em leito fixo com catalisador do tipo hidrotalcita calcinada;(a) at least one reaction medium preferably a fixed bed multitubular reactor with calcined hydrotalcite type catalyst;

(b) ao menos cinco meios de separação de misturas preferencial mente colunas de destilação;(b) at least five means for separating mixtures, preferably distillation columns;

(b1) meios de separação compreendendo ao menos um destilador alimentado com uma corrente adicional de solvente preferencialmente etilenoglicol;(b1) separation means comprising at least one distiller fed with an additional solvent stream, preferably ethylene glycol;

(c) meios de trocar calor selecionado dentre troca em paralelo e em contra-corrente, preferencialmente trocadores de calor indireto em contracorrente entre correntes resultantes do próprio processo;(c) means of exchanging heat selected from a parallel and countercurrent exchange, preferably countercurrent indirect heat exchangers between currents resulting from the process itself;

(d) meios de misturar solventes e reagentes;(d) means of mixing solvents and reagents;

(e) meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza de linha, ajuste de temperatura de reação e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico ser preferencialmente através de alimentação com uma corrente de nitrogênio no elemento (a), pois a pressão esta relacionada com a conversão do etanol;(e) means for cleaning or activating the catalytic bed, cleaning the line, adjusting the reaction temperature and, monitoring the pressure drop in the catalytic bed, preferably through feeding with a nitrogen stream in element (a), because the pressure it is related to the conversion of ethanol;

(f) meios de separação do hidrogênio disponível, preferencialmente flash ou reator de membranas.(f) means of separating the available hydrogen, preferably flash or membrane reactor.

Para melhor entendimento do dito sistema, a configuração denominada β, encontra-se disponível na Figura 2.For a better understanding of said system, the configuration called β, is available in Figure 2.

Acetato de etila com alta pureza de 99,99% obtido de acordo com qualquer um dos processos de obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno descritos anteriormente.99.99% high purity ethyl acetate obtained according to any of the processes for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene described above.

Acetaldeído com alta pureza de 95,5 a 99,9% obtido de acordo com qualquer um dos processos de obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno descritos anteriormente.High purity acetaldehyde from 95.5 to 99.9% obtained according to any of the processes for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene described above.

Etileno com alta pureza de 99,9% obtido de acordo com qualquer um dos processos de obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno descritos anteriormente.High purity ethylene of 99.9% obtained according to any of the processes for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene described above.

24/2724/27

Hidrogênio 100% puro obtido de acordo com qualquer um dos sistemas processos de obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno descritos anteriormente.100% pure hydrogen obtained according to any of the processes for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene described above.

Exemplo 1 - Sistema integrado para obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio e etileno em uma configuração denominada a.Example 1 - Integrated system for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen and ethylene in a configuration called a.

O sistema denominado α compreende meios de reação com catalisador do tipo hidrotalcíta calcinada a 650°C em reator de leito fixo em fase vapor onde o etanol anidro é alimentado sem a presença de nitrogênio. O dito reator é denominado reator PFRHIDRO. Em uma configuração preferencial, sem, no entanto restringir, o reator de PFRHIDRO, para atender uma produção de aproximadamente 5 mil toneladas/ano de acetato de etila poderá compreender 10.000 tubos, com dimensões de (2m x2”).The system called α comprises reaction means with a hydrotalcite catalyst calcined at 650 ° C in a fixed bed reactor in a vapor phase where anhydrous ethanol is fed without the presence of nitrogen. Said reactor is called a PFRHIDRO reactor. In a preferential configuration, without, however, restricting, the PFRHIDRO reactor, to serve a production of approximately 5,000 tons / year of ethyl acetate, may comprise 10,000 tubes, with dimensions of (2m x2 ”).

No presente exemplo, sem, no entanto restringir, as vazões molares de entrada no reator estão a uma temperatura de 350°C e pressão de 1,355 bar e se constituem de etanol igual a 32 kmol/h. A queda de pressão ao longo do reator é de 0,4 bar.In the present example, without, however, restricting, the molar flow rates in the reactor are at a temperature of 350 ° C and pressure of 1,355 bar and consist of ethanol equal to 32 kmol / h. The pressure drop across the reactor is 0.4 bar.

Na Figura 3, encontra-se as composições molares ao longo do reator hidrotalcíta cobalto, PFRHIDRO, em função do comprimento do reator para a planta a. Pode ser visto que, praticamente, após 60 cm de reator, todo o etanol foi consumido. No entanto, conforme prática industrial, o reator deve ser projetado entre 10 a 30% a mais do comprimento mínimo para garantir um maior tempo de campanha.Figure 3 shows the molar compositions along the cobalt hydrotalcite reactor, PFRHIDRO, as a function of the reactor length for plant a. It can be seen that, practically, after 60 cm of reactor, all ethanol was consumed. However, according to industrial practice, the reactor must be designed between 10 to 30% more than the minimum length to guarantee a longer campaign time.

Exemplo 2 - Processo integrado para obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio, etileno e água empregando o sistema a.Example 2 - Integrated process for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen, ethylene and water using the a system.

O exemplo de concretização descrito a seguir rfiostra uma etapa de reação sendo que a dita etapa compreende um catalisador preferencialmente do tipo hidrotalcíta calcinada e alimentação de etanol. A temperatura do reator, no referido exemplo de concretização, sem, no entanto restringir, foi de 350°C.The embodiment example described below shows a reaction step, said step comprising a catalyst preferably of the calcined hydrotalcite type and ethanol feed. The temperature of the reactor, in said example of embodiment, without, however, restricting, was 350 ° C.

Na Tabela 2 está apresentado um exemplo de concretização da presente invenção apresentando as correntes de entrada e saída do reator hidrotalcíta cobalto para a planta a. É possível verificar também a temperatura de operação e a queda de pressão no reator.Table 2 shows an example of an embodiment of the present invention showing the inlet and outlet currents of the cobalt hydrotalcite reactor for plant a. It is also possible to check the operating temperature and pressure drop in the reactor.

25/2725/27

Tabela 2: As correntes de entrada e saída no reator de hidrotalcita cobalto, onde EREATOR é corrente de entrada dos reatores, SREATOR é corrente de saída dos reatores.Table 2: The input and output currents in the cobalt hydrotalcite reactor, where EREATOR is the reactor input current, SREATOR is the reactor output current.

EREATOR EREATOR SREATOR SREATOR ETANOL ETHANOL 32 32 0,00221618 0.00221618 ACETALDEÍDO ACETALDEHYDE 0 0 14,6930743 14.6930743 ETILENO ETHYLENE 0 0 4,0833932 4.0833932 ACETATO DE ETILA ETHYL ACETATE 0 0 6,48229459 6.48229459 HIDROGÊNIO HYDROGEN 0 0 27,6576635 27.6576635 ÁGUA WATER 0 0 4,21175678 4.21175678 ÊTER ETÍLICO ETHYL ETHER 0 0 0,12836358 0.12836358 Vazão molar total [kmol/h] Total molar flow [kmol / h] 32 32 57,2587621 57.2587621 Vazão mássica total [kg/h] Total mass flow [kg / h] 1474,20928 1474.20928 1474,20928 1474.20928 Vazão volumétrica total [l/min] Total volumetric flow rate [l / min] 22017,8472 22017,8472 51773,4587 51773,4587 Temperatura [-C] Temperature [-C] 350 350 349,999992 349.999992 Pressão [atm] Pressure [atm] 1,2385887 1.2385887 0,94251172 0.94251172

No presente exemplo de concretização, a etapa de separação tem por objetivo purificar o produto obtido que se encontra em misturas formadas em etapas anteriores do processo de obtenção dos multiprodutos. A coluna 1 é uma coluna de destilação azeotrópica típica, o acetaldeído e o etileno que apresentam azeotropia de mínimo ponto de ebulição saem no topo da coluna e no fundo da coluna na corrente FUNDO1 tem-se o acetato de etila e a água. Um fator interessante é a quantidade de água que pode ser retirada no fundo da coluna juntamente com o ácido acético. Esta coluna apresenta uma configuração de 24 estágios, sendo o prato de alimentação o 14° e a razão de refluxo de 0,8, sendo que 99,99% do acetaldeído junto com 100% do etileno saem no topo da coluna.In the present example of embodiment, the separation step aims to purify the product obtained which is found in mixtures formed in previous stages of the process of obtaining the multi-products. Column 1 is a typical azeotropic distillation column, acetaldehyde and ethylene that have a minimum boiling point azeotropy come out at the top of the column and at the bottom of the column in the FUND1 stream there is ethyl acetate and water. An interesting factor is the amount of water that can be removed at the bottom of the column together with acetic acid. This column has a 24-stage configuration, the feed plate being 14 ° and the reflux ratio of 0.8, with 99.99% of acetaldehyde together with 100% of ethylene coming out at the top of the column.

A coluna 2, no presente exemplo, é uma coluna de destilação convencional, esta coluna tem o objetivo de separar o acetaldéido do etileno. O etileno é separado no topo da coluna de destilação com um pureza em termos de composição molar de 99,9%. O acetaldeído permanece no fundo da coluna de destilação com uma composição molar de 99,1%. A coluna 2 é uma coluna convencional com convergência criogenia (para baixas temperaturas), composta preferencialmente de 16 estágios e o prato de alimentação é o 8 0 com razão de refluxo 1. O éter etílico apresenta azeotropia de mínimo ponto deColumn 2, in the present example, is a conventional distillation column, this column aims to separate acetaldehyde from ethylene. Ethylene is separated at the top of the distillation column with 99.9% molar composition purity. The acetaldehyde remains at the bottom of the distillation column with a molar composition of 99.1%. Column 2 is a conventional column with cryogenic convergence (for low temperatures), preferably composed of 16 stages and the feed plate is the 8 0 with reflux ratio 1. The ethyl ether has a minimum point of azeotropy

26/27 ebulição com o acetaldeído e não pode ser separado permanecendo como resíduo no acetaldeído.26/27 boiling with acetaldehyde and cannot be separated remaining as a residue in acetaldehyde.

A coluna 3, no dito exemplo, é uma coluna extrativa especial, diferenciada. Pode-se dizer que se trata de uma coluna extrativa, porque o solvente, neste caso, rompe a azeotropia acetato de etila/água devido à formação das duas fases líquidas distintas na mistura capturando a água que permanece no fundo da coluna juntamente com o solvente na corrente FUNDO3 e, assim, seguindo para uma coluna de retificação para a recuperação do solvente puro. O acetato de etila é separado no topo da coluna de destilação com uma pureza em termos de composição molar de 99,9%. A água e o solvente permanecem no fundo da coluna de destilação. A coluna 3 apresenta 52 estágios, o prato de alimentação da corrente FUNDO1 é o 43° e o da corrente SOLVENTE, o 11o, com razão de refluxo de 0,52.Column 3, in said example, is a special, differentiated extraction column. It can be said that it is an extractive column, because the solvent, in this case, breaks the ethyl acetate / water azeotropy due to the formation of the two distinct liquid phases in the mixture capturing the water that remains at the bottom of the column together with the solvent in the FUNDO3 chain and, thus, proceeding to a rectification column to recover the pure solvent. The ethyl acetate is separated at the top of the distillation column with 99.9% molar composition purity. The water and solvent remain at the bottom of the distillation column. Lane 3 shows 52 stages of the feed plate FUNDO1 current is 43 ° and the solvent stream, the 11th, with reflux ratio of 0.52.

A coluna 4 é uma coluna de destilação convencional para a retificação do solvente apresentando 22 estágios; sendo o prato de alimentação preferencial é o 12° e opera com razão de refluxo de 0,54. A corrente de topo AGUAP apresenta água com 100% de pureza, o solvente permanece no fundo da coluna na corrente SOLVENTP, também com uma pureza de 100%.Column 4 is a conventional distillation column for the rectification of the solvent with 22 stages; the preferred feed plate is 12 ° and operates with a reflux ratio of 0.54. The AGUAP top stream contains 100% pure water, the solvent remains at the bottom of the column in the SOLVENTP stream, also with 100% purity.

O solvente puro obtido no fundo da coluna 4 é conduzido através da corrente SOLVENTETP ao trocador TROCA3 para se aproveitar a energia térmica liberada com a redução da temperatura que facilitará a separação na próxima coluna, daí é conduzido pela corrente SOLVENTE para coluna 3. Exemplo 3 - Processo integrado para obtenção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio, etileno e água de acordo com o sistema β.The pure solvent obtained at the bottom of column 4 is conducted through the SOLVENTETP current to the EXCHANGER 3 exchanger to take advantage of the thermal energy released by reducing the temperature that will facilitate the separation in the next column, from there it is conducted by the SOLVENT current for column 3. Example 3 - Integrated process for obtaining ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen, ethylene and water according to the β system.

Na configuração de planta β ocorre um maior gasto de energia, por possuir cinco colunas. Este sistema separa o acetaldeído em duas colunas permitindo, sem uso de solventes, a obtenção do mesmo com uma pureza de 99,87 % para a coluna que separa a maior parte do acetaldeído e 95,5% para a coluna onde foi encaminhada a maior parte do resíduo de éter etílico produzido.In the β plant configuration there is a higher energy expenditure, as it has five columns. This system separates acetaldehyde into two columns allowing, without using solvents, obtaining it with a purity of 99.87% for the column that separates most of the acetaldehyde and 95.5% for the column where the largest part of the ethyl ether residue produced.

A coluna 1 é uma coluna de destilação convencional com 32 estágios, o prato de alimentação é o 11o, a razão de refluxo é de 3,01. É uma coluna queThe first column is a conventional distillation column with 32 stages, the feed plate 11 is, the reflux ratio is 3.01. It is a column that

27/27 consome mais energia para fazer com que uma pequena quantidade de acetaldeído leve consigo a maior parte de éter etílico.27/27 consumes more energy to make a small amount of acetaldehyde carry most ethyl ether with it.

Na coluna 2, do presente exemplo, o etileno permanece no topo da coluna de destilação com um pureza em termos de composição molar de 99,9% e no fundo da coluna tem-se a maior parte éter etílico que permanece junto com o acetaldeído com uma composição molar de 95,5% devido a azeotropia de mínimo ponto de ebulição como visto anteriormente entre acetaldeído e o éter etílico. É uma coluna convencional com convergência criogênica e apresenta 16 estágios, o prato de alimentação é 8o e a razão de refluxo 1.In column 2, of the present example, the ethylene remains at the top of the distillation column with a purity in terms of 99.9% molar composition and at the bottom of the column there is the majority of ethyl ether which remains together with the acetaldehyde with a 95.5% molar composition due to the minimum boiling point azeotropy as seen previously between acetaldehyde and ethyl ether. It is a conventional column with cryogenic convergence and has 16 stages, the feeding plate is 8 o and the reflux ratio 1.

A coluna 3 é uma coluna de destilação azeotrópica. A coluna irá apresentar três fases: duas líquidas e uma fase vapor, apresentando 50 estágios, o prato de alimentação é o 39° e a razão de refluxo 1. O acetaldeído permanece no topo da coluna de destilação com uma pureza em termos de composição molar de 99,87%, sendo o resíduo de éter etílico a impureza, e no fundo da coluna tem-se o acetato de etila e a água.Column 3 is an azeotropic distillation column. The column will have three phases: two liquid and one vapor phase, with 50 stages, the feed plate is 39 ° and the reflux ratio 1. Acetaldehyde remains at the top of the distillation column with a purity in terms of molar composition 99.87%, the residue of ethyl ether being the impurity, and at the bottom of the column there is ethyl acetate and water.

A composição molar de vapor da coluna 4 no presente exemplo é semelhante ao da coluna 3 da configuração a, uma coluna extrativa especial. No topo da coluna de destilação sai o acetato de etila com uma pureza em termos de composição molar de 99,9%. A coluna 4 apresenta 52 estágios, o prato de alimentação da corrente SOLVENTE é o11°, e o prato de alimentação da corrente FUNDO3 é o 44° e a razão de refluxo 0,54.The molar vapor composition of column 4 in the present example is similar to that of column 3 of configuration a, a special extractive column. At the top of the distillation column, ethyl acetate comes out with 99.9% molar composition purity. Column 4 has 52 stages, the SOLVENT chain feed plate is 11 °, and the FUNDO3 chain feed plate is 44 ° and the reflux ratio is 0.54.

A coluna 5 é uma coluna de destilação convencional para a retificação do solvente, apresentando 22 estágios e o prato de alimentação é o 7°, com razão de refluxo de 0,54. A corrente de topo AGUA apresenta água 100%; o solvente permanece no fundo da coluna na corrente SOLVENTE com uma pureza de 100%.Column 5 is a conventional distillation column for the rectification of the solvent, with 22 stages and the feed plate is the 7th, with a reflux ratio of 0.54. The top stream AGUA has 100% water; the solvent remains at the bottom of the column in the SOLVENT stream with 100% purity.

Esta coluna 5 é exatamente igual à coluna 4 da planta a, logo a água sai pura ao final, o processo é totalmente eficiente e os gastos energéticos são computados á água, e o solvente é recuperado e re-circulado ao processo nesta etapa.This column 5 is exactly the same as column 4 of plant a, so the water comes out pure at the end, the process is totally efficient and the energy costs are computed on the water, and the solvent is recovered and re-circulated to the process at this stage.

Claims (34)

REIVINDICAÇÕES 1. Processo integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio, etileno e água caracterizado por compreender as seguintes etapas:1. Integrated process for the production of ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen, ethylene and water, characterized by comprising the following steps: (a) reação de desidrogenação e desidratação do etanol com um catalisador e(a) ethanol dehydrogenation and dehydration reaction with a catalyst and 5 alimentação de etanol no reator (PFRHIDRO);5 ethanol feed in the reactor (PFRHIDRO); (b) separação das misturas compreendendo:(b) separation of mixtures comprising: (b1) uma separação entre acetaldeído com etileno (topo da coluna) e acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA1) após etapa de reação (a);(b1) a separation between acetaldehyde with ethylene (top of the column) and ethyl acetate with water (bottom of the column) (COLUMN1) after reaction step (a); 10 (b2) uma separação entre etileno (topo da coluna) e acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1);10 (b2) a separation between ethylene (top of the column) and acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1); (b3) uma separação entre acetato de etila (topo da coluna) e água com etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo 15 da coluna (COLUNA1);(b3) a separation between ethyl acetate (top of the column) and water with ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN3) obtained in (b1) in the stream at the bottom of the column (COLUMN1); (b4) uma separação entre água (topo da coluna) e etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do fundo da coluna (COLUNA3).(b4) a separation between water (top of the column) and ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN 4) obtained in (b3) in the chain at the bottom of the column (COLUMN 3). (c) obtenção de etileno compreendendo:(c) obtaining ethylene comprising: 20 (c1) separação do etileno (topo da coluna) do acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1) e consequentente obtenção de etileno puro, de acordo com etapa (b2).20 (c1) separation of ethylene (top of column) from acetaldehyde (bottom of column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1) and consequent obtaining of pure ethylene, according to step (b2 ). (d) obtenção de acetaldeído compreendendo:(d) obtaining acetaldehyde comprising: (d1) separação do acetaldeído (fundo da coluna) do etileno (topo da(d1) separation of acetaldehyde (bottom of column) from ethylene (top of 25 coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1) e consequentente obtenção de acetaldeído puro, de acordo com etapa (b2).25 column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1) and consequently obtaining pure acetaldehyde, according to step (b2). (e) obtenção de acetato de etila compreendendo:(e) obtaining ethyl acetate comprising: (e1) remoção de água (fundo da coluna) do acetato de etila (topo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna 30 (COLUNA1) com adição de etilenoglicol e, consequentente obtenção de acetato de etila puro, de acordo com etapa (b3);(e1) removal of water (bottom of column) from ethyl acetate (top of column) (COLUMN3) obtained in (b1) in the stream at the bottom of column 30 (COLUMN1) with the addition of ethylene glycol and, consequently, obtaining ethyl acetate pure, according to step (b3); (f) obtenção de hidrogênio compreendendo:(f) obtaining hydrogen comprising: Petição 870180140298, de 11/10/2018, pág. 4/14Petition 870180140298, of 10/11/2018, p. 4/14 2/7 (f1) separação, através de um meio de separação, dos outros produtos após a etapa de reação (a).2/7 (f1) separation, by means of separation, from the other products after the reaction step (a). 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela corrente de alimentação na etapa de reação (a) compreender uma pressão de2. Process according to claim 1, characterized by the supply current in the reaction step (a) comprising a pressure of 5 1,355 bar e uma temperatura de 350° C.5 1,355 bar and a temperature of 350 ° C. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado etapa de reação compreender uma corrente de alimentação com 32 kmol/h de etanol.Process according to claim 2, characterized by the reaction step comprising a feed stream with 32 kmol / h of ethanol. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de separação (b) compreender uma etapa de separação (b1) entre acetaldeidoProcess according to claim 1, characterized in that the separation step (b) comprises a separation step (b1) between acetaldehyde 10 com etileno (topo da coluna) e acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA1) em uma faixa de temperatura entre 13 e 70° C, uma pressão atmosférica e, em 24 estágios.10 with ethylene (top of the column) and ethyl acetate with water (bottom of the column) (COLUMN 1) in a temperature range between 13 and 70 ° C, an atmospheric pressure and, in 24 stages. 5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado por compreender uma etapa de separação (b2) entre etilenoProcess according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a separation step (b2) between ethylene 15 (topo da coluna) e acetaldeido (fundo da coluna) (COLUNA2) em uma faixa de temperatura entre - 105 e 20° C, uma pressão atmosférica e, em 16 estágios.15 (top of the column) and acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2) in a temperature range between - 105 and 20 ° C, an atmospheric pressure and, in 16 stages. 6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender a alimentação de um solvente etilenoglicol durante separação (b3) entre acetato de etila (topo da coluna) e água (fundo da coluna)Process according to claim 1, characterized in that it comprises feeding an ethylene glycol solvent during separation (b3) between ethyl acetate (top of the column) and water (bottom of the column) 20 (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1) e, consequente obtenção do etilenoglicol puro.20 (COLUMN3) obtained in (b1) in the bottom column current (COLUMN1) and, consequently, obtaining pure ethylene glycol. 7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender uma faixa de temperatura de 75 a 120° C, uma pressão atmosférica e, em 52 estágios.Process according to claim 6, characterized in that it comprises a temperature range of 75 to 120 ° C, an atmospheric pressure and, in 52 stages. 2525 8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender uma separação (b4) entre água (topo da coluna) e etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do fundo da coluna (COLUNA3) em uma temperatura entre 98 e 195,5°C, uma pressão atmosférica e, em 22 estágios.Process according to claim 1, characterized in that it comprises a separation (b4) between water (top of the column) and ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN 4) obtained in (b3) in the bottom of the column (COLUMN 3) at a temperature between 98 and 195.5 ° C, an atmospheric pressure and, in 22 stages. 3030 9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo etilenoglicol ser recuperado e re-circulado, podendo alimentar novamente a etapa de separação da COLUNA 3.9. Process according to claim 8, characterized by the ethylene glycol being recovered and recirculated, being able to feed again the separation phase of COLUMN 3. Petição 870180140298, de 11/10/2018, pág. 5/14Petition 870180140298, of 10/11/2018, p. 5/14 3/73/7 10. Sistema integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio, etileno e água caracterizado por uma configuração α compreendendo:10. Integrated production system for ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen, ethylene and water characterized by an α configuration comprising: (a) ao menos um meio de reação em leito fixo com catalisador do tipo(a) at least one fixed bed reaction medium with catalyst of the type 5 hidrotalcita calcinada;5 calcined hydrotalcite; (b) ao menos quatro meios de separação de misturas;(b) at least four means for separating mixtures; (b1) meios de separação compreendendo ao menos uma corrente adicional de solvente;(b1) separation means comprising at least one additional solvent stream; (c) meios de trocar calor;(c) means of exchanging heat; 10 (d) meios de misturar solventes e reagentes;(D) means of mixing solvents and reagents; (e) meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza de linha, ajuste de temperatura de reação e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico;(e) means for cleaning or activating the catalytic bed, cleaning the line, adjusting the reaction temperature and monitoring the pressure drop in the catalytic bed; (f) meios de separação do hidrogênio disponível.(f) means of separating the available hydrogen. 1515 11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender ao menos um meio de reação sendo este reator multitubular em leito fixo com catalisador do tipo hidrotalcita calcinada.System according to claim 10, characterized in that it comprises at least one reaction medium, being this fixed bed multitubular reactor with calcined hydrotalcite catalyst. 12. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender ao menos quatro meios de separação de misturas sendo estes,System according to claim 10, characterized in that it comprises at least four means for separating mixtures, these being, 20 colunas de destilação.20 distillation columns. 13. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender meios de separação compreendendo ao menos um destilador alimentado com uma corrente adicional de solvente sendo este, etilenoglicol.System according to claim 10, characterized in that it comprises separation means comprising at least one distiller fed with an additional solvent stream, this being ethylene glycol. 14. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por 25 compreender meios de trocar calor selecionado dentre troca em paralelo e em contra-corrente, sendo estes trocadores de calor indireto em contra-corrente entre correntes resultantes do próprio processo.14. The system according to claim 10, characterized in that it comprises means of exchanging heat selected from exchange in parallel and in countercurrent, these indirect heat exchangers being in countercurrent between currents resulting from the process itself. 15. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza de linha,15. System according to claim 10, characterized by means of cleaning or activating catalytic bed, line cleaning, 30 ajuste de temperatura de reação e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico através de alimentação com uma corrente de nitrogênio no elemento (a);30 adjusting the reaction temperature and monitoring the pressure drop in the catalytic bed by supplying a nitrogen stream in the element (a); Petição 870180140298, de 11/10/2018, pág. 6/14Petition 870180140298, of 10/11/2018, p. 6/14 4/74/7 16. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender meios de separação do hidrogênio disponível sendo estes, flash ou reator de membranas.16. System according to claim 10, characterized by means of separating the available hydrogen, flash or membrane reactor. 17. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela dita17. System according to claim 10, characterized by said 5 configuração α compreender um processo de acordo com as reivindicações de 1 a 9.The α configuration comprises a process according to claims 1 to 9. 18. Processo integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio, etileno e água caracterizado por compreender as seguintes etapas:18. Integrated process for the production of ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen, ethylene and water, characterized by comprising the following steps: (a) reação de desidrogenação e desidratação do etanol com um catalisador e 10 alimentação de etanol no reator (PFRHIDRO);(a) ethanol dehydrogenation and dehydration reaction with a catalyst and 10 ethanol feed in the reactor (PFRHIDRO); (b) separação das misturas compreendendo:(b) separation of mixtures comprising: (b1) uma separação entre uma fração com 15% de acetaldeído com etileno (topo da coluna) e outra fração com 85% do acetaldeído com acetato de etila e com água (fundo da coluna) (COLUNA1) após etapa de reação (a);(b1) a separation between a fraction with 15% acetaldehyde with ethylene (top of the column) and another fraction with 85% of the acetaldehyde with ethyl acetate and with water (bottom of the column) (COLUMN1) after reaction step (a) ; 15 (b2) uma separação entre etileno (topo da coluna) e acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1);(B2) a separation between ethylene (top of the column) and acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1); (b3) uma separação entre acetaldeído (topo da coluna) e acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo 20 da coluna (COLUNA1);(b3) a separation between acetaldehyde (top of the column) and ethyl acetate with water (bottom of the column) (COLUMN3) obtained in (b1) in the bottom 20 stream of the column (COLUMN1); (b4) uma separação entre acetato de etila (topo da coluna) e água com etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do fundo da coluna (COLUNA3);(b4) a separation between ethyl acetate (top of the column) and water with ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN4) obtained in (b3) in the stream at the bottom of the column (COLUMN3); (b5) uma separação entre água (topo da coluna) e etilenoglicol (fundo da 25 coluna) (COLUNA5) obtida em (b4) na corrente do fundo da coluna (COLUNA4).(b5) a separation between water (top of the column) and ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN5) obtained in (b4) in the chain at the bottom of the column (COLUMN4). (c) obtenção de etileno compreendendo:(c) obtaining ethylene comprising: (c1) separação do etileno (topo da coluna) do acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1) 30 e consequentente obtenção de etileno puro, de acordo com etapa (b2).(c1) separation of ethylene (top of column) from acetaldehyde (bottom of column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of column (COLUMN1) 30 and consequent obtaining of pure ethylene, according to step (b2 ). (d) obtenção de acetaldeído compreendendo:(d) obtaining acetaldehyde comprising: Petição 870180140298, de 11/10/2018, pág. 7/14Petition 870180140298, of 10/11/2018, p. 7/14 5/7 (d1) separação do acetaldeído (fundo da coluna) do etileno (topo da coluna) (COLUNA2), obtido em (b1) na corrente do topo da coluna (COLUNA1) e consequentente obtenção de acetaldeído puro, de acordo com etapa (b2);5/7 (d1) separation of acetaldehyde (bottom of column) from ethylene (top of column) (COLUMN2), obtained in (b1) in the chain at the top of the column (COLUMN1) and consequently obtaining pure acetaldehyde, according to step (b2); (d2) separação do acetaldeído (topo da coluna) do acetato de etila com(d2) separation of acetaldehyde (top of column) from ethyl acetate with 5 água (fundo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1) e consequentente obtenção de acetaldeído puro, de acordo com etapa (b3).5 water (bottom of the column) (COLUMN3) obtained in (b1) in the stream of the bottom of the column (COLUMN1) and consequently obtaining pure acetaldehyde, according to step (b3). (e) obtenção de acetato de etila compreendendo:(e) obtaining ethyl acetate comprising: (e1) remoção de água (fundo da coluna) do acetato de etila (topo da 10 coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do fundo da coluna (COLUNA3) com adição de etilenoglicol e, consequentente obtenção de acetato de etila puro, de acordo com etapa (b4);(e1) removal of water (bottom of the column) from ethyl acetate (top of the 10 column) (COLUMN 4) obtained in (b3) in the stream at the bottom of the column (COLUMN 3) with the addition of ethylene glycol and, consequently, obtaining ethyl acetate pure, according to step (b4); (f) obtenção de hidrogênio compreendendo:(f) obtaining hydrogen comprising: (f1) separação, através de um meio de separação, dos outros produtos 15 após a etapa de reação (a).(f1) separation, by means of separation, of the other products 15 after the reaction step (a). 19. Sistema, de acordo com a reivindicação de 13, caracterizado pela corrente de alimentação na etapa de reação (a) compreender uma pressão de 1,255 bar e uma temperatura de 350° C.19. System according to claim 13, characterized by the supply current in the reaction step (a) comprising a pressure of 1.255 bar and a temperature of 350 ° C. 20. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado etapa de 20 reação compreender uma corrente de alimentação com 50 kmol/h de etanol.20. The system according to claim 14, characterized by the reaction step comprising a feed stream with 50 kmol / h of ethanol. 21. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela etapa de separação (b) compreender uma etapa de separação entre uma fração com 15% de acetaldeído e etileno (topo da coluna) e acetato de etila com água e outra fração com 85% do acetaldeído (fundo da coluna) (b1) (COLUNA1) em21. System according to claim 13, characterized by the separation step (b) comprising a separation step between a fraction with 15% acetaldehyde and ethylene (top of the column) and ethyl acetate with water and another fraction with 85 % of acetaldehyde (bottom of column) (b1) (COLUMN1) in 25 uma faixa de temperatura entre - 5 e 33° C, uma pressão de 0,955 bar e, em 32 estágios.25 a temperature range between - 5 and 33 ° C, a pressure of 0.955 bar and, in 32 stages. 22. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender uma etapa de separação (b2) entre etileno (topo da coluna) e acetaldeído (fundo da coluna) (COLUNA2) em uma faixa de temperatura entre -22. System according to claim 13, characterized in that it comprises a separation step (b2) between ethylene (top of the column) and acetaldehyde (bottom of the column) (COLUMN2) in a temperature range between - 30 105 e 20° C, pressão atmosférica e, em 16 estágios.30 105 and 20 ° C, atmospheric pressure and, in 16 stages. 23. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender uma etapa de separação (b3) entre acetaldeído (topo da coluna) 23. System according to claim 13, characterized in that it comprises a separation step (b3) between acetaldehyde (top of the column) Petição 870180140298, de 11/10/2018, pág. 8/14Petition 870180140298, of 10/11/2018, p. 8/14 6/7 e acetato de etila com água (fundo da coluna) (COLUNA3) obtida em (b1) na corrente do fundo da coluna (COLUNA1) em uma faixa de temperatura entre 20 e 70°C, uma pressão atmosférica e, em 50 estágios.6/7 and ethyl acetate with water (column bottom) (COLUMN3) obtained in (b1) in the column bottom current (COLUMN1) in a temperature range between 20 and 70 ° C, an atmospheric pressure and, in 50 stages. 24. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela obtenção de acetato de etila puro (e1) compreender alimentação de um solvente sendo este etilenoglicol durante separação (b3) entre acetato de etila (topo da coluna) e água com etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA4) obtida em (b3) na corrente do topo da coluna (COLUNA3) e, consequente obtenção de acetato de etila puro, em uma faixa de temperatura de 75 a 118° C, uma pressão de 0,955 bar e, em 52 estágios.24. System according to claim 13, characterized by obtaining pure ethyl acetate (e1) comprising feeding a solvent, this ethylene glycol during separation (b3) between ethyl acetate (top of the column) and water with ethylene glycol (bottom) column) (COLUMN4) obtained in (b3) in the column top chain (COLUMN3) and, consequently, obtaining pure ethyl acetate, in a temperature range of 75 to 118 ° C, a pressure of 0.955 bar and, in 52 stages. 25. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender uma separação (b5) entre água (topo da coluna) e etilenoglicol (fundo da coluna) (COLUNA5) obtida em (b4) na corrente do fundo da coluna (COLUNA4) em uma faixa de temperatura entre 98 e 195,5° C, uma pressão de 0,955 bar e, em 22 estágios.25. System according to claim 13, characterized in that it comprises a separation (b5) between water (top of the column) and ethylene glycol (bottom of the column) (COLUMN) obtained in (b4) in the chain at the bottom of the column (COLUMN4) in a temperature range between 98 and 195.5 ° C, a pressure of 0.955 bar and, in 22 stages. 26. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo etilenoglicol ser recuperado e re-circulado, podendo alimentar novamente a etapa de separação da COLUNA 4.26. System, according to claim 20, characterized by the ethylene glycol being recovered and recirculated, being able to feed again the separation phase of COLUMN 4. 27. Sistema integrado de produção de acetato de etila, acetaldeído, hidrogênio, etileno e água caracterizado por uma configuração β compreendendo:27. Integrated production system for ethyl acetate, acetaldehyde, hydrogen, ethylene and water characterized by a β configuration comprising: (a) ao menos um meio de reação em leito fixo com catalisador do tipo hidrotalcita calcinada;(a) at least one fixed bed reaction medium with calcined hydrotalcite type catalyst; (b) ao menos cinco meios de separação de misturas;(b) at least five means for separating mixtures; (b1) meios de separação compreendendo ao menos uma corrente adicional de solvente;(b1) separation means comprising at least one additional solvent stream; (c) meios de trocar;(c) means of exchange; (d) meios de misturar solventes e reagentes;(d) means of mixing solvents and reagents; (e) meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza de linha, ajuste de temperatura de reação e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico;(e) means for cleaning or activating the catalytic bed, cleaning the line, adjusting the reaction temperature and monitoring the pressure drop in the catalytic bed; (f) meios de separação do hidrogênio disponível.(f) means of separating the available hydrogen. Petição 870180140298, de 11/10/2018, pág. 9/14Petition 870180140298, of 10/11/2018, p. 9/14 7/77/7 28. Sistema, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por compreender ao menos um meio de reação sendo este reator multitubular em leito fixo com catalisador do tipo hidrotalcita calcinada;28. System according to claim 27, characterized in that it comprises at least one reaction medium, being this fixed bed multitubular reactor with calcined hydrotalcite catalyst; 29. Sistema, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por29. System according to claim 27, characterized by 5 compreender ao menos cinco meios de separação de misturas sendo estes, colunas de destilação.5 comprise at least five means for separating mixtures, these being distillation columns. 30. Sistema, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por compreender meios de separação compreendendo ao menos um destilador alimentado com uma corrente adicional de solvente sendo este etilenoglicol.A system according to claim 27, characterized in that it comprises separation means comprising at least one distiller fed with an additional solvent stream, this being ethylene glycol. 1010 31. Sistema, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por compreender trocadores de calor indireto em contra-corrente entre correntes resultantes do próprio processo.31. System according to claim 27, characterized by comprising indirect heat exchangers in counter-current between currents resulting from the process itself. 32. Sistema, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por compreender meios de limpeza ou ativação de leito catalítico, limpeza de linha,32. System according to claim 27, characterized by means of cleaning or activating catalytic bed, line cleaning, 15 ajuste de temperatura de reação e, monitoramento da queda de pressão no leito catalítico, através de alimentação com uma corrente de nitrogênio no elemento (a).15 adjusting the reaction temperature and monitoring the pressure drop in the catalytic bed, by feeding a nitrogen stream in element (a). 33. Sistema, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por compreender meios de separação do hidrogênio disponível sendo estes flash33. System according to claim 27, characterized by means of separating the available hydrogen, these being flash 20 ou reator de membranas.20 or membrane reactor. 34. Sistema, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pela dita configuração β compreender um processo de acordo com as reivindicações de 18 a 26.34. System according to claim 27, characterized in that said β configuration comprises a process according to claims 18 to 26.
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