ES2294739T3 - Coproduccion de anhidrico acetico y ester de acetato. - Google Patents
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Abstract
Método para coproducir anhídrido acético y un éster de acetato que comprende: (a) pirolizar ácido acético a temperatura elevada a efectos de producir un primer flujo de ceteno, siendo dicho primer flujo de ceteno un flujo en fase vapor que comprende ceteno, ácido acético y agua; (b) refrigerar el primer flujo de ceteno a efectos de condensar ácido acético y agua a partir del mismo, generándose de este modo (i) un flujo acuoso débilmente ácido y (ii) un flujo de alimentación de ceteno; (c) suministrar el flujo de alimentación de ceteno a un reactor de anhídrido acético en el que el ceteno reacciona con ácido acético a efectos de producir anhídrido acético; y (d) simultáneamente a la etapa (c), suministrar el flujo acuoso débilmente ácido a un reactor de esterificación en el que el ácido acético del flujo débilmente ácido reacciona con un alcohol orgánico, produciendo un éster de acetato.
Description
Coproducción de anhídrico acético y éster de
acetato.
La presente invención se refiere de forma
general a la coproducción de anhídrido acético y ésteres de
acetato. Más específicamente, según la presente invención, se da a
conocer un método para producir anhídrido acético mediante un
método por ceteno, generándose un flujo débilmente ácido y
utilizando dicho flujo débilmente ácido para la producción de
ésteres.
La producción de anhídrido acético mediante el
método por ceteno es bien conocida. El método comprende: la
descomposición térmica de ácido acético a altas temperaturas
utilizando, por ejemplo, un catalizador de deshidratación de
fosfato de trietilo a efectos de producir ceteno (I), que a
continuación se hace reaccionar con ácido acético en exceso a
efectos de obtener anhídrido acético (II):
\vskip1.000000\baselineskip
La primera etapa del método se lleva a cabo a
baja presión y a temperatura elevada, típicamente mayor de 700ºC.
El catalizador presente en el flujo de producto puede neutralizarse
con amoníaco. El método se utiliza ampliamente; sin embargo,
requiere de grandes inversiones, particularmente e causa de que el
agua generada en la etapa I debe eliminarse y el ácido acético debe
extraerse y recuperarse. En otras palabras, la recuperación del
ácido débil incrementa significativamente la inversión de capital y
además, afecta negativamente a los costes de energía de
funcionamiento. A continuación se exponen brevemente referencias
representativas en relación con diversos aspectos de la producción
de anhídrido acético y ceteno.
La patente USA 4.455.439, de Hoechst AG, del 19
de junio de 1984, describe un método para la preparación de ceteno
por cracking térmico y catalítico de ácido acético a presión
reducida. A continuación, los gases calientes producto del cracking
se refrigeran entre 0ºC y -10ºC y el agua, el ácido acético sin
reaccionar y el anhídrido acético se condensan.
La patente USA 4.737.318, de Daicel Chemical
Industries del 12 de abril de 1988, describe un métod para
recuperar anhídrido acético a partir de una solución acuosa que
contiene anhídrido acético y ácido acético que comprende un
condensado obtenido en una etapa de refrigeración de un gas de
descomposición formado en la producción de ceteno mediante la
pirólisis del ácido acético y la refrigeración del gas formado.
En la patente USA 5.264.087, de Eastman Kodak,
del 23 de noviembre de 1993, se describe un método continuo para
refinar anhídrido acético producido por reacción de ceteno y ácido
acético. El método incluye una etapa de destilación por vacío, lo
que da lugar a la producción de anhídrido acético de gran
pureza.
La solicitud de patente USA 2001/0029309 de
Nishioka y otros, describe una etapa adicional de purificación en
la que se trata el anhídrido acético destilado con ozono a efectos
de reducir el contenido en diceteno.
\newpage
Otro método para reducir el diceteno en
anhídrido acético purificado, descrito en la patente japonesa nº
41021981 de Nihon Gosei Company, consiste en calentar el líquido de
reacción en presencia de catalizadores de polimerización de
diceteno tal como un alcoholato de hidróxido de metal alcalino,
acetato sódico o bases orgánicas.
La producción de ésteres alquílicos de ácido
acético a partir de diversos alcanoles también es bien conocida.
También en este caso la eliminación de agua representa un
componente significativo de los gastos económicos y de
funcionamiento. A continuación se describen algunas patentes
significativas.
La patente USA 4.481.146 de Hoechst AG, de 6 de
noviembre de 1984, describe un método para la preparación de un
éster etílico a partir de mezclas de alcoholes alifáticos que
contienen etanol que comprende la esterificación de los alcoholes
con un ácido carboxílico en presencia de un catalizador ácido en
una columna de destilación y la separación continua del éster
etílico en la misma columna de entre la mezcla de ésteres
obtenida.
En la patente USA 5.998.658 de Industrial
Technology Research Institute, de 7 de diciembre de 1999, se
describe un método de producción de ésteres de ácido acético que
consiste en un método de destilación catalítica que utiliza
catalizadores ácidos sólidos para la esterificación de ácido
acético con alcoholes.
La patente USA 6.028.215 de BASF AG, del 22 de
febrero de 2000, describe un método para preparar ésteres a partir
de alcohol y ácido carboxílico suministrando una mezcla de alcohol
y ácido carboxílico a una columna de destilación con secciones
separadas que contiene componentes reactivos y convencionales,
haciendo reaccionar el alcohol y el ácido carboxílico en los
componentes reactivos en presencia de un catalizador heterogéneo,
separando por separación destilativa la mezcla de reacción en
evolución en el éster de punto de ebullición más elevado y un
azeótropo de punto de ebullición más bajo que contiene alcohol,
agua y éster y separando el azeótropo en un separador de fases.
La patente USA 6.458.992 de Sulzer Chemtech AG,
de 1 de octubre de 2002, se refiere a un método para la síntesis de
acetato de butilo mediante esterificación de ácido acético con
butanol por destilación combinada y reacción química utilizando una
columna en la que la separación de los productos de reacción tiene
lugar junto con la esterificación en equipos de separación
catalíticamente activos.
La patente USA 6.693.213 de Sulzer Chemtech AG,
de 17 de febrero de 2004, describe un método de síntesis de acetato
de etilo por esterificación de ácido acético con alcohol etílico o
por reacción de anhídrido acético con alcohol etílico que utiliza
destilación catalítica en una columna, durante la cual tiene lugar
simultáneamente una reacción en un relleno catalíticamente activo y
una rectificación y separación de los productos de reacción.
La patente británica GB 468 218 A, de 30 de
junio de 1937, se refiere a un método para producir anhídrido
acético que comprende las etapas de pirólisis de ácido acético,
refrigeración del flujo resultante a efectos de separar el ceteno
de un flujo acuoso que contiene ácido acético y anhídrido acético,
separación del ácido acético del flujo acuoso por fraccionamiento y
reacción del ceteno con el ácido acético a efectos de producir
anhídrido acético.
En cualquier caso, existe una necesidad en la
técnica de reducir el capital necesario para la purificación y de
aumentar los rendimientos así como la eficacia del método. La
presente invención satisface estas necesidades produciendo
simultáneamente anhídrido acético y ésteres de acetato mediante la
utilización de equipos de producción integrada.
El método según la presente invención genera un
flujo acuoso de ácido acético en relación con la producción de
anhídrido y utiliza dicho flujo débilmente ácido para producir
ésteres de acetato. El agua no tiene que ser eliminada antes de
suministrar el flujo débilmente ácido a la unidad de
esterificación, reduciéndose la inversión global en purificación.
Además, en casos particularmente preferentes, el agua presente en el
flujo débilmente ácido que se suministra a la unidad de
esterificación tiene un efecto beneficioso para la separación
azeotrópica. Estos casos particularmente preferentes son aquellos
en los que el azeótropo de éster de acetato/agua tiene un contenido
en agua más elevado que la cantidad estequiométrica de agua
producida por esterificación con el alcohol orgánico. Los acetatos
de butilo son coproductos particularmente preferentes tal como será
evidente a partir de la descripción detallada que se proporciona a
continuación.
De este modo, según la presente invención, se da
a conocer un método de coproducción de anhídrido acético y un éster
de acetato que incluye: pirolizar ácido acético a temperatura
elevada a efectos de producir un primer flujo de ceteno, siendo
dicho primer flujo de ceteno un flujo en fase vapor que comprende
ceteno, ácido acético y agua; refrigerar el primer flujo de ceteno
a efectos de condensar ácido acético y agua a partir del mismo,
generándose de este modo (i) un flujo acuoso débilmente ácido y
(ii) un flujo de alimentación de ceteno; suministrar el flujo de
alimentación de ceteno a un reactor de anhídrido acético en el que
el ceteno reacciona con ácido acético a efectos de producir
anhídrido acético; y simultáneamente a la etapa (c), suministrar el
flujo acuoso débilmente ácido a un reactor de esterificación en el
que el ácido acético del flujo débilmente ácido reacciona con un
alcohol orgánico, produciendo un éster de acetato. Típicamente, el
alcohol orgánico se selecciona entre alcoholes orgánicos que forman
ésteres de acetato, proporcionando dichos ésteres y opcionalmente
alcoholes mezclas azeotrópicas con agua; y preferentemente el
alcohol orgánico se selecciona entre el grupo que consiste en
metanoles, etanoles, propanoles y butanoles. En las realizaciones
más preferentes, el alcohol orgánico se selecciona entre alcoholes
orgánicos que (i) forman ésteres de acetato, proporcionando dichos
ésteres y opcionalmente alcoholes mezclas azeotrópicas con agua; y
(ii) en el que las mezclas azeotrópicas tienen un contenido en agua
mayor que el agua generada por reacción del alcohol con ácido
acético. Los alcoholes preferentes incluyen
n-butanol, s-butanol e
i-butanol.
Opcionalmente, el método incluye además la etapa
de vaporización instantánea del flujo débilmente ácido antes de
suministrarlo al reactor de esterificación, suministrando de este
modo ácido acético en fase vapor y vapor de agua al reactor de
esterificación y, simultáneamente, eliminando productos
secundarios. La etapa de pirólisis puede estar catalizada por (i)
un catalizador de fosfato que posteriormente se neutraliza con
amoníaco o (ii) un catalizador de fosfato de amonio. Un catalizador
de deshidratación preferente es el fosfato de trietilo, y otro es
el fosfato de diamonio. El método también puede incluir la adición
de un ácido fuerte, tal como ácido fosfórico, a la etapa de
vaporización instantánea a efectos de minimizar la descomposición
de las sales de amonio contenidas en el flujo débilmente ácido.
Habitualmente, el flujo acuoso débilmente ácido
tiene un contenido en ácido comprendido aproximadamente entre 10 y
90 por ciento en peso; típicamente, el flujo acuoso débilmente
ácido tiene un contenido en ácido comprendido aproximadamente entre
30 y 70 por ciento en peso; y preferentemente el flujo acuoso
débilmente ácido tiene un contenido en ácido comprendido
aproximadamente entre 40 y 60 por ciento en peso. Habitualmente, la
etapa de pirólisis del ácido acético se lleva a cabo a una
temperatura comprendida aproximadamente entre 680ºC y 750ºC. En una
realización, el ceteno se hace reaccionar con ácido acético en
presencia de amoníaco.
Un método preferente es un método para
coproducir anhídrido acético y un éster de acetato que comprende:
pirolizar ácido acético a temperatura elevada a efectos de producir
un primer flujo de ceteno, siendo dicho primer flujo de ceteno un
flujo en fase vapor que comprende ceteno, ácido acético y agua;
refrigerar el primer flujo de ceteno a efectos de condensar ácido
acético y agua a partir del mismo, generándose de este modo (i) un
flujo acuoso débilmente ácido y (ii) un flujo de alimentación de
ceteno; suministrar el flujo de alimentación de ceteno a un reactor
de anhídrido acético en el que el ceteno reacciona con ácido acético
a efectos de producir anhídrido acético; simultáneamente a la etapa
(c), suministrar el flujo acuoso débilmente ácido a un reactor de
esterificación en el que el ácido acético del flujo débilmente
ácido reacciona con un alcohol orgánico, produciendo un éster de
acetato en un medio de esterificación, en el que el alcohol
orgánico forma ésteres de ácido acético, proporcionando dichos
ésteres y opcionalmente alcoholes mezclas azeotrópicas con agua; y
separar azeotrópicamente del medio de esterificación el éster de
acetato formado de este modo.
Otro método preferente es un método para
coproducir anhídrido acético y un éster de acetato que comprende:
pirolizar ácido acético a temperatura elevada a efectos de producir
un primer flujo de ceteno, siendo dicho primer flujo de ceteno un
flujo en fase vapor que comprende ceteno, ácido acético y agua,
refrigerar el primer flujo de ceteno a efectos de condensar ácido
acético y agua a partir del mismo, generándose de este modo (i) un
flujo acuoso débilmente ácido y (ii) un flujo de alimentación de
ceteno; suministrar el flujo de alimentación de ceteno a un reactor
de anhídrido acético en el que el ceteno reacciona con ácido
acético a efectos de producir anhídrido acético; simultáneamente a
la etapa (c), suministrar el flujo acuoso débilmente ácido a un
reactor de esterificación en el que el ácido acético del flujo
débilmente ácido reacciona con un alcohol orgánico, produciendo un
éster de acetato en un medio de esterificación, en el que el
alcohol orgánico se selecciona entre alcoholes orgánicos que (i)
forman ésteres de acetato, proporcionando dichos ésteres y
opcionalmente alcoholes, mezclas azeotrópicas con agua; y (ii) en
el que las mezclas azeotrópicas tienen un contenido en agua mayor
que el agua generada por reacción del alcohol con ácido acético; y
separar azeotrópicamente del medio de esterificación el éster de
acetato formado de este modo.
El método según la invención se ilustra y
describe en relación con la figura 1, que es un diagrama
esquemático que ilustra el método según la invención.
A continuación se describe detalladamente el
método según la invención en relación con características
particulares.
Tal como se ha mencionado anteriormente, la
producción de anhídrido acético mediante el método por ceteno es
bien conocida. El método comprende: pirólisis de ácido acético a
temperaturas elevadas utilizando un catalizador de deshidratación a
efectos de producir ceteno (I) que a continuación se hace
reaccionar con ácido acético en exceso a efectos de obtener
anhídrido acético (II):
La etapa I también produce 1 mol de agua por mol
de ceteno, tal como se puede apreciar a partir de la estequiometría
de la reacción. El calor de reacción es de aproximadamente 147
kJ/mol. Un rendimiento óptimo de ceteno requiere una temperatura de
aproximadamente 680-750ºC. La presión baja aumenta
el rendimiento del proceso aunque no su eficacia. Habitualmente se
utiliza fosfato de trietilo como catalizador de deshidratación para
el agua formada en la primera etapa. El mismo se neutraliza en los
gases de salida con amoníaco. La compresión del ceteno utilizando
una bomba de anillo líquido mejora sustancialmente la formación de
anhídrido. Se requieren aleaciones libres de níquel, por ejemplo,
aleación de ferrocromo, acero de cromo-aluminio,
para los tubos de pirólisis de ácido acético, ya que el níquel
favorece la formación de hollín y coque y reacciona con el monóxido
de carbono dando lugar a un carbonilo metálico muy tóxico. La
formación de coque constituye una pérdida grave de eficacia. Las
condiciones convencionales de funcionamiento proporcionan un
85-88% de conversión y una selectividad al ceteno
del 90-95% en moles.
En lugar de fosfato de trietilo, puede
utilizarse fosfato de diamonio como catalizador de
deshidratación.
También es bien conocida la fabricación de
ésteres de acetato. Típicamente, se hace reaccionar ácido acético
en fase líquida con un alcohol orgánico utilizando un catalizador
ácido, tal como un ácido mineral o una resina catiónica de
intercambio iónico de ácido fuerte. En este caso también se produce
1 mol de agua por mol de producto éster. El método incluye la
rectificación, en muchos casos, del producto crudo como azeótropo
con agua. La extracción de azeótropos de éster/agua de la mezcla de
reacción desplaza el equilibrio a favor del producto éster. A
continuación, en la tabla A, se indican composiciones seleccionadas
de azeótropos de ésteres de acetato.
El término "separar azeotrópicamente" y la
terminología similar se refiere a separar el producto de éster de
acetato a partir de una mezcla de reacción con agua, reactivos y
catalizador mediante vaporización de un azeótropo del producto de
éster de acetato y agua. Opcionalmente, el azeótropo incluye un
reactivo alcohólico. Habitualmente, dicha separación aprovecha el
punto de ebullición bajo del azeótropo de éster/agua a efectos de
desplazar el equilibrio hacia el producto éster.
La producción de acetato de etilo por
esterificación continua es un ejemplo de la utilización de los
principios azeotrópicos a efectos de obtener un alto rendimiento de
éster. El equilibrio de ácido acético, ácido sulfúrico concentrado
y un exceso del 95% de etilo se alcanza en la mezcla, se bombea
hacia un depósito receptor y a través de un precalentador se
conduce a la sección superior de una columna de platos de borboteo.
La temperatura en el extremo superior de dicha columna se mantiene
aproximadamente a 80ºC y su vapor (alcohol con el éster formado y
aproximadamente un 10% de agua) se conduce a un condensador. La
primera columna de recuperación se hace funcionar con una
temperatura superior de 70ºC, produciendo un azeótropo ternario de
83% de éster, 9% de alcohol y 8% de agua. La mezcla ternaria se
suministra a un mezclador estático en el que se añade agua a
efectos de formar dos capas y permitir su separación en un
decantador. La capa superior contiene aproximadamente 93% de
acetato de etilo, 5% de agua y 2% de alcohol, y se conduce a una
segunda columna de recuperación o de secado de ésteres. La parte
flotante de esta columna es un 95-100% de acetato de
etilo, que se conduce a un refrigerador y, a continuación, a un
depósito de almacenamiento.
En la figura 1 se indica esquemáticamente un
aparato (10) para realizar la presente invención. El aparato (10)
incluye un horno de ceteno (12) acoplado a un tren refrigerador
(14) que, a su vez, comunica con un reactor de anhídrido (16) y un
vaporizador instantáneo (18). El vaporizador instantáneo (18) tiene
una salida hacia una torre de reacción de esterificación (20) que
presenta un lecho catalítico (22) de resina de intercambio
catiónico de ácido fuerte. La torre (18) está acoplada a un
decantador (24).
A efectos de realizar el método inventivo, se
suministran ácido acético y catalizador al horno (12), en el que el
ácido acético se descompone térmicamente hasta obtener ceteno y
agua a temperaturas de aproximadamente 680-750ºC. A
continuación, el gas caliente se refrigera en el tren refrigerador
(14).
El tren refrigerador (14) condensa el agua y el
ácido acético presentes en los gases calientes de salida del horno
y suministra el condensado al vaporizador instantáneo (18),
mientras que la salida del horno sin condensar se suministra al
reactor de anhídrido (16), tal como se muestra en la figura 1. En
el reactor (16), el ceteno se hace reaccionar con acético adicional
a efectos de obtener anhídrido acético. El anhídrido crudo se
extrae como líquido, mientras que la parte flotante ruede
purificarse adicionalmente y reciclarse o utilizarse de otro
modo.
El flujo de condensado del método procedente del
tren de refrigeración del método de anhídrido por ceteno contiene
principalmente ácido acético, agua, anhídrido acético y sustancias
no volátiles, incluyendo el catalizador con contenido en fósforo
(por ejemplo, fosfatos de amonio) y carbón (procedente de la
descomposición del ceteno y de la carbonización del horno). A
continuación, el anhídrido acético reacciona con el agua presente
en el condensado del método formando ácido acético.
Preferentemente, este flujo de condensado del método se acondiciona
o purifica a efectos de excluir impurezas que pueden afectar
negativamente la calidad de los ésteres de acetato producidos a
partir del ácido acético contenido en el flujo, y a efectos de
eliminar compuestos que pueden neutralizar el catalizador utilizado
para la esterificación de ácido acético y un alcohol en la
coproducción de ésteres de acetato. En algunos casos, la salida de
condensado del horno, o flujo débilmente ácido, puede contener
sales de amoníaco no deseadas en forma de acetatos. Estas sales
constituyen fuentes potenciales de productos secundarios no
deseados y, en consecuencia, se minimizan ventajosamente mediante
la adición al condensado de un ácido mineral, tal como ácido
fosfórico, antes de la etapa de vaporización instantánea.
Mientras que el ceteno se suministra al reactor
(16), el vaporizador instantáneo (18) hacer hervir de nuevo el
condensado procedente del tren refrigerador que es, tal como se ha
indicado anteriormente, un flujo débilmente ácido con una
composición típica de aproximadamente 50/50 de ácido acético/agua.
El ácido acético vaporizado y el vapor de agua se suministran a la
torre de reacción de esterificación (20) simultáneamente con el
suministro de ceteno al reactor (16). De este modo, los sólidos y
los componentes más pesados son eliminados del flujo débilmente
ácido por el vaporizador instantáneo antes de suministrar el flujo
a la torre de esterificación.
Al reactor (20) se le suministra también ácido
acético adicional y alcohol orgánico en (26). La mezcla de reacción
se convierte a éster de acetato en el reactor (20), siendo
catalizada la reacción por el lecho (20). El producto éster se
separa del medio de reacción en el extremo inferior de la torre
mediante destilación, preferentemente incluyendo un azeótropo, tal
como se ha indicado anteriormente. La salida de la torre (20) se
decanta en (24).
Parte del éster crudo se hace refluir a la torre
(20), mientras que el producto crudo también se extrae para su
purificación posterior.
De este modo, la invención proporciona ventajas
considerables con respecto a los métodos convencionales de
producción. Por un lado, el subproducto de agua procedente de la
producción de ceteno se procesa mediante el equipo de proceso de
esterificación, lo que comporta un ahorro considerable en términos
de capital ya que no debe duplicarse el equipo de recuperación. Por
otro lado, el método de coproducción, según la presente invención,
hace posible la utilización del subproducto de agua de la
producción de ceteno para formar azeótropos con ésteres cuya
producción no genera agua estequiométricamente suficiente para
separar azeotrópicamente el producto procedente del medio de
reacción en la torre (20). En estos casos, convencionalmente el
agua se añade separadamente, lo que aumenta los costes de
funcionamiento. Por otro lado, la invención utiliza un flujo
disponible débilmente ácido como fuente de agua y como fuente de
ácido acético. A continuación se expone un ejemplo particular.
El condensado de proceso obtenido de un horno de
ceteno, tal como el horno (12), y de un tren refrigerador, tal como
el tren (14), se suministró de forma continua a un equipo de
vaporización instantánea de laboratorio consistente en un hervidor
de 0,5 litros calentado eléctricamente y unido a una sección de
separación vapor/líquido con camisa de vacío que dirigía los
vapores a un condensador y a un recipiente ce recepción para
recolectar el líquido condensado del flujo de vapor flotante. Se
suministró una muestra de condensado de método que contenía
aproximadamente 61,3% en peso de ácido acético, 38,2% en peso de
agua y 0,5% en peso de sustancias no volátiles al equipo de
vaporización instantánea, tomando aproximadamente el 97,2% (p/p)
del flujo de alimentación como destilado de vaporizador instantáneo
en condiciones de presión atmosférica.
Se analizó el condensado del método de
vaporización instantánea, conteniendo aproximadamente 61,6% en peso
de ácido acético y 38,4% en peso de agua, y a continuación se
suministró al lecho catalítico de una torre de una torre de
reacción Oldershaw de acetato de n-butilo de 45
platos (por ejemplo, una torre tal como la torre -20-). El lecho
catalítico homogéneo contenía 1 \pm 0,3% en peso de ácido
metanosulfónico. Los vapores flotantes procedentes de la torre de
reacción se condensaron y formaron dos fases en un decantador de
flotantes (por ejemplo, un decantador tal como el decantador -24-).
La capa superior, rica en acetato de n-butilo,
procedente del decantador se refluyó al plato superior a efectos de
producir un flujo de producto crudo que, por ejemplo, contenía
\sim97,8% en peso de acetato de n-butilo, 1,1% en
peso de n-butanol, 1,1% en peso de agua y solamente
trazas de ácido acético. La fase inferior, rica en agua, se bombeó
desde el decantador.
Claims (20)
1. Método para coproducir anhídrido acético y un
éster de acetato que comprende:
- (a)
- pirolizar ácido acético a temperatura elevada a efectos de producir un primer flujo de ceteno, siendo dicho primer flujo de ceteno un flujo en fase vapor que comprende ceteno, ácido acético y agua;
- (b)
- refrigerar el primer flujo de ceteno a efectos de condensar ácido acético y agua a partir del mismo, generándose de este modo
- (i)
- un flujo acuoso débilmente ácido y
- (ii)
- un flujo de alimentación de ceteno;
- (c)
- suministrar el flujo de alimentación de ceteno a un reactor de anhídrido acético en el que el ceteno reacciona con ácido acético a efectos de producir anhídrido acético; y
- (d)
- simultáneamente a la etapa (c), suministrar el flujo acuoso débilmente ácido a un reactor de esterificación en el que el ácido acético del flujo débilmente ácido reacciona con un alcohol orgánico, produciendo un éster de acetato.
2. Método, según la reivindicación 1, en el que
el alcohol orgánico se selecciona entre alcoholes orgánicos que
forman ésteres de acetato, proporcionando dichos ésteres y
opcionalmente alcoholes, mezclas azeotrópicas con agua.
3. Método, según la reivindicación 2, en el que
el alcohol orgánico se selecciona entre el grupo que consiste en
metanol, etanol, propanoles y butanoles.
4. Método, según la reivindicación 2, en el que
el alcohol orgánico se selecciona entre alcoholes orgánicos que
- (i)
- forman ésteres de acetato, proporcionando dichos ésteres y opcionalmente alcoholes, mezclas azeotrópicas con agua; y
- (ii)
- en el que las mezclas azeotrópicas tienen un contenido en agua mayor que el agua generada por reacción del alcohol con ácido acético.
5. Método, según la reivindicación 1, en el que
el alcohol orgánico es un butanol.
6. Método, según la reivindicación 1, en el que
el alcohol orgánico se selecciona entre n-butanol,
s-butanol e i-butanol.
7. Método, según la reivindicación 1, que además
comprende la etapa de vaporización instantánea del flujo débilmente
ácido antes de suministrarlo al reactor de esterificación,
suministrando de este modo ácido acético en fase vapor y vapor de
agua al reactor de esterificación y, simultáneamente, eliminando
productos secundarios.
8. Método, según la reivindicación 1, en el que
la etapa de pirólisis está catalizada por
- (i)
- un catalizador de fosfato que posteriormente se neutraliza con amoníaco, o
- (ii)
- un catalizador de fosfato de amonio.
9. Método, según la reivindicación 8, en el que
el catalizador de deshidratación es fosfato de trietilo.
10. Método, según la reivindicación 8, en el que
el catalizador de deshidratación es fosfato de diamonio.
11. Método, según la reivindicación 8, que
además presenta la etapa de eliminar las sales de amonio del flujo
acuoso débilmente ácido.
12. Método, según la reivindicación 11, en el
que la etapa de eliminar las sales de amonio del flujo acuoso
débilmente ácido incluye tratar el flujo débilmente ácido con un
ácido mineral.
13. Método, según la reivindicación 12, en el
que el ácido mineral es ácido fosfórico.
14. Método, según la reivindicación 1, en el que
el flujo acuoso débilmente ácido tiene un contenido en ácido
comprendido aproximadamente entre 10 y 90 por ciento en peso.
15. Método, según la reivindicación 1, en el que
el flujo acuoso débilmente ácido tiene un contenido en ácido
comprendido aproximadamente entre 30 y 70 por ciento en peso.
16. Método, según la reivindicación 1, en el que
el flujo acuoso débilmente ácido tiene un contenido en ácido
comprendido aproximadamente entre 40 y 60 por ciento en peso.
17. Método, según la reivindicación 1, en el que
la etapa de pirólisis del ácido acético se lleva a cabo a una
temperatura comprendida aproximadamente entre 720ºC y 775ºC.
18. Método, según la reivindicación 1, en el que
el ceteno se hace reaccionar con ácido acético en presencia de
amoníaco.
19. Método para coproducir anhídrido acético y
un éster de acetato, según la reivindicación 1, que comprende:
- (a)
- pirolizar ácido acético a temperatura elevada a efectos de producir un primer flujo de ceteno, siendo dicho primer flujo de ceteno un flujo en fase vapor que comprende ceteno, ácido acético y agua;
- (b)
- refrigerar el primer flujo de centeno a efectos de condensar ácido acético y agua a partir del mismo, generándose de este modo
- (i)
- un flujo acuoso débilmente ácido y
- (ii)
- un flujo de alimentación de ceteno;
- (c)
- suministrar el flujo de alimentación de ceteno a un reactor de anhídrido acético en el que el ceteno reacciona con ácido acético a efectos de producir anhídrido acético; y
- (d)
- simultáneamente a la etapa (c), suministrar el flujo acuoso débilmente ácido a un reactor de esterificación en el que el ácido acético del flujo débilmente ácido reacciona con un alcohol orgánico, produciendo un éster de acetato en un medio de esterificación, en el que el alcohol orgánico forma ésteres de ácido acético, proporcionando dichos ésteres y opcionalmente alcoholes mezclas azeotrópicas con agua; y
- (e)
- separar azeotrópicamente del medio de esterificación el éster de acetato formado de este modo.
20. Método para coproducir anhídrido acético y
un éster de acetato, según la reivindicación 1, que comprende:
- (a)
- pirolizar ácido acético a temperatura elevada a efectos de producir un primer flujo de ceteno, siendo dicho primer flujo de ceteno un flujo en fase vapor que comprende ceteno, ácido acético y agua;
- (b)
- refrigerar el primer flujo de ceteno a efectos de condensar ácido acético y agua a partir del mismo, generándose de este modo
- (i)
- un flujo acuoso débilmente ácido y
- (ii)
- un flujo de alimentación de ceteno;
- (c)
- suministrar el flujo de alimentación de ceteno a un reactor de anhídrido acético en el que el ceteno reacciona con ácido acético a efectos de producir anhídrido acético; y
- (d)
- simultáneamente a la etapa (c), suministrar el flujo acuoso débilmente ácido a un reactor de esterificación en el que el ácido acético del flujo débilmente ácido reacciona con un alcohol orgánico, produciendo un éster de acetato en un medio de esterificación, en el que el alcohol orgánico se selecciona entre alcoholes que
- (i)
- forman ésteres de acetato, proporcionando dichos ésteres y opcionalmente alcoholes mezclas azeotrópicas con agua; y
- (ii)
- en el que las mezclas azeotrópicas tienen un contenido en agua mayor que el agua generada por la reacción del alcohol con ácido acético; y
- (e)
- separar azeotrópicamente del medio de esterificación el éster de acetato formado de este modo.
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