ES2715315T3 - Procedimiento para producir ácidos (met)acrílicos - Google Patents

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Yasushi Ogawa
Yoshiro Suzuki
Kiyoshi Takahashi
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Abstract

Un procedimiento para descomponer un subproducto formado durante la producción de ácido (met)acrílico o un éster (met)acrílico, que comprende introducir el subproducto formado durante la producción de ácido (met)acrílico o el subproducto formado durante la producción de un éster (met)acrílico en un reactor provisto con una columna de destilación, para descomponer térmicamente de ese modo el subproducto y al mismo tiempo llevar a cabo destilación para recuperar ácido (met)acrílico, ésteres (met)acrílicos y alcoholes, caracterizado porque como dicha columna de destilación, se usa una columna de destilación que está provista internamente con bandejas de tipo disco y toroidales, en el que se instalan de manera alterna bandejas de disco y bandejas toroidales y el número de bandejas de disco y el número de bandejas toroidales es de 5 a 20, en el que una bandeja en forma de disco y una bandeja de forma toroidal se toman como un plato.

Description

DESCRIPCION
Procedimiento para producir ácidos (met)acnlicos
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un procedimiento industrialmente ventajoso para la produccion de ácidos (met)acnlicos con una alta tasa de recuperacion, a la vez que se reduce la cantidad de residuos industriales, mediante descomposicion de subproductos tales como productos de adicion de Michael de ácido (met)acnlico o esteres (met)acnlicos, producidos secundariamente en una etapa de produccion de ácidos (met)acnlicos y recuperacion de compuestos de valor tales como ácido (met)acnlico, esteres (met)acnlicos y alcoholes.
En esta memoria descriptiva “ácido (met)acnlico” es un termino general para ácido acnlico y ácido metacnlico, y puede ser uno o los dos. Ademas, “ácidos (met)acnlicos” es un termino general para estos ácidos y se pueden obtener esteres (met)acnlicos a partir de tales ácidos y alcoholes y el termino se entiende para uno que comprende al menos uno de ellos.
Tecnica anterior
a. Como un metodo para la descomposicion de productos de adicion de Michael producidos secundariamente durante la produccion de ácido acnlico o esteres acnlicos, es comun usar un metodo de descomposicion termica que no usa catalizador en el caso de un procedimiento para la produccion de ácido acnlico (documento JP-A-11-12222), mientras que en el caso de un procedimiento para la produccion de un ester acnlico, se conoce un metodo para llevar a cabo la descomposicion mediante calentamiento en presencia de un ácido de Lewis o una base de Lewis (documentos JP-A-49-55614, JP-B-7-68168, JP-A-9-110791, JP-A-9-124552, JP-A-10-45670). Adicionalmente como un sistema reactivo de descomposicion para productos de adicion de Michael es comun usar un sistema de destilacion con reaccion en el que el producto de reaccion descompuesto deseado se destila mediante destilacion mientras se lleva a cabo la reaccion de descomposicion. Adicionalmente se conoce tambien un metodo en el que los productos de adicion de Michael producidos secundariamente en una etapa para la produccion de un ácido acnlico, y los productos de adicion de Michael producidos secundariamente en una etapa para la produccion de un ester acnlico son puestos juntos, seguido de descomposicion termica. Hay un metodo para la descomposicion termica mediante un sistema de destilacion reactivo en ausencia de catalizador alguno (documento JP-A-8-225486) y un metodo para la descomposicion por medio de un catalizador de ácido de alta concentracion (documento JP-A-9-183753).
Con el fin de aumentar la tasa de recuperacion de ácido acnlico, un ester acnlico o un alcohol utiles como un producto o como un material de partida para una reaccion, en la parte superior de una columna de reaccion por descomposicion, es necesario aumentar la temperatura de reaccion de descomposicion y suprimir la cantidad de descarga por colas, por lo que ha habido hasta ahora un problema tal que el lfquido de colas tiende a ser un lfquido muy viscoso; cuando la temperatura de descomposicion es alta, probablemente se forme un oligomero o polfmero de ácido acnlico o un ester acnlico que es una sustancia facilmente polimerizable; y alguna de las sustancias contenidas en el material de partida para la reaccion tienden a precipitar, por lo que se depositara un solido en colas de la columna de reaccion por descomposicion, se forma un polfmero debido a un lfquido contenido en el deposito, y tal deposito fluira por un conducto de descarga de lfquido a la vez que un cambio operacional con lo que provoca la obstruccion repentina del conducto de descarga de lfquido; y por tanto no habra metodo apropiado con el que se pueda operar la columna de reaccion de descomposicion de forma constante durante un tiempo prolongado. Especialmente cuando un solido se ha depositado en el fondo de una columna de reaccion de descomposicion, un lfquido facilmente polimerizable ocluido en el solido depositado tiende a ser extremadamente polimerizable ya que no puede fluir, y la temperatura de reaccion de descomposicion es relativamente alta, conduciendo asf a un fenomeno donde la cantidad del deposito se vera aumentada adicionalmente por tal polimerizacion. Por tanto se ha deseado solventar este problema.
b. Como un ejemplo para resolver este problema se puede concebir un metodo en el que se reduce el diametro de un conducto para transferir el lfquido de colas para transferir el lfquido a un caudal elevado, pero ha sido imposible adoptar un metodo de este tipo, ya que se requiere que la bomba para tal transferencia sea de un tipo de presion elevada, siendo tal economicamente desventajoso como un metodo de produccion industrial. Adicionalmente se puede concebir un metodo en el que con el fin de reducir la viscosidad del lfquido de colas se pueda anadir lfquido residual desde la etapa de produccion o se pueda anadir agua de nuevo, pero esto conllevana una reduccion de la temperatura del lfquido, con lo que la obstruccion tendena a ser mas que acelerada, o tiende a requerirse anadir agua en una gran cantidad. De acuerdo con lo anterior, ha sido practicamente imposible adoptar un metodo de este tipo.
c. Por otro lado como es bien conocido, hay un metodo de oxidacion en fase vapor de propileno como una reaccion para formar ácido acnlico. Para un metodo de este tipo de obtencion de ácido acnlico mediante oxidacion de propileno hay un procedimiento de oxidacion en dos etapas en el que la oxidacion a acrolema y una siguiente etapa de oxidacion a ácido acnlico, se llevan a cabo en reactores separados, respectivamente, ya que las condiciones de oxidacion son diferentes, y un procedimiento en el que la oxidacion a ácido acnlico se lleva a cabo directamente en una oxidacion de una etapa.
La figura 3 muestra un ejemplo de un diagrama de flujo para formar ácido acnlico mediante oxidacion en dos etapas, seguido de una reaccion con un alcohol para formar un ester acnlico. A saber, se someten propileno, vapor y aire a oxidacion en dos etapas mediante el primer y segundo reactores empaquetados, por ejemplo, con un catalizador de tipo molibdeno para formar un gas que contiene ácido acnlico. Este gas que contiene ácido acnlico se pone en contacto con agua en una columna de recogida para obtener una solucion acuosa de ácido acnlico, que se extrae en una columna de extraccion anadiendo un disolvente de extraccion adecuado, separandose el disolvente de extraccion en una columna de separacion de disolvente. Luego se separa ácido acetico en una columna de separacion de ácido acetico para obtener ácido acnlico en bruto, y en una columna de fraccionamiento, se separa un subproducto de este ácido acnlico en bruto obteniendo un producto purificado de ácido acnlico. Adicionalmente, este ácido acnlico (producto purificado) se esterifica en una columna de reaccion por esterificacion, y luego, se obtiene un ester acnlico en bruto mediante una columna de extraccion y una columna de separacion de componentes ligeros. De este ester acnlico en bruto se separa un subproducto (producto de alto punto de ebullicion) en una columna de fraccionamiento para obtener un producto purificado de un ester acnlico.
Aqu en funcion del tipo de ester acnlico puede haber un caso donde la lamina de flujo sea como se muestra en la figura 4. En tal caso se obtiene el subproducto obtenido como colas en una columna de separacion de ácido acnlico. En el procedimiento para la produccion de un ester acnlico de la figura 4, el ácido acnlico, un alcohol, ácido acnlico recuperado y un alcohol recuperado se suministran respectivamente a un reactor de esterificacion. Este reactor de esterificacion se empaqueta con un catalizador tal como una resina de intercambio ionico fuertemente acida. Una mezcla de reaccion de esterificacion que comprende un ester formado, ácido acnlico no reaccionado, un alcohol no reaccionado, agua formada, etc. extrafdos de este reactor se suministrara a una columna de separacion de ácido acnlico.
De colas de esta columna de separacion de ácido acnlico, el lfquido de colas que contiene ácido acnlico no reaccionado se extrae y recicla a un reactor de esterificacion. Una parte de este lfquido de colas se suministra a una columna de separacion de componente de alto punto de ebullicion, por lo que se separa un componente de alto punto de ebullicion de las colas, y este se suministra a y se descompone en un reactor de descomposicion de componente de alto punto de ebullicion (no mostrado). El producto de descomposicion que contiene una sustancia de valor formada por la descomposicion se reciclara al procedimiento. Un lugar en el procedimiento en el que se recicla el producto de descomposicion vana en funcion de las condiciones del procedimiento. Se descargaran las impurezas de alto punto de ebullicion como polfmeros desde el reactor de descomposicion de alto punto de ebullicion al exterior del sistema.
Desde la parte superior de esta columna de separacion de ácido acnlico se destilan un ester acnlico, un alcohol no reaccionado y agua formada. Una parte del destilado se recicla como un lfquido de reflujo a la columna de separacion de ácido acnlico, y el resto se suministra a una columna de extraccion.
A esta columna de extraccion se suministra agua para extraccion de un alcohol. Se suministrara agua que contiene un alcohol, que fluye desde las colas, a una columna de recuperacion de alcohol. El alcohol destilado se reciclara al reactor de esterificacion.
Se suministrara un ester acnlico en bruto descargado desde la parte superior de la columna de extraccion a una columna de separacion de componentes de alto punto de ebullicion, y se extrae un material de alto punto de ebullicion desde la parte superior y se recicla a un procedimiento. Un punto en el procedimiento proceso en el que se recicla vana en funcion de las condiciones del procedimiento. El ester acnlico en bruto que presenta el material de bajo punto de ebullicion recuperado se suministrara a una columna de purificacion para un producto de ester acnlico, con el que se obtendra por la parte superior un ester acnlico de alta pureza. El lfquido de colas contiene una gran cantidad de ácido acnlico y por tanto se recicla al procedimiento. El punto en el procedimiento en el que se reciclara vana en funcion de las condiciones del procedimiento.
Adicionalmente en anos recientes, en lugar de un metodo de extraccion con disolvente en el que se lleva a cabo la recuperacion de ácido acnlico desde la anterior solucion acuosa de ácido acnlico por medio de un disolvente de extraccion, se lleva a cabo un metodo de separacion azeotropico en el que se lleva a cabo la destilacion por medio de agua y un disolvente azeotropico, de modo que de la parte superior de la columna de separacion azeotropica se destila una mezcla azeotropica que comprende agua y el disolvente azeotropico, y de las colas se recupera ácido acnlico.
Adicionalmente se usa en la practica un metodo en el que se obtiene ácido acnlico mediante uso de propano en lugar de propileno y se usa un catalizador de oxido compuesto de tipo Mo-V-Te o un catalizador de oxido compuesto de tipo Mo-V-Sb. En el caso de ácido metacnlico y un ester metacnlico, se usa isobutileno o alcohol t-butilico en lugar de propileno, y se obtienen un producto purificado de ácido metacnlico y un producto purificado de un ester metacnlico mediante un procedimiento de oxidacion similar y el procedimiento de esterificacion subsiguiente.
Ademas como un metodo para la formacion de un ester (met)acnlico (un ester acnlico o un ester metacnlico) se usa en la practica un metodo en el que se someten un ester (met)acnlico de un alcohol inferior y un alcohol superior a una reaccion de transesterificacion usando, por ejemplo, un ácido como un catalizador, para producir un ester (met)acnlico del alcohol superior. El ester (met)acnlico en bruto obtenido por esta reaccion de transesterificacion se somete a etapas tales como separacion de catalizador, concentracion y fraccionamiento para obtener un ester (met)acnlico purificado.
Un subproducto util tal como un producto de adicion de Michael esta contenido en la fraccion separada por destilacion y purificacion del ácido acnlico en bruto anteriormente citado, el ácido metacnlico en bruto, el ester acnlico en bruto o el ester metacnlico en bruto. De acuerdo con lo anterior este subproducto se descompone para recuperar ácido (met)acnlico o su ester, o el alcohol de material de partida.
Hasta ahora los metodos como se divulgaron anteriormente en el punto a se han conocido como metodos para la descomposicion de un producto de adicion de Michael producido secundariamente durante la produccion de ácido acnlico o un ester acnlico. Por tanto, hasta ahora ha sido comun descomponer un producto de adicion de Michael producido secundariamente durante la produccion de un ester acnlico con lo que cual se recupera una sustancia de valor tal como ácido acnlico, un ester acnlico o un alcohol. Como tal metodo de descomposicion y recuperacion ha sido comun usar un sistema de destilacion reactiva en el que se lleva a cabo la destilacion mientras se lleva a cabo una reaccion de descomposicion.
Para llevar a cabo el sistema de destilacion reactiva se usa un reactor provisto en su parte superior con una columna de destilacion. Como tal columna de destilacion es comun usar una columna de platos provista internamente con diversas bandejas o una columna empaquetada que presenta varios materiales de empaquetamiento con el fin de llevar a cabo efectos de fraccionamiento. Los platos pueden ser, por ejemplo, bandejas de campanas de borboteo, bandejas de flujo unidireccional, bandejas flexibles, bandejas de lastre, bandejas perforadas (bandejas de tamices), bandejas de chimenea, bandejas onduladas, bandejas de flujo dual o bandejas con deflector. El material de empaquetamiento puede ser, por ejemplo, un material de empaquetamiento de tipo anillo tal como anillos Raschig, anillos de espiral o anillos Pall, o un material de empaquetamiento de tipo silla tal como silla Berl o silla Interlock, u otros tales como empaquetamiento Goodloe, anillo Dixon, empaquetamiento MacMahon o un material de empaquetamiento regulado de tipo plato verticalmente plano.
Sin embargo, en ambos procedimientos de produccion para ácido acnlico y un ester acnlico el material de partida que se va a suministrar a la etapa de descomposicion del subproducto, es una fraccion obtenida por concentracion de un componente de alto punto de ebullicion formado en el sistema de reaccion o sistema de purificacion. Adicionalmente, el ácido acnlico y los esteres acnlicos son materiales muy facilmente polimerizables, y en consecuencia, el material de partida para la reaccion de descomposicion contiene polfmeros formados. Adicionalmente, la reaccion de descomposicion se lleva a cabo a una temperatura elevada, y por tanto habra un polfmero formado durante la reaccion de descomposicion. De acuerdo con lo anterior, es probable que una sustancia solida ya presente en el material de partida se someta a descomposicion, e incluso cuando no se encuentre presente sustancia solida en el material de partida, puede precipitar una nueva, o puede haber una sustancia solida que se va a formar durante la operacion de separacion por destilacion o en la etapa de descomposicion donde se lleva a cabo una reaccion qrnmica simultaneamente. Y tiene lugar la adhesion, deposicion o acumulacion de tal sustancia solida en las bandejas o en espacios huecos del material de empaquetamiento en la columna de destilacion, con lo que puede tener lugar, por ejemplo, un aumento de la presion diferencial, deterioro del estado de contacto gas/lfquido y obstruccion adicional. En consecuencia habra un problema tal que tienda a impedir obtener una velocidad de recuperacion alta de una sustancia de valor o que tienda a dificultar una operacion continua constante.
De acuerdo con lo anterior en ambos procedimientos para la produccion de ácido y el ester acnlico, se desea solventar los problemas anteriores y desarrollar un procedimiento para la descomposicion de un producto de adicion de Michael, con lo que se puede obtener de forma constante una alta tasa de recuperacion.
d. Adicionalmente en un metodo para la recuperacion de ácido (met)acnlico o un ester (met)acnlico llevando a cabo la reaccion de descomposicion de un producto de reaccion de adicion de Michael producido secundariamente durante el procedimiento para la produccion de ácido (met)acnlico o un ester (met)acnlico, si la temperatura de reaccion de descomposicion se hace que sea alta con el fin de obtener una alta tasa de recuperacion de tal ácido (met)acnlico, se formara un ester (met)acnlico o un alcohol, un oligomero o polfmero de ácido (met)acnlico o un ester (met)acnlico que es una sustancia facilmente polimerizable. Para evitar tal polimerizacion se sugiere anadir oxfgeno molecular ademas de un inhibidor de polimerizacion tal como hidroquinona, metoxihidroquinona, fenotiazina o hidroxilamina, al reactor de descomposicion (por ejemplo, el documento JP-A-10-45670 anteriormente citado, parrafos 0012 y 0019).
Sin embargo si se usa tal metodo puede a veces darse el caso en el que no solo pueda obtenerse un efecto no adecuado para la prevencion de la polimerizacion de ácido (met)acnlico o un ester (met)acnlico en el producto de descomposicion mediante oxfgeno, sino que tambien se puede acelerar la polimerizacion y por tanto puede haber un caso en el que la anterior reaccion de descomposicion puede no ser continuada de manera constante durante un tiempo prolongado.
e. Adicionalmente, un gas que contiene ácido acnlico obtenido por oxidacion catalftica en fase vapor con oxfgeno molecular de propileno y/o acrolema, contiene normalmente ácido maleico, como uno de los subproductos, en una cantidad de desde aproximadamente el 0,2 hasta el 1,6% en peso, basado en el ácido acnlico. El ácido maleico es un ácido dicarboxflico representado por HOCO-CH=CH-CO2 H y esta en un estado de equilibrio con un anhndrido carboxflico que presenta una molecula de agua deshidratada en su molecula en su solucion. Despues de esto en el presente documento, a menos que se especifique de otra forma, ácido maleico y anhndrido maleico se representaran conjuntamente por ácido maleico. Cuando se recoja un gas que contiene ácido acnlico con un disolvente en forma de una solucion que contiene ácido acnlico se recogera ácido maleico al mismo tiempo. El punto de ebullicion de ácido maleico es alto en comparacion con ácido acnlico, y en la etapa de purificacion por destilacion se concentrara ácido maleico en las colas.
Cuando dos moleculas de ácido acnlico experimentan adicion de Michael se formara un dfmero de ácido acnlico. No hay medios para evitar la formacion de un dfmero de ácido acnlico de este tipo en la solucion de ácido acnlico, y la velocidad de formacion aumenta cuando la temperatura comienza a ser alta. Adicionalmente se formara secuencialmente un oligomero superior tal como un tnmero de ácido acnlico mediante ácido acnlico y un dfmero de ácido acnlico. En la etapa de purificacion de ácido acnlico se formara un dfmero de ácido acnlico (u oligomero) en su mayor parte en la columna de destilacion donde se lleva a cabo el calentamiento, de forma particular en la parte del fondo donde la temperatura es elevada, y el tiempo de reaccion es largo.
Con el fin de mejorar la tasa de recuperacion de ácido acnlico en la etapa de purificacion es inusual recuperar ácido acnlico del oligomero de ácido acnlico formado.
Como un metodo de recuperacion de un oligomero de ácido acnlico puede haber, por ejemplo, un metodo en el que se lleva a cabo la descomposicion termica a presion reducida en presencia o ausencia de un catalizador, y se recupera ácido acnlico como un gas destilado o un lfquido destilado, como se divulga en el documento JP-B-45-19281. En tal caso el gas destilado y el lfquido destilado de ácido acnlico contiene una gran cantidad de compuestos de alto punto de ebullicion distintos del ácido acnlico que se va a recuperar, tal como ácido maleico. En un caso en el que se eleve la temperatura de operacion con el fin de aumentar la tasa de recuperacion del ácido acnlico, la concentracion de ácido maleico en el ácido acnlico recuperado tambien aumentara.
Como un metodo para reducir tal ácido maleico, en un metodo como se divulga en el documento JP-A-11-122222, se introduce un ácido acnlico en bruto que contiene desde el 3 hasta el 10% en peso de ácido maleico y otros oligomeros de ácido acnlico, en una columna de recuperacion de ácido acnlico, y se destila ácido acnlico desde la parte superior y se descompone termicamente el lfquido de colas, y tal lfquido de colas se recicla a la columna de recuperacion, con lo que se puede reducir el ácido maleico hasta un nivel de desde el 0 hasta el 3% en peso.
En un metodo de recuperacion por descomposicion termica de este tipo de un oligomero de ácido acnlico se dispone ácido maleico como una impureza como colas del equipo de reaccion por descomposicion termica o el equipo de destilacion. En ese momento si la cantidad de ácido maleico contenida en el ácido acnlico recuperado es alta, la cantidad de ácido maleico reciclada en el sistema aumentara, con lo que aumentaran los instrumentos y la carga termica en la etapa de purificacion. El metodo mas simple para evitar esto es reducir la cantidad de recuperacion por descomposicion termica del oligomero de ácido acnlico, pero la tasa de recuperacion de ácido acnlico en la etapa de purificacion se vera reducida de ese modo y la eficiencia economica ira en detrimento.
Con el fin de llevar a cabo la mejora de la tasa de recuperacion de ácido acnlico y la reduccion de la cantidad reciclada de ácido maleico, hay un metodo de incorporacion de una columna de destilacion como en el metodo divulgado en el documento JP-A-11-1222. Sin embargo, debido a que el ácido acnlico es un compuesto facilmente polimerizable es comun llevar a cabo la destilacion a presion reducida para evitar la polimerizacion reduciendo la temperatura operacional, pero debido a que el punto de ebullicion del ácido maleico es mayor que el del ácido acnlico, incluso si la presion de operacion se reduce, no se puede evitar un aumento de la temperatura operacional. Esto no solo facilitara la obstruccion del equipo de destilacion por polimerizacion, sino que tambien tiende a acelerar la formacion de un oligomero de ácido acnlico en el ácido acnlico recuperado por descomposicion termica. Adicionalmente con el fin de aumentar el grado de vacfo de la instalacion de destilacion se aumenta el diametro de la columna de destilacion, con lo que aumentara tambien la carga durante la construccion y operacion.
Adicionalmente se descarga ácido maleico concentrado de las colas. Sin embargo, el ácido maleico es solido a temperatura ambiente y, por tanto, presenta problemas tales como que la viscosidad del lfquido tiende a ser alta desde la parte inferior hasta las colas de la columna de destilacion, y resulta deterioro en la capacidad de separacion debido a que probablemente tenga lugar incrustacion, o deposicion de un polfmero u obstruccion.
Tales problemas danan lugar a que el ácido maleico sea separado como una impureza como una sustancia de alto punto de ebullicion por destilacion.
Con el fin de no incluir una etapa de concentracion de ácido maleico mediante destilacion y mejorar la eficiencia de recuperacion por descomposicion termica de ácido acnlico es necesario llevar a cabo sin aportar un gran calor como destilacion bien 1) reduccion de la concentracion de ácido maleico en la solucion de ácido acnlico que se va a suministrar al equipo de reaccion por descomposicion termica, o 2) reduccion del ácido maleico en la solucion de ácido acnlico recuperada del equipo de reaccion por descomposicion termica.
f. Adicionalmente, hasta ahora, en una instalacion para la produccion de ácido acnlico o similares, ha sido comun llevar a cabo una medicion de presion instalando una parte de deteccion de lado de alta presion de un medidor del nivel de ffquido en conexion directa con el cuerpo principal del instrumento. Sin embargo mediante un metodo convencional para la instalacion de un medidor del nivel de ffquido se suministra un inhibidor de polimerizacion que se va a usar para la preparacion de un compuesto facilmente polimerizable o un poffmero formado, a la parte de deteccion de lado de alta presion del medidor de nivel de ffquido, y probablemente se acumule una sustancia solida, con lo que se suele observar una operacion de error del medidor de nivel de ffquido usado.
De acuerdo con esto normalmente es diffcil de llevar a cabo la medicion exacta de forma continua con un medidor del nivel de ffquido con lo que ha sido diffcil llevar a cabo una operacion constante de la instalacion durante un periodo de tiempo prolongado.
El documento US 2001/0030120 A1 describe un metodo para la produccion de una sustancia facilmente polimerizable, que comprende realizar purificacion mediante el uso de una columna provista en al menos parte de la misma con una bandeja fijada directamente con un perno y una tuerca a un anillo de soporte ajustado a la pared interior de la columna y/o una bandeja fijada al anillo de soporte con una sujecion vertical.
El documento EP 0887334 A1 describe un metodo para recuperar ácido acnlico de una mezcla de impurezas de alto punto de ebullicion que comprende introducir la mezcla en una columna de recuperacion de ácido acnlico y recuperar ácido acnlico a medida que se separa por destilacion desde la parte superior de la columna, introducir ffquido de colas de la columna de recuperacion de ácido acnlico en un tanque de pirolizacion para descomponer el dfmero de ácido acnlico en el ffquido de colas, y luego recircular al menos parte del ffquido de colas del tanque de pirolizacion a la columna de recuperacion de ácido acnlico.
El documento EP 1057509 A1 describe un procedimiento de purificacion y una torre de purificacion para purificar ffquido poniendo en contacto el ffquido con gas. La torre de purificacion comprende una carcasa; y una pluralidad de deflectores, cada uno de los cuales se fija a una superficie interna de la carcasa. Cada uno de dichos deflectores tiene una superficie superior plana y una pluralidad de aberturas se forman en cada uno de los deflectores de modo que el ffquido y el gas pasan a traves de las aberturas; y cualquier par adyacente de los deflectores se disponen de modo que el fondo de la carcasa este cubierto por el par de los deflectores cuando se observa en una direccion longitudinal de la carcasa. El procedimiento y aparato son adecuados para purificar de forma continua tal compuesto organico que contiene una sustancia facilmente bloqueable tal como ácido (met)acnlico, ester (met)acnlico, antffdrido ftalico y antffdrido maleico a lo largo de un tiempo prolongado sin operaciones discontinuas.
El documento JP 286983 B2 describe un procedimiento de descomposicion de un aducto de Michael para dar un ester acnlico con alta eficiencia y con subproductos reducidos permitiendo que coexista agua, cuando se descompone termicamente el aducto de Michael de ácido acnlico usando un ácido de Lewis como catalizador. Cuando se descompone termicamente un aducto de Michael de ácido acnlico (A) usando un ácido de Lewis (B) como catalizador, se destilan conjuntamente el ester acnlico, ácido acnlico y alcohol con agua separandose del sistema de reaccion, a medida que se alimenta agua en el sistema de reaccion en mayor cantidad que el agua que se destila.
Divulgacion de la invencion
Es un objeto de la presente invencion proporcionar un metodo para descomponer un subproducto durante la produccion de ácidos (met)acnlicos, con lo que en el momento de la recuperacion de una sustancia de valor por descomposicion, mediante un sistema de destilacion reactiva, de un producto de adicion de Michael producido secundariamente en el procedimiento para producir ácido (met)acnlico o un ester (met)acnlico, se impide la adhesion, deposicion o acumulacion de tal sustancia solida, puede mantenerse de manera constante una alta tasa de recuperacion a de ácido (met)acnlico, un ester (met)acnlico y un alcohol, y puede llevarse a cabo una operacion continua constante durante un periodo de tiempo prolongado.
Los presentes inventores han realizado varios estudios para lograr el objeto anterior, y como resultado, han llegado a la presente invencion que tiene los siguientes quids:
(1) Un procedimiento para descomponer un subproducto formado durante la produccion de ácido (met)acnlico o un ester (met)acnlico, que comprende introducir el subproducto formado durante la produccion de ácido (met)acnlico y/o el subproducto formado durante la produccion de un ester (met)acnlico en un reactor provisto con una columna de destilacion, para descomponer termicamente de ese modo el subproducto y al mismo tiempo llevar a cabo destilacion para recuperar ácido (met)acnlico, esteres (met)acnlicos y alcoholes, caracterizado porque como dicha columna de destilacion, se usa una columna de destilacion que esta provista internamente con bandejas de tipo disco y toroidales, en el que se instalan de manera alterna bandejas de disco y bandejas toroidales y el numero de bandejas de disco y el numero de bandejas toroidales es de 5 a 20, en el que una bandeja en forma de disco y una bandeja de forma toroidal se toman como un plato.
(2) El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el subproducto formado durante la produccion de ácido (met)acnlico es el lfquido de colas de una columna de fraccionamiento en la etapa final para producir ácido (met)acnlico, y el subproducto formado durante la produccion del ester (met)acnlico es el lfquido de colas de una columna de fraccionamiento para separar una fraccion de alto punto de ebullicion en una etapa de purificacion para el ester (met)acnlico.
(3) El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que el subproducto formado durante la produccion de ácido (met)acnlico y/o el subproducto formado durante la produccion de un ester (met)acnlico contiene un producto de adicion de Michael que tiene agua, un alcohol o ácido (met)acnlico anadido a un grupo (met)acriloflo. (4) El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la temperatura de reaccion de descomposicion termica es de desde 120°C hasta 280°C, y el tiempo de reaccion de descomposicion termica es de desde 0,5 hasta 50 horas.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1(a) es una vista en seccion transversal esquematica que muestra una columna de destilacion provista con toroides y discos de platos planos, adecuados para llevar a cabo el metodo para descomponer un subproducto formado durante la produccion de ácidos (met)acnlicos segun la presente invencion.
La figura 1 (b) es una vista en perspectiva ampliada de las partes esenciales de la figura 1(a).
La figura 2(a) es una vista en seccion transversal esquematica que muestra una columna de destilacion provista con toroides y discos de platos inclinados, adecuados para llevar a cabo el metodo para descomponer un subproducto formado durante la produccion de ácidos (met)acnlicos segun la presente invencion.
La figura 2(b) es una vista ampliada de las partes esenciales de la figura 2(a).
la figura 3 es un ejemplo del diagrama de flujo para la produccion de ácido acnlico y un ester acnlico.
La figura 4 es otro ejemplo del diagrama de flujo para la produccion de un ester acnlico.
Explicacion de simbolos de referencia
31, 33: Columnas de destilacion
31D, 33D: Puertos de descarga de colas
32A, 34A: Bandejas de disco
32B, 34B: Bandejas toroidales
35: Distribuidor
Mejor modo para llevar a cabo la presente invencion
En la presente invencion, como bandejas para la columna de destilacion, se usan bandejas de tipo disco y toroidales, con lo que se han resuelto problemas de adhesion, deposicion y acumulacion de la sustancia solida. Concretamente, las bandejas de tipo disco y toroidales son tales que se instalan de manera alterna bandejas de disco y bandejas toroidales con una distancia adecuada, y como se muestra en las figuras 1 y 2, la estructura es muy simple, y la abertura es extremadamente grande, con lo que una sustancia solida apenas precipita o se acumula, con lo que es posible resolver los problemas de adhesion, deposicion y acumulacion de la sustancia solida. De acuerdo con esto, usando una columna de destilacion equipada con bandejas de tipo disco y toroidales, puede llevarse a cabo de manera constante la descomposicion del subproducto y la recuperacion de una sustancia de valor durante la produccion de ácidos (met)acnlicos. Las bandejas de tipo disco y toroidales tienen una estructura que es extremadamente simple. De acuerdo con esto, en comparacion con una columna de destilacion que usa bandejas o materiales de empaquetamiento convencionales, existe un beneficio de tal manera que el coste de produccion de la columna de destilacion y los costes de construccion tales como costes de instalacion, pueden ser muy bajos.
Ahora, se describira con detalle una realizacion practica del metodo para descomponer el subproducto formado durante la produccion de ácidos (met)acnlicos segun la presente invencion. En primer lugar, con referencia a las figuras 1 y 2, se describira la construccion de una columna de destilacion equipada con las bandejas de tipo disco y toroidales adecuadas para la realizacion c. La figura 1(a) es una vista en seccion transversal esquematica que muestra una columna de destilacion equipada con toroides y discos de tipo plato plano, y la figura 1(b) es una vista en perspectiva ampliada de las partes esenciales de la figura 1(a). Adicionalmente, la figura 2(a) es una vista en seccion transversal esquematica que muestra una columna de destilacion equipada con bandejas toroidales y de disco de tipo plato inclinado, y la figura 2(b) es una vista ampliada de las partes esenciales de la figura 2(a).
Las bandejas de tipo disco y toroidales son tales que una pluralidad de bandejas en forma de disco y bandejas de forma toroidal se disponen de manera alterna con una distancia adecuada en la columna de destilacion, y en la columna 31 de destilacion en la figura 1, bandejas 32A en forma de disco de tipo plato plano y bandejas 32B de forma toroidal se disponen de manera alterna en la columna. Mientras tanto, en la columna 3 de destilacion en la figura 2, bandejas 34a en forma de disco de tipo plato inclinado y bandejas 34B de forma toroidal inclinadas en la direccion de flujo de lfquido, se disponen de manera alterna. En las columnas 31 y 33 de destilacion en las figuras 1 y 2, 31A y 33A son entradas de lfquido, y 31B y 33B son entradas de vapor. Adicionalmente, 31C y 33C son salidas de vapor, y 31D y 33D son salidas de lfquido de colas. 35 en la figura 2 es un distribuidor (dispositivo de dispersion). La distancia entre las bandejas 32A y 34A en forma de disco y las bandejas 32B y 34B de forma toroidal (L en las figuras 1 y 2) es preferiblemente de al menos 250 mm con el fin de suprimir el arrastre. Si esta distancia L es excesivamente grande, tendra que aumentarse la altura de la columna de destilacion, y por tanto, es preferiblemente como maximo de 500 mm.
La forma de la vista en planta de la bandeja 32A o 34A en forma de disco es preferiblemente un cfrculo perfecto, y su centro esta ubicado preferiblemente en el centro de la columna de destilacion. Asimismo, la forma de la vista en planta de la bandeja 32B o 34B de forma toroidal es preferiblemente un anillo circular perfecto, y la periferia exterior de la bandeja 32B o 34B de forma toroidal esta preferiblemente en contacto de manera estrecha con la pared interior de la columna 31 o 33 de destilacion.
El diametro de la bandeja 32A o 34A en forma de disco (D1 en las figuras 1 y 2) y el diametro de la abertura de la bandeja 32B o 34B de forma toroidal (D2 en las figuras 1 y 2) (denominado a veces a continuacion en el presente documento “diametro interior”) se seleccionan de manera adecuada dentro de un intervalo de desde el 55 hasta el 74% del diametro interior de la columna 31 o 33 de destilacion. Este tamano corresponde a un intervalo de desde el 30 hasta el 55% segun se representa por la razon de area abierta en la columna 31 o 33 de destilacion.
Con el fin de evitar una trayectoria corta (circuito corto) del flujo descendente del lfquido en la columna 31 o 33 de destilacion, el diametro D1 de la bandeja 32A o 34A en forma de disco preferiblemente es ligeramente mayor que el diametro interior D2 de la bandeja 32B o 34B de forma toroidal.
Con respecto a la forma de las bandejas, se prefieren bandejas 32A y 32B de tipo plato plano simples como se muestra en la figura 1. Sin embargo, como se muestra en la figura 2, con bandejas 34A y 34B ligeramente inclinadas con respecto a la direccion de flujo de lfquido, es posible suprimir adicionalmente la acumulacion de una sustancia solida. El angulo de inclinacion en tal caso no esta particularmente limitado, pero habitualmente se establece preferiblemente dentro de un intervalo de desde 5 hasta 45°frente a una direccion horizontal.
Un metodo de instalacion de las bandejas 32A y 34A en forma de disco y las bandejas 32B y 34B de forma toroidal en las columnas 31 y 33 de destilacion puede ser cualquier metodo. Puede ser, por ejemplo, un metodo de fijacion de las mismas por medio de soportes que se extienden desde las paredes de las columnas de destilacion, un metodo de soldeo de las mismas a las paredes de la columna de destilacion, o un metodo en el que las bandejas en forma de disco y las bandejas de forma toroidal respectivas se fijan en su totalidad a un soporte vertical y se montan en las columnas de destilacion en forma de una estructura solidaria.
El numero de platos de las bandejas en forma de disco y bandejas de forma toroidal que se va a instalar en la columna de destilacion no esta particularmente limitado y se selecciona de manera adecuada, de modo que pueda obtenerse el rendimiento de separacion requerido para el procedimiento particular. Si el numero de platos es demasiado pequeno, la cantidad de destilacion del componente de alto punto de ebullicion tiende a ser grande, y aumentara la cantidad reciclada, y disminuira la capacidad de tratamiento del reactor de descomposicion, no deseandose que suceda tal caso. Por una parte, si se aumenta el numero de platos mas de lo necesario, no solo aumentaran los costes de construccion, sino que tambien disminuye la concentracion de destilacion, en la parte superior, del inhibidor de polimerizacion contenido en el lfquido de material de partida, con lo que es probable que tenga lugar una reaccion de polimerizacion no deseada del destilado, lo que no se desea que suceda. De acuerdo con esto, las bandejas en forma de disco y las bandejas de forma toroidal que van a instalarse, se seleccionan dentro de un intervalo de desde 5 hasta 20 platos (para este numero de platos, una bandeja en forma de disco o bandeja de forma toroidal se tomara como un plato).
El ácido (met)acnlico en la presente invencion es preferiblemente uno obtenido mediante una reaccion catalftica de oxidacion en fase vapor de propano, propileno, acrolema, isobutileno, alcohol t-butilico o similares, y un producto de reaccion de oxidacion gaseoso se enfna rapidamente y se extingue con agua. Luego, se lleva a cabo la separacion de agua y ácido (met)acnlico mediante un metodo de destilacion azeotropica usando un disolvente azeotropico o mediante un metodo de extraccion que usa un disolvente. Adicionalmente, se separan compuestos de bajo punto de ebullicion tales como ácido acetico, y luego se separa un componente pesado tal como el producto de adicion de Michael para obtener ácido (met)acnlico de alta pureza. Si no, pueden separarse agua y ácido acetico simultaneamente por medio de un agente azeotropico. El producto de adicion de Michael anteriormente mencionado se concentrara en la fraccion de alto punto de ebullicion, y se prefiere que esta fraccion, es decir habitualmente el lfquido de colas de una columna de fraccionamiento, se mezcle con el subproducto formado durante la produccion de un ester (met)acnlico, de modo que se traten todos a la vez.
El ester (met)acnlico en la presente invencion no esta particularmente limitado y puede ser, por ejemplo, (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-butilo, (met)acrilato de i-butilo, (met)acrilato de nhexilo, (met)acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilato de n-octilo, (met)acrilato de metoxietilo, (met)acrilato de i-nonilo o (met)acrilato de i-decilo.
El producto de adicion de Michael es un subproducto que se va a formar en una etapa de reaccion o una etapa de purificacion en la produccion de ácido (met)acnlico y un ester (met)acnlico, y es un compuesto que tiene ácido (met)acnlico, ácido acetico, un alcohol o agua anadido segun la reaccion de Michael en la posicion a o p de un compuesto que tiene un grupo (met)acriloflo presente en un procedimiento de produccion de este tipo. El compuesto que tiene un grupo (met)acriloMo presente en el procedimiento de produccion, puede ser, por ejemplo, (met)acrolema, un ácido (met)acnlico, un ácido carboxflico que tiene un grupo (met)acriloMo, tal como un ácido pacriloxipropionico o un ácido p-metacriloxiisobutmco (a continuacion en el presente documento ambos pueden denominarse generalmente el dfmero) que tiene ácido (met)acnlico anadido mediante reaccion de Michael a tal ácido (met)acnlico, un tnmero de ácido (met)acnlico (a continuacion en el presente documento el tnmero) que tiene ácido (met)acnlico anadido mediante reaccion de Michael a tal dfmero, o un tetramero de ácido (met)acnlico (a continuacion en el presente documento el tetramero) que tiene ácido (met)acnlico anadido mediante reaccion de Michael a tal tnmero, o el ester (met)acnlico correspondiente que tiene un ácido carboxflico de este tipo que tiene un grupo (met)acriloMo esterificado con un alcohol. Adicionalmente, asimismo, tambien puede estar contenido uno que tiene ácido (met)acnlico anadido mediante reaccion de Michael a (met)acrolema. Espedficamente, el producto de adicion de Michael de la presente invencion incluye ácido p-acriloxipropionico o ácido p-metacriloxiisobutmco, y su ester y compuesto de aldehfdo (p-acriloxipropanal o p-metacriloxiisobutanal), un ácido p-alcoxipropionico y su ester, ácido p-hidroxipropionico o ácido p-hidroxiisobutmco, y sus esteres y compuestos de aldehfdo, asf como dfmeros, tnmeros, tetrameros, etc., y sus compuestos de p-acriloxilo, compuestos de p-acetoxilo, compuestos de p-alcoxilo y compuestos de p-hidroxilo. Adicionalmente, esta presente un compuesto que tiene ácido acetico anadido mediante reaccion de Michael a un grupo (met)acrilono, aunque puede estar en una cantidad muy pequena.
En la presente invencion, como un metodo para producir un ester (met)acnlico, es comun usar un metodo de hacer reaccionar alcohol con ácido (met)acnlico para su esterificacion, o un metodo para producir un ester acnlico de un alcohol superior, haciendo reaccionar un ester acnlico de un alcohol inferior con un alcohol superior para su transesterificacion. Adicionalmente, el procedimiento de produccion puede ser o bien un sistema discontinuo o bien un sistema continuo. Como catalizador para tal esterificacion o transesterificacion, se usa habitualmente un catalizador ácido.
El procedimiento para producir un ester (met)acnlico comprende preferiblemente la etapa de reaccion y una etapa de purificacion para llevar a cabo el lavado, la extraccion, evaporacion, destilacion o similares como una operacion unitaria para llevar a cabo la separacion del catalizador, concentracion, purificacion, etc. del ester (met)acnlico en bruto obtenido en tal etapa de reaccion. La razon molar de material de partida del ácido (met)acnlico o el ester (met)acnlico con respecto al alcohol en la etapa de reaccion puede seleccionarse de manera adecuada dependiendo del tipo y la cantidad del catalizador que se va a usar para la reaccion, el sistema de reaccion, las condiciones de reaccion, o el tipo del alcohol usado como material de partida.
El producto de adicion de Michael producido secundariamente principalmente por la reaccion se concentrara en el fondo de la columna de destilacion (la columna de fraccionamiento) para separar una fraccion de alto punto de ebullicion. De acuerdo con esto, en la presente invencion, este lfquido de colas se somete, como el objeto que se va a tratar, a descomposicion termica junto con el subproducto de la etapa de produccion de ácido (met)acnlico anterior, y se recuperara el componente util obtenido para la etapa de reaccion para ester (met)acnlico o una etapa de purificacion.
En este caso, la columna de destilacion para separar la fraccion de alto punto de ebullicion puede variar dependiendo del tipo del ester (met)acnlico que se va a producir o el procedimiento que se va a usar, pero habitualmente, es una para separar ácido (met)acnlico y la fraccion de alto punto de ebullicion, o una para separar un ester (met)acnlico y la fraccion de alto punto de ebullicion, o una para separar ácido (met)acnlico, un alcohol y un ester (met)acnlico, y la fraccion de alto punto de ebullicion. La presente invencion puede aplicarse a todas ellas.
En el lfquido de colas de la columna de separacion de fraccion de alto punto de ebullicion, se concentra el producto de adicion de Michael anteriormente mencionado, pero ademas, estan contenidas cantidades sustanciales de ácido (met)acnlico y/o un ester (met)acnlico, y adicionalmente, estan contenidos componentes de alto punto de ebullicion tales como un inhibidor de polimerizacion usado en el procedimiento, un oligomero o polfmero formado en el procedimiento, impurezas de alto punto de ebullicion en el material de partida o sus productos de reaccion. Adicionalmente, en algunos casos, puede estar contenido el catalizador usado para la etapa de esterificacion o transesterificacion.
Como se menciono anteriormente, el producto de adicion de Michael producido secundariamente durante la etapa para producir ácido (met)acnlico se concentrara habitualmente en el fondo de una columna de destilacion (columna de fraccionamiento) para separar el producto de ácido (met)acnlico de la fraccion pesada. En este lfquido de colas, tambien esta contenida una cantidad sustancial de ácido (met)acnlico, y adicionalmente, tambien estan contenidos el inhibidor de polimerizacion usado en el procedimiento, el oligomero formado en el procedimiento o componentes de alto punto de ebullicion.
En la presente invencion, como el sistema de destilacion reactiva en el que se llevan a cabo simultaneamente la reaccion de descomposicion del producto de adicion de Michael y la destilacion y recuperacion de la sustancia de valor, puede usarse cualquier sistema tal como un sistema continuo, un sistema discontinuo, un sistema semicontinuo o un sistema de descarga intermitente, pero se prefiere un sistema continuo. Adicionalmente, el tipo del reactor puede ser cualquiera de un reactor de tanque de agitacion del tipo de mezclado completo, un reactor de tanque de mezclado completo del tipo con circulacion o un reactor hueco simple, sin estar restringido a ningun tipo particular.
Como el catalizador, puede usarse un catalizador de ácido de Lewis o de base de Lewis conocido, pero puede usarse una simple descomposicion termica sin usar catalizador. Como condiciones para la reaccion de descomposicion, la temperatura es habitualmente de desde 120 hasta 280°C, preferiblemente de desde 140 hasta 240°C, y el tiempo de retencion de lfquido basado en el lfquido de descarga, es de desde 0,5 hasta 50 horas, preferiblemente de desde 1 hasta 20 horas. Con respecto a la presion de reaccion, se selecciona una condicion preferiblemente de modo que la mayona del ácido (met)acnlico, el ester (met)acnlico, el alcohol, etc. que se va a recuperar, se destile a la temperatura de reaccion.
En la presente invencion, se instala en el reactor una columna de destilacion provista con bandejas de tipo disco y toroidales como se muestra en la figura 1 o 2, para llevar a cabo la destilacion reactiva. Esta parte de columna de destilacion puede ser una columna conectada directamente al reactor, o una columna independiente de un sistema que se conecta a un conducto de vapor del reactor y un conducto de suministro de lfquido de una columna de destilacion y, por tanto, el sistema no esta particularmente limitado. Adicionalmente, el sistema de calentamiento para la destilacion reactiva no esta particularmente limitado y puede ser un tipo de serpentm en el reactor, un tipo de intercambiador de calor multitubular interno, un tipo de camisa externa o un tipo de intercambiador de calor externo. En un caso en el que se lleva a cabo la destilacion reactiva en un sistema continuo, puede suministrarse el material de partida a la parte de columna de destilacion o la parte de reactor en el fondo, pero se prefiere suministrarlo a la parte de columna de destilacion.
Adicionalmente, en la presente invencion, el subproducto formado durante la produccion de ácido (met)acnlico que contiene el producto de adicion de Michael, y el subproducto formado durante la produccion de un ester (met)acnlico, pueden someterse por separado a tratamiento de descomposicion termica, o pueden mezclarse y someterse a tratamiento de descomposicion termica.
Ejemplos
Ahora la presente invencion se describira con mayor detalle en referencia a los ejemplos y ejemplos comparativos, pero la presente invencion no se restringe en modo alguno con tales ejemplos. En este caso el analisis de la composicion del material de alto punto de ebullicion se llevo a cabo de acuerdo con un procedimiento usual mediante un cromatografo de gases provisto con un detector de ionizacion por llama (FID).
EJEMPLO c1
Se llevo a cabo una reaccion de descomposicion de acuerdo con la presente invencion usando como material de partida un lfquido de colas de una columna de separacion de fraccion de alto punto de ebullicion que presenta la siguiente composicion:
Composicion del liquido de colas
Acido acnlico: 20% en peso
Acido p-hidroxipropionico: 1% en peso
P-hidroxipropionato de metilo: 8% en peso
Acido p-acriloxipropionico: 8% en peso
P-acriloxipropionato de metilo: 7% en peso
Acido P-metoxipropionico: 41% en peso
P-metoxipropionato de metilo: 12% en peso
Otros componentes de alto punto de ebullicion, etc.: 3% en peso
Como parte del reactor en el fondo de la columna de destilacion de reaccion de descomposicion, se suministraron un tanque de agitacion compuesto por Hastelloy C que tema un diametro interno de 1000 mm y una altura de 2000 mm, y un medio termico a la camisa externa para controlar la temperatura de reaccion a 200°C, y se mantuvo la presion de reaccion a 130 kPa. Adicionalmente, en la parte superior de este reactor de tanque de agitacion, se conectaron una columna de destilacion que tema un diametro interno de 400 mm y una altura de 4000 mm y ademas un condensador, con lo que se llevo a cabo una reaccion de descomposicion mediante un sistema de destilacion reactiva.
En el interior de la columna de destilacion, como se muestra en la figura 1, se instalaron bandejas 2A en forma de disco que teman un diametro Di de 280 mm en cinco etapas con una distancia de 600 mm desde la parte mas superior hasta la parte mas inferior y, entremedias de las mismas, se instalaron bandejas 2B de forma toroidal con una abertura que tema un diametro D2 interno de 260 mm en cuatro etapas con una distancia igual.
La posicion de alimentacion del lfquido de material de partida estaba por encima del disco de etapa mas superior y se suministro el lfquido de colas anteriormente mencionado como el material de partida a una tasa de 150 kg/h. Se controlo el tiempo de retencion de lfquido mediante el nivel de lfquido en el reactor de descomposicion, y se ajusto de modo que el tiempo de retencion basado en el lfquido descargado fuese de 10 horas. Se continuo con la operacion durante 1 mes a una temperatura de reaccion de descomposicion de 200°C, con lo que no se observo ningun aumento de la presion diferencial, y fue posible llevar a cabo la operacion en una condicion estabilizada.
Despues de la operacion, se observo visualmente el interior de la columna de destilacion, con lo que no se observo acumulacion de una sustancia solida. La cantidad de descarga del residuo de descomposicion durante este periodo fue de 76 kg/h en promedio, y se analizo la composicion mediante cromatograffa de gases, y los resultados fueron los siguientes.
Composicion del residuo
Agua: 0,2% en peso
Metanol: 0,2% en peso
Acrilato de metilo: 0,3% en peso
Acido acnlico 39% en peso
Acido p-hidroxipropionico: 0,3% en peso
p-hidroxipropionato de metilo: 7% en peso
Acido p-acriloxipropionico: 4% en peso
p-acriloxipropionato de metilo: 4% en peso
Acido P-metoxipropionico: 31% en peso
P-metoxipropionato de metilo: 8% en peso
Otros componentes de alto punto de ebullicion, etc.: 6% en peso
EJEMPLO COMPARATIVO c1
Se llevo a cabo un reaccion de descomposicion durante 1 mes usando el mismo aparato, material de partida y condiciones de reaccion que en el ejemplo c1 excepto en que como la parte de columna de destilacion, se uso una columna de destilacion empaquetada con 2000 mm de un paquete de serpentm como material de empaquetamiento en lugar de las bandejas del tipo de disco y toroidales. No hubo una clara diferencia entre el ejemplo c1 con respecto a la cantidad de descarga o a la composicion del residuo, pero durante este periodo, la diferencia de presion entre la parte superior y la parte inferior de la columna de destilacion aumento gradualmente, y vencido el plazo de 1 mes, se observo un aumento de presion diferencial de 2,6 kPa. Adicionalmente, despues de 1 mes, se detuvo la operacion, y se extrajo el material de empaquetamiento y se inspecciono visualmente, con lo que se encontro que se habfa depositado una cantidad sustancial de sustancia solida.
Tal como resulta evidente a partir de los resultados de los ejemplos y ejemplos comparativos anteriores, cuando se usa el procedimiento de la presente invencion, es posible llevar a cabo una operacion continua en una condicion estabilizada sin problemas de, por ejemplo, obstruccion o un aumento de la presion diferencial e impedir la deposicion o acumulacion de la sustancia solida.
Aplicabilidad industrial
Segun el procedimiento para descomponer un subproducto formado durante la produccion de ácidos (met)acnlicos de la presente invencion, en el momento de la recuperacion de una sustancia de valor tal como ácido (met)acnlico, un ester (met)acnlico y un alcohol mediante descomposicion termica mediante un sistema de destilacion reactiva de un subproducto formado durante la produccion de ácido (met)acnlico y/o un subproducto formado durante la produccion de un ester (met)acnlico, se vuelve posible llevar a cabo una operacion continua en una condicion estabilizada mientras se impide la adhesion, deposicion o acumulacion de una sustancia solida y mientras se mantiene la tasa de recuperacion de la sustancia de valor a un alto nivel sin provocar un problema tal como obstruccion o un aumento de la presion diferencial de la columna de destilacion debido al deterioro del estado de contacto gas-lfquido. Aun, en la presente invencion, puede adoptarse una columna de destilacion que tiene una estructura muy simple, con lo que existira el beneficio de que los costes de construccion seran muy bajos en comparacion con otras columnas de destilacion que usan bandejas o un material de empaquetamiento.
Adicionalmente, segun la presente invencion, es posible llevar a cabo un tratamiento de descomposicion de un producto de reaccion de adicion de Michael producido secundariamente en la etapa para producir ácido (met)acnlico y/o un ester (met)acnlico, en una condicion estabilizada, con lo que pueden recuperarse ácido (met)acnlico, un ester (met)acnlico y un alcohol, etc. a una alta tasa de recuperacion.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Un procedimiento para descomponer un subproducto formado durante la produccion de ácido (met)acnlico o un ester (met)acnlico, que comprende introducir el subproducto formado durante la produccion de ácido (met)acnlico o el subproducto formado durante la produccion de un ester (met)acnlico en un reactor provisto con una columna de destilacion, para descomponer termicamente de ese modo el subproducto y al mismo tiempo llevar a cabo destilacion para recuperar ácido (met)acnlico, esteres (met)acnlicos y alcoholes, caracterizado porque como dicha columna de destilacion, se usa una columna de destilacion que esta provista internamente con bandejas de tipo disco y toroidales, en el que se instalan de manera alterna bandejas de disco y bandejas toroidales y el numero de bandejas de disco y el numero de bandejas toroidales es de 5 a 20, en el que una bandeja en forma de disco y una bandeja de forma toroidal se toman como un plato.
    El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el subproducto formado durante la produccion de ácido (met)acnlico es el lfquido de colas de una columna de fraccionamiento en la etapa final para producir ácido (met)acnlico, y el subproducto formado durante la produccion del ester (met)acnlico es el lfquido de colas de una columna de fraccionamiento para separar una fraccion de alto punto de ebullicion en una etapa de purificacion para el ester (met)acnlico.
    El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que el subproducto formado durante la produccion de ácido (met)acnlico y/o el subproducto formado durante la produccion de un ester (met)acnlico contiene un producto de adicion de Michael que tiene agua, un alcohol o ácido (met)acnlico anadido a un grupo (met)acrilono.
    El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la temperatura de reaccion de descomposicion termica es de desde 120°C hasta 280°C, y el tiempo de reaccion de descomposicion termica es de desde 0,5 hasta 50 horas.
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