PT2744748T - Processo para separar fosgénio e cloreto de hidrogénio a partir de um fluxo de fluido compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

"PROCESSO PARA SEPARAR FOSGÉNIO E CLORETO DE HIDROGÉNIO A PARTIR DE UM FLUXO DE FLUIDO COMPREENDENDO FOSGÉNIO E CLORETO DE HIDROGÉNIO" A presente invenção refere-se a processos para a conversão de uma amina no componente de isocianato correspondente através de fosgenação da amina. Em particular, a invenção refere-se à purificação e/ou separação de cloreto de hidrogénio e fosgénio em fluxos de efluentes de tais processos.

Nos processos em que as aminas são convertidas em isocianatos utilizando fosgénio, como é bem conhecido na técnica, uma desvantagem é que no processo de fosgenação se utiliza tipicamente um excesso de fosgénio, ou que a fosgenação não consuma tipicamente todo o fosgénio na mistura de reação, enquanto é obtido cloreto de hidrogénio através da conversão de um grupo amina num grupo isocianato. Deste modo, tipicamente, a mistura de reação, gasosa ou líquida, e. g., todos os componentes dissolvidos num solvente, compreende fosgénio e cloreto de hidrogénio. 0 cloreto de hidrogénio é separado frequentemente da reação, e pode ser utilizado em outros processos ou como um fluxo de reciclagem, desde que o cloreto de hidrogénio seja purificado de modo a satisfazer as necessidades da sua utilização posterior.

Existe frequentemente uma necessidade de remover o fosgénio do cloreto de hidrogénio, como, e. g., está descrito no documento EP1575906A. 0 documento JP 9131516A descreve uma membrana que pode ser utilizada para concentrar compostos inorgânicos. 0 documento US2009/209784A1 descreve um processo para separação do HC1 do fosgénio numa instalação de isocianato. É um objeto da presente invenção proporcionar um processo para separar fosgénio e cloreto de hidrogénio a partir de um fluxo de fluido compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio, cujo processo é menos dispendioso em consumo de energia. 0 processo de acordo com a invenção pode reduzir a dimensão ou mesmo evitar a necessidade de utilizar torres de absorção, colunas de desabsorção, torres de destilação, e semelhantes, para separar de modo eficiente o fosgénio do cloreto de hidrogénio. 0 processo de acordo com a invenção pode melhorar o rendimento e/ou a eficiência da separação do fosgénio e do cloreto de hidrogénio numa operação continua. 0 processo para separar cloreto de hidrogénio do fosgénio de acordo com a invenção pode possuir uma conceção menos complexa, pode requerer menos equipamento e/ou custos de instalação do equipamento, e possui uma utilização menos complexa, quando comparado com os processos convencionais para remoção de cloreto de hidrogénio do fosgénio.

Um primeiro aspeto proporciona um processo para conversão de uma amina no componente de isocianato correspondente através de fosgenação da referida amina, compreendendo o processo os passos de • fornecimento de uma mistura de reação compreendendo uma amina (10) e fosgénio (11) a um reator (100) de fosgenação; • conversão, pelo menos parcialmente, da amina e do fosgénio na referida mistura de reação no componente de isocianato correspondente e em cloreto de hidrogénio, proporcionando assim um fluxo (20) de isocianato liquido compreendendo o referido componente de isocianato, fosgénio e cloreto de hidrogénio; • remoção de, pelo menos, parte do referido fosgénio e de pelo menos parte do referido cloreto de hidrogénio do referido fluxo de isocianato liquido como uma mistura (22) gasosa, em que o passo de remoção compreende: • condensação, pelo menos parcialmente, da mistura gasosa proporcionando uma mistura (31) intermédia liquida e um fluxo (32) de fluido inicial gasoso compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio; • evacuação de, pelo menos, parte do cloreto de hidrogénio do referido fluxo (32) de fluido inicial gasoso formando um primeiro fluxo de fluido que é um fluxo (41) gasoso enriquecido em cloreto de hidrogénio e empobrecido em fosgénio, e um segundo fluxo de fluido que é um fluxo (42) empobrecido em cloreto de hidrogénio e enriquecido em fosgénio, em que a evacuação compreende a alimentação do referido fluxo de fluido inicial gasoso até uma unidade (400) de separação por membrana, separando a referida unidade de separação por membrana o referido fluxo de fluido inicial no referido primeiro e no referido segundo fluxos de fluido.

Um segundo aspeto proporciona um processo para a conversão de uma amina no componente de isocianato correspondente através de fosgenação da referida amina, compreendendo o processo os passos de • fornecimento de uma mistura de reação compreendendo uma amina (10) e fosgénio (11) a um reator (100) de fosgenação; • conversão, pelo menos parcialmente, da amina e do fosgénio na referida mistura de reação no componente de isocianato correspondente e cloreto de hidrogénio, proporcionando assim um fluxo (20) de isocianato liquido compreendendo o referido componente de isocianato, fosgénio e cloreto de hidrogénio; • remoção de, pelo menos, parte do referido fosgénio e de, pelo menos, parte do referido cloreto de hidrogénio do referido fluxo de isocianato liquido como uma mistura gasosa, em que o passo de remoção compreende: • condensação, pelo menos parcialmente, da mistura gasosa proporcionando uma mistura (31) intermédia liquida e uma mistura (32) intermédia gasosa; • destilação e/ou desabsorção e/ou lavagem com um solvente da mistura intermédia gasosa e/ou da mistura intermédia liquida de modo a proporcionar uma mistura de evacuação gasosa compreendendo cloreto de hidrogénio e fosgénio; • evacuação de, pelo menos, parte do cloreto de hidrogénio da referida mistura de evacuação gasosa, como o fluxo de fluido inicial, formando um primeiro fluxo de fluido o qual é um fluxo gasoso enriquecido em cloreto de hidrogénio e empobrecido em fosgénio, e um segundo fluxo de fluido que é um fluxo empobrecido em cloreto de hidrogénio e enriquecido em fosgénio, em que a evacuação compreende a alimentação da referida mistura de evacuação gasosa até uma unidade (400) de separação por membrana, separando a referida unidade de separação por membrana a referida mistura de evacuação gasosa no referido primeiro e no referido segundo fluxos de fluido. A presente invenção refere-se a um processo de separação de um fluxo de fluido inicial compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio em, pelo menos, um primeiro e um segundo fluxos de fluido, sendo o primeiro fluxo de fluido um fluxo gasoso enriquecido em cloreto de hidrogénio e empobrecido em fosgénio, sendo o segundo fluxo de fluido um fluxo empobrecido em cloreto de hidrogénio e enriquecido em fosgénio. A separação realiza-se através de alimentação do fluxo de fluido inicial para uma unidade de separação por membrana, separando a unidade de separação por membrana o fluxo de fluido inicial no primeiro e no segundo fluxos de fluido. A unidade de separação por membrana está dotada com, pelo menos, um meio de admissão e, pelo menos, dois meios de descarga de efluente e compreende, pelo menos, uma célula de separação, possuindo cada célula uma alimentação e dois fluxos de salda, que são o retentado e o permeado da célula.

Em cada célula, um fluido compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio é trazido em contacto com um lado (o lado do retentado) da membrana presente na célula, cuja membrana é permeável em relação a um ou mais dos componentes no fluxo de alimentação. Pelo menos, parte de alguns dos componentes passa através da membrana para o outro lado da membrana (o lado do permeado), formando, assim, um fluxo de permeado da célula. Os outros componentes que não passam na membrana, formam o fluxo de retentado da célula.

Para alguns componentes do fluido, a membrana pode ser semipermeável, i. e., uma parte de todos os componentes no fluxo de alimentação passará a membrana, a outra parte não passará.

Ao selecionar uma membrana que seja mais permeável ao cloreto de hidrogénio quando comparado com a permeabilidade ao fosgénio, o permeado da célula compreenderá mais cloreto de hidrogénio quando comparado com a alimentação e menos fosgénio quando comparado com a alimentação. Como tal, obtém-se um permeado enriquecido em cloreto de hidrogénio e empobrecido em fosgénio. Sendo permeado um fluxo gasoso enriquecido em cloreto de hidrogénio e empobrecido em fosgénio. 0 retentado, que pode ser liquido ou gasoso, compreenderá mais fosgénio quando comparado com a alimentação, e menos cloreto de hidrogénio quando comparado com a alimentação. Como tal, proporciona-se um retentado empobrecido em cloreto de hidrogénio e enriquecido em fosgénio.

Opcionalmente, uma parte do retentado e/ou do permeado pode ser reciclada e misturada com o fluxo de fluido inicial para alimentação de volta ao lado de admissão da unidade de separação por membrana. 0 fluxo de fluido inicial é proporcionado através de, pelo menos, um meio de admissão até à unidade de separação por membrana. 0 primeiro e o segundo fluxos de fluido deixam cada, a unidade de separação por membrana respetivamente através do primeiro e do segundo meios de descarga de efluente.

No caso de a unidade de separação por membrana compreender apenas uma célula de separação, o fluxo de fluido inicial é utilizado como alimentação desta única célula de separação, proporcionando o permeado desta célula o primeiro fluxo de fluido, e proporcionando o retentado o segundo fluxo de fluido.

No caso de a unidade de separação por membrana compreender mais do que uma célula de separação, estas células podem estar acopladas umas às outras em paralelo, i. e., o fluxo de fluido inicial é utilizado como alimentação de todas as células de separação, sendo os permeados destas células combinados de modo a proporcionar o primeiro fluxo de fluido, e sendo o retentado destas células combinado de modo a proporcionar o segundo fluxo de fluido. Alternativamente, estas mais do que uma célula, podem estar acopladas em série. Na sua forma mais simples, o fluxo de fluido inicial é utilizado como alimentação da primeira célula das N células em série, a alimentação de cada célula subsequente é o retentado da célula anterior. 0 primeiro fluido é a combinação de todos os permeados das células, enquanto o segundo fluxo de fluido é o retentado da última célula na série. Alternativamente, o fluxo de fluido inicial é utilizado como alimentação da primeira célula das N células em série, a alimentação de cada célula subsequente é o retentado ou o permeado de uma célula anterior. 0 primeiro e o segundo fluxos de fluido são combinações apropriadas de permeados e/ou retentados das células nas extremidades da série. De um modo preferido, o primeiro fluxo de fluido é a combinação de permeados das células nas extremidades da série, enquanto o segundo fluxo de fluido é a combinação de retentados das células nas extremidades da série.

Deve ser entendido que pode ser disposta mais do que uma série de células de separação em paralelo, i. e., o fluxo de fluido inicial é utilizado como alimentação da primeira célula de separação de cada série, e cada uma das séries proporciona uma parte do primeiro e do segundo fluxos de fluido.

Podem tomar-se medidas para evitar a condensação dos fluidos gasosos entre células subsequentes. E. g., podem ser proporcionados condensadores ou aquecedores entre células consecutivas. Alternativa ou adicionalmente, as células podem ser elas próprias controladas por temperatura, e. g., estar dotadas com um meio de aquecimento e/ou de arrefecimento.

Como tal, é obtida uma separação parcial do fosgénio e cloreto de hidrogénio presentes no fluxo de fluido inicial.

As membranas adequadas são membranas cerâmicas, vidro, carbono, metal, híbridas ou poliméricas, sendo a membrana porosa ou não porosa. De um modo preferido, são utilizadas membranas com base de carbono, membranas de carboneto de silício, membranas de poliimida, membranas de PEEK, membranas de zeólito ou membranas com base de perfluoropolímero.

Entende-se que pode ser selecionada igualmente uma membrana que seja mais permeável ao fosgénio e menos permeável ao cloreto de hidrogénio, proporcionando um efeito semelhante.

Como a membrana ou membranas utilizadas são mais permeáveis a um componente, de um modo preferido, ao cloreto de hidrogénio, quando comparado com a permeabilidade a outros componentes, de um modo preferido, fosgénio, o componente para o qual a membrana é mais permeável passará mais facilmente através da membrana. Para melhorar a permeação deste componente, de um modo preferido, aplica-se uma diferença de pressão entre ambos os lados da membrana. Esta diferença de pressão está, de um modo preferido, no intervalo de 1 a 50 bara.

Possivelmente a pressão no lado do retentado está acima da atmosférica, enquanto a pressão no lado do permeado da membrana é subatmosférica, i. e., um vácuo é aplicado no lado do permeado. É aplicada, de um modo preferido, uma pressão acima da atmosférica no intervalo de 1,2 a 4 bara no lado do retentado, enquanto no lado do permeado se aplica, de um modo preferido, um vácuo de 0,1 a 0,9 bara.

Possivelmente, é fornecido um gás de lavagem no lado do permeado da membrana ou membranas para facilitar a evacuação dos componentes que passaram através da membrana. Os gases de lavagem adequados são o azoto, vapor ou outros gases, tal como monoclorobenzeno, quando se trabalha com uma pressão reduzida. Podem ser obtidas vantagens adicionais com a utilização de um ou mais gases de lavagem que atuam como um solvente para um ou mais dos componentes do processo de produção global.

De acordo com algumas formas de realização, o segundo fluxo de fluido pode ser um fluxo gasoso.

Sendo o fluxo de fluido inicial um fluxo gasoso, pode compreender ainda outros componentes na forma gasosa, e. g., vapor de água ou outros solventes na forma gasosa, e. g. , monoclorobenzeno, 1,2-diclorobenzeno, 1,3-diclorobenzeno ou 1,4-diclorobenzeno. Dependendo das regulações do processo e do tipo de membrana utilizado na unidade de separação por membrana, estes outros componentes gasosos podem estar presentes no primeiro e/ou no segundo fluxos de fluido obtidos pelo método.

De um modo muito preferido, uma membrana é selecionada a qual é substancialmente impermeável quer a fosgénio como a cloreto de hidrogénio. Pode ser obtida uma remoção parcial ou completa do componente para o qual a membrana é substancialmente impermeável.

As membranas típicas são membranas cerâmicas, vidro, carbono, metal, híbridas ou poliméricas, sendo a membrana porosa ou não porosa. De um modo preferido, são utilizadas membranas com base de carbono, membranas de carboneto de silício, membranas de poliimida, membranas de PEEK, membranas de zeólito, quaisquer membranas com base em perfluoropolímero ou membranas de polidimetilsiloxano (PDMS). 0 processo de acordo com os aspetos da invenção pode ser aplicado em processos para converter virtualmente toda a amina no seu isocianato correspondente através de fosgenação. Os processos são adequados para utilizar na fosgenação a.o. de toluenodiamina (TDA) em diisocianato de tolueno (TDI), hexametilenodiamina (HMDA) em diisocianato de hexametileno (HDI), isoforonadiamina (IPDA) em diisocianato de isoforona (IPDI) , metilenodiciclo-hexilamina (H12MDA) em metilenodiciclo-hexilisocianato (H12MDI). Entende-se que as aminas mencionadas podem ser utilizadas na forma bruta, i. e., como misturas de isómeros e outros componentes obtidos pelo processo de produção de modo a proporcionar a amina, como bem conhecido da técnica.

De um modo preferido, a amina consiste em polifenil poliaminas com ponte de metileno em bruto (referidas igualmente por MDA) . Estas polifenil poliaminas com ponte de metileno em bruto são, tipicamente, uma mistura dos isómeros de metileno difenileno diamina (denominados de 2,2'MDA, 2,4'MDA e 4,4'MDA), em combinação com polifenil poliaminas com ponte de metileno compreendendo mais do que 2 grupos fenilo e mais do que 2 grupos amina na sua estrutura. Estas polifenil poliaminas com ponte de metileno em bruto são preparadas tipicamente a partir de anilina, ou de derivados de anilina, através de reação dos mesmos com formaldeido na presença de uma solução de um ácido forte, tal como, por exemplo, ácido hidroclórico, sulfúrico ou fosfórico. Pode ser proporcionado formaldeido em várias formas, de um modo preferido, como uma solução aquosa. São Conhecidos igualmente processos catalisados de ácido sólido. 0 fosgénio e o cloreto de hidrogénio, i. e., pelo menos parte do mesmo, são removidos do fluxo de isocianato liquido como uma mistura gasosa compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio. Esta mistura obtida depois de fosgenação da amina e separada do fluxo de isocianato liquido, compreende tipicamente 15 a 50% em peso de fosgénio, 30 a 80% em peso de cloreto de hidrogénio, e 0,01 a 40% em peso de solvente, tipicamente MCB. O solvente é utilizado para facilitar a fosgenação das aminas na forma liquida e é utilizada para dissolver a amina e o fosgénio antes de mistura e de reação destes dois componentes. Tal mistura gasosa compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio é proporcionada, tipicamente, com temperaturas acima de 75 °C, tipicamente, no intervalo de -30 a 160 °C. A pressão tipica da mistura gasosa está no intervalo de 2 a 40 bara.

De acordo com algumas formas de realização, a mistura de reação de uma amina e de fosgénio pode compreender ainda um solvente. O solvente é tipicamente inerte na reação da amina e do fosgénio. Utiliza-se tipicamente MCB.

De acordo com algumas formas de realização, o fluxo de fluido inicial compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio pode compreender ainda pelo menos parte do referido solvente.

De acordo com algumas formas de realização, o fluxo de fluido inicial é um fluxo gasoso.

De acordo com o primeiro aspeto, a remoção de, pelo menos, parte do fosgénio e de, pelo menos, parte do cloreto de hidrogénio a partir do fluxo de isocianato líquido compreende • remoção de pelo menos parte do referido fosgénio e de, pelo menos, parte do referido cloreto de hidrogénio a partir do referido fluxo de isocianato liquido como uma mistura gasosa; • condensação, pelo menos parcialmente, da mistura gasosa proporcionando uma mistura intermédia liquida, sendo o referido fluxo de fluido inicial um fluxo gasoso; • utilização do referido fluxo de fluido inicial sendo um fluxo gasoso para alimentar a referida unidade de separação por membrana.

De acordo com algumas formas de realização, o segundo fluxo de fluido da unidade de separação por membrana pode ser condensado e misturado com a mistura intermédia liquida.

De acordo com o segundo aspeto, a remoção de, pelo menos, parte do fosgénio e de, pelo menos, parte do cloreto de hidrogénio a partir do fluxo de isocianato liquido compreende • remoção de, pelo menos, parte do referido fosgénio e de, pelo menos, parte do referido cloreto de hidrogénio a partir do referido fluxo de isocianato liquido como uma mistura gasosa; • condensação, pelo menos parcialmente da mistura gasosa proporcionando uma mistura intermédia liquida e uma mistura intermédia gasosa; • destilação e/ou desabsorção e/ou lavagem com um solvente da mistura intermédia gasosa e/ou da mistura intermédia liquida de modo a proporcionar uma mistura de evacuação gasosa compreendendo cloreto de hidrogénio e fosgénio; • utilização da referida mistura de evacuação gasosa como um fluxo de fluido inicial para alimentar a referida unidade de separação por membrana. A evacuação de, pelo menos, parte do cloreto de hidrogénio a partir da mistura gasosa compreende a utilização da mistura gasosa como o fluxo de fluido inicial alimentado à unidade de separação por membrana.

De acordo com algumas formas de realização, a condensação pode incluir o arrefecimento da mistura gasosa até uma temperatura no intervalo de 60 a 20 °C.

De acordo com algumas formas de realização, a condensação pode incluir o arrefecimento da mistura gasosa até uma temperatura no intervalo de 20 a -40 °C.

Assim, o arrefecimento pode ser realizado nos estágios subsequentes. A utilização de uma ou mais unidades de separação por membrana pode resultar no aumento do ponto de condensação aparente ou da pressão de vapor parcial de fosgénio no fluxo ou fluxos de produto que são arrefecidos de modo a condensar o fosgénio.

Possivelmente, pode ser reduzido o volume dos fluxos gasosos a serem comprimidos.

Possivelmente, a utilização da unidade ou unidades de separação por membrana pode evitar parcial ou completamente a necessidade de um fluido de absorção.

De acordo com algumas formas de realização, o primeiro fluxo de fluido da unidade de separação por membrana pode ser destilado e/ou desabsorvido e/ou lavado com um solvente reduzindo mais o teor de fosgénio no primeiro fluxo de fluido.

No caso de ser utilizado um solvente, tal como MCB, o primeiro fluxo de fluido pode compreender solvente, opcionalmente apenas vestígios do solvente e pode estar substancialmente livre de fosgénio. Este primeiro fluxo de fluido, opcionalmente depois de destilação, lavagem e/ou desabsorção, pode ser comprimido e opcionalmente arrefecido, de modo a pressurizar o cloreto de hidrogénio, condensando ao mesmo tempo o solvente em conjunto com parte do cloreto de hidrogénio.

Os vestígios de solvente devem ser entendidos como compreendendo no fluido uma quantidade de solvente no intervalo de 1 ppm a 1% em peso, de um modo preferido, 1 ppm a 100 ppm. Substancialmente livre de fosgénio, significa que o fluido compreende 1 ppm a 0,1% em peso, de um modo preferido, 1 ppm a 100 ppm de fosgénio. A utilização do processo de acordo com a presente invenção para a conversão de uma amina no componente de isocianato correspondente pode resultar num fluxo de cloreto de hidrogénio substancialmente puro.

Cloreto de hidrogénio substancialmente puro, significa que o fluido compreende 1 ppm a 0,1% em peso, de um modo preferido, 1 ppm a 100 ppm de fosgénio.

Este cloreto de hidrogénio substancialmente puro pode ser utilizado noutros processos químicos em funcionamento na mesma instalação química. Alternativamente, este cloreto de hidrogénio pode ser transportado até operações remotas, ou pode ser utilizado de modo a proporcionar ácido hidroclórico, através da combinação do cloreto de hidrogénio com água. Como um exemplo, no caso do isocianato produzido ser metileno difenileno diisocianato (MDI), o cloreto de hidrogénio pode ser reciclado para a instalação de produção (como cloreto de hidrogénio gasoso ou como ácido hidroclórico líquido) em que a anilina e o formaldeído são condensados para metileno difenileno diamina, a amina precursora do presente processo para a conversão de uma amina no componente de isocianato correspondente através de fosgenação da referida amina. É conhecido, por exemplo, adicionar cloreto de hidrogénio gasoso a misturas de anilina/água.

De um modo muito preferido, o segundo fluxo gasoso compreende o fosgénio presente no fluxo de fluido inicial, em conjunto com remanescentes do solvente opcional no caso da reação de fosgenação ser realizada na presença do solvente, e. g., MCB. Este fluxo gasoso pode ser reciclado para a conversão de amina e fosgénio em isocianato e cloreto de hidrogénio. A vantagem dos processos de acordo com a presente invenção é que a limpeza dos fluxos gasosos pode ser realizada de um modo mais económico e eficiente, utilizando menos energia. Em comparação com os processos da técnica anterior, a remoção de pelo menos, parte do fosgénio a partir de efluente de cloreto de hidrogénio valioso do processo através de separação por membrana não requer uma quantidade significativa de energia. Por exemplo, quando comparado com um processo em que a remoção do fosgénio é realizado utilizando apenas colunas de destilação, que requerem uma quantidade significativa de energia para bombear e arrefecer os liquidos e os gases em tais colunas.

As reivindicações independentes e dependentes estabelecem aspetos particulares e preferidos da invenção. Os aspetos das reivindicações dependentes podem ser combinados com os aspetos das reivindicações independentes ou das outras dependentes como apropriado.

As características, aspetos e vantagens anteriores e outros da presente invenção tornar-se-ão evidentes a partir da seguinte descrição pormenorizada, tomada em conjunção com os desenhos anexos, que ilustram, a título de exemplo, os princípios da invenção. Esta descrição é dada meramente a título de exemplo, sem limitação do âmbito da invenção. As figuras de referência indicadas abaixo referem-se aos desenhos anexos.

As Figuras 1, 2, 3 e 4 são vistas esquemáticas de processos para a conversão de uma amina no componente de isocianato correspondente de acordo com a invenção.

As Figuras 5, 6 e 7 mostram disposições alternativas de modo esquemático de células de separação numa unidade de separação por membrana como utilizado de acordo com a presente invenção.

As Figuras 8 a 12 são vistas esquemáticas de processos alternativos ou partes de processos para a conversão de uma amina no componente de isocianato correspondente de acordo com a invenção. A Figura 13 é uma instalação experimental utilizada para facilitar a demonstração dos processos de acordo com a invenção.

Os mesmos simbolos de referência referem-se aos mesmos elementos, semelhantes ou análogos nas diferentes figuras. A presente invenção será descrita com respeito a formas de realização particulares.

Deve ser salientado que o termo "compreendendo", utilizado nas reivindicações, não deve ser interpretado como estando restringido aos meios listados a seguir; não exclui outros elementos ou passos. Deve ser interpretado assim como especifiçando a presença dos aspetos, passos ou componentes mencionados, como referido, mas não exclui a presença ou a adição de um ou mais, outros aspetos, passos ou componentes, ou osseus grupos. Deste modo, o âmbito da expressão "um dispositivo compreendendo os meios A e B" não deve estar limitado a dispositivos consistindo apenas nos componentes A e B. Significa que, com respeito à presente invenção, os componentes apenas relevantes do dispositivo são A e B.

Através de toda esta descrição é feita referência a "uma forma de realização". Tal referência indica que um aspeto particular, descrito em relação à forma de realização está incluído, pelo menos, numa forma de realização da presente invenção. Assim, o aparecimento das frases "numa forma de realização" ou "em uma forma de realização" em vários lugares através de toda esta descrição não se refere sempre necessariamente à mesma forma de realização, apesar de poder. Além disso, os aspetos ou características particulares podem ser combinados de qualquer modo adequado numa ou mais formas de realização, como seria evidente para um especialista da técnica.

Os termos seguintes são proporcionados meramente para auxiliar o entendimento da invenção.

Salvo explicitamente mencionado em contrário, quando é feita referência a % em peso ou "percentagem em peso" de um componente, este número refere-se ao peso deste componente em relação ao peso total do fluido ou produto no qual o componente está presente nesse momento, sendo a razão expressa como percentagem.

Salvo indicado em contrário, o termo "bara" é uma referência à pressão absoluta expressa na unidade "bar", em que 1 bar é igual a 100 kPa e 0,987 atm. Não está nada subentendido relativamente à natureza fisica ou química das espécies químicas, e. g., solventes, quando referida na ou sobre a membrana. A Figura 1 mostra esquematicamente um processo de conversão de uma amina, em particular MDA, no componente de isocianato correspondente, que é MDI, através de fosgenação desta amina.

Uma mistura de reação compreendendo MDA e fosgénio é fornecida a um reator 100 de fosgenação. Isto é realizado fornecendo MDA dissolvida em MCB através do fluxo 10 e de fosgénio dissolvido em MCB através do fluxo 11. Tipicamente é proporcionado um excesso de fosgénio ao reator 100. O reator pode consistir, como é conhecido da técnica, numa série de reatores consecutivos, através dos quais passa a mistura de reação sucessivamente. Pelo menos, parte da MDA é convertida em MDI, produzindo assim cloreto de hidrogénio. No final da reação no reator 100, obtém-se um fluxo 20 de isocianato liquido compreendendo o componente de isocianato, o excesso ou o fosgénio que não reagiu e o cloreto de hidrogénio. O fluxo 20 de isocianato liquido é submetido a destilação e desabsorção para remover parte do solvente e vestígios residuais de fosgénio e de HCL no reator 200, proporcionando assim uma mistura 22 gasosa compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio, e parte do solvente que é MCB. O isocianato e o resto do solvente MCB são recuperados como fluxo 21. A mistura 22 gasosa possui uma temperatura tipicamente de 50 a 200 °C. A mistura gasosa é arrefecida num trem 300 de arrefecimento, onde em estágios consecutivos, utilizando arrefecimento com ar ambiente, arrefecimento com água ambiente e arrefecimento utilizando um refrigerante, a temperatura da mistura gasosa é reduzida tipicamente até entre 100 a -35 °C.

Através de arrefecimento da mistura 22 gasosa, o fosgénio e o MCB condensam e são retirados como fluxo 31, sendo a combinação de vários fluxos obtidos entre os diferentes estágios de arrefecimento, i. e., fluxos 31a, 31b, 31c e 31d. Neste fluxo 31, pode estar presente igualmente algum cloreto de hidrogénio.

Pelo menos, parte do cloreto de hidrogénio é evacuado a partir da mistura 32 gasosa arrefecida utilizando uma unidade 400 de separação por membrana, compreendendo duas células 401 e 402 de separação, que estão acopladas em série.

Nesta unidade 400 de separação por membrana, a mistura 32 gasosa arrefecida é o fluxo de fluido inicial compreendendo o fosgénio e o cloreto de hidrogénio, que é alimentado até à unidade 400 de separação por membrana. Na primeira célula 401 de separação da unidade 400 de separação por membrana, esta mistura 32 gasosa é separada num fluxo 41 de permeado e num fluxo 42 de retentado. O fluxo 41 de permeado compreende cloreto de hidrogénio, algum fosgénio residual e MCB.

Podem ser utilizados vários tipos de materiais, tal como cerâmica, vidro, carbono, metal, híbridos ou polímeros, como material de membrana. A membrana pode ser porosa ou não porosa. A unidade de separação por membrana ou sistema de membrana pode compreender um ou mais módulos, i. e., um elemento que suporta uma membrana numa estrutura. Os módulos podem ser e. g., mas não estar limitados a módulo de placa e estrutura, módulo bobinado em espiral, módulo tubular, módulo capilar ou membrana de fibra oca. O fluxo 42 de retentado compreende fosgénio, cloreto de hidrogénio e MCB. Na segunda célula 402 de separação da unidade 400 de separação por membrana, este fluxo 402 de retentado é separado num fluxo 43 de permeado e num fluxo 44 de retentado. A membrana utilizada é semelhante ou mesmo idêntica àquela da primeira célula 401.

Como tal, a mistura 32 gasosa arrefecida, que é o fluxo de fluido inicial compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio da unidade 400 de separação por membrana, é separada no primeiro fluxo 45 gasoso, que é um fluxo de cloreto de hidrogénio enriquecido e de fosgénio empobrecido obtido através da combinação dos fluxos 41 e 43 de permeado, e num segundo fluxo gasoso que é um fluxo 44 de retentado.

Este segundo fluxo 44 de retentado pode ser ainda condensado e combinado com o fluxo 31 de modo a proporcionar um fluido 50 rico em fosgénio compreendendo ainda cloreto de hidrogénio e MCB. Este fluxo 50 rico em fosgénio pode ser reciclado para o passo de fosgenação no reator 100, opcionalmente depois de tratamento adicional. O primeiro fluxo 45 gasoso pode ser utilizado ainda, e. g., por compressão no compressor 600, depois do que os vestígios de MCB podem ser removidos do fluxo 70 rico em cloreto de hidrogénio comprimido, e. g., através de condensação no condensador 700 de modo a proporcionar um gás 71 de cloreto de hidrogénio substancialmente livre de solvente e um fluxo 72 de cloreto de hidrogénio e MCB combinados.

As composições dos vários fluxos podem ser como as indicadas na tabela 1.

Tabela 1 (percentagens em peso)

É Ilustrado esquematicamente na Figura 2 um processo alternativo. Os mesmos símbolos de referência referem-se a aparelhos e fluxos de produto semelhantes aos da Figura 1. Os permeados 46 e 47 compreendem alguns vestígios de fosgénio. 0 fluxo 48 gasoso enriguecido em cloreto de hidrogénio e empobrecido em fosgénio, gue é uma combinação destes dois fluxos 46 e 47 de permeado, é submetido a um processo de lavagem numa coluna 800 de lavagem. Nesta coluna, o MCB (80) gue é arrefecido num refrigerador 810 até uma temperatura de cerca de 20 a -25 °C, passa como MCB 81 arrefecido em contracorrente com o fluxo 48 gasoso através da coluna 800, o gue pode ser proporcionado através de um meio de contacto de modo íntimo do MCB líguido e do fluxo 48 gasoso, como conhecido da técnica, e. g., um leito 812 fixo. No reservatório da torre 800 de lavagem obtém-se um fluxo 83 de solvente com fosgénio retirado do fluxo 48 gasoso, gue pode ser utilizado de modo separado, como mostrado na Figura 2 num fluxo combinado com o fluxo 44 enriguecido em fosgénio e/ou o fluxo 31 de fosgénio condensado como um fluxo 50 de reciclagem para o passo de fosgenação no reator 100. 0 fluxo 84 enriguecido em cloreto de hidrogénio lavado pode ser suficientemente puro para ser retirado do processo como um subproduto, ou pode ser ajustado para reciclagem para outros processos, ou pode ser submetido ainda aos passos de compressão e condensação como discutido na figura 1.

Na figura 3 é ilustrado esguematicamente um outro processo alternativo. Os mesmos símbolos de referência referem-se a aparelhos e fluxos de produto semelhantes aos das figuras 1 e 2. Este fluxo 50 rico em fosgénio pode ser tratado numa coluna 900 de desabsorção, e. g., compreendendo uma zona de leito gotejante ou uma zona de leito fixo 910, para remover mais cloreto de hidrogénio da mistura líquida de MCB e de fosgénio. O gás 92 de desabsorção, e. g., o gás da instalação de produção de fosgénio compreendendo CO e N2, é forçado num fluxo em contracorrente através do líquido 50 descendente na coluna 900. O reservatório da coluna 900 proporciona uma mistura 51 de MCB-fosgénio que está mais empobrecida em cloreto de hidrogénio quando comparado com o fluxo 50 rico em fosgénio. No topo da coluna 900, o gás de desabsorção enriquecido com gás 94 de cloreto de hidrogénio é removido da coluna. Este gás pode ser combinado com o fluxo 48 gasoso antes de entrar na coluna 800 de lavagem, ou pode ser combinado com fluxo 84 enriquecido em cloreto de hidrogénio lavado, ou pode ser utilizado sem ser misturado. Alternativamente, o gás 94 pode ser ainda empobrecido em fosgénio através de uma separação por membrana de acordo com a invenção. É entendido que este passo de desabsorção pode ser realizado em processos que não compreendem o passo de lavagem realizado na coluna 800 de lavagem e explicado na figura 2. É ilustrado esquematicamente na figura 4 um outro processo alternativo. Os mesmos símbolos de referência referem-se a aparelhos e fluxos de produto semelhantes aos das figuras 1, 2 e 3. O segundo fluxo gasoso que é o fluxo 44 de retentado é submetido a uma operação de lavagem, enquanto o fluxo 31, que é fosgénio e MCB condensados e que inclui igualmente algum cloreto de hidrogénio é submetido a uma operação de desabsorção. Esta lavagem e é realizada desabsorção numa torre 1000, compreendendo dois leitos 1010 e 1020 separados, o primeiro leito 1010 localizado a montante do segundo leito 1020 na direção de deslocação do liquido desde o topo até ao fundo da torre 1000.

Os dois fluxos 44 e 31 são alimentados à torre 1000 entre os dois leitos 1010 e 1020. No topo da torre 1000, é alimentado solvente 81 (MCB) frio na torre 1000, de modo semelhante como explicado na figura 2 para lavagem da coluna 800. O fluido gasoso do fluxo 44 deslocar-se-á em contracorrente quando comparado com o solvente 81 frio descendente. O contacto intimo entre o solvente que se desloca de modo descendente e o gás que escoa de modo ascendente através do leito 1010, fará com que o gás do fluxo 44 seja lavado. Como mostrado, pode ser previsto um arrefecimento 1030 e 1031 intermédio para retirar a energia libertada pela dissolução de fosgénio no solvente. O liquido de lavagem descendente é combinado com o fluxo 31 de alimentação liquido e deslocar-se-á mais de modo descendente através do segundo leito 1020. No fundo da torre 1000, o gás 92 de desabsorção é alimentado à torre, de modo semelhante ao explicado na figura 3 para a coluna 900 desabsorção. O gás de desabsorção separará o cloreto de hidrogénio do liquido que se desloca para baixo através do leito 1020. O gás de desabsorção enriquecido em cloreto de hidrogénio escoará em conjunto com o fluido gasoso do fluxo 44 através do leito 1010 de modo ascendente na torre, e assim é lavado de modo a remover vestígios de fosgénio.

Deste modo, no reservatório da torre 1000, é obtida uma mistura líquida de solvente 80 enriquecido com fosgénio proveniente da operação de lavagem no leito 1010 e empobrecida em cloreto de hidrogénio devido à operação de desabsorção no leito 1020. É Obtida uma tal mistura 95 de fosgénio e solvente (MCB) , que pode ser reciclada para o reator 100 de fosgenação é obtida. Opcionalmente, o fosgénio novo a ser alimentado para a reação 100 de fosgenação pode ser misturado no reservatório da torre 1000, de modo que a mistura 95 de fosgénio e de solvente (MCB) proporcione o fluxo 11 de alimentação completo.

No topo da torre 1000, obtém-se um fluido 96 gasoso enriquecido em cloreto de hidrogénio que, e. g., pode ser combinado com o fluxo 45. Alternativamente, este fluido 96 gasoso pode ser tratado separadamente do fluxo 45 gasoso.

Nas figuras 1 a 4, foi descrito um processo onde a unidade 400 de separação por membrana compreendia duas células de separação que estão dispostas em série. Como mostrado nas figuras 5, 6 e 7 podem ser utilizadas igualmente outras disposições de células de separação no interior da unidade 400 de separação por membrana. Na figura 5, estão dispostas duas células 403 e 404 de separação em paralelo numa unidade 450 de separação por membrana. Cada célula 403 e 404 é alimentada com uma parte da mistura 32 gasosa arrefecida que é o fluxo de fluido inicial compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio.

Os retentados R são combinados de modo a proporcionarem o segundo fluxo 44 de fluido que está enriquecido em fosgénio e empobrecido em cloreto de hidrogénio em comparação com o fluxo 32 de alimentação inicial. Os permeados P são combinados de modo a proporcionarem o primeiro fluxo 45 de fluido que está empobrecido em fosgénio e enriquecido em cloreto de hidrogénio em comparação com o fluxo 32 de fluido inicial.

Na figura 6, estão dispostas duas séries de células 403a e 403b, e 404a e 404b de separação, respetivamente, em paralelo numa unidade 460 de separação por membrana. Cada primeira célula 403a e 404a é alimentada com uma parte da mistura 32 gasosa arrefecida que é o fluxo de fluido inicial compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio. Os retentados Rl destas primeiras células 403a e 404b respetivamente, são utilizados para alimentar a segunda célula 403b e 404b, respetivamente, na série. Os retentados R destas segundas células são combinados de modo a proporcionarem o segundo fluxo 44 de fluido que está enriquecido em fosgénio e empobrecido em cloreto de hidrogénio em comparação com o fluxo 32 de alimentação inicial. Os permeados P de todas as células 403a, 403b, 404a e 404b são combinados de modo a proporcionarem o primeiro fluxo 45 de fluido que está empobrecido em fosgénio e enriquecido em cloreto de hidrogénio em comparação com o fluxo 32 de alimentação inicial.

Como mostrado na figura 7, podem ser utilizadas igualmente outras combinações de células de separação que estão dispostas numa combinação em paralelo e em série. A mistura 32 gasosa arrefecida que é o fluxo de fluido inicial compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio é alimentada a uma célula 405 de separação de uma unidade 470 de separação por membrana, onde a mistura é dividida num retentado Rl e num permeado Pl compreendendo cloreto de hidrogénio e uma quantidade menor de fosgénio. O permeado Pl é alimentado a uma segunda célula 406 de separação, disposta em série com a célula 405. O permeado Pl está dividido num retentado R2 e num permeado P2 que está substancialmente livre de fosgénio. O retentado Rl, compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio é alimentado a uma terceira célula 407 de separação, igualmente disposta em série com a célula 405. O retentado Rl é dividido num retentado R3 e num permeado P3. 0 permeado Ρ3 é por sua vez alimentado a uma quarta célula 408 de separação, disposta em série com a célula 407. O permeado P3 é dividido num retentado R4 e num permeado P4 que está substancialmente livre de fosgénio.

Os retentados R2, R3 e R4 são combinados de modo a proporcionarem o fluxo 44 enriquecido em fosgénio e empobrecido em cloreto de hidrogénio, enquanto os permeados P2 e P4 são combinados de modo a proporcionarem o fluxo 45 empobrecido em fosgénio e enriquecido em cloreto de hidrogénio. É bem entendido por um especialista da técnica que as disposições de várias células de separação podem ser escolhidas de modo a obter a pureza do primeiro fluxo 45, e do segundo fluxo 44 .

As figuras 8a, 8b e 8c mostram esquematicamente processos alternativos para a separação de um fluxo gasoso compreendendo fosgénio e HC1, que tem origem a partir da conversão de uma amina, em particular MDA, no componente de isocianato correspondente, que é MDI, através de fosgenação desta amina. Este processo compreende a destilação consecutiva de fluxos gasosos e líquidos de fosgénio, HC1 e solvente (tal como MCB) , após o que o fluxo de HC1 gasoso, compreendendo algum fosgénio e opcionalmente solvente, é lavado com o referido solvente de modo a remover parcial ou completamente o fosgénio remanescente. Os pormenores de um tal processo estão expostos no documento EP1575906A1.

Uma mistura 22 gasosa é arrefecida, pelo menos, até condensar parcialmente o fosgénio na mistura 22, por meio de um ou vários meios de arrefecimento consecutivos na unidade 1300 de condensação. O condensado 1301 e a mistura 1302 não condensada são alimentados a uma coluna 1400 de destilação. Opcionalmente, o condensado 1301 e a mistura 1302 não condensada podem ser alimentados à coluna 1400 como um fluxo de duas fases. O fluxo 1401 de fundo liquido da coluna 1400 de destilação é parcialmente novamente fervido, a outra parte é reciclada para o processo de reação, de reação de fosgénio e de uma amina de modo a proporcionar o isocianato correspondente e HC1. O fluxo 1402 gasoso de topo é parcialmente condensado e trazido de novo para o topo da coluna 1400 de destilação. Como mostrado na figura 8a, a outra parte do fluxo 1402 gasoso de topo pode ser tratada utilizando uma unidade 1500 de separação por membrana, que é idêntica à unidade 400 de separação por membrana das figuras 1 a 4, uma das unidades 450, 460 ou 470 de separação por membrana como mostrado nas figuras 5, 6 e 7 respetivamente, ou qualquer instalação alternativa de uma tal unidade de separação por membrana. O fluxo 1501 de HC1 gasoso pode ser suficientemente puro para ser retirado do processo como subproduto, ou pode ser ajustado para reciclagem para outros processos, ou pode ser submetido ainda aos passos de compressão e de condensação como discutido na figura 1. O fluxo 1502 enriquecido em fosgénio pode ser reciclado para o processo de fosgenação, e. g., condensando primeiro o fluxo e reciclando o fluxo condensado em conjunto com o fluxo 1401 liquido.

Como mostrado na figura 8b, a outra parte do fluxo gasoso de topo pode ser lavada na coluna 1600 de lavagem com fluxo 1601 de solvente, lavando parte do fosgénio remanescente de modo a proporcionar um fluxo 1602 de fosgénio/solvente. Este fluxo 1602 pode ser reciclado para o processo de fosgenação em conjunto com o fluxo 1401. O fluxo 1603 de HC1 gasoso no topo da coluna 1600 de lavagem pode ser tratado utilizando uma unidade 1500 de separação por membrana, que é idêntica à unidade 400 de separação por membrana das figuras 1 a 4, uma das unidades 450, 460 e 470 de separação por membrana como mostrado nas figuras 5, 6 e 7 respetivamente, ou qualquer instalação alternativa de uma tal unidade de separação por membrana. 0 fluxo 1501 de HC1 gasoso pode ser suficientemente puro para ser retirado do processo como subproduto, ou pode ser ajustado para reciclagem para outros processos, ou pode ainda ser submetido aos passos de compressão e condensação como discutido na figura 1. O fluxo 1502 de fosgénio enriquecido pode ser reciclado para o processo de fosgenação, e. g., condensando primeiro o fluxo e reciclando o fluxo condensado em conjunto com o fluxo 1401 liquido.

Como mostrado na figura 8c, a outra parte do fluxo 1402 gasoso de topo pode ser tratada utilizando uma unidade 1500 de separação por membrana, que é idêntica à unidade 400 de separação por membrana das figuras 1 a 4, uma das unidades 450, 460 ou 470 de separação por membrana como mostrado nas figuras 5, 6 e 7 respetivamente, ou qualquer instalação alternativa de tal unidade de separação por membrana.

O fluxo 1501 de HC1 gasoso pode ser lavado numa coluna 1600 de lavagem com fluxo 1601 de solvente, lavando parte do fosgénio remanescente de modo a proporcionar um fluxo 1602 de fosgénio/solvente. Este fluxo 1602 pode ser reciclado para o processo de fosgenação em conjunto com o fluxo 1401. O fluxo 1603 de HC1 gasoso no topo da coluna 1600 de lavagem pode ser tratado utilizando uma unidade 1700 de separação por membrana, que é idêntica à unidade 400 de separação por membrana das figuras 1 a 4, uma das unidades 450, 460 ou 470 de separação por membrana como mostrado nas figuras 5, 6 e 7 respetivamente, ou qualquer instalação alternativa de tal unidade de separação por membrana. O fluxo 1701 de HC1 gasoso pode ser suficientemente puro para ser retirado do processo como um subproduto, ou pode ser ajustado para reciclagem para outros processos, ou pode ser submetido ainda aos passos de compressão e condensação como discutido na figura 1. Os fluxos 1502 e/ou 1702 enriquecidos em fosgénio podem ser reciclados para o processo de fosgenação, e. g., condensando primeiro o fluxo e reciclando o fluxo condensado em conjunto com o fluxo 1401 liquido.

Num processo alternativo, a coluna 1400 de destilação é substituída por uma coluna 1800 de desabsorção como mostrado na figura 9. A mistura 1303 de fosgénio/solvente líquida é fornecida para o topo da coluna 1800 de desabsorção, enquanto o fluxo 1302 não condensado é utilizado como gás de desabsorção na coluna 1800 de desabsorção. O fluxo 1801 de fundo pode ser reciclado de um modo idêntico ou semelhante, como foi exposto para o fluxo 1401 nas figuras 8a, 8b e 8c. O fluxo 1802 de topo gasoso da coluna de desabsorção pode ser utilizado de modo idêntico como fluxo 1402 de topo gasoso na figura 8a, figura 8b ou figura 8c (como mostrado na figura 9).

Alternativamente, um fluxo 1803 de gás inerte pode ser utilizado para desabsorver o fluxo 1301 de líquido. Isto pode ser, além da utilização do fluxo 1302 gasoso, ou como mostrado na figura 10, o gás inerte e os componentes desabsorvidos, gue formam em conjunto o fluxo 1804 de topo do desabsorvedor, pode ser combinado com o fluxo 1302 gasoso de modo a formar o fluxo 1802 gasoso, antes do seu tratamento posterior utilizado de modo idêntico como fluxo 1402 de topo gasoso na figura 8a, figura 8b ou figura 8c (como mostrado na figura 10).

Num processo alternativo como mostrado na figura 11, o fluxo 1302 gasoso é primeiro submetido a uma unidade 1900 de separação por membrana, antes do seu fluxo 1901 de permeado gasoso ser fornecido à coluna 1400 de destilação. A unidade 1900 de separação por membrana pode ser idêntica à unidade 400 de separação por membrana das figuras 1 a 4, a uma das unidades 450, 460 ou 470 de separação por membrana como mostrado nas figuras 5, 6 e 7 respetivamente, ou a qualquer instalação alternativa de uma tal unidade de separação por membrana. 0 fluxo 1902 de retentado da unidade 1900 de separação por membrana pode ser combinado com o fluxo 1301 liquido de modo a proporcionar uma mistura 1903 que é destilada na coluna 1400. O processo pode compreender ainda todos os elementos dos processos como mostrado na figura 8a, figura 8b ou figura 8c (a última é mostrada na figura 11).

Alternativamente, os fluxos 1901 e/ou 1903 podem ser fornecidos a uma coluna 1800 de desabsorção, de modo semelhante ao mostrado nas figuras 9 e 10 para os fluxos 1301 e/ou 1302.

Em outros processos alternativos, os fluxos 1301 e 1302 dos processos espostos, podem ser proporcionados condensando pelo menos parcialmente, um fluxo 22 gasoso compreendendo fosgénio, HC1 e um solvente utilizando, pelo menos, duas unidades de condensação consecutivas. Como mostrado na figura 12, o fluxo 22 gasoso compreendendo fosgénio, HC1 e um solvente, é parcialmente condensado num primeiro condensador 1310 proporcionando um fluxo 1311 de condensado e um fluxo 1312 intermédio não condensado. O fluxo 1312 intermédio não condensado pode ser submetido a uma unidade 1320 de separação por membrana, a unidade 1320 de separação por membrana pode ser idêntica à unidade 400 de separação por membrana das figuras 1 a 4, a uma das unidades 450, 460 ou 470 de separação por membrana como mostrado nas figuras 5, 6 e 7 respetivamente, ou a qualquer exposição alternativa de uma tal unidade de separação por membrana. A unidade 1320 de separação por membrana proporciona um fluxo 1321 enriquecido em fosgénio liquido e um fluxo 1322 enriquecido em HC1 gasoso. O fluxo 1322 gasoso compreendendo fosgénio, HCl e um solvente, é parcialmente condensado num segundo condensador 1330 proporcionando um condensado 1331 e um fluxo 1332 intermédio não condensado. O fluxo 1332 intermédio não condensado pode ser submetido a uma unidade 1340 de separação por membrana, sendo a unidade 1340 de separação por membrana idêntica à unidade 400 de separação por membrana das figuras 1 a 4, uma das unidades 450, 4 60 ou 47 0 de separação por membrana como mostrado nas figuras 5, 6 e 7 respetivamente, ou a qualquer exposição alternativa de uma tal unidade de separação por membrana. A unidade 1340 de separação por membrana proporciona um fluxo 1341 enriquecido em fosgénio liquido e um fluxo 1342 enriquecido em HCl gasoso.

Os fluxos 1311, 1321, 1331 e 1341 proporcionam em conjunto o fluxo 1301 líquido da unidade 1300 de condensação, enquanto o fluxo 1342 enriquecido em HC1 gasoso pode proporcionar o fluxo 1302 gasoso da unidade 1300 de condensação. Estes fluxos podem ser ainda combinados com qualquer dos processos como exposto em relação às figuras 8a, 8b, 8c, 9, 10, 11 e suas alternativas. É claro que igualmente qualquer outro fluxo gasoso compreendendo fosgénio, HC1 e, opcionalmente, um ou mais solventes pode ser tratado de um modo semelhante ou idêntico. Como um exemplo, um fluxo gasoso compreendendo fosgénio e HC1 que tem origem a partir de um processo de a) formação de cloroformatos a partir de álcoois, fenol, fenóis substituídos, ou b) formação de carbonatos a partir de álcoois, fenol, fenóis substituídos, ou c) formação de cloretos de carbamóil a partir de aminas primárias e aminas secundárias, ou d) formação de sulfonil isocianatos a partir de sulfonamidas, ou e) formação de carbodiimidas a partir de ureias substituídas.

Para demonstrar os processos de acordo com a invenção, foram realizados diversas experiências com um pequeno módulo de membrana baseado em fibras ocas de poliimida, disponível a partir da empresa EvoniK como módulos de membrana verde Sepuran®. Os testes realizaram-se à temperatura ambiente durante várias horas. Durante a experiência, foram fornecidos gases de fosgénio e de HCL a partir de diferentes cilindros de gás. Um desenho da instalação utilizada está representado igualmente na figura 13.

Os diferentes fluxos, alimentação, permeado e retentado foram analisados utilizando uma técnica de infravermelhos. A área de pico determinada foi medida e a concentração dos diferentes gases foi calculada a partir da área de pico.

Experiência 1: 0 teor em fosgénio e HCL na alimentação foi respetivamente de 49,4% em peso e 50,6% em peso, a pressão de alimentação foi estabelecida como 1,2 bara e o permeado estava à pressão atmosférica. O teor em HC1 no retentado e no permeado foi respetivamente de 49,7% em peso e 60,5% em peso. Estes resultados demonstram que o gás de HC1 passa, de um modo preferido, através da membrana, enquanto o fosgénio é, de um modo preferido, retido.

Experiência 2: O teor em fosgénio e HCL na alimentação foi, respetivamente, de 49,4% em peso e 50,6% em peso, a pressão de alimentação foi estabelecida como 1,3 bara e o permeado estava ainda à pressão atmosférica. O teor em HC1 no retentado e no permeado foi, respetivamente, de 48,1% em peso e 65,9% em peso. Esta mistura foi tratada utilizando o mesmo procedimento e membrana descritos no Exemplo 1. Em comparação com a alimentação, o permeado está enriquecido em HC1, 65,9% em peso, enquanto o retentado contém menos HC1, 48,1% em peso.

Experiência 3: 0 teor em fosgénio e HCL na alimentação foi, respetivamente, de 49,4% em peso e 50,6% em peso, a pressão de alimentação foi estabelecida como 1,5 bara e o permeado estava ainda à pressão atmosférica. Esta mistura foi tratada utilizando o mesmo procedimento e membrana descritos no Exemplo 1. O permeado está enriquecido em HC1, 70,2% em peso, enquanto o retentado contém menos HC1, 43,2% em peso.

Experiência 4: O teor em fosgénio e HCL na alimentação foi modificado e foi, respetivamente, de 79,3% em peso e 20,7% em peso, a pressão de alimentação foi estabelecida como 1,5 bara e o permeado estava à pressão atmosférica. Esta mistura foi tratada utilizando o mesmo procedimento e membrana descritos no Exemplo 1. O teor em HC1 no retentado e no permeado foi respetivamente de 18% em peso e 37% em peso.

Experiência 5: O teor em fosgénio e HCL na alimentação foi modificado e foi, respetivamente, de 20,9% em peso e 79,1% em peso, a pressão de alimentação foi estabelecida como 1,5 bara e o permeado estava à pressão atmosférica. Esta mistura foi tratada utilizando o mesmo procedimento e membrana descritos no Exemplo 1. 0 teor em HC1 no retentado e no permeado foi, respetivamente, de 57% em peso e 89,5% em peso.

Os resultados demonstram que ao utilizar um processo de separação de gás por membrana, é obtida uma diminuição do teor em HC1 da alimentação. É obtido um teor em HC1 inferior no retentado e um enriquecimento de HC1 no permeado. A melhor remoção de HC1 é obtida para o teor em HC1 mais elevado na alimentação e através da utilização de uma pressão de alimentação aumentada.

Tabela 1 - Composições do fluxo para as várias experiências

(continuação)

Lisboa, 29 de novembro de 2017

Claims (9)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Processo para a conversão de uma amina no componente de isocianato correspondente através de fosgenação da referida amina, compreendendo o processo os passos de • fornecimento de uma mistura de reação compreendendo uma amina (10) e fosgénio (11) para um reator (100) de fosgenação; • conversão, pelo menos parcialmente, da amina e do fosgénio na referida mistura de reação no componente de isocianato correspondente e cloreto de hidrogénio, proporcionando assim um fluxo (20) de isocianato liquido compreendendo o referido componente de isocianato, fosgénio e cloreto de hidrogénio; • remoção (200) de, pelo menos, parte do referido fosgénio e de, pelo menos, parte do referido cloreto de hidrogénio do referido fluxo de isocianato liquido como uma mistura (22) gasosa, em que o passo de remoção compreende: • condensação (300), pelo menos parcialmente, da mistura gasosa proporcionando uma mistura (31) intermédia liquida e um fluxo (32) de fluido inicial gasoso compreendendo fosgénio e cloreto de hidrogénio; • evacuação de, pelo menos, parte do cloreto de hidrogénio do referido fluxo (32) de fluido inicial gasoso formando um primeiro fluxo de fluido o qual é um fluxo (41) gasoso enriquecido em cloreto de hidrogénio e empobrecido em fosgénio, e um segundo fluxo de fluido que é um fluxo (42) empobrecido em cloreto de hidrogénio e enriquecido em fosgénio, em que a evacuação compreende a alimentação do referido fluxo de fluido inicial gasoso a uma unidade (400) de separação por membrana, separando a referida unidade de separação por membrana o referido fluxo de fluido inicial no referido primeiro e no referido segundo fluxos de fluido.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o referido segundo fluxo de fluido é um fluxo gasoso.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o segundo fluxo de fluido da unidade de separação por membrana é condensado e misturado com a mistura intermédia liquida.
4. 4. Processo para a conversão de uma amina no componente de isocianato correspondente através de fosgenação da referida amina, compreendendo o processo os passos de • fornecimento de uma mistura de reação compreendendo uma amina (10) e fosgénio (11) para um reator (100) de fosgenação; • conversão, pelo menos parcialmente, da amina e do fosgénio na referida mistura de reação no componente de isocianato correspondente e cloreto de hidrogénio, proporcionando assim um fluxo (20) de isocianato líquido compreendendo o referido componente de isocianato, fosgénio e cloreto de hidrogénio; • remoção (200) de, pelo menos, parte do referido fosgénio e de pelo menos parte do referido cloreto de hidrogénio do referido fluxo de isocianato líquido como uma mistura gasosa, em que o passo de remoção compreende: • condensação (300, 1300), pelo menos parcialmente, da mistura gasosa proporcionando uma mistura (31, 1301) intermédia líquida e uma mistura (32, 1302) intermédia gasosa; • destilação (1400) e/ou desabsorção (1800) e/ou lavagem com um solvente da mistura intermédia gasosa e/ou mistura intermédia líquida de modo a proporcionar uma mistura (1402) de evacuação gasosa compreendendo cloreto de hidrogénio e fosgénio; • evacuação de, pelo menos, parte do cloreto de hidrogénio da referida mistura de evacuação gasosa, como fluxo de fluido inicial, formando um primeiro fluxo de fluido que é um fluxo (1501) gasoso enriquecido em cloreto de hidrogénio e empobrecido em fosgénio, e um segundo fluxo de fluido o qual é um fluxo (1502) empobrecido em cloreto de hidrogénio e enriquecido em fosgénio, em que a evacuação compreende a alimentação da referida mistura de evacuação gasosa para uma unidade (400, 1500) de separação por membrana, separando a referida unidade de separação por membrana a referida mistura de evacuação gasosa no referido primeiro e no referido segundo fluxos de fluido.
5. 5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 4, em que a referida condensação inclui o arrefecimento da mistura gasosa até uma temperatura no intervalo de 20 a 60 °C.
6. 6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 5, em que a referida condensação inclui o arrefecimento da mistura gasosa até uma temperatura no intervalo de -40 a 20 °C.
7. 7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 6, em que o primeiro fluxo de fluido da unidade de separação por membrana é destilado e/ou desabsorvido e/ou lavado com um solvente reduzindo mais o teor em fosgénio no primeiro fluxo de fluido.
8. 8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 7, em que a referida mistura de reação de uma amina e fosgénio compreende ainda um solvente.
9. 9. Processo de acordo com a reivindicação 8, em que o referido fluxo de fluido inicial compreende ainda pelo menos parte do referido solvente. Lisboa, 29 de novembro de 2017