PT869936E - Processo para a destilacao de alcoois - Google Patents

Description

' i •j DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A DESTILAÇÃO DE ÁLCOOIS"

Os álcoois alifáticos C3-C10/ como o n-butanol e, em especial, o 2-etil-hexanol, possuem um elevado valor económico. A preparação destes álcoois efectua-se de preferência por hidroformilação de olefinas seguida de hidrogenação dos aldeídos intermediários formados (exemplo: propilcno —> n/i butiraldeído n/i-butanois) ou por aldolização de aldeídos alifáticos de cadeia linear aos respectivos aldeídos insaturados seguida de hidrogenação (exemplo: n-butiraldeído -» 2-etil-hexenal -> 2-etil-hexanol). Preparações gerais encontra-se por exemplo em Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry: "Alcohois, Aliphatic" (Vol. A 1), "2-Ethylhexanol" (Vol. A 10) e "Butanols" (Vol. A 4).

Para além de solvente, o n-butanol emprega-se príncipalmente no sector das tintas e dos vernizes e para a preparação de ésteres de ácidos carboxílicos, em especial de acrilato de n-butilo e de ftalato de di-n-butilo (BBP). O 2-etil-hexanol utiliza-se príncipalmente como componente alcoólico para a preparação de ftalato de di-2-hexil-etilo (DEHP) e de acrilato de 2-et.il -hexilo.

Para estas áreas de aplicação - em especial para a preparação de ésteres do ácido acrílico - é obrigatoriamente necessária a utilização de álcoois de elevada pureza. Na preparação técnica dos álcoois a purificação efectua-se quase sempre por meio de destilação fraccionada. Os álcoois são submetidos neste caso durante um período de tempo de várias horas a uma carga térmica em que em geral se aplicam temperaturas de banho de 150 a 200°C. Em consequência disto, durante a destilação de álcoois alifáticos C3-C10 como butanol e 2-etil-hexanol, ocorre a formação dos respectivos aldeídos, que 1

nas condições usuais empregues na técnica, apenas se podem separar com grande dificuldade.

Além disso, conhecem-se do estado da técnica vários processos de purificação de álcoois por destilação sob adição de compostos básicos. Assim, a US-A-2,533,754 refere-se a um processo para a purificação de \im álcool contendo aldeído, sob adição de hidróxidos de metais alcalinos numa quantidade de 0,1 a 3% em peso em relação ao álcool a purificar. De acordo com um modo de execução exemplificativo adiciona-se uma solução a 88,3% em peso de hidróxido de sódio em etanol numa quantidade tal que o teor de hidróxido de sódio na solução seja de 1,46% em peso.

Da US-A-2,889,375 conhece-se um processo para a purificação destilativa de oxoalcoois que contêm pequenas quantidades de aldeídos como impurezas. O referido processo é caracterizado por à coluna de destilação se adicionarem compostos metálicos alcalinoterrosos, em especial óxidos, hidróxidos ou carbonaLos, numa quantidade de 1% em peso em relação à massa a destilar. Segundo refere a US-A-2,889,375 a adição de compostos alcalinos, como carbonato de sódio ou hidróxido de sódio, leva contudo a consideráveis perdas de álcool durante a destilação devido à formação de produtos de condensação. A US-A-3,689,371 apresenta um processo para a purificação destilativa de butanois da oxossíntese. O álcool bruto formado trata-se em primeiro lugar com uma solução aquosa de hidróxido de metal alcalino para neutralizar ou hidrolisar respectivamente os ácidos e ésteres presentes. De acordo com o processo conhecido removem-se primeiro do álcool os hidróxidos alcalinos, por exemplo por meio de uma lavagem com água. Em seguida, submete-se o álcool bruto isento de hidróxidos alcalinos ao tratamento dcsalivio subsequente.

De acordo com a US-A-3,960,672 podem purificar-se álcoois de cadeia curta C1-C3 por meio de uma destilação extractiva em dois passos, na qual se coloca uma solução alcalina aquosa sobre o prato superior da coluna. O processo da 2

t 'Ί destilação extractiva, que trabalha com grandes quantidades, aplica-se segundo a US-A-3,960,672 para a purificação de álcoois de cadeia curta que se podem diluir com água obtendo-se um líquido homogéneo.

Existe assim a necessidade de encontrar um processo simples para a destilação de álcoois C3-C-10 que não apresente estas desvantagens.

Verificou-se surpreendentemente que, por adição de pequenas quantidades de hidróxido alcalino se inibe a formação dos respectivos aldeídos durante a operação de destilação e se removem mesmo os aldeídos já presentes. 0 objectivo da presente invenção é por isso um processo para a purificação por destilação de álcoois C3-C10/ caracterizado por se destilar o álcool a 150 a 200°C na presença de 10 a 1000 ppm de hidróxido alcalino, excluindo-se uma destilação extractiva. Os álcoois C3-C10 podem ser de cadeia linear ou ramificada. Álcoois C3-C10 particularmente importantes, aos quais se pode aplicar o processo de acordo com a invenção, são o n-butanol e o 2-etil-hexanol.

Como hidróxidos alcalinos empregam-se de preferência KOH ou NaOH. A quantidade de hidróxido alcalino é em geral de 10 a 1000 ppm, sempre em relação à quantidade do álcool em causa. De preferência, adicionam-se os hidróxidos alcalinos na forma de uma solução aquosa.

Caso se utilizem colunas de destilação, estas têm em geral 20 a 80 pratos.

Como os exemplos seguintes mostram, através da adição de hidróxidos alcalinos, reduz-se fortemente ou impede-se mesmo a formação de aldeídos durante a destilação dos álcoois, sem se verificarem outras reacções secundárias indesejáveis ou uma diminuição apreciável do teor em álcool. Frequentemente, remove-se mesmo a quantidade de aldeído já contida no álcool a destilar.

Nos exemplos a expressão "baixo ponto de ebulição" refere-se aos componentes isentos de 2-etil-hexanal e que entram em ebulição a uma temperatura consideravelmente mais baixa (pelo 3 •t menos 20 a 40°C mais baixa) do que a do 2-etil-hexanol, e que por isso se podem separar deste facilmente por destilação. Do mesmo modo, a expressão "alto ponto de ebulição" refere-se a componentes isentos de 2-etil-hexanal e que entram em ebulição a uma temperatura consideravelmente mais alta (pelo menos 20 a 40°C mais alta) do que a do 2-etil-hexanol, e que por isso se podem também separar deste facilmente por destilação.

Exemplo de comparação 1

Aqueceu-se 2-etil-hexanol com um teor de 60 ppm (0,006% em peso) de 2-etil-hexanal, sem adição de hidróxido alcalino, durante 1 hora a 180°C. Após 10, 30 e 60 minutos retirou-se uma amostra e analisou-se. Os resultados apresentam-se na Tabela 1. Após 60 minutos o teor de 2-etil-hexanal era de 140 ppm (0,014% em peso).

Exemplo 1

Procedeu-se como no exemplo de comparação 1, com a única excepção de antes do início do aquecimento se terem adicionado ao 2-etil-hexanol 50 ppm de KOH. Os resultados apresentam-se também na Tabela 1. Após 3 0 minutos o teor de 2-etil-hexanal situava-se já abaixo do limite de detecção analítico de o,ooi% em peso. 4

Tabela 1

Material de partida antes do início Exemplo de comparação (sem hidróxido alcalino) Tempo desde o início Exemplo 1 (50 ppm de KOH) Tempo desde o início 10 min. 30 min. 60 min. 10 min. 30 min. 60 min. Baixo ponto de ebulição (% peso) 0,216 0,212 0,211 0,212 0,208 0,209 0,207 2-etil-hexanal (% peso) 0,006 0,011 0,013 0,014 0.002 <0.001 <0,001 2-etil-hexanol (% peso) 99,646 99,644 99,643 99,640 99,616 99,616 99,616 Alto ponto de ebulição (% peso) 0,132 0,133 0,133 0,134 0,174 0,175 0,177

Exemplo de comparação 2

Numa coluna de laboratório com corpoo de enchimento com 1 m de altura de uma carga de espiras-VA de 3 mm, colocam-se 663 g de 2-etil-hexanol com a seguinte composição (em % em peso), numa base de aquecimento de 2 1: componentes de baixo ponto de ebulição 0,099 2-etil-hexanal 0,001 2-etil-hexanol 99, 770 componentes de alto ponto de ebulição 0,130 5

U, A uma pressão de coluna de 100 mbar e a uma razão de refluxo de 3:1 no topo da coluna, a uma temperatura de 118°C, recolheram-se quatro fracções de destilado de 130 g e uma quinta fracção de 65 g. Cada uma das fracções foi submeLida a análise por cromatografia de gases:

Tabela 2

Fracção 1 2 3 4 5 Baixo ponto de ebulição (% peso) 0,010 0,006 0,003 0,011 0,008 2-etil-hexanal (% peso) 0,013 0,009 0,008 0,010 0,011 2-etil-hexanol (% peso) 99,863 99,980 99,986 99,975 99,977 Alto ponto de ebulição (% peso) 0.114 0,005 0,003 0,004 0,004

No resíduo de destilação (78 g) o teor de 2-etil-hexanal situava-se abaixo do limite de detecção analítico.

Exemplo 2

Procedeu-se como no exemplo de comparação 2, com a única excepção de se adicionar ao 2-etil-hexanol antes do início da destilação 66 mg de uma solução aquosa de KOH a 50%. As fracções individuais analisaram-se novamente por cromatografia de gases: 6

Tabela 3

Fracção 1 2 3 4 5 Baixo ponto de ebulição (% peso) 0,010 0,006 0,003 0,011 0,008 2-etil-hexanal (% peso) 0,003 0,002 0,001 0,001 0,001 2-etil-hexanol (% peso) 99,863 yy,987 99,993 99,984 99,987 Alto ponto de ebulição (% peso) 0.124 0,005 0,003 0,004 0,004

No resíduo de destilação (78 g) o teor de 2-etil-hexanal situava-se abaixo do limite de detecção analítico.

Lisboa, 8 de Setembro de 2000 0 AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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Claims (3)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Proccooo para a purificação por destilação de álcoois C3-C^o/ caracterizado por se destilarem os álcoois a 150 a 200°C na presença de 10 a 1000 ppm de um hidróxido alcalino, estando excluída uma destilação extractiva.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se empregarem como álcoois C3-C10 n-butanol ou 2-etil-hexanol.
3. 3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por se destilarem os álcoois na presença de 10 a 200 ppm de um hidróxido alcalino. Lisboa, 8 de setembro de 2000 0 AGF.NTU OFICIAL DA PROPRIFDADL INDUSTRIAL

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