BR112022017268B1 - Método para produção de isobutileno, método para produção de ácido metacrílico e método para produção de metil metacrilato - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE ISOBUTILENO, MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE ÁCIDO METACRÍLICO E MÉTODO PARA PRODU-ÇÃO DE METIL METACRILATO. A presente invenção refere-se a um método para produzir isobutileno de isobutanol com alta seletividade sob pressão, enquanto que suprimindo uma diminuição na taxa de conversão de isobutanol. Um método para produção de isobutileno de acordo com a presente invenção produz isobutileno de isobutanol por trazer uma matéria-prima gasosa que contém isobutanol em contato com um catalisador. Este método para produção de isobutileno produz isobutileno de isobutanol por trazer o material gasoso de partida que contém isobutanol em contato com o catalisador a uma velocidade linear de 1,20 cm/s ou mais a uma pressão de 120 kPa ou mais.

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se a um método para produçãode isobutileno, um método para produção de ácido metacrílico e a um método para produção de metil metacrilato.

[002] Prioridade é reivindicada ao Pedido de Patente japonês No.2020-064207 depositado no Japão em 31 de março de 2020, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência.

Antecedente da Técnica

[003] O isobutileno é uma das importantes matérias-primas deprodutos químicos, que é convertido em éter etil-terc-butílico, paraxileno, metil metacrilato, e similares. Por exemplo, o isobutileno ou álcool terc-butílico obtido pela hidratação do isobutileno é submetido à oxidação de contato da fase gasosa para obter ácido metacrílico, e então o ácido metacrílico obtido é submetido à esterificação com metanol, onde o metil metacrilato pode ser obtido.

[004] Como um método para produção de isobutileno, porexemplo, é conhecido um método no qual o isobutanol é colocado em contato com um catalisador como a alumina sob pressão para desidratar o isobutanol para produzir isobutileno (por exemplo, Documento de Patente 1).

Lista de Citação Documento de Patente

[005] Documento de Patente 1

[006] Publicação Internacional PCT No. WO2015/170686

Sumário da Invenção Problema Técnico

[007] De modo a produzir industrialmente isobutileno por desidratação de isobutanol, é desejável reagir ao isobutanol com uma alta taxa de conversão para produzir isobutileno com uma alta seletividade.

[008] Contudo, verificou-se que, embora a desidratação doisobutanol sob pressão possa melhorar a seletividade do isobutileno, a taxa de conversão do isobutanol tende a diminuir.

[009] Portanto, um objetivo da presente invenção é fornecer ummétodo de produção de isobutileno, no qual o isobutileno é produzido a partir de isobutanol com alta seletividade enquanto suprime uma diminuição na taxa de conversão do isobutanol sob pressão, bem como um método de produção de ácido metacrílico utilizando o método de produção de isobutileno e um método de produção de metil metacrilato.

Solução para o Problema

[0010] A presente invenção tem os seguintes aspectos.

[0011] [1] Um método de produção de isobutileno, no qual umamatéria-prima gasosa contendo isobutanol é colocada em contato com um catalisador para produzir isobutileno a partir do isobutanol, o método compreendendo a colocação da matéria-prima gasosa contendo isobutanol em contato com um catalisador a uma velocidade linear de 1,20 cm/s ou mais sob uma pressão de 120 kPa ou mais em termos de pressão absoluta para produzir isobutileno a partir do isobutanol.

[0012] [2] O método para produção de isobutileno de acordo com[1], no qual uma concentração do isobutanol contido na matéria-prima gasosa contendo isobutanol é de 15% em volume ou mais e 100% em volume ou menos.

[0013] [3] O método para produção de isobutileno de acordo com[1] ou [2], no qual o catalisador tem um diâmetro de partícula de 700 μm ou mais e 10.000 μm ou menos.

[0014] [4] O método para produção de isobutileno de acordo comqualquer um de [1] a [3], no qual o catalisador é um catalisador contendo alumina.

[0015] [5] Um método para produção de ácido metacrílico,incluindo a produção de isobutileno de acordo com o método para produzir isobutileno de acordo com qualquer um de [1] a [4], e produzir ácido metacrílico a partir do isobutileno obtido.

[0016] [6] Um método para produção de ácido metacrílico,incluindo a produção de isobutileno de acordo com o método para produzir isobutileno de acordo com qualquer um dos [1] a [4], obtendo álcool terc-butílico a partir do isobutileno, e posteriormente produzindo ácido metacrílico a partir do álcool terc-butílico obtido.

[0017] [7] Um método para produção de metil metacrilato,incluindo a produção de ácido metacrílico de acordo com o método para produzir ácido metacrílico de acordo com [5] ou [6], e produzir metil metacrilato a partir do ácido metacrílico e metanol obtidos.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[0018] De acordo com a presente invenção, é possível fornecerum método para produção de isobutileno, no qual o isobutileno é produzido a partir de isobutanol com alta seletividade, suprimindo a diminuição da taxa de conversão do isobutanol sob pressão. Além disso, de acordo com a presente invenção, é possível fornecer um método para produção de ácido metacrílico, no qual o método para produção de isobutileno de acordo com a presente invenção é utilizado, e um método para produção de metil metacrilato.

Breve Descrição dos Desenhos

[0019] A Fig. 1 é um gráfico mostrando os resultados da mediçãoda taxa de conversão do isobutanol no exemplo de referência.

[0020] A Fig. 2 é um gráfico mostrando os resultados da mediçãoda taxa de conversão do isobutanol e a seletividade do isobutileno no gás C4 nos Exemplos 1 a 3 e no Exemplo Comparativo 1.

[0021] A Fig. 3 é um gráfico mostrando os resultados da mediçãoda taxa de conversão do isobutanol e a seletividade do isobutileno no gás C4 nos Exemplos 4 a 6 e no Exemplo Comparativo 2.

[0022] A Fig. 4 é um gráfico mostrando os resultados da mediçãoda taxa de conversão do isobutanol e da seletividade do isobutileno no gás C4 nos Exemplos 7 a 9 e no Exemplo Comparativo 3.

[0023] A Fig. 5 é um gráfico mostrando os resultados da mediçãoda taxa de conversão do isobutanol e a seletividade do isobutileno no gás C4 nos Exemplos 10 a 13 e no Exemplo Comparativo 4.

[0024] A Fig. 6 é um gráfico mostrando os resultados da mediçãoda taxa de conversão do isobutanol e a seletividade do isobutileno no gás C4 nos Exemplos 14 a 19.

[0025] A Fig. 7 é um gráfico mostrando o resultado da medição daseletividade do isobutileno no gás C4 nos Exemplos 20 e 21.

Descrição das Concretizações

[0026] Método para produção de isobutileno

[0027] Em um método de produção de isobutileno de acordo coma presente invenção, o isobutileno é produzido a partir do isobutanol, colocando em contato uma matéria-prima gasosa contendo isobutanol com um catalisador. Por exemplo, ao fornecer uma matéria-prima gasosa contendo isobutanol a um reator preenchido com um catalisador para formar uma camada catalisadora, a matéria-prima gasosa contendo isobutanol pode ser levada ao contato com o catalisador. O tipo de desidratação do isobutanol não éparticularmente limitado e, por exemplo, um leito fixo ou um leitofluidizado pode ser adotado.

[0028] Na presente invenção, uma matéria-prima gasosa contendoisobutanol é posta em contato com um catalisador a uma velocidade linear de 1,20 cm/s ou mais, e o isobutanol é desidratado sob uma pressão de 120 kPa ou mais em termos de pressão absoluta. Isto torna possível produzir isobutileno com uma alta seletividade enquanto se suprime uma diminuição na taxa de conversão do isobutanol sob pressão.

[0029] Na presente invenção, a causa da capacidade de produzirisobutileno com alta seletividade e ao mesmo tempo suprimir uma diminuição na taxa de conversão sob pressão é concebida da seguinte forma.

[0030] Em um caso de isobutanol desidratante sob uma pressãode 120 kPa ou mais, a taxa de conversão do isobutanol tende a diminuir, embora a seletividade do isobutileno aumente. Isto é concebido porque quando a matéria-prima gasosa contendo isobutanol entra em contato com o catalisador sob pressão, a matéria-prima gasosa que é utilizada na presente invenção é difícil de entrar em contato com o catalisador devido à influência da película de contorno na superfície do catalisador.

[0031] Por outro lado, ao ajustar a velocidade linear da matéria-prima gasosa para 1,20 cm/s ou mais, é concebido que quando a matéria-prima gasosa entra em contato com o catalisador, é difícil ser afetada pela película de contorno na superfície do catalisador, e a taxa de conversão do isobutanol é melhorada.

[0032] A velocidade linear da matéria-prima gasosa a ser posta emcontato com o catalisador é de 1,20 cm/s ou mais, de preferência, 1,40 cm/s ou mais, de preferência, 1,60 cm/s ou mais, ainda mais de preferência, 1,80 cm/s ou mais, ainda mais de preferência, 2,00 cm/s ou mais, particularmente de preferência, 2,20 cm/s ou mais, e mais de preferência, 2,40 cm/s ou mais. Quando a velocidade linear da matéria-prima gasosa é igual ou superior ao valor limite inferior descrito acima, a diminuição da taxa de conversão de isobutanol sob pressão pode ser suprimida, e a seletividade do isobutileno é melhorada.

[0033] Por outro lado, pela razão acima descrita, a taxa deconversão tende a melhorar quando a velocidade linear da matéria- prima gasosa é igual ou superior ao valor limite inferior descrito acima, e, portanto, o valor limite superior da velocidade linear não é particularmente limitado. Por exemplo, a velocidade linear da matéria- prima gasosa pode ser de 5.000 cm/s ou menos.

[0034] A pressão na desidratação do isobutanol é de 120 kPa oumais, de preferência, 150 kPa ou mais, de preferência, 170 kPa ou mais, ainda mais de preferência, 190 kPa ou mais, e particularmente de preferência, 210 kPa ou mais, em termos de pressão absoluta. É especialmente preferivelmente 230 kPa ou mais. Quando a pressão na desidratação é igual ou superior ao valor limite inferior descrito acima, a seletividade do isobutileno é melhorada. A pressão na desidratação do isobutanol é, de preferência, 100.000 kPa ou menos, mais de preferência, 50.000 kPa ou menos, ainda mais de preferência, 10.000 kPa ou menos, ainda mais de preferência, 5.000 kPa ou menos, especialmente de preferência, 2.500 kPa ou menos, e, mais de preferência, 1.000 kPa ou menos. Os limites superior e inferior descritos acima podem ser combinados em qualquer combinação. Por exemplo, a pressão na desidratação do isobutanol é de preferência 120 kPa ou mais e 100.000 kPa ou menos, mais de preferência 150kPa ou mais e 50.000 kPa ou menos, ainda mais de preferência 170kPa ou mais e 10.000 kPa ou menos, ainda mais de preferência, 190kPa ou mais e 5.000 kPa ou menos, ainda mais de preferência, 210kPa ou mais e 2.500 kPa ou menos, e especialmente de preferência, 230 kPa ou mais e 1.000 kPa ou menos.

[0035] Quando a pressão na desidratação do isobutanol for igualou inferior ao limite superior acima, a quantidade de isobutanol necessária para aumentar a velocidade linear da matéria-prima gasosa a ser posta em contato com o catalisador para 1,20 cm/s ou mais, pode ser reduzida, e a ampliação do processo pode ser evitada.

[0036] A pressão na desidratação é um valor medido por umsensor de pressão instalado em uma posição onde a influência da perda de pressão pode ser ignorada com relação à pressão na entrada do reator.

[0037] A temperatura de reação na desidratação do isobutanol é,de preferência, 390°C ou inferior, mais de preferência, 380°C ou inferior, ainda mais de preferência, 370°C ou inferior, particularmente de preferência, 360°C ou inferior, e mais de preferência, 350°C ou inferior. Quando a temperatura de reação é igual ou inferior à faixa acima descrita do valor limite superior, a reação de isomerização é facilmente suprimida e a seletividade para o isobutileno é melhorada.

[0038] A temperatura de reação na desidratação do isobutanol é,de preferência, 240°C ou superior, mais de preferência, 250°C ou superior, ainda mais de preferência, 260°C ou superior, particularmente de preferência, 270°C ou superior, e mais de preferência, 280°C ou superior. Quando a temperatura de reação for igual ou superior à faixa acima descrita do valor limite inferior, a quantidade de uso do catalisador e a quantidade de fornecimento da matéria-prima gasosa podem ser reduzidas, o que é vantajoso em termos de custo e produtividade.

[0039] Os limites superior e inferior descritos acima podem sercombinados em qualquer combinação. Por exemplo, a temperatura de reação na desidratação do isobutanol é, de preferência, 240°C ou superior e 390°C ou inferior, mais de preferência, 250°C ou superior e 380°C ou inferior, ainda mais de preferência, 260°C ou superior e370°C ou inferior, ainda mais de preferência, 270°C ou superior e360°C ou inferior, e particularmente de preferência, 280°C ou superior e 350°C ou inferior.

[0040] A temperatura mais baixa, entre as temperaturas dacamada catalisadora no reator, que pode ser confirmada após a reação ter atingido um estado estável, é definida como a temperatura de reação. Portanto, quando a temperatura da camada de catalisador varia, é preferível aumentar o número de pontos de medição ou medir a temperatura continuamente na direção de enchimento do catalisador. O método para controlar a temperatura de reação não é particularmente limitado, e um método conhecido pode ser adotado.

[0041] O isobutanol que é usado como matéria-prima de partidanão é particularmente limitado, e pode ser isobutanol derivado da biomassa do ponto de vista da proteção ambiental.

[0042] O "isobutanol derivado de biomassa" é um isobutanolpurificado a partir de um composto orgânico obtido pelo uso de açúcar fermentável de biomassa e sujeito a um processo de fermentação ou isobutanol obtido por um processo que inclui qualquer um ou mais processos de conversão química catalítica e conversão termoquímica de biomassa.

[0043] A biomassa pode ser amplamente dividida em umaderivada de culturas de recursos e outra derivada de resíduos. Exemplos da biomassa derivada de culturas de recursos incluem culturas alimentícias, madeira e flores, e porções não utilizadas dessas culturas também podem ser utilizadas. Exemplos da biomassa derivada de resíduos incluem resíduos alimentares, lodo como esgoto, excrementos de gado e resíduos de papel.

[0044] Por exemplo, ao vaporizar uma matéria prima com umvaporizador, ela pode ser fornecida a um reator como matéria-prima gasosa. O vaporizador não é particularmente limitado, e exemplos disso incluem um tipo de camisa, um tipo de tubo horizontal com um sistema de circulação natural, um tipo de tubo de imersão com um sistema de circulação natural, um tipo de tubo vertical curto com um sistema de circulação natural, um tipo de membrana ascendente com um tubo vertical longo, um tipo de membrana descendente com um tubo horizontal, um tipo de tubo horizontal com um sistema de circulação forçada, um tipo de tubo vertical com um sistema de circulação forçada, e um tipo de bobina.

[0045] Na matéria-prima gasosa, a concentração de isobutanolpode ser ajustada diluindo o isobutanol com um gás diluente. A matéria-prima gasosa pode ser um gás consistindo apenas de isobutanol.

[0046] O gás diluente pode ser qualquer gás que não afete adesidratação do isobutanol, e exemplos destes incluem nitrogênio, hélio, neônio, criptônio, xenônio, radônio, argônio, metano, etano, propano, butano, isobutano, monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxido nítrico, dióxido de nitrogênio, óxido nitroso, trióxido de dinitrogênio, tetróxido de dinitrogênio, pentóxido de dinitrogênio e vapor de água. O oxigênio ou hidrogênio pode ser utilizado como gás diluente desde que não afete a desidratação do isobutanol. O gás diluente incluído na matéria-prima gasosa pode ser de um ou dois ou mais tipos. A umidade pode ser incluída na matéria-prima gasosa.

[0047] A concentração de isobutanol na matéria-prima gasosa é,de preferência, 15,0% em volume ou mais, mais de preferência, 20% em volume ou mais, ainda mais de preferência, 30% em volume ou mais, particularmente de preferência, 40% em volume ou mais, ainda mais de preferência, 50% em volume ou mais, e a maioria de preferência, 55% em volume ou mais, em relação ao volume total da matéria-prima gasosa.

[0048] Quando a concentração de isobutanol é igual ou maior queo valor limite inferior descrito acima, a reação de isomerização é facilmente suprimida e assim a seletividade do isobutileno é melhorada. Além disso, o reator pode ser facilmente miniaturizado, o custo do equipamento pode ser reduzido e o custo de energia necessário para a recuperação do isobutileno pode ser reduzido. O limite superior não é particularmente limitado, e é 100% em volume ou menos.

[0049] O catalisador a ser utilizado na desidratação do isobutanolnão é particularmente limitado desde que seja um catalisador capaz de desidratar o isobutanol, e exemplos disso incluem os catalisadores de desidratação, entre os quais um catalisador ácido é preferível.

[0050] Exemplos do catalisador ácido incluem alumina, sílicaalumina, zeólito, ácido fosfórico sólido e titânia. O catalisador, de preferência, contém alumina do ponto de vista de que a seletividade do isobutileno é alta.

[0051] Na presente invenção, o catalisador de alumina significa umcatalisador no qual a proporção de alumina em relação à massa total do catalisador é de 90% em massa ou mais. Um tipo de catalisador pode ser usado individualmente, ou dois ou mais tipos de catalisador podem ser usados em combinação.

[0052] A forma cristalina de alumina que é utilizada na presenteinvenção não é particularmente limitada. Exemplos disso incluem α- alumina, β-alumina, Y—alumina, α-alumina, θ-alumina, α-alumina, δ- alumina e hidrato de alumina. Em particular, um catalisador contendo Y-alumina é preferível do ponto de vista da atividade e seletividade. A alumina nestas formas cristalinas pode ser usada sozinha ou em uma combinação de duas ou mais destas. Quando dois ou mais tipos destes são usados em combinação, aqueles com formas cristalinas diferentes um do outro podem ser usados, ou um estado cristalino de uma fase mista pode ser tomado.

[0053] A alumina que é utilizada no catalisador de acordo com apresente invenção pode ser facilmente produzida por um método conhecido, incluindo, por exemplo, um método de decomposição térmica, um método de precipitação, um método de deposição, um método de amassamento ou um método no qual estes métodos são utilizados em combinação. Exemplos da matéria prima para alumina incluem um material que gera alumina ou hidrato de alumina por aquecimento ou hidrólise, como nitrato, acetato, alcóxido, sulfato, cloreto, aluminato alcalino ou alúmen. Exemplos do álcali que é usado na hidrólise incluem álcali cáustico, carbonato alcalino, amônia aquosa e carbonato de amônio.

[0054] A alumina que é utilizada no catalisador de acordo com apresente invenção pode ser moldada e utilizada conforme necessário.

[0055] O catalisador de alumina que é usado na presente invençãopode conter um composto diferente da alumina. Do ponto de vista da alta seletividade do isobutileno, o conteúdo de alumina no catalisador é, de preferência, 95,0% em massa ou mais, mais de preferência, 97,0% em massa ou mais, ainda mais de preferência, 98,0% em massa ou mais, particularmente de preferência, 99,0% em massa ou mais, e a maioria de preferência, 99,5% em massa ou mais, com relação à massa total do catalisador de alumina.

[0056] Exemplos do composto, que não a alumina, incluem SiO2 eNa2O.

[0057] O teor de SiO2 no catalisador de alumina é, de preferência,1,0% em massa ou menos, mais de preferência, 0,75% em massa ou menos, ainda mais de preferência, 0,50% em massa ou menos, ainda mais de preferência, 0,40% em massa ou menos, ainda mais de preferência, 0,30% em massa ou menos, e particularmente de preferência, 0,20% em massa ou menos, em relação à massa total do catalisador de alumina. O SiO2 não pode estar contido em alumina.

[0058] O conteúdo de Na2O no catalisador de alumina é, depreferência, 0,20% em massa ou menos, mais de preferência, 0,15% em massa ou menos, ainda mais de preferência, 0,10% em massa ou menos, ainda mais de preferência, 0,075% em massa ou menos, ainda mais de preferência, 0,050% em massa ou menos, e particularmente de preferência, 0,025% em massa ou menos, em relação à massa total do catalisador de alumina. O Na2O não pode estar contido em alumina.

[0059] Os teores de alumina, SiO2, e Na2O no catalisador sãomedidos por uma análise espectroscópica de emissão ICP (ICP-AES). Por exemplo, elas podem ser medidas pelo espectrômetro Optima 8300 ICP-OES fabricado pela Perkin Elmer, Inc.

[0060] Do ponto de vista de que uma atividade suficiente pode serfacilmente obtida, a área de superfície específica BET do catalisador é de preferência 40,0 m2/g ou mais, mais de preferência, 50,0 m2/g ou mais, ainda mais de preferência, 60,0 m2/g ou mais, particularmente de preferência, 70,0 m2/g ou mais, e a maioria de preferência, 80,0 m2/g ou mais. O limite superior da área de superfície específica BET de alumina não é particularmente limitado; entretanto, é, de preferência, 350 m2/g ou menos.

[0061] A área de superfície específica BET do catalisador é umvalor calculado a partir de uma isoterma de adsorção/dessorção de N2, e pode ser medida usando, por exemplo, Tristar 3000 (nome do produto, fabricado pela Shimadzu Corporation).

[0062] O tamanho da partícula catalisadora é, de preferência, 700μm ou mais e 10.000 μm ou menos, mais de preferência, 800 μm ou mais e 9.500 μm ou menos, e a maioria de preferência, 1.000 μm ou mais e 9.000 μm ou menos.

[0063] O diâmetro da partícula do catalisador é definido como otamanho da abertura da malha da peneira quando as partículas são dimensionadas com uma peneira ou similar. Além disso, no caso de um catalisador moldado, por exemplo, no caso de uma forma de pellet colunar, o diâmetro é definido como o diâmetro da partícula. Quando o diâmetro da partícula é muito pequeno, a perda de pressão na camada do catalisador com a qual o reator é preenchido torna-se grande, e o custo do equipamento e o custo de energia para a circulação do gás de reação aumentam. Além disso, quando o diâmetro da partícula é muito grande, o coeficiente efetivo do catalisador se torna pequeno, o que resulta em uma diminuição da atividade por massa do catalisador, e a seletividade do isobutileno diminui.Método para produção de ácido metacrílico

[0064] O método de produção de ácido metacrílico de acordo coma presente invenção é um método de produção de ácido metacrílico utilizando isobutileno produzido de acordo com o método de produção de isobutileno de acordo com a presente invenção. Exemplos disso incluem o seguinte método (A) e método (B). De acordo com o método (A) e o método (B), o ácido metacrílico pode ser produzido a partir do isobutileno com uma alta seletividade.

[0065] O método (A) inclui uma etapa (a1) de produção deisobutileno de acordo com o método de produção de isobutileno de acordo com a presente invenção e uma etapa (a2) de produção de ácido metacrílico de acordo com a oxidação da fase gasosa do isobutileno.

[0066] O método (B) inclui uma etapa (b1) de produção deisobutileno de acordo com o método de produção de isobutileno de acordo com a presente invenção, uma etapa (b2) de isobutileno hidratante para produzir álcool terc-butílico, e uma etapa (b3) de produção de ácido metacrílico de acordo com a oxidação da fase gasosa do álcool terc-butílico produzido pelo isobutileno hidratante.

[0067] A hidratação do isobutileno na etapa (b2) pode serrealizada por um método conhecido. Exemplos do catalisador ácido que é usado na hidratação do isobutileno incluem uma resina de troca iônica e um heteropoliácido. O catalisador ácido é, de preferência, uma resina de troca catiônica fortemente ácida do ponto de vista de que o álcool terc-butílico pode ser produzido em um alto rendimento.

[0068] A oxidação da fase gasosa do isobutileno na etapa (a2) oua oxidação da fase gasosa do álcool terc-butílico na etapa (b3) pode ser realizada em uma ou duas etapas. A oxidação da fase gasosa em dois estágios é preferível do ponto de vista da alta seletividade do ácido metacrílico.

[0069] Quando a oxidação da fase gasosa é realizada em duasetapas, é preferível utilizar um catalisador para a primeira etapa de oxidação na fase gasosa de oxidação da primeira etapa (a primeira etapa de oxidação). O catalisador a ser utilizado pode ser um catalisador conhecido. É de preferência um catalisador que contenha pelo menos molibdênio e bismuto.

[0070] Tal catalisador é, de preferência, um catalisador com umacomposição representada pela Fórmula (1).Mo12Bia1Fea2Ma3Xa4Ya5Za6Oa7 (1)

[0071] Contudo, na Fórmula (1), Mo, Bi, Fe e O representam cadaum molibdênio, bismuto, ferro e oxigênio. M representa pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em cobalto e níquel. X representa pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em cromo, chumbo, manganês, cálcio, magnésio, nióbio, prata, bário, estanho, tântalo e zinco. Y representa pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em fósforo, boro, enxofre, selênio, telúrio, cério, tungstênio, antimônio e titânio. Z representa pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em lítio, sódio, potássio, rubídio, césio e tálio. a1 a7 representam a razão atômica de cada elemento, a1, a2, a3, a4, a5, a6 e a7 indicam a razão atômica de cada elemento para o átomo Mo12, onde são a1 = 0,01 a 3, a2 = 0,01 a 5, a3 = 1,0 a 12, a4 = 0 a 8,0, a5 = 0 a 5,0, e a6 = 0,001 a 2,0, e a7 é a razão atômica de oxigênio, que é necessária para satisfazer a valência de cada elemento.

[0072] O primeiro estágio de oxidação pode ser realizado em umleito fixo. O aspecto da camada catalisadora para a primeira etapa de oxidação não é particularmente limitado, e pode ser uma camada não diluída contendo apenas o catalisador para o primeiro estágio de oxidação ou pode ser uma camada diluída contendo um transportador inerte. A camada catalisadora para a primeira etapa de oxidação pode ser uma única camada ou pode ser uma camada mista composta de uma pluralidade de camadas.

[0073] A concentração de isobutileno ou álcool terc-butílico namatéria-prima gasosa para a primeira etapa de oxidação é, de preferência, 1,0% em volume ou mais e, mais de preferência, 3,0% em volume ou mais. A concentração de isobutileno ou álcool terc-butílico na matéria-prima gasosa para a primeira etapa de oxidação é, de preferência, 20,0% em volume ou menos e, mais de preferência, 10,0% em volume ou menos.

[0074] Os limites superior e inferior descritos acima podem sercombinados em qualquer combinação. Por exemplo, a concentração de isobutileno ou álcool terc-butílico na matéria-prima gasosa para a primeira etapa de oxidação é, de preferência, 1,0% em volume ou mais e 20,0% em volume ou menos, mais de preferência, 3,0% em volume ou mais e 20,0% em volume ou menos, e, ainda mais de preferência, 3,0% em volume ou mais e 10,0% em volume ou menos.

[0075] Embora seja econômico usar ar como fonte de oxigêniomolecular para a primeira etapa de oxidação, também é possível usar ar enriquecido com oxigênio puro, conforme a necessidade. A razão molar (a razão volume) do isobutileno ou álcool terc-butílico em um gás de reação ao oxigênio molecular é, de preferência, em uma faixa de "isobutileno ou álcool terc-butílico": "oxigênio molecular" = 1:0,1 a 1:5 e, mais de preferência, em uma faixa de 0,5 a 1:3.

[0076] É econômico usar um gás de reação diluindo-o com um gásinerte como nitrogênio ou gás de dióxido de carbono, vapor de água ou similares, além de isobutileno ou álcool terc-butílico e oxigênio molecular.

[0077] A temperatura de reação para o primeiro estágio deoxidação é, de preferência, 200°C ou superior e 450°C ou inferior, e, mais de preferência, 250°C ou superior e 400°C ou inferior.

[0078] O tempo de contato entre o isobutileno e o oxigêniomolecular no primeiro estágio de oxidação é, de preferência, 0,5 segundos ou mais e, mais de preferência, 1,0 segundos ou mais. O tempo de contato entre o isobutileno e o oxigênio molecular no primeiro estágio de oxidação é, de preferência, 10 segundos ou menos e, mais de preferência, 6,0 segundos ou menos. Os limites superior e inferior descritos acima podem ser combinados em qualquer combinação. Por exemplo, o tempo de contato entre o isobutileno e o oxigênio molecular no primeiro estágio de oxidação é, de preferência, 0,5 segundos ou mais e 10,0 segundos ou menos, mais de preferência, 0,5 segundos ou mais e 6,0 segundos ou menos, e, ainda mais de preferência, 1,0 segundos ou mais e 6,0 segundos ou menos.

[0079] A metacroleína e o ácido metacrílico são obtidos peloprimeiro estágio de oxidação. A metacroleína é convertida em ácido metacrílico pela oxidação da fase gasosa do segundo estágio (a segunda fase da oxidação).

[0080] Um catalisador conhecido pode ser usado como ocatalisador para o segundo estágio de oxidação, que é usado no segundo estágio de oxidação. O catalisador a ser utilizado é, de preferência, um catalisador que contenha pelo menos molibdênio e fósforo.

[0081] Tal catalisador é, de preferência, um catalisador com umacomposição representada pela Fórmula (2). Pa8Moa9Va10Cua11Aa12Ea13Ga14Oa15 (2)

[0082] Na Fórmula (2), P, Mo, V, Cu e O representam cada umfósforo, molibdênio, vanádio, cobre e oxigênio. A representa pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em antimônio, bismuto, arsênico, germânio, zircônio, telúrio, prata, selênio, silício, tungstênio e boro. E representa pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em potássio, rubídio, césio, tálio, magnésio e bário. G representa pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em ferro, zinco, cromo, cálcio, estrôncio, tântalo, cobalto, níquel, manganês, titânio, estanho, chumbo, nióbio, índio, enxofre, paládio, gálio, cério e lantânio. a8 a15 representam a relação atômica de cada elemento. Quando a9 = 12, eles são cada um a8 = 0,5 a 3, a10 = 0,01 a 3, a11 = 0,01 a 2, a12 = 0 a 3, de preferência, 0,01 a 3, a13 = 0,01 a 3, a14 = 0 a 4, e a15 é a razão atômica do oxigênio, que é necessária para satisfazer a valência de cada elemento.

[0083] O segundo estágio de oxidação pode ser realizado em umleito fixo. A camada catalisadora para o Segundo estágio de oxidação não é particularmente limitada, e pode ser uma camada não diluída contendo apenas o catalisador para o Segundo estágio de oxidação, ou pode ser uma camada diluída contendo um transportador inerte. A camada catalisadora para o segundo estágio de oxidação pode ser uma única camada, ou pode ser uma camada mista composta de uma pluralidade de camadas.

[0084] A concentração de metacroleína no gás de reação dosegundo estágio de oxidação não é limitada e pode ser definida para qualquer concentração; entretanto, é, de preferência, 1,0% em volume ou mais e, mais de preferência, 3,0% em volume ou mais. Além disso, a concentração de metacroleína no gás de reação do segundo estágio de oxidação é, de preferência, 20,0% em volume ou menos e, mais de preferência, 10,0% em volume ou menos. Os limites superior e inferior descritos acima podem ser combinados em qualquer combinação. Por exemplo, a concentração de metacroleína no gás de reação do segundo estágio de oxidação é, de preferência, 1,0% em volume ou mais e 20,0% em volume ou menos, mais de preferência, 1,0% em volume ou mais e 10,0% em volume ou menos, e, ainda mais de preferência, 3,0% em volume ou mais e 10,0% em volume ou menos.

[0085] Embora seja econômico usar ar como fonte de oxigêniomolecular para o segundo estágio de oxidação, também é possível usar ar enriquecido com oxigênio puro, conforme a necessidade.

[0086] A concentração de oxigênio molecular no gás de reação dosegundo estágio de oxidação é, de preferência, 0,5 mol ou mais e, mais de preferência, 1,0 mol ou mais em relação a 1,0 mol de metacroleína. Além disso, a concentração de oxigênio molecular no gás de reação do segundo estágio de oxidação é, de preferência, 4,0 mol ou menos e, mais de preferência, 3,0 mol ou menos em relação a 1,0 mol de metacroleína. Os limites superior e inferior descritos acima podem ser combinados em qualquer combinação. Por exemplo, a concentração de oxigênio molecular no segundo estágio de oxidação é, de preferência, 0,5 mol ou mais e 4,0 mol ou menos, mais de preferência, 1,0 mol ou mais e 4,0 mol ou menos, e ainda mais de preferência, 1,0 mol ou mais e 3,0 mol ou menos em relação a 1,0 mol de metacroleína.

[0087] Ao gás de reação para o segundo estágio de oxidação,pode ser adicionada água (vapor de água), além de metacroleína e oxigênio molecular.

[0088] Embora o gás de reação para o segundo estágio deoxidação possa conter uma pequena quantidade de impurezas, tais como aldeído saturado inferior, a quantidade deste é, de preferência, a menor possível. Além disso, o gás de reação para o segundo estágio de oxidação pode conter um gás inerte como o gás nitrogênio ou o gás dióxido de carbono.

[0089] A pressão de reação para a oxidação do segundo estágiopode ser ajustada em uma faixa desde a pressão atmosférica até várias centenas de kPaG. A temperatura de reação para a oxidação do segundo estágio é, de preferência, 230°C ou superior e, mais de preferência, 250°C ou superior. Além disso, a temperatura de reação para a oxidação do segundo estágio é, de preferência, 450°C ou mais baixa e, mais de preferência, 400°C ou mais baixa. Os limites superior e inferior descritos acima podem ser combinados em qualquer combinação. Por exemplo, a temperatura de reação para o segundo estágio de oxidação é, de preferência, 230°C ou superior e 400°C ou inferior, mais de preferência, 250°C ou superior e 450°C ou inferior, e, ainda mais de preferência, 250°C ou superior e 400°C ou inferior.Método de produção de metil metacrilato

[0090] O método de produção de metil metacrilato de acordo coma presente invenção é um método de produção de metil metacrilato utilizando o ácido metacrílico da presente invenção.

[0091] O método para produzir metil metacrilatoa de acordo com apresente invenção inclui uma etapa de produção do ácido metacrílico de acordo com a presente invenção e uma etapa de submeter o ácido metacrílico à esterificação com metanol. De acordo com o método segundo a presente invenção, o metil metacrilato pode ser produzido a partir de isobutileno com uma alta seletividade.

[0092] Por exemplo, o ácido metacrílico produzido de acordo como método de produção de acordo com a presente invenção é recuperado por extração, operação de destilação, ou similar, e é submetido à esterificação com metanol na presença de um catalisador ácido.

[0093] É preferível utilizar um catalisador para a esterificação. O catalisador a ser utilizado é, de preferência, um catalisador ácido e, por exemplo, pode ser utilizado ácido sulfúrico ou uma resina de troca iônica. A resina de troca iônica é, de preferência, uma resina de troca catiônica fortemente ácida. Exemplos específicos da resina de troca catiônica fortemente ácida incluem DIAION (nome comercial registrado), PK216, RCP12H (fabricado pela Mitsubishi Chemical Corporation), LEWATIT (nome comercial registrado), K2431 (fabricado pela Bayer AG), e Amberlyst (nome comercial registrado) 15WET (fabricado pela Rohm and Haas Company, Japão). Estes podem ser usados sozinhos ou em uma combinação de dois ou mais dos mesmos.

[0094] A direção do fluxo do fluido de reação em esterificaçãopode ser verticalmente para cima ou verticalmente para baixo, e ele pode ser selecionado apropriadamente. Quando o inchaço da resina de troca iônica que é usada como catalisador ácido para esterificação é grande, a direção do fluxo do fluido de reação é, de preferência, verticalmente para cima. Quando o fluido de reação forma uma fase não uniforme, a direção do fluxo do fluido de reação é, de preferência, verticalmente para baixo.

[0095] Em um caso de realização da esterificação através dopreenchimento do leito fixo do reator com uma resina de troca iônica, a quantidade do fluxo da matéria-prima incluindo ácido metacrílico e metanol é, de preferência, 0,10 vezes ou mais e, mais de preferência, 0,20 vezes ou mais em termos da relação de massa para a quantidade da resina de troca iônica. Além disso, a quantidade de fluxo da matéria-prima é, de preferência, 10 vezes ou menos e, mais de preferência, 5 vezes ou menos em termos da relação de massa em relação à quantidade da resina de troca iônica. Os limites superior e inferior descritos acima podem ser combinados em qualquer combinação. Por exemplo, a quantidade de fluxo da matéria-prima incluindo ácido metacrílico e metanol é, de preferência, 0,10 vezes ou mais e 10,0 vezes ou menos, mais de preferência, 0,20 vezes ou mais e 10,0 vezes ou menos, e, ainda mais de preferência, 0,20 vezes ou mais e 5,0 vezes ou menos, em termos da relação de massa em relação à quantidade de resina de troca iônica.

[0096] Quando uma resina de troca catiônica fortemente ácida éutilizada como catalisador ácido, a temperatura de reação da esterificação é, de preferência, 40°C ou superior e 130°C ou inferior.

[0097] Quando a temperatura de reação é de 40°C ou superior, ataxa de reação é alta, e a esterificação pode ser realizada eficientemente.

[0098] Quando a temperatura de reação é de 130°C ou inferior, ataxa de deterioração da resina de troca iônica é baixa, e a esterificação pode ser realizada continuamente por um longo período de tempo. A temperatura de reação para a esterificação pode ser determinada apropriadamente até a temperatura ótima, do ponto de vista do equilíbrio químico.

[0099] Quanto à composição da matéria prima, do ponto de vistado equilíbrio químico, o processo da etapa de recuperação e da etapa de purificação pode ser simplificado, aumentando a concentração de qualquer ácido metacrílico ou metanol e aumentando a taxa de conversão da matéria prima com a menor concentração.

[00100] Exemplos

[00101] Daqui por diante, a presente invenção será descritaespecificamente com referência a Exemplos; entretanto, a presente invenção não se limita à descrição a seguir.

[00102] A análise da matéria-prima gasosa e do produto foi realizada utilizando a cromatografia a gás. A taxa de conversão do isobutanol e a seletividade para cada produto são definidas como segue.

[00103] Taxa de conversão do isobutanol (%) = (b/a) x 100

[00104] Seletividade do gás C4 (%) = (j/b) x 100

[00105] Seletividade do éter di-isobutílico (%) = (h/b) x 2 x 100

[00106] Seletividade do aldeído isobutílico (%) = (i/b) x 100

[00107] Seletividade do isobutileno no gás C4 (%) = (c/j) x 100

[00108] Seletividade do isobutano no gás C4 (%) = (d/j) x 100

[00109] Seletividade de 1-buteno em gás C4 (%) = (e/j) x 100

[00110] Seletividade de Trans-2-buteno em gás C4 (%) = (f/j) x 100

[00111] Seletividade de Cis-2-buteno em gás C4 (%) = (g/j) x 100

[00112] a: Número de moles de isobutanol fornecidos

[00113] b: Número de moles de isobutanol reagidos

[00114] c: Número de moles de isobutileno gerados

[00115] d: Número de moles de isobutano gerados

[00116] e: Número de moles de 1-buteno gerados

[00117] f: Número de moles de trans-2-buteno gerados

[00118] g: Número de moles de cis-2-buteno gerados

[00119] h: Número de moles de éter di-isobutílico gerados

[00120] i: Número de moles de aldeído isobutílico gerados

[00121] j: Número de moles de gás C4 gerados (isobuteno, isobutano, 1-buteno, trans-2-buteno, e cis-2-buteno).

[00122] A velocidade espacial horária de peso (WHSV) por unidade de tempo da matéria-prima gasosa é definida pela seguinte Expressão (3).WHSV (h-1) = W1/W2 (3)

[00123] Entretanto, em Expressão (3), W1 é a quantidade de fornecimento (g/h) de isobutanol por unidade de tempo. W2 é a quantidade (g) do catalisador utilizado.

[00124] A taxa de fluxo e a velocidade linear da matéria-prima gasosa que é fornecida à camada do catalisador são definidas como segue. Observa-se que o seguinte fluxo de matéria-prima gasosa (L/h) é o fluxo total do gás misturado que consiste da matéria-prima isobutanol e do gás diluente.

[00125] A taxa de fluxo de matéria-prima gasosa (L/h) = Taxa de fluxo de matéria-prima gasosa (NL/h) medida no estado padrão x 101,3 (kPa)/pressão de reação (kPa) x temperatura de reação (K)/273 (K)

[00126] Velocidade linear da matéria-prima gasosa (cm/s) = taxa de fluxo da matéria-prima gasosa (L/h) x 1.000/3.600/área de seção transversal do tubo de reação (cm2)Exemplo de referência

[00127] Um tubo de reação do tipo tubular vertical com diâmetro interno de 0,75 cm e comprimento de 40 cm foi preenchido com 0,192 g de catalisador de desidratação (alumina colunar em forma de pellets, triturada moldada a um diâmetro de 3,0 mm, alumina tendo como principal componente da fase cristalina Y, diâmetro das partículas: 800 a 1.190 μm, área de superfície específica BET: 243 m2/g, teor de Na2O: menos de 0,0500% em massa, teor de SiO2: menos de 0,100% em massa, doravante denominado "catalisador A") para formar uma camada catalisadora. Para o reator, a temperatura definida do forno elétrico para o tubo de reação foi ajustada de forma que a temperatura da camada catalisadora se tornasse uma temperatura predeterminada. Além disso, a pressão de reação foi ajustada usando uma válvula de contrapressão para que a pressão de reação se tornasse uma pressão predeterminada. Em seguida, o isobutanol (fabricado pela Nacalai Tesque, Inc., a quantidade de água medida de acordo com o método de Karl Fischer: 411 ppm) foi introduzido em um vaporizador aquecido a 200°C a 0,263 ml/min com uma bomba de êmbolo duplo e depois vaporizado. O gás nitrogênio como gás diluente foi fornecido ao vaporizador a uma taxa de fluxo de 16 ml (estado padrão)/min usando um medidor de fluxo de massa, onde foi fornecido ao reator junto com o isobutanol vaporizado. A concentração de isobutanol na matéria- prima gasosa fornecida à camada catalisadora foi de 79,9% em volume, e a temperatura (a temperatura de reação) da camada catalisadora durante a reação foi de 340°C.

[00128] A avaliação da reação foi iniciada 5 minutos após a variação da temperatura de cada camada catalisadora e a pressão de reação tornou-se estável dentro de uma temperatura predeterminada ± 0,5°C e uma pressão predeterminada ± 0,5 kPa. Após a reação atingir um estado estável, o gás no lado de saída do reator foi amostrado e submetido a cromatografia de gás (fabricado pela Shimadzu Corporation, GC-8A) para quantificar o isobutileno, isobutano, 1- buteno, cis-2-buteno e trans-2-buteno. Além disso, o gás de reação descarregado do lado de saída do reator foi retido em acetonitrilo refrigerado a gelo, e submetido a cromatografia de gás (fabricado pela Shimadzu Corporation, GC-2014) para quantificar o isobutanol não reagido, éter di-isobutílico e aldeído isobutílico. Um manômetro para medir a pressão de reação foi instalado entre o vaporizador e a entrada do reator. É notado que foi confirmado que a perda de pressão do vaporizador para a entrada do reator é negligenciavelmente pequena em todas as faixas de vazão sob as condições nos Exemplos 1 a 19 e Exemplos Comparativos 1 a 6, incluindo o presente exemplo de referência. Os resultados da medição da taxa de conversão do isobutanol a cada pressão de reação, a seletividade para o gás C4 (isobutileno, isobutano, 1-buteno, cis-2-buteno, trans-2-buteno) no produto, e a seletividade do isobutileno no gás C4 são mostrados na Tabela 1 e Fig. 1.Tabela 1.

[00129] Como mostrado na Tabela 1 e na Fig. 1, quando a pressão de reação é alta, a taxa de conversão do álcool isobutílico tende a diminuir.

Exemplo 1

[00130] Um tubo de reação do tipo tubular vertical com diâmetro interno de 1,0 cm e comprimento de 40 cm foi preenchido com 0,232 g de alumina triturada (alumina constituída de fases cristalinas de Y-, θ-, α fases de alumina, diâmetro das partículas: 800 a 1.190 μm, área de superfície específica BET: 105 m2/g, teor de Na2O: menos de 0,0500% em massa, teor de SiO2: 0,160% em massa, doravante denominado "catalisador B") moldado em forma de pellet colunar (diâmetro: 3,00 mm), como catalisador para desidratação, e a temperatura e pressão de reação foram mantidas a 340°C e 250 kPa cada uma. Em seguida, a matéria-prima gasosa composta de isobutanol (a concentração na matéria-prima gasosa: 49,8% em volume) e nitrogênio foi fornecida a um reator de leito fixo preenchido com 0,232 g do catalisador B de modo que a velocidade linear fosse de 1,57 cm/s e o isobutanol foi colocado em contato com alumina para obter um produto. O fluxo da matéria-prima gasosa foi de 2,50 L/h e o WHSV foi de 19,5 h-1. A Tabela 2 e Fig. 2 mostram os resultados da medição da taxa de conversão do isobutanol, a seletividade do gás C4 no produto e a seletividade do isobutileno no gás C4.

Exemplos 2 e 3 e Exemplo Comparativo 1

[00131] Os produtos foram obtidos da mesma forma que no Exemplo 1, exceto que as condições de reação foram alteradas como mostrado na Tabela 2.

[00132] A Tabela 2 e Fig. 2 mostram os resultados da medição da taxa de conversão do isobutanol, a seletividade do gás C4 no produto e a seletividade do isobutileno no gás C4.Tabela 2.

[00133] Como mostrado na Tabela 2 e na Fig. 2, em um caso de estar sob as mesmas condições de pressão, quanto maior for a velocidade linear da matéria-prima gasosa, maior será a taxa de conversão do isobutanol e a seletividade do isobutileno. Nos exemplos 1 a 3, nos quais a velocidade linear e a pressão de reação da matéria- prima gasosa são adequadamente controladas, é possível produzir isobutileno com alta seletividade, suprimindo uma diminuição na taxa de conversão do isobutanol em comparação com o Exemplo Comparativo 1.

Exemplo 4.

[00134] Um reator de leito fixo foi preenchido com 0,232 g do catalisador A e mantido a 340°C e 400 kPa. Em seguida, a matéria- prima gasosa composta de isobutanol (a concentração na matéria- prima gasosa: 80,3% em volume) e nitrogênio foi fornecida a um reator de leito fixo preenchido com 0,232 g do catalisador A, de modo que a velocidade linear foi de 2,07 cm/s e o isobutanol foi colocado em contato com alumina para obter um produto. O fluxo da matéria-prima gasosa foi de 3,29 L/h e o WHSV foi de 66,3 h-1. A Tabela 3 e a Fig. 3 mostram os resultados das medições da taxa de conversão do isobutanol, a seletividade do gás C4 no produto e a seletividade do isobutileno no gás C4.

Exemplos 5 e 6 e Exemplo Comparativo 2

[00135] Os produtos foram obtidos da mesma forma que no Exemplo 4, exceto que as condições de reação foram alteradas como mostrado na Tabela 3.

[00136] A Tabela 3 e a Fig. 3 mostram os resultados da medição da taxa de conversão do isobutanol, a seletividade do gás C4 no produto e a seletividade do isobutileno no gás C4.Tabela 3.

[00137] Como mostrado na Tabela 3 e na Fig. 3, em um caso deestar sob as mesmas condições de pressão, quanto maior for a velocidade linear da matéria-prima gasosa, maior será a taxa de conversão do isobutanol e a seletividade do isobutileno. Nos exemplos 4 a 6, nos quais a velocidade linear e a pressão de reação da matéria- prima gasosa são adequadamente controladas, é possível produzir isobutileno com alta seletividade, suprimindo uma diminuição na taxa de conversão do isobutanol em comparação com o Exemplo Comparativo 2.

Exemplo 7.

[00138] Um reator de leito fixo foi preenchido com 0,132 g do catalisador A e mantido a 340°C e 200 kPa. Em seguida, a matéria- prima gasosa constituída de isobutanol (a concentração na matéria- prima gasosa: 79,4% em volume) e nitrogênio foi fornecida a um reator de leito fixo preenchido com 0,132 g do catalisador A, de modo que a velocidade linear foi de 4,57 cm/s e o isobutanol foi colocado em contato com alumina para obter um produto. O fluxo da matéria-prima gasosa foi de 7,27 L/h e o WHSV foi de 127 h-1. A Tabela 4 e a Fig. 4 mostram os resultados das medições da taxa de conversão do isobutanol, a seletividade do gás C4 no produto e a seletividade do isobutileno no gás C4.

Exemplos 8 e 9 e Exemplo comparativo 3.

[00139] Os produtos foram obtidos da mesma forma que no Exemplo 7, exceto que as condições de reação foram alteradas como mostrado na Tabela 4.

[00140] A Tabela 4 e a Fig. 4 mostram os resultados da medição da taxa de conversão do isobutanol, a seletividade do gás C4 no produto e a seletividade do isobutileno no gás C4.Tabela 4

[00141] Como mostrado na Tabela 4 e na Fig. 4, nos Exemplos 7 a 9 em que a velocidade linear e a pressão de reação da matéria-prima gasosa são adequadamente controladas, é possível produzir isobutileno com alta seletividade à mesma temperatura de reação, suprimindo uma diminuição na taxa de conversão do isobutanol em comparação com o Exemplo Comparativo 3.

Exemplo 10

[00142] Um reator de leito fixo foi preenchido com 0,591 g do catalisador B e mantido a 340°C e 200 kPa. Em seguida, a matéria- prima gasosa constituída de isobutanol (a concentração na matéria- prima gasosa: 80,1% em volume) e nitrogênio foi fornecida a um reator de leito fixo de modo que a velocidade linear fosse de 4,53 cm/s e o isobutanol foi colocado em contato com a alumina para obter um produto. O fluxo da matéria-prima gasosa foi de 7,21 L/h e o WHSV foi de 28,4 h-1. A Tabela 5 e a Fig. 5 mostram os resultados da medição da taxa de conversão do isobutanol, a seletividade do gás C4 no produto e a seletividade do isobutileno no gás C4.Exemplos 11 a 13 e Exemplo Comparativo 4

[00143] Os produtos foram obtidos da mesma forma que no Exemplo 10, exceto que as condições de reação foram alteradas como mostrado na Tabela 5. A Tabela 5 e a Fig. 5 mostram os resultados da medição da taxa de conversão do isobutanol, a seletividade do gás C4 no produto e a seletividade do isobutileno no gás C4.Tabela 5

[00144] Como mostrado na Tabela 5 e na Fig. 5, nos exemplos 10 a 13 em que a velocidade linear e a pressão de reação da matéria-prima gasosa são adequadamente controladas, é possível produzir isobutileno com uma alta seletividade enquanto se suprime uma diminuição na taxa de conversão em comparação com o Exemplo Comparativo 4.

Exemplo 14

[00145] Um reator de leito fixo foi preenchido com 0,903 g do catalisador B e mantido a 360°C e 450 kPa. Em seguida, a matéria- prima gasosa constituída de isobutanol (a concentração na matéria- prima gasosa: 79,9% em volume) e nitrogênio foi fornecida a um reator de leito fixo preenchido com 0,903 g do catalisador B de modo que a velocidade linear fosse de 1,57 cm/s e o isobutanol foi colocado em contato com alumina para obter um produto. O fluxo da matéria-prima gasosa foi de 2,50 L/h e o WHSV foi de 14,0 h-1. A Tabela 6 e a Fig. 6 mostram os resultados da medição da taxa de conversão do isobutanol, a seletividade do gás C4 no produto e a seletividade do isobutileno no gás C4.

Exemplos 15 a 19

[00146] Os produtos foram obtidos da mesma forma que no Exemplo 14, exceto que as condições de reação foram alteradas como mostrado na Tabela 5. A Tabela 6 e a Fig. 6 mostram os resultados da medição da taxa de conversão do isobutanol, a seletividade do gás C4 no produto e a seletividade do isobutileno no gás C4.Tabela 6

[00147] Como mostrado na Tabela 6 e na Fig. 6, quanto maior a temperatura de reação, maior a taxa de conversão, e quanto menor a temperatura de reação, maior a seletividade do isobutileno.

Exemplos 20 e 21

[00148] Os produtos foram obtidos da mesma forma que no Exemplo 3, exceto que as condições de reação foram alteradas conforme mostrado na Tabela 7. A Tabela 7 e a Fig. 7 mostram os resultados da medição da taxa de conversão do isobutanol, a seletividade do gás C4 no produto e a seletividade do isobutileno no gás C4.Tabela 7

[00149] Como mostrado na Tabela 7 e na Fig. 7, quanto maior a temperatura de reação, maior a taxa de conversão, e quanto menor a temperatura de reação, maior a seletividade do isobutileno.

Claims (7)

1. Método para produção de isobutileno, em que uma matéria-prima gasosa contendo isobutanol é colocada em contato com um catalisador para produzir isobutileno a partir do isobutanol, o método caracterizado pelo fato de que compreende:trazer a matéria-prima gasosa contendo isobutanol em contato com o catalisador a uma velocidade linear de 1,20 cm/s ou mais sob uma pressão de 120 kPa ou mais em termos de pressão absoluta para produzir isobutileno a partir do isobutanol.

2. Método para produção de isobutileno, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que uma concentração do isobutanol contido na matéria-prima gasosa contendo isobutanol é de 15% em volume ou mais e 100% em volume ou menos.

3. Método para produção de isobutileno, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado pelo fato de que o catalisador tem um diâmetro de partícula de 700 μm ou mais e 10.000 μm ou menos.

4. Método para produção de isobutileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3,caracterizado pelo fato de que o catalisador é um catalisador contendo alumina.

5. Método para produção de ácido metacrílico, caracterizado pelo fato de que compreende:produzir ácido metacrílico a partir do isobutileno produzido de acordo com o método de produção de isobutileno como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4.

6. Método para produção de ácido metacrílico, caracterizado pelo fato de que compreende:obter álcool terc-butílico a partir do isobutileno produzido de acordo com o método de produção de isobutileno como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, e posteriormente produzir ácido metacrílico a partir do álcool terc-butílico obtido.

7. Método para produção de metil metacrilato, caracterizado pelo fato de que compreende:produzir metil metacrilato a partir do ácido metacrílico produzido de acordo com o método de produção de ácido metacrílico como definido na reivindicação 5 ou 6 e a partir do metanol.