BRPI0610791A2 - processo para produzir uma cloroidrina - Google Patents

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multihydroxylated aliphatic
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Andolenko Ivan De
Philippe Krafft
Freddy Gielen
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Abstract

PROCESSO PARA PRODUZIR UMA CLOROIDRINA. Processo para produzir uma cloroidrina através de reação entre um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, ou uma mistura dos mesmos, e agente de cloração de acordo com qual o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, o éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, ou a mistura dos mesmos usado contém pelo menos um sólido ou sal de metal dissolvido, o processo que inclui uma operação de separação para remover pelo menos parte do sal de metal.

Description

"PROCESSO PARA PRODUZIR UMA CLOROIDRINA"
O pedido de patente presente reivindica o benefício do pedidode patente FR 05.05120 e pedido de patente EP 05104321.4, ambosdepositados em 20 de maio de 2005 dos Pedidos de Patente Provisórios US60/734659, 60/734627, 60/734657, 60/734658, 60/734635, 60/734634,60/734637 e 60/734636, todos depositados em 8 de Novembro de 2005, osteores dos quais são incorporados neste por referência.
A presente invenção diz respeito aos processos para aprodução de um composto orgânico, em particular a um processo para aprodução de uma cloroidrina.
Sabe-se que os recursos petroquímicos naturais, por exemplo,óleo ou gás natural, que estão disponíveis na terra são limitados. Agora, estesrecursos são usados para a produção de combustíveis e como um produto departida para a produção de uma grande variedade de compostos orgânicosúteis, tais como, monômeros ou reagentes para a produção de plásticos, porexemplo, óxido de etileno e cloroetanol (ver, por exemplo, K. Weissermel eH.-J. Arpe em Industrial Organic Chemistry, Third Completely RevisedEdition, VCH Editor, 1997, página 149), óxido de propileno emonocloropropanol (ver por exemplo, K. Weissermel e H.-J. Arpe emIndustrial Organic Chemistry, Third Completely Revised Edition, VCHEditor, 1997, página 275), epicloroidrina ou dicloropropanol (ver, porexemplo, Ullmann1S Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. ed., Vol. A9, p.539-540). Documents Chemistry and Industry, 20 de Novembro de 1931,Parte III, páginas 949 a 954, e 27 de Novembro de 1931, Parte III, páginas970 a 975, descreve um processo para a síntese de dicloropropanol a partir deglicerol e ácido clorídrico na presença de ácido acético como catalisadorácido.
De acordo com processos conhecidos para a produção decloroidrinas, o produto, geralmente, é obtido em solução aquosa altamentediluída com um título de 5 a 15 % em peso. Sendo então particularmente caropara purificá-lo. Além disso, no caso de dicloro-propanol, o principal isômeroobtido de acordo com tais processos é o 2,3-dicloropropano-l-ol.
E desejável encontrar usos e processos tornando possívelreduzir o consumo dos recursos petroquímicos naturais, em particular para osusos mencionados acima.
Também foi desejável encontrar processos para a re-utilizaçãode subprodutos de outros processos de produção de modo a minimizar aquantidade total de subprodutos que precisa ser eliminada ou destruída.
Também foi desejável encontrar processos para a minimizaçãodo custo de operações de separação ligados às soluções aquosas altamentediluídas.
Conseqüentemente, a invenção diz respeito a um processo paraa produção de uma cloroidrina pela reação entre um hidrocarboneto alifáticomulti-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxiladoou uma mistura dos mesmos e, um agente de cloração, de acordo com qual ohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, o éster de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado ou a mistura dos mesmos usados contém pelomenos um sólido ou sal de metal dissolvido, o processo compreendendo umaoperação de separação para remover pelo menos parte do sal de metal.
O termo "hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado" refere-sea um hidrocarboneto que contém pelo menos dois grupos hidroxilas ligadospara separar átomos de carbono saturados. O hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado pode conter, mas não ser limitado, desse modo, de 2 a 60 átomosde carbono.
Qualquer carbono simples de um hidrocarboneto alifáticomulti-hidroxilado que carregam o grupo hidroxila (OH) funcional devepossuir não mais do que um grupo OH, e deve ser sp3 hibridizado. O átomode carbono que carrega o grupo OH pode ser primário, secundário outerciário. O hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado usado na presenteinvenção deve conter pelo menos dois carbonos hibridizados sp3, cada umcarregando um grupo OH. O hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado incluiqualquer diol (1,2-diol) ou triol (1,2,3-triol) vicinais que contenhamhidrocarboneto incluindo ordens superiores de unidades de repetiçãocontíguas ou vicinais. A definição de hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado também inclui por exemplo, um ou mais grupos funcionais 1,3-,1,4-, 1,5- e 1,6-diol também. O hidrocarboneto alifático multi-hidroxiladotambém pode ser um polímero, tal como, álcool polivinílico. Dióis geminais,por exemplo, deviam ser prevenidos desta classe de compostos dehidrocarboneto alifático multi-hidroxilado.
Deve ser entendido que o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado podem conter porções aromáticas ou heteroátomos incluindo, porexemplo, haleto, enxofre, fósforo, nitrogênio, oxigênio, silício e heteroátomosde boro e misturas dos mesmos.
Hidrocarbonetos alifáticos multi-hidroxilados úteis na presenteinvenção incluem, por exemplo, 1,2-etanodiol (etileno glicol), 1,2-propanodiol (propileno glicol), 1,3-propanodiol, l-cloro-2,3-propanodiol(cloropropanodiol), 2-cloro-1,3-propanodiol (cloropropano-diol), 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, cicloexanodióis, 1,2-butanodiol, 1,2-cicloexanodimetanol, 1,2,3-propanotriol (também conhecido como glicerol,glicerina ou glycerine) e, misturas dos mesmos. Preferivelmente, oshidrocarbonetos alifáticos multi-hidroxilados usados na presente invençãoincluem, por exemplo, 1,2-etanodiol, 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,2,3-propanotriol e misturas dos mesmos. Mais preferivelmente, oshidrocarbonetos alifáticos multi-hidroxilados usados na presente invençãoincluem, por exemplo, 1,2-etanodiol, 1,2-propanodiol, cloropropanodiol,1,2,3-propanotriol e qualquer mistura dos mesmos. 1,2,3-propanotriol é omais preferido.Os ésteres de hidrocarboneto alifático multi-hidroxiladopodem estar presentes nos hidrocarbonetos alifáticos multi-hidroxilados e/oupodem ser produzidos no processo para a produção da cloroidrina de acordocom a invenção e/ou podem ser fabricados antes do processo para a produçãoda cloroidrina. Os exemplos dos ésteres de hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado são mono acetato de etileno glicol, monoacetatos de propanodiol,monoacetatos de glicerol, monoestearatos de glicerol, diacetatos de glicerol esuas misturas.
O termo "cloroidrinas" refere-se a um composto que contémpelo menos um grupo hidroxila e pelo menos um átomo de cloro ligado paraseparar átomos de carbono saturados. Uma cloroidrina que contém pelomenos dois grupos hidroxilas é também um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado. Conseqüentemente, o material de partida e o produto da presenteinvenção podem ser, cada um, cloroidrinas. Neste caso, o produto cloroidrinaé mais altamente clorado do que a cloroidrina de partida, i.i., tem mais átomosde cloro e menos grupos hidroxilas do que a cloroidrina de partida. Ascloroidrinas preferidas são, por exemplo, cloroetanol, cloropropanol,cloropropanodiol e dicloropropanol, com dicloropropanol sendo o maispreferido. Particularmente as cloroidrinas preferidas são 2-cloroetanol, 1-cloropropano-2-ol, 2-cloropropano-l-ol, l-cloropropano-2,3-diol, 2-cloropropano-l,3-diol, l,3-dicloropropano-2-ol e 2,3 -dicloropropano-l-ol equalquer mistura dos mesmos.
O hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado pode ser umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado sintético, um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado obtido a partir de matérias-primas removíveis ouuma mistura deste. Preferivelmente, o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado usado no processo da invenção foi, pelo menos parcialmente,produzido a partir de matérias-primas renováveis. As mesmas consideraçõesaplicam-se ao éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou amistura do éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado e ohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado.
A expressão "sintético » significa que o hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado foi obtido a partir de matérias-primas fósseis. Pormatérias primas fósseis, pretende-se denotar materiais derivados de matériaprima petroquímica natural, como por exemplo, petróleo, gás natural, ecarvão. Entre estas matérias-primas, os compostos orgânicos incluindo 2 e 3átomos de carbono são preferidos. Quando a cloroidrina é dicloropropanol oucloropropanodiol, cloreto de alila, álcool alílico e glicerol "sintético" são maispreferidos. Por glicerol "sintético", pretende-se denotar um glicerol obtido apartir de matérias primas petroquímicas. Quando a cloroidrina é cloroetanol,etileno e etileno glicol "sintético" são mais preferidos. Por etileno glicol"sintético", pretende-se denotar um etileno glicol obtido a partir de matériasprimas petroquímicas. Quando a cloroidrina é cloropropanol, propileno epropileno glicol "sintético" são mais preferidos. Por propileno glicol"sintético", pretende-se denotar um propileno glicol obtido a partir dematérias primas petroquímicas. As mesmas considerações aplicam-se ao ésterde um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou a mistura do éster de umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado e o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado.
Por matérias-primas renováveis, pretende-se denotar materiaisobtidos a partir do tratamento de matérias-primas renováveis. Entre estesmateriais, etileno glicol natural, propileno glicol natural e glicerol natural sãopreferidos. Etileno glicol "natural", propileno glicol e glicerol podem serobtidos, por exemplo, por conversão termoquímica de açúcares derivados detratamentos de biomassa como descritos em "Industrial Bioproducts: Todayand Tomorrow, Energetics, Incorporated for the U.S. Department of Energy,Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, Office of the BiomassProgram, Julho de 2003, páginas 49, 52 a 56". Um processo é, por exemplo, ahidrogenólise catalítica de sorbitol obtido por conversão termoquímica deglicose. Um outro processo é, por exemplo, a hidrogenólise catalítica dexilitol obtido por hidrogenação de xilose. A xilose, por exemplo, pode serobtida pela hidrólise de hemicelulose contida em fibras de milho.
A expressão "glicerol obtido a partir de matérias-primasrenováveis" ou "glicerol natural" é pretendida denotar em particular glicerolobtido no curso da produção de biodiesel ou outro glicerol obtido durante asconversões de gorduras ou óleos de origem vegetal ou animal, em geral, taiscomo, reações de saponificação, trans-esterificação ou de hidrólise.
Entre os óleos utilizáveis no processo da invenção, pode-secitar todos os óleos correntes, como os óleos de milho, girassol, colza velhaou nova, babaçu, copra, palmito-do-campo, de palma, de rícino e algodão,óleos de tubérculos, soja, linho e crambe e todos os óleos que resultam, porexemplo, das plantas de girassol ou colza obtidas por modificação genética ouhibridização. Pode-se ainda usar óleos usados para crepitar, óleos animaisvariados, como óleos de peixe, sebo, a banha e mesmo graxas de reforço.Entre os óleos usados, pode-se ainda indicar os óleos parcialmentemodificados, por exemplo, pela polimerização ou oligomerização, tais como,por exemplo, "óleos de repouso de óleo de linhaça", girassol e óleo vegetalinflado.
Um glicerol particularmente adequado pode ser obtido durantea conversão de gorduras animais. Um outro glicerol particularmente adequadopode ser obtido durante a produção de biodiesel. Ainda, um outro glicerolparticularmente adequado pode ser obtido durante a conversão de gorduras ouóleos de origem vegetal ou animal, por transesterificação na presença de umcatalisador heterogêneo, tal como, descrito nos documentos FR 2752242, FR2869612 e FR 2869613. Mais especificamente, o catalisador heterogêneo éselecionado de óxidos mistos de alumínio e zinco, óxidos mistos de zinco etitânio, óxidos mistos de zinco, titânio e alumínio e, óxidos mistos de bismutoe alumínio e, o catalisador heterogêneo é usado em uma configuração de leitofixo. No processo de acordo com a invenção, glicerol pode ser como descritono pedido de patente intitulado «Process for preparing a chlorohydrin byconversion of multi-hydroxylated aliphatic hydrocarbons" depositado emnome de SOLVAY SA no mesmo dia do presente pedido, os teores dos quaissão incorporados neste por referência.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de uma cloroidrina, em que um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ouuma mistura dos mesmos, o teor de metal total dos quais expressos comoelementos é maior do que ou igual a 0,1 μg/kg e menor do que ou igual a 1000 mg/kg, são submetidos a uma reação com um agente de cloração.
Em contraste, "hidrocarboneto alifático multi-hidroxiladosintético" geralmente, é obtido a partir de recursos petroquímicos. As mesmasconsiderações aplicam-se ao éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou à mistura do éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado e ao hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado.
No processo de acordo com a invenção, o hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado usado pode ser um produto de hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado bruto ou um produto de hidrocarboneto alifáticomulti-hidroxilado purificado. Um produto de hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado "bruto" é um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado que nãofoi submetido a qualquer tratamento depois de sua fabricação. Um produto dehidrocarboneto alifático multi-hidroxilado "purificado" é um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado que foi submetido a pelo menos um tratamentodepois de sua fabricação. Quando o hidrocarboneto alifático multi-hidroxiladoé um produto bruto obtido a partir de matérias-primas renováveis, podecompreender, por exemplo, água além de um sal de metal. O sal de metal é,em particular, um cloreto de metal, que é preferivelmente escolhido de NaCl eKCl. O sal de metal também pode ser selecionado de sulfatos de metal, taiscomo, sulfato de sódio e sulfato de potássio. O hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado usado no processo de acordo com a invenção contém pelo menosum sólido ou sal de metal dissolvido que é preferivelmente selecionado decloreto de sódio, cloreto de potássio, sulfato de sódio e sulfato de potássio. Ohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado usado no processo de acordo com ainvenção geralmente, tem um teor de sal de metal de pelo menos 0,5 % empeso, preferivelmente maior do que ou igual a aproximadamente 1 % empeso, mais preferivelmente maior do que ou igual a aproximadamente 2 % empeso, mais preferivelmente maior do que ou igual a aproximadamente 3 % empeso. O teor de sal de metal geralmente, é de no máximo 15 % em peso,preferivelmente menos do que ou igual a 10 % em peso, mais preferivelmentemenos do que ou igual a aproximadamente 7,5 % em peso e maispreferivelmente menos do que ou igual a 5 % em peso. As mesmasconsiderações aplicam-se ao éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou à mistura do éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado e ao hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado.
No processo de acordo com a invenção, o produto dehidrocarboneto alifático multi-hidroxilado bruto também pode conterimpurezas orgânicas, tais como, compostos de carbonila, em particularaldeídos, ácidos graxos, sais de ácidos graxos ou ésteres de ácidos graxos, taiscomo, em particular mono- ou poliésteres do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado com ácido graxo, opcionalmente em combinação com água.Quando o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado é glicerol, os ácidosgraxos preferidos são ácidos graxos saturados ou insaturados que contêm maisdo que 12 átomos de carbono como, por exemplo, ácidos oléico, linoléico elinolênico. Esses ácidos são, por exemplo, produzidos durante a conversão deóleo de colza pelas reações de saponificação, trans-esterificação e hidrólise.Os ésteres de ácidos graxos preferidos são ésteres metílicos.No processo de acordo com a invenção, o produto brutogeralmente compreende no máximo 10 % em peso de impurezas orgânicas,freqüentemente 8 % em peso de impurezas orgânicas. Freqüentemente, oproduto bruto compreende no máximo 6 % em peso de impurezas orgânicas.Preferivelmente, compreende no máximo 2 % em peso de impurezasorgânicas. Mais preferivelmente, compreende no máximo 1 % em peso deimpurezas orgânicas. As impurezas orgânicas tipicamente, consistemessencialmente de ácidos graxos e seus derivados.
A invenção então também diz respeito a um processo para aprodução de uma cloroidrina de acordo com qual um hidrocarboneto alifáticomulti-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxiladoou uma mistura deste, que contém no máximo 8 % em peso de impurezasorgânicas são submetidos a uma reação com um agente de cloração.
Foi surpreendentemente observado que o uso de produto brutoque tem um alto teor de impurezas orgânicas não tem impacto substancial nareação subjacente ao processo da invenção. Os subprodutos opcionais dasimpurezas orgânicas podem ser facilmente eliminados da mistura de reação,por exemplo, se aplicável, pelo controle da taxa de purgação como descrito nopedido de patente WO 2005/054167 em nome de SOLVAY SA, o teor doqual é incorporado neste por referência, da página 17, linha 33 até a página18, linha 2, da página 24, linha 8 até a página 25, linha 10.
No processo de acordo com a invenção, o produto de hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado bruto compreende, geralmente,pelo menos 40 % em peso do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado.Freqüentemente, o produto bruto compreende pelo menos 50 % em peso dohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado. Preferivelmente, compreende pelomenos 70 % em peso do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado.Freqüentemente, o produto bruto compreende no máximo 99 % em peso dohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado. Tipicamente, compreende nomáximo 95 % em peso do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado.
No processo de acordo com a invenção, o produto dehidrocarboneto alifático multi-hidroxilado bruto compreende, geralmente,pelo menos 5 % em peso de água ou, na ausência de outros compostos excetode água e o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, pelo menos 1 % empeso de água. No processo de acordo com a invenção, o produto dehidrocarboneto alifático multi-hidroxilado bruto compreende, geralmente, nomáximo 50 % em peso de água ou, na ausência de outros compostos outrosque não água e o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, no máximo 60 %em peso de água. Freqüentemente, o produto de hidrocarboneto alifáticomulti-hidroxilado bruto compreende no máximo 30 % em peso de água,preferivelmente no máximo 21 % em peso de água.
Em uma outra forma de realização, o produto dehidrocarboneto alifático multi-hidroxilado bruto compreende no máximo 89% em peso do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado. Nessa forma derealização, o produto de hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado brutocompreende no máximo 85 % em peso do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado. Nessa forma de realização, o produto de hidrocarboneto alifáticomulti-hidroxilado bruto compreende, geralmente, pelo menos 10 % em pesode água e, freqüentemente, pelo menos 14 % em peso de água.
O produto de hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado brutotem um teor de sal de metal de pelo menos 0,5 % em peso, preferivelmentemaior do que ou igual a aproximadamente 1 % em peso e maispreferivelmente maior do que ou igual a aproximadamente 1,5 % em peso. Ohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado bruto tem um teor de sal de metalde no máximo 15 % em peso, preferivelmente menos do que ou igual a 12 %em peso e mais preferivelmente menos do que ou igual a aproximadamente7,5 % em peso.
A operação de separação de acordo com a invenção aplica-separticular e preferivelmente à produção de compostos clorados partindo deum hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, especialmente à produção decloroidrinas e epóxidos. Surpreendentemente, a operação de separação deacordo com a invenção torna isto possível para obter economicamente estescompostos de partida a partir de recursos renováveis.
O termo "epóxido » é usado para descrever um composto quecontém pelo menos uma ponte de oxigênio em uma ligação carbono-carbono.Geralmente, os átomos de carbono da ligação carbono-carbono são contíguose o composto pode incluir outros átomos exceto átomos de carbono e deoxigênio, como hidrogênio e halogênios, por exemplo. Os epóxidos preferidossão óxido de etileno, óxido de propileno, glicidol e epicloroidrina.
Conseqüentemente, a invenção também diz respeito, emparticular, a um processo para a produção de um composto orgânico clorado,de acordo com qual um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um ésterde um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou uma mistura dosmesmos, obtida a partir de matérias-primas removíveis é usado, e ohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, o éster de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado ou a mistura dos mesmos, usados contêm pelomenos um sólido ou sal de metal dissolvido e o processo compreende umaoperação de separação para remover pelo menos parte do sal de metal.Entende-se que os métodos de produção descritos a seguir também podem serrealizados com hidrocarboneto alifático multi-hidroxilados, ésteres de umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou misturas dos ésteres de umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado e hidrocarboneto alifático multi-hidroxilados em geral e, não são limitados ao uso preferido de umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, ésteres de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado ou misturas dos mesmos obtidos a partir dematérias-primas renováveis.
A seguir, a expressão "composto clorado" deve ser entendidocomo "cloroidrina". As cloroidrinas preferidas são por exemplo, cloroetanol,cloropropanol, cloropropanodiol e dicloro-propanol, com dicloropropanolsendo o mais preferido.
O termo "cloroetanol" é pretendido significar uma mistura quecompreende 2-cloroetanol.
O termo "cloropropanol" é pretendido significar uma misturade isômeros que compreende l-cloropropano-2-ol e 2-cloro-propano-l-ol.
O termo "cloropropanodiol" é pretendido significar umamistura de isômeros que compreende l-cloropropano-2,3-diol e 2-cloro-propano-l,3-diol.
O termo "dicloropropanol" é pretendido significar uma misturade isômeros que compreende l,3-dicloropropano-2-ol e 2,3-dicloro-propano-l-ol.
No processo para a produção de uma cloroidrina de acordocom a invenção, o agente de cloração pode ser cloreto de hidrogênio e/ouácido clorídrico como divulgado no pedido de patente WO 2005/054167 deSOLVAY SA, da página 4, linha 30 até a página 6, linha 2. Menção pode ser,particularmente, feita de um agente de cloração que pode ser cloreto dehidrogênio gasoso, solução aquosa de cloreto de hidrogênio ou combinaçãode ambos. O cloreto de hidrogênio pode resultar de um processo de pirólise decompostos orgânicos clorados como, por exemplo, uma produção de cloretode vinila, uma produção de diisocianato de 4,4-metilenodifenila (MDI) oudiisocianato de tolueno ou de processos para metais de limpeza ou pela reaçãode ácidos inorgânicos, tais como, ácido sulfurico ou ácido fosfórico emcloretos de metal, tais como, cloreto de sódio, cloreto de potássio ou cloretode cálcio.
No processo para a produção de uma cloroidrina de acordocom a invenção, o agente clorado pode ser cloreto de hidrogênio aquoso oucloreto de hidrogênio preferencialmente anidro, resultando de uma instalaçãopara a produção de cloreto de alila e/ou uma instalação para a produção declorometanos e/ou uma instalação de clorinólise e/ou uma instalação deoxidação de temperatura alta como descrito no pedido de patente intituladoiiProcess for manufacturing a chlorohydrin by reaction between a multi-hydroxylated aliphtic hydrocarbon and a chlorinating agenf depositado emnome de SOLVAY SA no mesmo dia do presente pedido, o teor do qual éincorporado neste por referência.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de uma cloridrina a partir de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ouuma mistura dos mesmos, e um agente de cloração, este agente contendo pelomenos um dos seguintes compostos: nitrogênio, oxigênio, hidrogênio, cloro,um hidrocarboneto, um composto orgânico halogenado, um compostoorgânico oxigenado e um metal.
Menção é particularmente feita de um hidrocarbonetoselecionado de hidrocarbonetos aromáticos, hidrocarbonetos alifáticossaturados e insaturados ou misturas dos mesmos.
Menção é particularmente feita de um hidrocarbonetoinsaturado alifático selecionado de acetileno, etileno, propileno, buteno,propadieno, metil acetileno e, misturas dos mesmos, de um hidrocarbonetosaturado selecionado de metano, etano, propano, butano e mistura dosmesmos e, de um hidrocarboneto aromático que é benzeno.
Menção é particularmente feita de um composto orgânicohalogenado que é um composto orgânico clorado selecionado declorometanos, cloroetanos, cloropropanos, clorobutanos, cloreto de vinila,cloreto de vinilideno, monocloropropenos, percloroetileno, tricloretileno,clorobutadieno, clorobenzenos e mistura dos mesmos.
Menção é particularmente feita de um composto orgânicohalogenado que é um composto orgânico fluorado selecionado defluorometanos, fluoroetanos, fluoreto de vinila, fluoreto de vinilideno emisturas dos mesmos.
Menção é particularmente feita de um composto orgânicooxigenado que é selecionado de álcoois, cloroálcoois, cloréteres e misturasdos mesmos.
Menção é particularmente feita de um metal selecionado demetais alcalinos, metais alcalinos terrosos, ferro, níquel, cobre, chumbo,arsênico, cobalto, titânio, cádmio, antimônio, mercúrio, zinco, selênio,alumínio, bismuto e misturas dos mesmos.
Menção é mais particularmente feita de um processo em que oagente de cloração é usado pelo menos parcialmente de um processo para afabricação de cloreto de alila e/ou de um processo para a fabricação declorometanos e/ou de um processo de clorinólise e/ou de um processo para aoxidação de compostos clorados em uma temperatura maior do que ou igual a800° C.
Em uma forma de realização mais preferida, o agente decloração não contém cloreto de hidrogênio gasoso.
O processo para a produção de uma cloroidrina de acordo coma invenção pode ser realizado em um reator como especificamente divulgadono pedido de patente WO 2005/054167 de SOLVAY SA da página 6, linhas 3 a 23.
Menção é particularmente feita de uma instalação feita de, ourevestida com, materiais que resistem aos agentes de cloração, em particularao cloreto de hidrogênio, sob as condições de reação. Menção é maisparticularmente feita de uma instalação feita de aço esmaltado ou de tântalo.
O processo para a produção de uma cloroidrina de acordo coma invenção pode ser realizado em equipamentos, feitos de, ou revestido com,materiais que são resistentes aos agentes de cloração, como descrito no pedidode patente intitulado uProcess for manufacturing a chlorohydrin inequipments resisting to corrosion" depositado sob o nome de SOLVAY SAno mesmo dia do presente pedido, o teor do qual é incorporado neste porreferência.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de uma cloridrina compreendendo um estágio em que umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado ou uma mistura dos mesmos, é submetido a umareação com um agente de cloração que contém cloreto de hidrogênio e pelomenos um outro estágio realizado em um equipamento, feito de, ou cobertocom, materiais que resistem ao agente de cloração sob as condições desteestágio. Menção é mais particularmente feita de materiais metálicos, taiscomo, aço esmaltado, ouro e tântalo e de materiais não metálicos, tais como,polietileno de alta densidade, polipropileno, fluoreto de poli(vinilideno),politetrafluoro-etileno, perfluoro alcoxialcanos e poli(éterperfluoropropilvinílico), polissulfonas e polissulfetos, grafite et grafiteimpregnado.
O processo para a produção de uma cloroidrina de acordo coma invenção pode ser realizado em uma mistura de reação como descrito nopedido de patente intitulado iiContinuous process for the manufacture ofchlorohydrins" depositado sob o nome de SOLVAY SA no mesmo dia dopresente pedido, o teor do qual é incorporado neste por referência.
Menção é particularmente feita de um processo contínuo paraa fabricação de uma cloridrina, em que um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ouuma mistura dos mesmos, são submetidos a uma reação com um agente decloração e um ácido orgânico em um meio de reação líquido cuja composiçãono estado estacionário compreende o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado e os ésteres do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, a somados teores do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado e os ésteres dohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado sendo maior do que ou, igual a 1,1% em mol e menor do que ou igual a 30 % em mol, a porcentagem sendoexpressa com respeito à parte orgânica do meio de reação líquido.
A parte orgânica do meio de reação líquido é definida como asoma dos compostos orgânicos do meio de reação líquido, isto quer dizer,compostos em que a molécula contém pelo menos um átomo de carbono.
No processo para a produção de uma cloroidrina de acordocom a invenção, a reação entre o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, oéster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou a mistura dosmesmos e, o agente de cloração pode ser realizada na presença de umcatalisador, como especificamente divulgado no pedido de patente WO2005/054167 de SOLVAY SA da página 6, linha 28 até a página 8, linha 5.Menção é particularmente feita de um catalisador que é um ácido carboxílicoou um derivado de ácido carboxílico que tem um ponto de ebuliçãoatmosférico de mais do que ou igual a 200° C, preferivelmente ácido adípicoou um derivado de ácido adípico.
No processo para a produção de uma cloroidrina de acordocom a invenção, a reação entre hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, oéster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou a mistura dosmesmos e o agente de cloração pode ser realizada em uma temperatura, umapressão e um tempo de residência como especificamente divulgado no pedidode patente WO 2005/054167 de SOLVAY SA da página 8, linha 6 até apágina 10, linha 10.
Menção é particularmente feita de uma temperatura de pelomenos 20° C e no máximo 160° C, de uma pressão de pelo menos 0,3 bar e nomáximo 100 bar e, de um tempo de residência de pelo menos 1 h e nomáximo 50 h.
No processo para a produção de uma cloroidrina de acordocom a invenção, a reação entre o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, oéster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou a mistura dosmesmos, e o agente de cloração pode ser realizada em um solvente comoespecificamente divulgado no pedido de patente WO 2005/054167 deSOLVAY SA da página 11, linha 12 a 36.
Menção é particularmente feita de um solvente orgânico, talcomo, um solvente orgânico clorado, um álcool, uma cetona, um éster ou uméter, um solvente não aquoso não miscível com o carboneto alifático multi-hidroxilado, tal como, cloroetanol, cloropropanol, cloropropanodiol,dicloropropanol, dioxano, fenol, cresol e misturas de cloropropanodiol edicloropropanol ou produtos pesados da reação, tais como, oligômeros dohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado pelo menos parcialmente cloradoe/ou esterificado.
No processo para a produção de uma cloroidrina de acordocom a invenção, a reação entre o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, oéster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou a mistura dosmesmos e, o agente de cloração pode ser realizada na presença de uma faselíquida que compreende compostos pesados como descrito no pedido depatente intitulado iiProcess for manufacturing a chlorohydrin in a liquidphase" depositado sob o nome de SOLVAY SA no mesmo dia do presentepedido, o teor do qual é incorporado neste por referência.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de uma cloridrina em que um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ouuma mistura dos mesmos, são submetidos a uma reação com um agente decloração, na presença de uma fase líquida que compreende compostospesados os quais a temperatura de ebulição sob 1 bar de pressão absoluta é depelo menos 15° C mais alta do que o ponto de ebulição de uma cloroidrinasob 1 bar de pressão absoluta.
O processo para a produção de uma cloroidrina de acordo coma invenção pode ser conduzido sob o modo de batelada ou modo contínuo. Omodo contínuo é preferido.
No processo para a produção de uma cloroidrina de acordocom a invenção, a reação entre o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, oéster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou a mistura dosmesmos e, o agente de cloração é preferivelmente realizado em um meio dereação líquido. O meio de reação líquido pode ser mono- ou multifases.
O meio de reação líquido é preparado de todos os compostossólidos dissolvidos ou dispersos, gás dissolvidos ou dispersos, líquidosdissolvidos ou dispersos, na temperatura da reação.
O meio de reação compreende os reagentes, o catalisador, osolvente, as impurezas presentes nos reagentes, no catalisador e no solvente,os intermediários, os produtos e os subprodutos da reação.
Por reagentes, pretende-se denotar o hidrocarboneto alifáticomulti-hidroxilado, o éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado eo agente de cloração.
Entre as impurezas presentes no hidrocarboneto alifáticomulti-hidroxilado, pode-se mencionar os ácidos carboxílicos, sais de ácidocarboxílico, ésteres de ácidos graxos com o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, ésteres de ácidos graxos com álcoois usados durante trans-esterificação, sais inorgânicos, tais como, por exemplo, cloretos e sulfatosalcalinos e alcalinos terrosos.
Quando o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado é glicerol,pode-se mencionar entre as impurezas de glicerol, ácidos carboxílicos, sais deácido carboxílico, ésteres de ácido graxo, tais como, mono-, di- etriglicerídeos, ésteres de ácidos graxos com álcoois usados durante a trans-esterificação, sais inorgânicos, tais como, por exemplo, cloretos e sulfatosalcalinos e alcalinos terrosos.
Entre intermediários, pode-se mencionar monocloro-hidrinasdo hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, seus ésteres e/ou poliésteres,ésteres e/ou poliésteres do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado e ésteresde policloroidrinas.
Quando a cloroidrina é dicloropropanol, pode-se mencionarentre os intermediários, a monocloroidrina de glicerol e seus ésteres e/oupoliésteres, ésteres e/ou poliésteres de glicerol e os ésteres de dicloropropanol.
O éster de hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado pode serentão um reagente, uma impureza do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou um intermediário.
Por produtos, pretende-se denotar a cloroidrina e água. Aguapode ser a água produzida pela reação de cloração e/ou água introduzida noprocesso.
Entre os subprodutos, pode-se mencionar, por exemplo,oligômeros do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, parcialmenteclorado e/ou esterificado.
Quando o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado é glicerol,entre os subprodutos, pode-se mencionar, oligômeros de glicerol,parcialmente clorado e/ou esterificado.
Os intermediários e os subprodutos podem ser formados nasvárias etapas do processo, por exemplo, durante a fabricação da cloroidrina oudurante as etapas de separação da cloridrina.
O meio de reação líquido pode conter então o hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado, o agente de cloração dissolvido ou disperso naforma de bolhas, o catalisador, o solvente, as impurezas presentes noreagente, o catalisador e o solvente, tais como, sais dissolvidos ou sólidos, porexemplo, intermediários, produtos e subprodutos da reação.
No processo de acordo com a invenção, a separação dacloroidrina dos outros compostos do meio de reação pode ser realizada comodivulgado no pedido de patente WO 2005/054167 de SOLVAY SA da página12, linha 1 até a página 16, linha 35 e na página 18, linhas 6 a 13. Estes outroscompostos são aqueles já mencionados e compreendem reagentes nãoconsumidos, impurezas presentes nos reagentes, no catalisador e no solvente,o catalisador, o solvente, os intermediários, água e os subprodutos da reação.
No processo de acordo com a invenção, a separação e otratamento dos outros compostos do meio de reação podem ser realizadoscomo descrito no pedido de patente WO 2005/054167 de SOLVAY SA dapágina 18, linhas 6 a 13.
Menção é particularmente feita da separação por destilaçãoazeotrópica de uma mistura de água/cloridrina/agente de cloração emcondições que minimizam perdas do agente de cloração seguida por umaseparação da cloroidrina pela decantação.
No processo para a fabricação da cloridrina de acordo com ainvenção, a separação da cloroidrina dos outros compostos do meio de reaçãopode ser realizada como descrito no pedido de patente intitulado iiiiProcessfor manufacturing a chlorohydrin » depositado sob o nome de SOLVAY SA,no mesmo dia do presente pedido, e o teor do qual é incorporado neste porreferência.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de uma cloroidrina que compreende as seguintes etapas: (a) umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado ou uma mistura dos mesmos, são submetidos auma reação com um agente de cloração e um ácido orgânico a fim de obteruma mistura que contém a cloridrina e os ésteres da cloroidrina, (b) pelomenos uma parte da mistura obtida na etapa (a) é submetida a um ou maistratamentos nas etapas subseqüentes à etapa (a) e (c) o carboneto alifáticomulti-hidroxilado é adicionado a pelo menos uma das etapas subseqüentes àetapa (a), a fim de reagir em uma temperatura de pelo menos 20° C, com osésteres de cloroidrina a fim de formar pelo menos parcialmente os ésteres dohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado. Menção é mais particularmentefeita de um processo em que o carboneto alifático multi-hidroxilado é glicerole a cloroidrina é dicloropropanol.
No processo para a fabricação da cloridrina de acordo com ainvenção, a separação da cloroidrina dos outros compostos do meio de reaçãopode ser realizada como descrito no pedido de patente intitulado iiProcess formanufacturing a chlorohydrin from a multi-hydroxylated alíphatichydrocarbon" depositado em nome de SOLVAY SA no mesmo dia dopresente pedido, e o teor do qual é incorporado neste por referência.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de cloroidrina pela reação entre um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ouuma mistura dos mesmos e um agente de cloração em um reator que éalimentado com um ou mais fluxos líquidos que contêm menos do que 50 %em peso do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, o éster de umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou a mistura dos mesmos, comrespeito ao peso da totalidade dos fluxos líquidos introduzidos no reator.Menção é mais particularmente feita de um processo que compreende asseguintes etapas: (a) um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um ésterde um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou uma mistura dosmesmos, são reagidos com um agente de cloração a fim de obter pelo menosum meio que contém a cloridrina, água e o agente de cloração, (b) pelo menosuma fração do meio obtido na etapa (a) é retirada e (c) a fração retirada naetapa (b) é submetida a uma destilação e/ou uma operação de extração em quehidrocarboneto alifático multi-hidroxilado é adicionado a fim de separar dafração retirada na etapa (b) uma mistura que contém água e a cloroidrinaapresentando um teor reduzido de agente de cloração comparado ao teor deagente clorado na fração retirada na etapa (b).
No processo para a fabricação da cloridrina de acordo com ainvenção, a separação da cloroidrina dos outros compostos do meio de reaçãopode ser realizada como descrito no pedido de patente intitulado iiProcess forconverting multi-hydroxilated aliphatic hydrocarbons into chlrohydrins"depositado sob o nome de SOLVAY SA, no mesmo dia do presente pedido eo teor do qual é incorporado neste por referência.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de uma cloroidrina que compreende as seguintes etapas: (a) umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado ou uma mistura dos mesmos, são reagidos com umagente de cloração a fim de obter uma mistura que contém cloridrina, ésteresde cloroidrina e água, (b) pelo menos uma fração da mistura obtida na etapa(a) é submetida a uma destilação e/ou tratamento de extração a fim de obteruma parte concentrada em água, cloroidrina e ésteres de cloridrina, e (c) pelomenos uma fração da parte obtida na etapa (b) é submetida a uma operação deseparação na presença de pelo menos um aditivo a fim de obter uma porçãoconcentrada em cloridrina e ésteres de cloroidrina e, que contém menos doque 40 % em peso de água. A operação de separação é mais particularmenteuma decantação.
No processo de acordo com a invenção, a separação e otratamento dos outros compostos do meio de reação podem ser realizadoscomo descrito no pedido de patente intitulado uProeess for manufaeturing aehlorohydrin by ehlorination of a multi-hydroxilated aliphatic hydrocarbon"depositado em nome de SOLVAY SA no mesmo dia do presente pedido, oteor do qual é incorporado neste por referência. Um tratamento preferido podeconsistir de submeter uma fração dos outros produtos a uma oxidação de altatemperatura.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de uma cloroidrina que compreende as seguintes etapas: (a) umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado ou uma mistura dos mesmos, o teor de metaisalcalinos e/ou alcalinos terrosos do qual é menor do que ou igual a 5 g/kg, sãoreagidos com um agente de cloração e um ácido orgânico, a fim de obter umamistura que contém pelo menos a cloroidrina e subprodutos, (b) pelo menosuma parte da mistura obtida na etapa (a) é submetida a um ou maistratamentos nas etapas subseqüentes às etapas (a) e (c) pelo menos uma etapasubseqüente à etapa (a) é uma oxidação em uma temperatura maior do que ouigual a 800°C. Menção é mais particularmente feita de um processo em quena etapa subseqüente, uma parte da mistura obtida na etapa (a) é retirada eessa parte é submetida a uma oxidação em uma temperatura maior do que ouigual a 800° C, durante a retirada. Menção é também feita de um processo emque o tratamento da etapa (b) é uma operação de separação selecionada dasoperações de decantação, filtração, centrifugação, extração, lavagem,evaporação, extração, destilação, absorção ou a combinação de pelo menosduas delas.
No processo para a produção de uma cloroidrina de acordocom a invenção, extração de vapor, em particular, extração por vapor do meiode reação, pode ser realizada. O meio de reação é definido como acima. Estemeio é preferivelmente um meio de reação líquido (uma fase líquida) comodefinido acima. Quando o meio de reação é uma fase líquida, a expressão"meio de reação" também inclui a fase de gás em equilíbrio com o líquido. Aseguir, a expressão "meio de reação" então será usada para designarindistintamente a fase líquida onde a reação entre o hidrocarboneto alifáticomulti-hidroxilado e o agente de cloração ocorre e a fase de gás em equilíbriocom essa fase líquida. Quando a extração de vapor do meio de reação érealizada, é possível obter uma fração extraída que contém de 1 a 5, algumasvezes de 2 a 3 e preferivelmente de 1,5 a 2,5 mol/1 de composto orgânicoclorado, em particular de cloroidrina. A fração extraída é principalmentecomposta de água e de cloroidrina.No processo para a produção de uma cloroidrina de acordocom a invenção, quando a cloroidrina não é completamente removida damistura de reação pela retirada de uma fração que contém água, é possívelrecuperar pelo menos uma outra fração da mistura de reação que contém acloroidrina.
Neste aspecto do processo para a produção de uma cloroidrinade acordo com a invenção, pelo menos uma fração que compreende de 50 a95 % em peso da cloroidrina e no máximo 50 % em peso de água, geralmente,é recuperada. Preferivelmente, esta fração compreende de 75 a 99,9 %,freqüentemente de 75 a 99 %, em peso da cloroidrina e de 0,01 a 25 %,freqüentemente de 1 a 25 %, em peso de água.
A recuperação é preferivelmente realizada por destilação ouevaporação. Outras frações obtidas durante esta etapa, que compreendem, porexemplo, intermediários e, opcionalmente, o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado e o catalisador, podem ser recicladas para a reação com o agentede cloração. Também é possível separar pelo menos uma fração que contémsubprodutos pesados da reação, tais como, descritos no pedido de patente WO2005/054167 de SOLVAY SA da página 11, linha 32 até a página 11, linha34, em particular, polímeros clorados do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, que podem ser destruídos ou podem ser, opcionalmente, usadosem um processo para a produção de polímeros do hidrocarboneto alifáticomulti-hidroxilado, por exemplo, por descloração.
A destilação ou a evaporação, geralmente, são realizadas emuma temperatura de pelo menos 20° C. Esta temperatura é, freqüentemente,de pelo menos 60° C. E preferivelmente, de pelo menos 70° C. A destilaçãoou evaporação, geralmente, são realizadas em temperatura de no máximo180° C. Esta temperatura é preferivelmente no máximo 140° C.
A destilação ou a evaporação, geralmente, são realizadas emuma pressão de mais do que 0,001 bar. Esta pressão é preferivelmente maiordo que ou igual a aproximadamente 0,003 bar. A destilação ou a evaporaçãogeralmente, são realizadas em uma pressão de no máximo 15 bar. Estapressão é freqüentemente no máximo 10 bar. E preferivelmente no máximo 7bar, mais preferivelmente no máximo 1 bar, ainda mais preferivelmente nomáximo 0,5 bar e mais preferivelmente no máximo 0,1 bar.
As operações de destilação ou de evaporação podem serrealizadas por meio de colunas de destilação ou por meio de evaporadores, deevaporadores de película ou alternativamente de evaporadores de película finalimpos.
As frações recuperáveis dos resíduos podem ser separadasdesses por operações físicas e/ou químicas. Um exemplo de operação física éuma destilação vantajosamente por meio do evaporador de película finalimpos com um condensador interno ou externo. Um exemplo de umaoperação química é uma hidrólise do resíduo para recuperar, por exemplo, ocatalisador.
Em uma variante particular do processo da invenção, quando acloroidrina é a dicloroidrina, a dicloroidrina é produzida de acordo com umprocesso que compreende:
(a) uma primeira etapa de reação em que um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado é colocado em contato com o agente de cloração afim de obter a fração de produtos que compreendem pelo menos umamonocloroidrina;
(b) opcionalmente, pelo menos parte da fração de produtos ésubmetida a uma operação de secagem;
(c) pelo menos parte da fração de produtos opcionalmentesecos é introduzida em uma segunda etapa de reação em que pelo menos parteda monocloroidrina é reagida com o agente de cloração.
As etapas (a) e (c) nesta variante são preferivelmenterealizadas sob condições e com as preferências como descrito acima para oprocesso para a produção da cloroidrina de acordo com a invenção.Entretanto, é preferido realizar a reação da etapa (a) na presença de água emuma concentração que varia, preferivelmente, de 3 a 40 % em peso,preferivelmente de 3 a 40 % em peso em relação ao peso total do meio dereação.
A etapa (b) pode ser realizada, por exemplo, por uma operaçãode extração em pelo menos um dos reatores de etapas (a) ou (c) ou por meiode um evaporador colocado em um tubo de recirculação externo ao reator oupor destilação. De acordo com uma outra variante preferida, a água éremovida por meio da técnica de membrana.
O processo para a produção de uma cloroidrina de acordo coma invenção pode ser realizado, por exemplo, em reatores de cascata, em pelomenos uma coluna da placa ou em pelo menos uma coluna de bolha ou umareunião de tais reatores.
Os reatores podem ser, eficazmente, de um tipo que é agitadopor meio de agitação interna ou por meio de um tubo de recirculação externoao reator.
Quando, no processo de acordo com a invenção, o meio dereação é aquecido, o aquecimento pode ser obtido, por exemplo, por meio deuma camisa ou por meio de um trocador de calor interno. O aquecimentotambém pode ser obtido por meio de um trocador de calor em um tubo derecirculação externo ao reator. Opcionalmente, o aquecimento é obtido pelouso combinado de uma camisa e de um trocador de calor em um tubo derecirculação externo ao reator.
Em particular, quando o processo de acordo com a invenção éoperado em um modo contínuo ou lote alimentado, reações secundáriaspodem levar à formação no reator de subprodutos de baixa volatilidade, entreos quais, mais ou menos oligômeros clorados do hidrocarboneto alifáticomulti-hidroxilado. Esta formação pode levar um aumento progressivo dovolume do meio de reação, até uma perda progressiva de produtividade erequer uma purgação contínua ou descontínua do reator para manter o volumeem um nível adequado. Pela expressão "purgação", pretende-se denotar umaretirada da fração do meio de reação.
Se apropriado, a quantidade de catalisador que é removidadurante tal operação de purgação pode ser compensada pela introdução deuma quantidade equivalente de catalisador puro ou purificado.
O catalisador contido na purgação da mistura de reação podeser economicamente reciclado no reator depois de um tratamento depurificação. Por exemplo, os catalisadores com baixa solubilidade em águapodem ser submetidos a um tratamento de hidrólise ácida, preferivelmenterealizado em uma temperatura maior do que 30° C, preferivelmente pelomenos 50° C que é seguido por uma etapa de separação, por exemplo, peladecantação, filtração ou extração. Foi observado que no caso de ácido adípico,uma hidrólise ácida da purgação conduz, depois do esfriamento e da filtração,à recuperação de ácido adípico cristalizado de alta pureza com um bomrendimento.
Em particular quando o processo de acordo com a invenção éoperado em um modo contínuo ou lote alimentado, sais de metal, emparticular, NaCl, opcionalmente presentes nas matérias-primas, por exemplo,no hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, o éster de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado ou a mistura dos mesmos, a partir de recursosrenováveis descritos acima, podem concentrar-se no reator onde a reaçãoentre o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, o éster de umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou a mistura dos mesmos e, oagente de cloração é realizada. Um aumento de teor do sal de metalpossivelmente pode levar a uma cristalização progressiva de materiaisinsolúveis, que levam a um aumento do volume da mistura de reação e avários problemas ligados à presença de materiais sólidos, tais como, formaçãode depósito nas paredes do reator, no agitador e na alimentação e purgação delinhas e válvulas. A formação de depósito na parede do reator pode reduzir aeficiência de transferência de calor e requer um aumento da quantidade deenergia para manter a temperatura da mistura de reação. A formação dedepósito nas válvulas e linhas podem levar a problemas de entupimento. Umaquantidade aumentada de sólido em uma mistura de reação pode reduzir aeficiência de agitação e requer uma quantidade maior de energia para alcançaruma agitação correta. O aumento da concentração de sal de metal pode entãorequerer uma taxa de purgação contínua mais alta ou descontínua que leva asperdas maiores de produtos.
Embora a presença de sal de metal seja surpreendentementeaceitável no processo de acordo com a invenção, portanto, pode ser desejávelremover pelo menos parte do sal de metal, em particular NaCl, do sistema dereação, por exemplo, a fim de impedir o acúmulo opcional de sal de metal emuma mistura de reação. Tal remoção pode ser adequadamente realizadasubmetendo-se pelo menos uma fração da mistura de reação que contém salde metal, sólido ou dissolvido, a um tratamento que compreende pelo menosuma operação de separação para remover pelo menos parte do sal de metal dadita fração.
A operação de separação pode ser selecionada entreseparações de líquido/sólido, líquido/líquido, líquido/gás e sólido/gás.
A operação de separação de líquido/sólido pode serselecionada de decantação, centrifugação, filtração, absorção e tratamentocom resinas trocadoras de íon. A operação de separação de líquido/líquidopode ser selecionada de decantação e centrifugação. A operação de separaçãode líquido/gás pode ser selecionada de extração, evaporação e destilação.
As operações de separação de líquido/sólido são preferidas, afiltração é mais preferida e a filtração onde o metal é removido como umsólido é mais preferida.No processo de acordo com a invenção, a reação épreferivelmente realizada em uma mistura de reação e a operação deseparação é realizada em pelo menos uma fração da mistura de reação. Afração da mistura de reação pode ser submetida a um tratamento para removerpelo menos um componente outro que não o sal de metal antes da operação deseparação. Esse tratamento pode ser uma operação de extração ou umadestilação;
A fração da mistura de reação a ser submetida à operação deseparação pode ser diretamente retirada da mistura de reação, notavelmentequando a reação é realizada na fase líquida. A fração da mistura de reação aser submetida à operação de separação também pode ser retirada da misturade reação e ainda tratada antes da remoção do sal de metal. Um exemplo deum tratamento adequado é uma operação de concentração realizada em umafração líquida da mistura de reação em que os compostos voláteis, tais como,materiais de partida e produtos da reação, que, opcionalmente, possam serrecuperados e/ou reciclados para a mistura de reação, são separados, porexemplo, por extração, destilação ou evaporação e uma fração concentradaque tem teor aumentado de sal de metal, sólido ou dissolvido, é obtida esubmetida ao tratamento para separar sal de metal.
A etapa de separação pode ser então realizada em qualqueretapa do processo para a produção da cloroidrina como descrito no pedido depatente WO 2005/054167 de SOLVAY SA da página 12, linha 1 até a página18, linha 13, por exemplo, depois da reação de cloração, depois da etapa deremoção de uma mistura da cloridrina e água da mistura de reação, depois darecuperação de cloroidrina por destilação ou evaporação, depois da purgaçãode subprodutos de reação ou depois do tratamento para a recuperação docatalisador a partir da purgação.
Em uma forma de realização preferida, a fração da mistura dereação que contém sal de metal é obtida a partir da purgação do reator onde areação acontece e é enviada a pelo menos uma unidade de separação, onde aseparação do sal de metal é realizada, por exemplo, por absorção, destilação,extração, decantação, centrifugação, filtração e tratamento com resinastrocadoras de íon. Uma unidade de separação de líquido/sólido é preferida euma separação por filtração é mais preferida. O líquido separado épreferivelmente reciclado de volta ao reator e o sal de metal é deixado nofiltro.
A etapa de filtração pode ser realizada em uma temperaturaque é usualmente maior do que ou igual a 4o C, preferivelmente, maior do queou igual a 20° C, mais preferivelmente maior do que ou igual a 30° C, aindamais preferivelmente maior do que ou igual a 50° C e mais preferivelmentemaior do que ou igual a 80° C. Esta temperatura geralmente, é menor do queou igual a 150° C e preferivelmente menor do que ou igual a 140° C.
A natureza do sistema de filtração não é crítica e estáfacilmente aparente à pessoa habilitada ciente da presente invenção. Umadescrição dos sistemas de filtração adequados pode ser encontrada em"Perry's Chemical Engineers' Handbook, Sexta Edição, 1984, Seções 19-65 a19-103".
Como o sal de metal se acumula no sistema de filtração,geralmente, é recomendado regenerar periodicamente a unidade de filtraçãopela remoção do sal filtrado. A regeneração pode ser realizada, de qualquermaneira, por exemplo, por remoção, em particular, de maneira mecânica, dosólido ou dissolvendo-se o sólido. Opcionalmente, os tratamentos de eluiçãode sólido podem ser incorporados no procedimento de regeneração.
Em uma forma de realização de acordo com a invenção, o salde metal é removido como um sólido do sistema de filtração sem qualquerpré-tratamento.
Em uma primeira variante, o sal é descartado de uma maneiraadequada sem tratamento adicional.Em uma segunda variante, o sal é armazenado em umrecipiente separado para tratamento adicional. O tratamento adicional podeincluir a eluição do sólido com solventes e a dissolução do sólido comsolventes. Tais tratamentos são descritos aqui abaixo na forma de realizaçãopreferida.
Em uma forma de realização preferida de acordo com ainvenção, o sal de metal é tratado antes da remoção do sistema de filtração.
Opcionalmente, os produtos adsorvidos e os reagentes, taiscomo, em particular, catalisador e cloroidrinas e seus ésteres podem serrecuperados a partir dos sais de metal, em particular, de NaCl, por exemplo,por eluição com um solvente de eluição apropriado, tal como, uma mistura deágua e a cloroidnna. Qualquer razão entre água e a cloroidrina é adequada. Epreferido usar a cloroidrina saturada com água em temperatura ambiente. Eparticularmente preferido usar uma das fases obtidas a partir da decantaçãoentre a cloroidrina e água. O teor de água da cloroidrina usada como umsolvente de eluição, geralmente, é menor do que ou igual a 20 % em peso epreferivelmente menor do que ou igual a 15 % e mais preferivelmente menordo que ou igual a cerca de 12 %. O teor de água em uma mistura de água e acloroidrina geralmente, é maior do que ou igual a 1 % em peso.
Em uma outra forma de realização, o solvente de eluiçãoconsiste essencialmente da cloridrina. Nesta forma de realização, o teor deágua, geralmente, é menor do que 1 % em peso, preferivelmente menor doque ou igual a 0,5 % em peso.
Ainda em uma outra forma de realização, o solvente de eluiçãoé água, por exemplo, água doce como definido acima.
A etapa de eluição pode ser realizada em uma temperatura queé usualmente maior do que ou igual a 20° C, preferivelmente maior do que ouigual a 50° C e mais preferivelmente maior do que ou igual a 80° C. Estatemperatura, geralmente, é menor do que ou igual a 150° C e preferivelmentemenor do que ou igual a 140° C.
Depois da eluição, o solvente usado para a eluição do sal demetal pode ser reciclado para o reator de cloração.
Várias etapas de eluição podem ser realizadas.
Em particular, depois da eluição com a cloroidrina o sal demetal pode ser então opcionalmente ainda eluído com uma solução aquosa. Asolução aquosa pode resultar de qualquer etapa do processo. E preferido usarágua doce como definido abaixo.
A etapa de eluição pode ser realizada em uma temperatura queé usualmente maior do que ou igual a 20° C, preferivelmente maior do que ouigual a 50° C e mais preferivelmente maior do que ou igual a 80° C. Estatemperatura, geralmente, é menor do que ou igual a 150° C e preferivelmentemenor do que ou igual a 140° C.
Depois da eluição, a solução aquosa usada para a eluição dosal de metal pode ser enviada ao reator de cloração, para uma unidade dedesidrocloração, a uma unidade de tratamento biológico ou a uma unidade detratamento de oxidação.
Em uma primeira variante, depois da eluição com a cloroidrinae água, o sal é removido como um sólido de uma maneira adequada semtratamento adicional. O sal é então descartado de uma maneira adequada.
Em uma segunda variante, depois da eluição com a cloroidrinae água, o sal é dissolvido com uma solução aquosa.
A solução aquosa pode resultar de qualquer etapa do processo.É preferido usar água doce como definido acima.
A etapa de dissolução pode ser realizada em uma temperaturaque é usualmente maior do que ou igual a 20° C, preferivelmente maior doque ou igual a 50° C e mais preferivelmente maior do que ou igual a 80° C.Esta temperatura geralmente, é menor do que ou igual a 150° C epreferivelmente menor do que ou igual a 140° C.A solução aquosa que contém o sal de metal dissolvido podeser descartado. Preferivelmente, é enviado para uma unidade dedesidrocloração, a uma unidade de tratamento biológico ou a uma unidade detratamento de oxidação.
Nas variantes acima, a eluição do sal de metal com água e adissolução do sal de metal com água podem ser parte da operação de unidadesimples.
As operações acima são particularmente adequadas quando osal de metal é cloreto de sódio ou cloreto de potássio ou sulfato de sódio ousulfato de potássio ou quaisquer de suas misturas e mais particularmenteadequadas para cloreto de sódio.
Quando a purgação é realizada de um modo descontínuo, umaunidade de filtração é usualmente suficiente uma vez que o sistema defiltração pode ser regenerado durante as interrupções da purgação. Quando apurgação é realizada de um modo contínuo, é preferido ter pelo menos duasunidades de filtração que trabalha em alternância, uma estando no modo defiltração enquanto a outra está no modo de regeneração.
A operação de filtração pode ser realizada no modo debatelada ou modo contínuo.
Quando HCl anidro é usado como agente de cloração, épreferido dirigir uma corrente líquida que compreende o hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado contra a corrente do vapor de HCl. Quando oprocesso é realizado em vários reatores, o HCl é vantajosamente secado entredois reatores, por exemplo, pela absorção em um sólido adequado, tal como,uma peneira molecular ou pela osmose reversa através de uma membranaadequada.
Esta forma de realização particular do processo de acordo coma invenção torna possível obter, particular e economicamente, uma cloridrinaconcentrada que tem, freqüentemente, um teor de cloroidrina de mais do queou igual a 90 % em peso em relação ao peso total da cloridrina. Quando acloroidrina é dicloropropanol, por meio desta abordagem, é possível obterl,3-dicloropropano-2-ol como um isômero principal com uma purezaisomérica de mais do que 80 %.
No processo de acordo com a invenção, a mistura pode conteros isômeros l,3-dicloropropano-2-ol e 2,3-dicloropropano-l-ol em uma razãode massa de l,3-dicloropropano-2-ol: 2,3-dicloropropano-l-ol geralmentemaior do que ou igual a 0,5, freqüentemente maior do que ou igual a 3,freqüentemente maior do que ou igual a 7 e em particular maior do que ouigual a 20.
A invenção também é relacionada a um processo para aprodução de uma cloroidrina, de acordo com qual:
(a) um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster deum hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou uma mistura dos mesmos,são submetidos a uma reação com um agente de cloração em um meio dereação
(b) a retirada contínua ou periódica do meio de reação dafração que compreende pelo menos água e a cloroidrina, é realizada
(c) pelo menos parte da fração obtida na etapa (b) éintroduzida em uma etapa de reação
(d) a razão de refluxo da etapa de destilação é controlada pelofornecimento de água para a dita etapa de destilação.
O meio de reação é definido como acima.
A fração retirada na etapa (b) tem um teor de águapreferivelmente maior do que ou igual a 12 % em peso em relação ao pesototal da fração retirada.
A fração retirada na etapa (b) também pode conter cloreto dehidrogênio. Preferivelmente, a fração é continuamente retirada como suasformas constituintes. A fração obtida pode ser subseqüentemente submetida auma operação de decantação depois da etapa de destilação.
O meio de reação da etapa (a) pode ser alimentado com água,em particular, com vapor. A alimentação pode ser realizada com águaextrínseca originando-se de um tubo de alimentação adequado ou,opcionalmente, com água residual recuperada de uma outra reação ouoperação de unidade.
Esta alimentação geralmente, é realizada em um tal modocomo para manter a concentração de água no meio de reação dentro de faixascomo descrito no pedido de patente WO 2005/054167 em nome de SOLVAYSA da página 10, linha 31 até a página 11, linha 11.
A retirada contínua ou periódica pode ser realizada pelaintrodução, em uma etapa de reação, de uma fase gasosa, em particular,retirada e introdução, em uma etapa de reação, de uma fase gasosa que estáem equilíbrio com uma fase líquida. Uma forma de realização particular parao processo de acordo com a invenção é realizar etapas (a) a (d) em um reatortransposto por uma coluna de destilação adequada. A etapa (a) é realizada noreator. Esta forma de realização é particularmente adequada quando o ácidoclorídrico aquoso é usado como agente de cloração. É mais particularmenteadequado quando o agente de cloração não contém cloreto de hidrogêniogasoso. Em uma outra forma de realização para o processo de acordo com ainvenção, também é possível arranjar uma coluna de destilação separada doreator, o resíduo líquido do qual pode ser enviado de volta ao meio de reação.
Esta forma de realização é particularmente adequada quando cloreto dehidrogênio, por exemplo, cloreto de hidrogênio gasoso ou essencialmenteanidro, é usado como agente de cloração. Cloreto de hidrogênio anidro temum teor de água que geralmente, é menor do que ou igual a 40 % em peso,preferivelmente, menor do que ou igual a 30 % em peso e maispreferivelmente menor do que ou igual a 25 % em peso. O teor de água decloreto de hidrogênio anidro geralmente, é maior do que ou igual a 1 ppm empeso.
Em um aspecto, a fração a ser introduzida na coluna dedestilação separada do reator é contínua ou periodicamente retirada,preferivelmente, continuamente, da mistura de líquida e, pelo menos água e acloroidrina são separadas. Além disso, uma ou mais frações que contêmprodutos orgânicos, tais como, subprodutos pesados e, em particular,catalisador e/ou cloreto de hidrogênio também podem ser separadas nestaetapa de destilação e, geralmente recicladas para a mistura de reação. Pelaseleção de uma razão de refluxo apropriada, é possível separar, neste aspecto,a fração que contém pelo menos água que é substancialmente isenta de cloretode hidrogênio.
A razão de refluxo pode ser adequadamente ajustada pelofornecimento de água que é preferível e substancialmente isento de cloreto dehidrogênio na coluna de destilação. Nesta forma de realização, a água épreferivelmente alimentada no topo da coluna de destilação. A água pode serfornecida, por exemplo, pela reciclagem de pelo menos uma porção de águaseparada na operação de destilação no topo da coluna de destilação. A águatambém pode ser fornecida pela adição de água doce no topo da coluna dedestilação. Ambas as maneiras de fornecimento de água podem sercombinadas. A adição de água doce particularmente, dá bons resultados.
"Substancialmente isento de cloreto de hidrogênio", éentendido denotar, em particular, um teor de cloreto de hidrogênio em umafração que compreende água, igual a, ou menos do que 10 % em peso emrelação ao peso total da fração que compreende água. Freqüentemente, esteteor é igual a menos do que 5 % em peso e, preferivelmente, igual a, oumenos do que 1 % em peso e, mais preferivelmente, igual a, ou menos do que0,3 % em peso. Se o cloreto de hidrogênio está presente na fração"substancialmente isenta de cloreto de hidrogênio", seu teor, geralmente, éigual a, ou mais do que 1 mg/kg, freqüentemente, igual a, ou mais do que 5mg/kg e, em particular, igual a ou mais do que 10 mg/kg em relação ao pesototal da fração que compreende água.
Agua "doce" é entendida denotar água que tem um teor deconstituintes, outros que não água, orgânicos ou inorgânicos, menor do que ouigual a 12 % em peso em relação ao peso total da água e de tais constituintes,preferivelmente menor do que ou igual a 10 % em peso e maispreferivelmente menor do que ou igual a 1 % em peso. Geralmente, água"doce" é entendida denotar, em particular, água que tem um teor deconstituintes outros que não água, orgânicos ou inorgânicos, igual a, ou maisdo que 0,001 mg/kg, freqüentemente, igual a, ou mais do que 1 mg/kg emrelação ao peso total de água e de tais constituintes e, freqüentemente, maiordo que ou igual a 10 mg/kg. Uma fonte possível de água doce pode ser, porexemplo, a água usada para a eluição de sal de metal como descrito nesteabaixo, água desmineralizada obtida de resinas trocadoras de íon, águadestilada ou água que resulta de condensação de vapor.
Por constituintes outros que não água, pretende-se designarmais especificamente a cloroidrina.
Foi observado que a exploração das propriedades de equilíbriode líquido-vapor da composição ternária de água-cloreto de hidrogênio-cloroidrina torna possível a retirada a partir da reação de produção dosprodutos de reação que compreendem, em particular, a cloroidrina e água,embora permitindo, ao mesmo tempo que a maioria do(s) catalisador(es) e dosreagentes (incluindo o cloreto de hidrogênio), sejam reciclados no reator,especialmente quando a cloroidrina é dicloropropanol.
Então, a invenção também diz respeito a um processo para aprodução de uma cloroidrina, de acordo com qual:
(a) um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster deum hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou uma mistura dos mesmos,são submetidos a uma reação com cloreto de hidrogênio em uma mistura dereação
(b) a retirada contínua ou periódica da mistura de reação dafração que compreende pelo menos água, a cloridrina e o cloreto dehidrogênio, é realizada
(c) pelo menos parte da fração obtida na etapa (b) éintroduzida em uma etapa de reação
em que a razão entre a concentração de cloreto de hidrogênio ea concentração de água da fração introduzida na etapa de destilação é menordo que a razão de concentração de cloreto de hidrogênio / água nacomposição azeotrópica binária cloreto de hidrogênio/água na temperatura epressão da destilação.
Este processo é preferivelmente realizado continuamente.
No processo de acordo com a invenção, as condições deoperação do reator onde a reação entre o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, o éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou amistura dos mesmos e, o agente clorado ocorre, tal como, taxas dealimentação de reagentes, em particular, cloreto de hidrogênio e ohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, o éster de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado ou a mistura dos mesmos, taxa de alimentação decatalisador, temperatura, volume e pressão do reator, são preferivelmenteajustados de uma tal maneira que o teor de cloreto de hidrogênio da fraçãointroduzida na etapa de destilação é menor do que a concentração de cloretode hidrogênio na composição azeotrópica binária cloreto de hidrogênio/águana temperatura e pressão da destilação. Um meio eficaz de ajustar estaconcentração é controlar o fornecimento de cloreto de hidrogênio para o meiode reação líquido.
E possível, por exemplo, controlar o teor de cloreto dehidrogênio na fração da etapa (b) pela adição de água. Tal adição pode serrealizada, por exemplo, pela injeção de vapor na caldeira da coluna dedestilação usada na etapa de destilação ou pela reciclagem na etapa dedestilação de uma fase aquosa que pode ser obtida, por exemplo, peladecantação da fração retirada do topo da coluna de destilação ou pela adiçãode água doce ao topo da coluna de destilação ou pela adição de uma misturade água reciclada e doce.
A concentração de cloreto de hidrogênio adequada, máximadiminui levemente quando a pressão de operação é superior em conformidadecom os dados de equilíbrio de líquido-vapor para o cloreto de hidrogênioazeotrópico publicado por Bonner e Titus (J. Amer. Chem. Soe. 52, 633(1930)) e parcialmente reeditado na Tabela a seguir:
<table>table see original document page 40</column></row><table>
Em tais condições, a fração que compreende água em que afração é substancialmente isenta de cloreto de hidrogênio como definidoacima, pode ser recuperada por destilação da mistura de reação ou da fase degás acima da mistura de reação líquida, por exemplo pela destilação domaterial retirado da dita fase de gás e pela obtenção da fração quecompreende água, preferivelmente, no topo da coluna de destilação.
Por exemplo, quando a cloroidrina é dicloropropanol, empressão atmosférica (101,3 kPa), é possível obter, por destilação da fase degás do reator, uma mistura azeotrópica binária de água e dicloropropanol quecontém 23 % em peso de dicloropropanol se a concentração de cloreto dehidrogênio no total das concentrações de cloreto de hidrogênio e água nessafase de gás em contato com o meio de reação é menor do que cerca de 20,22% em peso.No processo para a produção da cloroidrina de acordo com ainvenção, a cloroidrina pode conter uma quantidade alta de cetonashalogenadas, em particular, cloroacetona como descrito no pedido de patenteFR 05,05120 de SOLVAY SA depositado em 20 de maio de 2005, o teor doqual é incorporado neste por referência. No processo para a produção de umacloroidrina de acordo com a invenção, o teor de cetona halogenada dacloroidrina pode ser diminuído submetendo-se a cloroidrina a uma destilaçãoazeotrópica na presença de água ou submetendo-se a cloroidrina a umtratamento de desidrocloração, como descrito no pedido de patente FR05,05120 de SOLVAY SA depositado em 20 de maio de 2005.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de um epóxido em que cetonas halogenadas são formadas comosubprodutos e que compreende pelo menos um tratamento para a eliminaçãode pelo menos uma parte das cetonas halogenadas formadas. Menções sãomais particularmente feitas de um processo para a fabricação de um epóxidopela desidrocloração de uma cloroidrina onde pelo menos a fração dacloroidrina é fabricada pela cloração do hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ouuma mistura dos mesmos, de um tratamento de desidrocloração e de umtratamento por destilação azeotrópica de uma mistura de água-cetonahalogenada, ambos os tratamentos usados a fim de eliminar pelo menos umaparte das cetonas halogenadas formadas e de um processo para a fabricaçãode epicloroidrina em que a cetona halogenada é cloroacetona.
No processo para a produção de uma cloroidrina de acordocom a invenção, quando a cloroidrina é dicloropropanol, uma seletividade altapara l,3-dicloropropano-2-ol é surpreendentemente obtida, cujo isômero éparticularmente adequado como produto de partida para a desidrocloraçãocom a finalidade de produzir epicloroidrina.
No processo de acordo com a invenção, a cloroidrina pode sersubmetida a uma reação de desidrocloração para produzir um epóxido, comodescrito em aplicações de patente WO 2005/054167 e FR 05.05120 em nomede SOLVAY SA.
No processo de acordo com a invenção, a cloroidrina pode sersubmetida à reação de desidrocloração como descrito no pedido de patenteintitulado uProcess for manufacturing an epoxide from a multi-hidroxilatedaliphatic hydrocarbon and a chlorinating agenf depositado no nome deSOLVAY SA no mesmo dia do presente pedido, o teor do qual é incorporadoneste por referência.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de um epóxido em que uma mistura de reação que resulta dareação de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ou uma mistura dos mesmos, e umagente de cloração, a mistura de reação que contém menos do que 10 g decloroidrina por kg da mistura de reação, é submetida a uma reação químicaadicional sem tratamento intermediário.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de um epóxido que compreende as seguintes etapas: (a) umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado ou uma mistura dos mesmos, são submetidos auma reação com um agente de cloração e um ácido orgânico a fim de formaruma cloroidrina e os ésteres de cloridrina, em uma mistura de reação quecontém, o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, os ésteres dehidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, água, o agente de cloração e oácido orgânico, a mistura de reação que contém pelo menos 10 g decloroidrina por kg da mistura de reação (b) pelo menos uma fração da misturaobtida na etapa, fração que tem a mesma composição como a mistura dereação obtida na etapa (a), é submetida a um ou mais tratamento nas etapassubseqüentes à etapa (a), e (c) um composto básico é adicionado em pelomenos uma das etapas subseqüentes à etapa (a) de modo que esta reaja pelomenos parcialmente com a cloroidrina, os ésteres da cloroidrina, o agente decloração e o ácido orgânico a fim de formar um epóxido e sais.
O processo para a produção de uma cloroidrina de acordo coma invenção pode ser integrado em um esquema global, tal como, descrito nopedido de patente intitulado iiProcess for manufacturing an epoxide from aChlorohydrin" depositado em nome de SOLVAY SA no mesmo dia dopresente pedido, o teor do qual é incorporado neste por referência.
Menção é particularmente feita de um processo para afabricação de um epóxido que compreende pelo menos uma etapa depurificação do epóxido formado, o epóxido sendo pelo menos parcialmentefabricado por um processo de desidrocloração de uma cloridrina, a cloroidrinasendo pelo menos parcialmente fabricada por um processo de cloração de umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, de um éster de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado ou uma mistura dos mesmos.
Quando a cloridrina é dicloropropanol, o processo da invençãopode ser seguido por uma fabricação de epicloridrina pela desidrocloração dedicloropropanol e quando o epóxido é epicloroidrina, utilmente, pode serusado para a fabricação de resinas epóxi.
A Figura 1 mostra um esquema particular preferido para umaplanta que pode ser usada para realizar o processo para a produção de umacloroidrina de acordo com a invenção: Um reator (4) é alimentado, de ummodo contínuo ou de batelada, com um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado ouuma mistura dos mesmos, por intermédio da linha (1) e catalisador porintermédio da linha (2), a alimentação do agente de cloração, é realizadacontinuamente ou no modo de batelada por intermédio da linha (3), umacoluna de destilação (6) é alimentada por intermédio da linha (5) com vaporproduzido a partir do reator (4), uma corrente é retirada da coluna (6) porintermédio da linha (7) e alimentada em um condensador (8), a corrente docondensador é alimentada por intermédio da linha (9) a um decantador (10)em que as fases aquosas e orgânicas são separadas. A fração da fase aquosaseparada é opcionalmente reciclada por intermédio da linha (11) no topo dacoluna para a manutenção de refluxo. Agua doce pode ser adicionada porintermédio da linha (12) ao topo da coluna para a manutenção de refluxo. Aprodução da cloroidrina é distribuída entre a fase orgânica retirada através dalinha (14) e a fase aquosa retirada através da linha (13). O resíduo da coluna(6) pode ser reciclado no reator por intermédio da linha (15). Os subprodutospesados podem ser, opcionalmente, removidos do reator por meio dapurgação (16) localizada no resíduo líquido do reator. Uma corrente é retiradada purgação (16) e alimentada por intermédio da linha (17) em um evaporador(18) em que uma operação de evaporação parcial é realizada, por exemplo,pelo aquecimento ou por depuração gasosa com nitrogênio ou vapor, a fase degás que contém a maior parte do agente de cloração da corrente (17) éreciclada por intermédio da linha (19) na coluna (6) ou por intermédio dalinha (20) no reator (4), uma coluna de destilação ou coluna de extração (22) éalimentada com a fase líquida que resulta do evaporador (18) por intermédioda linha (21), a principal fração da cloroidrina é coletada do topo da coluna(22) através da linha (23) e o resíduo da coluna é alimentado por intermédioda linha (24) para uma unidade de filtração (25) em que o sólido e a faselíquida são separados, a fase líquida é reciclada por intermédio da linha (26)no reator (4). O sólido pode ser retirado da unidade de filtração (25) porintermédio da linha (27) como um sólido ou como uma solução. Os solventespodem ser adicionados à unidade de filtração (25) por intermédio das linhas(28) e (29) para a lavagem e/ou dissolução do sólido e retirada da linha (27).Opcionalmente, uma corrente é retirada da purgação (16) e alimentada porintermédio da linha (30) em uma coluna de filtração (25). O depurador (18) ea coluna de destilação (22) são então evitados.Os resultados obtidos de acordo com este último esquema(depurador (18) e coluna (22) evitados) são detalhados no Exemplo 1.
O processo descrito acima é bem adequado quando ohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado é etileno glicol, propileno glicol eglicerol, a cloroidrina é cloroetanol, cloropropanol, cloro-propanodiol edicloropropanol e o epóxido é óxido de etileno, óxido de propileno, glicidol eepicloroidrina e o agente de cloração é cloreto de hidrogênio, anidro ou emsolução aquosa. O processo é particularmente conveniente quando ohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado é glicerol, a cloroidrina édicloropropanol e o epóxido é epicloroidrina.
Quando o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado é glicerol,esta variante do processo permite remover no topo por azeotropia quase toda aágua que resulta da reação, dos materiais de partida e/ou possivelmentealimentada no fundo do reator ou da coluna e para obter uma mistura dedicloropropanóis de pureza muito alta, acima de 99,5 % em peso para a somados dois isômeros, com uma seletividade relacionada à cadeia dehidrocarboneto e cloreto de hidrogênio maior do que 99 % em peso e pararemover o sal de metal que pode se formar no reator quando glicerol bruto éusado na reação.
O exemplo abaixo é pretendido ilustrar a invenção sem,entretanto, limitá-la.
Exemplo 1
Os números em parênteses referem-se à Figura 1. Oequipamento adicional no esquema da figura 1, com depurador (18) e coluna(22) não foi usado neste caso.
O reator (4) foi continuamente alimentado com glicerol bruto euma solução aquosa de ácido clorídrico a 33 % em peso com razões de massade taxas de fluxo relativas de 2,06. O glicerol bruto foi um subproduto daprodução de biodiesel e conteve 85 % de glicerol, 6 % de NaCl e 0,5 % deimpurezas orgânicas (ácidos graxos e derivados). O tempo de residência foide 16 h, a concentração de ácido adípico no meio de reação foi de 2,5 molesde funcionalidades ácidas/kg. O reator foi operado em pressão atmosférica e a115° C. A mistura de reação foi depurada com nitrogênio e a fase de vaporgerada foi tratada na coluna de destilação (6) por intermédio da linha (5)(figura 1). A fase de gás removida da coluna (6) foi condensada a 25° C (8) edecantada no decantador (10). A razão de refluxo foi ajustada para a retiradada produção total de dicloropropanol do topo de coluna pela reciclagem deuma quantidade apropriada da fase aquosa a partir do decantador. Na saída dodecantador uma fase aquosa que contém 15,0 % de dicloropropanol (13) euma fase orgânica (14) que contém 88 % de dicloropropanol foramrecuperadas. Os perfis em impurezas orgânicas nestas fases não foramdiferentes daqueles observados quando o glicerol puro é usado no processo.
Uma pasta do reator foi bombeada em um filtro de membranaPTFE de 115 micrômetros na coluna de filtração (25). A torta de sal no filtrofoi lavada a 20° C com dicloropropanol saturado com água. Depois daremoção da fase líquida e da drenagem do sólido, o sal foi dissolvido em águae fase aquosa salgada foi descartada. A duração de lavagem e a dissolução dosal foi de cerca de 2 horas. Um novo ciclo de filtração da pasta do reator foientão operado.
A lavagem de dicloropropanol foi reciclada no reator poralimentação contínua. A análise da fase aquosa com sal indicou uma razão demassa de dicloropropanol: NaCl de 1,44 e uma pequena quantidade decatalisador (menos do que 10 g/kg). A quantidade de dicloropropanol na águasalgada representou 1,6 % da produção total de dicloropropanol.
O rendimento global no dicloropropanol foi de 93 %.

Claims (26)

1. Processo para produzir uma cloroidrina, caracterizado pelofato de compreender reação entre um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, ouuma mistura dos mesmos, e agente de cloração de acordo com qual ohidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, o éster de um hidrocarbonetoalifático multi-hidroxilado, ou a mistura dos mesmos, usado contém um pelomenos um sólido ou sal de metal dissolvido, o processo compreendendo umaoperação de separação para remover pelo menos parte do sal de metal.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, o éster de umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, ou a mistura dos mesmos, usadofoi obtido pelo menos parcialmente a partir de matérias-primas renováveis.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado pelo fato de que o sal de metal é selecionado de cloreto de sódio,cloreto de potássio, sulfato de sódio e sulfato de potássio.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 3, caracterizado pelo fato de que o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, o éster de um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, ou amistura dos mesmos, contém de 0,5 a 15% em peso de sal de metal.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 4, caracterizado pelo fato de que o agente de cloração é uma combinação decloreto de hidrogênio gasoso e uma solução aquosa de cloreto de hidrogênio,ou uma solução aquosa de cloreto de hidrogênio.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 5, caracterizado pelo fato de que a reação é realizada na presença de umcatalisador.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que o catalisador é um ácido carboxílico ou um derivado de ácidocarboxílico.
8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que o ácido carboxílico tem um ponto de ebulição atmosféricomaior que ou igual a 200°C e é preferivelmente ácido adípico ou um derivadode ácido adípico.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 8, caracterizado pelo fato de que a operação de separação é selecionada deseparação de líquido/sólido, líquido/líquido, líquido/gás e sólido/gás.
10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que a operação de separação de líquido/sólido é selecionada dedecantação, centrifugação, filtração, adsorção e tratamento com resinastrocadoras de íon, a operação de separação de líquido/líquido é selecionada dedecantação e centrifugação, a operação de separação de líquido/gás éselecionada de extração, evaporação e destilação.
11. Processo de acordo com a reivindicação 10 caracterizadopelo fato de que a operação de separação de líquido/sólido é filtração e emque o sal de metal é removido como um sólido.
12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1ali, caracterizado pelo fato de que a reação é realizada em uma mistura dereação e a operação de separação é realizada em pelo menos uma fração damistura de reação.
13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que a fração da mistura de reação é submetida a um tratamentopara remover um pelo menos componente diferente do sal de metal antes daoperação de separação.
14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o tratamento é uma extração ou uma operação de destilação.
15. Processo de acordo com qualquer um de reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de ser realizado continuamente.
16. Processo para produzir uma cloroidrina, caracterizado pelofato de que um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster de umhidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, ou uma mistura dos mesmos,contendo no máximo 10% em peso de impurezas orgânicas é sujeito a umareação com um agente de cloração.
17. Processo para produzir uma cloroidrina, caracterizado pelofato de que(a) um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster deum hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, ou uma mistura dos mesmos, ésujeito a uma reação com um agente de cloração em um meio de reação(b) retirada contínua ou periódica do meio de reação de umafração que inclui pelo menos água e a cloroidrina, é realizada(c) pelo menos parte da fração obtida na etapa (b) éintroduzida em uma etapa de destilação(d) a razão de refluxo da etapa de destilação é controladafornecendo água à dita etapa de destilação.
18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de que a retirada de fração na etapa (b) tem um teor de água maisalto que ou igual a 21% em peso relativo ao peso total da retirada de fração.
19. Processo para produzir uma cloroidrina, caracterizado pelofato de que(a) um hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, um éster deum hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado, ou uma mistura dos mesmos, ésujeito a uma reação com cloreto de hidrogênio em um meio de reação(b) retirada contínua ou periódica do meio de reação de umafração que inclui pelo menos água, a cloroidrina e cloreto de hidrogênio, érealizada(c) pelo menos parte da fração obtida na etapa (b) éintroduzida em uma etapa de destilaçãoem que a relação entre a concentração de cloreto de hidrogênioe a concentração de água da fração introduzidas na etapa de destilação é maisbaixa que a razão de cloreto de hidrogênio/concentração de água nacomposição azeotrópica binária de cloreto de hidrogênio/água na temperaturae pressão da destilação.
20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 19, caracterizado pelo fato de que o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado é selecionado de etileno glicol, propileno glicol,cloropropanodiol, glicerol e misturas dos mesmos.
21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 20, caracterizado pelo fato de que a cloroidrina é cloroetanol, cloropropanol,cloropropanodiol, dicloropropanol e misturas dos mesmos.
22. Processo de acordo com a reivindicação 20 ou 21,caracterizado pelo fato de que o hidrocarboneto alifático multi-hidroxilado églicerol e a cloroidrina é dicloropropanol.
23. Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de ser seguido por uma produção de epicloridrina pordesidrocloração de dicloropropanol.
24. Processo de acordo com a reivindicação 23, caracterizadopelo fato de que a epicloridrina é usada para produzir resinas de epóxi.
25. Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de que o glicerol usado foi obtido parcialmente durante o curso deprodução de biodiesel, ou obtido durante conversões de gorduras ou óleos deorigem de planta ou animal, tais conversões que são selecionadas entre reaçãode saponificação, trans-esterificação ou hidrólise.
26. Processo de acordo com a reivindicação 25, caracterizadopelo fato de que o óleo ou a graxa é selecionada de óleos de milho, girassol,colza velha ou nova, babaçu, copra, palmito-do-campo, óleos de palma, óleosde rícino e algodão, óleos de tubérculo, soja, linho e crambe, óleos resultantesdas plantas de girassol ou colza obtidos por modificação genética ouhibridização, óleos usados para crepitar, óleos de peixe, sebo, banha, graxasde reforço, "óleos de repouso de óleo de linhaça", girassol parcialmentepolimerizado ou de oligomerizado e óleo vegetal inflado.
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