BRPI0617172A2

BRPI0617172A2 - processo e dispositivo para a produção de ácido (met) acrìlico, uso de ácido (met) acrìlico em artigos industriais, processo para a produção de polìmeros e artigos industriais compreendendo ou à base de ácido (met) acrìlico

Info

Publication number: BRPI0617172A2
Application number: BRPI0617172-9A
Authority: BR
Inventors: Torsten Balduf; Guenther Bub; Juergen Mosler; Juergen Kohn; Arndt Selbach; Andreas Sabbagh
Original assignee: Evonik Stockhausen Gmbh
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2011-07-12
Also published as: JP2013053152A; WO2007020024A1; DE102005039156A1; EP1926700A1; JP2009504698A; US8445617B2; CN1915957B; US20080287616A1; DE102005039156B4; US8178717B2; JP5173806B2; EP1926700B1; CN1915957A; US20120226003A1; US8309668B2; JP5646579B2; ZA200801462B; US20130072645A1

Abstract

<B>PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A PRODUçAO DE áCIDO (MET) ACRìLICO, USO DE áCIDO (MET) ACRìLICO EM ARTIGOS INDUSTRIAIS, PROCESSO PARA A PRODUçAO DE POLìMEROS E ARTIGOS INDUSTRIAIS COMPREENDENDO OU A BASE DE áCIDO (MET) ACRìLICO<D> A presente invenção refere-se a um processo para produção de ácido (met)acrílico compreendendo as seguintes etapas: a) síntese da fase de ácido (met)acrílico cru; b)preparação destilativa da fase de ácido (met)acrílico cru para obter; - uma fase de ácido (met)acrilico, e - uma fase de dímero compreendendo dímeros de ácido (met)acrilico ou oligómeros de ácido (met)acriiico ou ambos; c) partição de pelo menos uma parte dos dímeros do ácido (met)acríiico ou dos oligâmeros do ácido (met)acrílico ou ambos a partir da fase de dímeros para obter - um ácido (met)acrilico compreendendo uma fase de baixa ebulição, e - uma fase de alta ebulição compreendendo menos ácido (met)acrílico do que a fase de baixa ebulição; d) separação de pelo menos uma parte do ácido (met) acrílico a partir da fase de baixa ebulição por meio de cristalização pela formação de um ou mais cristais para obter - um ácido (met)acrílico puro, e - um resíduo.

Description

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A PRODUÇÃO DE ÁCIDO (MET) ACRÍLICO, USO DE ÁCIDO (MET) ACRÍLICO EM ARTIGOS INDUSTRIAIS, PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE POLÍMEROS E ARTIGOS INDUSTRIAIS COMPREENDENDO OU À BASE DE ÁCIDO (MET)ACRÍLICO

A presente invenção refere-se a um processo para a produção do ácido (met)acrílico, um dispositivo para a produção do ácido (met)acrílico, um processo para a produção de um polímero, bem como produtos químicos com base ou que compreendem ácido (met)acrílico ou um polímero bem como o uso de ácido (met) acrílico ou polímeros em produtos químicos.

0 ácido (met)acrílico é utilizado no presente relatório com referência aos compostos com a nomenclatura de "ácido metacrílico" e "ácido acrílico". Dos dois compostos, o ácido acrílico é preferido de acordo com a invenção.

0 ácido (met)acrílico pode ser produzido por vários processos. São de particular interesse os processos que são iniciados a partir de produtos petroquímicos tais como o propileno. Neste contexto, o propileno pode ser convertido, por um lado, por meio de oxidação catalítica em fase gasosa ou também por meio de oxidação em fase de vapor com um gás que compreende oxigênio, por exemplo, o ar, em que primeiro é obtida a acroleína para então o ácido acrílico. Destaforma, em um processo em duas etapas, o propileno é primeiramente oxidado cataliticamente a acroleina, que é então convertida em ácido acrílico em uma segunda etapa de processo, por uma via catalitica. O ácido acrílico então obtido é removido a partir da mistura reacional gasosa por meio de absorção com água ou em altos refervedores para formar uma solução, aquosa, ou respectivamente uma solução de alto refervedor. A purificação do ácido acrílico geralmente ocorre por meio de uma destilação azeotrópica da solução de ácido acrílico, seguida por etapas posteriores de purificação. Em uma forma comparável de síntese do ácido metacrílico por oxidação catalitica de isobutileno, pode ocorrer em fase gasosa o t-butanol, a metacroleína ou o isobutil aldeído.

São conhecidas também tentativas de realização da reação catalitica não em fase gasosa, mas em solução. Isso pode ocorrer, por um lado com catalisadores homogêneos e, por outro lado, com catalisadores heterogêneos, tais como são conhecidos, por exemplo, no documento de patente DE10201783A1. Uma outra forma de produzir ácidos acrílicos parte primeiramente de um poliol tal como glicerina, que é desidratado a acroleina conforme descrito no documento de patente DE4238493C1. A acroleina então obtida pode ser obtida tanto por meio de oxidação em fase gasosa ou por meio de solução de oxidação respectivamente na presença de catalisadores homogêneos ou heterogêneos a ácido acrílico.É comum nos produtos dos vários processos de produção de ácido acrílico e (met)acrílico que a pureza do ácido (met)acrílico presente nestes produtos não seja suficiente para ser utilizada diretamente para o processamento posterior em polímeros ou outros produtos subseqüentes. Em particular, em conexão com a produção de superabsorventes, que são baseados em ácido poliacrílico parcialmente neutralizado levemente reticulado e são mais detalhadamente descritos em F.L. Buchholz and A.T. Graham in "Modern Superabsorbent Technology", Wiley-VCH, New York, 1998. No caso dos superabsorventes, que são na maioria utilizados como artigos de higiene tais como fraldas, produtos para incontinência e artigos de higiene feminina ou produtos médicos tais como curativos, são produzidas grandes quantidades de ácido (met)acrílico de alta pureza. Isto torna necessário para os produtos acima descritos que os processos de produção do ácido (met)acrílico sejam submetidos a uma ou mais etapas de purificação. Na produção industrial do ácido (met)acrílico, estas etapas de purificação são geralmente uma ou mais destilações. Apesar da destilação como método de purificação ser bem difundida em escala industrial e foi há muito comprovada como purificação destilativa, os dímeros ou oligômeros freqüentemente são formados em função do aquecimento do ácido (met)acrílico a ele associado.Para converter estes dímeros de ácido(met)acrílico e/ou oligômeros no respectivo monômero, a técnica anterior proporciona uma série de sugestões.

Por exemplo, o documento de patente Sho 61-36501 B2 descreve um partição térmico do ácido acrílico dimérico com a destilação simultânea do ácido acrílico monomérico espalhado. Isto leva a uma separação de uma grande parte de componentes de alto ponto de ebulição, mas permite a concentração do ácido maléico, do anidrido do ácido maléico e da protoanemonina, que podem formar ao mesmo tempo impurezas em adição ao ácido (met)acrílico e dímeros e/ou oligômeros, quase inalterados. 0 fluxo então trabalhado é alimentado no processo para a produção do ácido (met)acrílico e causa um enriquecimento da protoanemonina, do ácido maléico e do anidrido maléico no ácido acrílico fino purificado, que reduz a sua qualidade e é particularmente desvantajoso com relação a um outro processamento deste ácido acrílico em polimerização radicalar tendo em vista que estas impurezas favorecem a quebra da cadeia e as reações de transferência em polimerização radicalar.

Além disso, o documento de patente EP 0 887 334 Al descreve um processo para reciclo de ácido acrílico a partir de uma composição que compreende dímeros de ácido, ácido acrílico e ácido maléico, em que primeiro, o ácido acrílico é separado em um dispositivo de destilação e oproduto de fundo obtido na destilação, que é enriquecido com dimeros de ácido acrílico e que o ácido acrílico é convertido em um dímero em um reator de partição.

Finalmente, o produto de fundo obtido no reator de partição do dímero é conduzido de volta para o dispositivo de destilação. Uma redução da concentração da protoanemonina não é mencionada, apesar da protoanemonina ser ocultada no processamento posterior do ácido acrílico. Além disso, o arranjo descrito no documento de patente EP 0 887 334 Al em que um reator de partição de dímero subseqüentemente conectado e o reciclo parcial da corrente de topo do reator de partição de dímero dentro do dispositivo de destilação pré-conectado leva a um aumento desnecessário do fluxo de alimentação dentro do dispositivo de destilação e assim necessita de um tamanho maior do dispositivo de destilação.

Portanto, a presente invenção possui como objetivo pelo menos aliviar parcialmente ou completamente superar as desvantagens que se apresentam no estado da técnica.

Outro objetivo da presente invenção é trabalhar economicamente as impurezas que estão presentes no ácido (met)acrílico cru, tal como dimeros e/ou oligômeros e também ácido maléico, anidrido maléico e protoanemonina durante a purificação.Além disso, outro objetivo da presente invenção é o de conseguir a conversão dos dimeros de ácido(met)acrílico e/ou oligômeros em ácido (met)acrílico com um reduzido enriquecimento das outras impurezas tais como, por exemplo, o ácido maléico, o anidrido maléico ou a protoanemonina.

Um outro objetivo da presente invenção compreende proporcionar um dispositivo para a geração de ácido (met)acrílico de alta pureza que consegue a purificação de ácido (met) acrílico impuro a uma alta pureza com um pequeno gasto de energia, com um mínimo possível de quebras de operação e uma operação mais ambientalmente amigável com a menor perda possível de ácido (met)acrílico na forma de ácido (met)acrílico dimérico ou ácido (met)acrílico trimérico ou altos oligômeros.

Além disso, a presente invenção possui o objetivo de proporcionar um processo e um dispositivo em que o risco de polimerização descontrolada do ácido (met)acrílico durante a produção e em particular durante a purificação do ácido (met)acrílico é reduzida.

Além disso, um objetivo da presente invençãocompreende melhorar, por ajustes adequados do processo epor melhorias do dispositivo, a produção de ácido(met)acrílico de tal forma que a produção de produtosquímicos que utilizam polímeros de ácido(met)acrílico ou que são baseados em (met)acrílico seja melhorada.

As reivindicações independentes proporcionam pelomenos uma contribuição para a solução de uma parte destes objetivos e serão também ilustrados mais detalhadamente a seguir. Outras modalidades vantajosas e melhorias são mostradas nas respectivas reivindicações dependentes e a descrição seguinte, que pode respectivamente ser aplicada individualmente ou combinada de qualquer forma uma com a outra.

O processo para a produção de ácido (met)acrílico, de acordo com a presente invenção, compreende as etapas de

a) síntese da fase de ácido (met)acrílico cru;

b) preparação destilativa da fase de ácido (met)acrílico cru para obter;

uma fase de ácido (met)acrílico, e

uma fase de dímero compreendendo dímeros de ácido (met)acrílico ou oligômeros de ácido (met)acrílico ou ambos;c) partição de pelo menos uma parte dos dímeros do ácido (met)acrílico ou dos oligômeros do ácido (met)acrílico ou ambos a partir da fase de dímeros para obter um ácido (met)acrílico compreendendo uma fase de baixa ebulição, e

uma fase de alta ebulição compreendendo pelo menos um ácido (met)acrílico do que a fase de baixa ebulição;

d) separação de pelo menos uma parte do ácido (met)acrílico a partir da fase de baixa ebulição por meio de cristalização pela formação de um ou mais cristais para obter

um ácido (met)acrílico puro, e - um resíduo.

A fase de ácido (met)acrílico crua compreende ácido (met)acrílico preferivelmente dentro da faixa de 1 a 80% em peso, pref erivelmente dentro da faixa de 5 a 75% em peso, sendo ainda mais preferivelmente dentro da faixa de 7 a 70% em peso, respectivamente com base na fase de ácido (met)acrílico crua. Os outros componentes da fase de ácido (met)acrílico podem, por outro lado, ser veículos tais comosolventes, por exemplo, água ou aromáticos com ebulição acima do ácido (met)acrílico ou gases de carreamento ou pelo menos dois dos componentes acima. Além disso, fase de ácido (met)acrílico freqüentemente compreende impurezas tais como dímeros ou oligômeros de ácido (met)acrílico, aldeídos, por exemplo, ácido de acetaldeído, furfural ou benzaldeído, ácido propiônico, ácido acético, ácido maléico, anidrido maléico ou protoanemonina.O teor de aldeído freqüentemente fica dentro da faixa de 100 a 2000ppm, particularmente preferido dentro da faixa de 200 a 1000 ppm, o teor de ácido maléico e anidrido maléico dentro de uma faixa de 200 a 1000 ppm, o teor de ácido maléico e anidrido maléico dentro de uma faixa de 500 a 5000 ppm, particularmente preferido dentro da faixa de 1000 a 2000ppm, o teor de dímeros ou oligômeros dentro da faixa de 0,01 a 2% em peso, particularmente preferido dentro de uma faixa de 0,2 a 0,6% em peso, o teor de ácido acético dentro de uma faixa de 0,2 a 10% em peso, particularmente preferido de 0,2 a 10% em peso, sendo particularmente preferido de 2 a 4% em peso, o teor de água dentro de uma faixa de 10 a 50% em peso, particularmente preferido de 30 a 40% em peso, o teor de ácido propiônico sendo menor do que 0,1% em peso, particularmente preferido de menos de 0,05% em peso e o teor de protoanemonina dentro de uma faixa de 100 a l000ppm , particularmente preferido dentro de uma faixa de 100 a 200 ppm. As quantidades em peso (em ppm ou em %p/p) são respectivamente baseadas no peso total da fase de ácido acrílico cru.É preferido no processo de acordo com a invenção que a síntese de acordo com a etapa a) é selecionada a partir de um grupo que consiste de i. oxidação em fase gasosa; ii. desidratação de uma molécula orgânica compreendendo pelo menos um grupo OH, opcionalmente seguido de oxidação, preferivelmente uma oxidação em fase gasosa; iii. uma oxidação em fase líquida.

0 caminho de síntese da oxidação em fase gasosa é geralmente conhecido por aqueles versados na técnica e descrito, entre outros, no documento de patente EP 1 319 648 Al. Para a desidratação, além da glicina, um ácido hidroxicarboníIico tal como ácido lático, ou o ácido α-hidroxipropiônico são adequados como molécula orgânica compreendendo pelo menos um grupo OH.

Se a glicerina for utilizada como tal molécula, a acroleína se forma na reação de desidratação, que pode subseqüentemente ser submetida a uma oxidação, tanto uma oxidação de fase gasosa ou uma oxidação de fase líquida, preferivelmente uma oxidação de fase gasosa, para obter o ácido acrílico. Para o caso do ácido α-hidroxipropiônico, o ácido acrílico é obtido diretamente por meio de desidratação. As condições de desidratação adequadas são conhecidas por aqueles versados na técnica e podem também ser encontradas, por exemplo, no documento de patente DE 102 01 783 Al.Em um outro aspecto do processo de acordo com a presente invenção, é preferido que o procedimento de destilação de acordo com a etapa b) ocorra pelo menos duas etapas de destilação uma seguida da outra. Para esta finalidade, a maioria da fase de ácido (met)acrílico cru -geralmente vinda da absorção ou coluna de partição - é alimentada dentro da primeira coluna de destilação para realização da primeira etapa de destilação, a fase rica em ácido (met)acrílico é submetida a uma outra etapa de destilação. Em geral a preparação destilativa ocorre em duas ou três etapas de destilação, em que as etapas de destilação entre a etapa de absorção e/ou partição e a etapa de partição c) são preferidas. A fase de ácido (met)acrílico obtida na preparação destilativa do ácido (met)acrílico cru preferivelmente compreende pelo menos 90% em peso, particularmente preferido dentro da faixa de 92 a 99,9% em peso e sendo ainda mais preferivelmente dentro da faixa entre 95 e 99,8% em peso de ácido (met) acrílico, respectivamente com base na fase de ácido (met) acrílico. A fase dimérica que assim forma a fase de ácido (met)acrílico durante a preparação destilativa é preferivelmente baseada em 1. de 0,1 a 75% em peso, particularmente preferido de 5 a 70 % em peso e sendo ainda mais preferivelmente de 10 a 65% em peso de ácido (met)acrílico monomérico;de 1 a 90 % em peso, particularmente preferido de 10 a 40% em peso e sendo ainda mais preferivelmente de 20 a 30% em peso de dimeros de ácido (met)acrílico;

de 1 a 25% em peso, particularmente preferido de 2 a 20% em peso e sendo ainda maispreferivelmente de 5 a 15% em peso de trímeros de ácido (met)acrílico;

de 0 a 20% em peso, particularmente preferido de1 a 10 % em peso e ainda mais pref erivelmente de2 a 8% em peso de água;

de 1 a 92% em peso, particularmente preferido de 10 a 75% em peso e sendo ainda mais preferivelmente de 40 a 57% em peso de oligômeros que são maiores do que os trímeros de ácido (met)acrílico, bem como;

de 1 a 20% em peso, particularmente preferido de 2 a 15% em peso e sendo ainda mais pref erivelmente de 5 a 10% em peso de outros compostos diferentes dos compostos dos itens 1, 2,3,4 e 5, como produtos secundários em particular anidrido maléico,em que a soma dos componentes dos itens 1 a 6 totaliza 100% em peso.

É também preferido no processo de acordo com a presente invenção que a partição, de acordo com a etapa c), ocorra termicamente. Para este fim, as temperaturas dentro da faixa variam de 50 a 500°C, preferivelmente dentro da faixa de 150°C a 400°C e sendo particularmente preferido dentro da faixa de 250°C a 300°C sendo particularmente 10 adequado. É também comprovado como vantajoso realizar a partição a uma pressão dentro da faixa de 0,1 a l.000 bar, particularmente dentro de uma faixa de 0,1 a 1.000, particularmente preferido dentro a uma pressão dentro de uma faixa de 10 a 800bar e sendo ainda mais preferido a uma pressão dentro da faixa de 80 a 600bar. Assim, é preferido em um processo de acordo com a presente invenção que a partição, de acordo com a etapa c) , ocorra a uma pressão que é diferente da pressão ambiente. A pressão ambiente é presentemente a pressão verificada no local do dispositivo de partição devido às respectivas condições climáticas. O tempo de residência da fase de dimero durante a partição em uma área de partição adequada preferivelmente fica dentro de uma faixa de 0,1 a lh, preferivelmente dentro de uma faixa de 1 segundo a 15 minutos e sendo ainda mais 25 preferivelmente dentro de uma faixa de 1 minuto a 10 minutos.De acordo com uma modalidade do processo deacordo com a invenção, a partição ocorre na presença de um agente de partição, preferivelmente na presença de água como agente de partição. A água e os dimeros de ácido (met)acrílico ou oligômeros de ácido (met)acrílico são preferivelmente utilizados em uma razão de peso água: dimeros de ácido (met)acrílico e/ou oligômeros de ácido (met) acrílico dentro de uma faixa de 0,01: 1 a 10:1, particularmente preferido dentro da faixa de 0,1:1 a 8:1 e sendo mais preferivelmente dentro de uma faixa de 0,5:1 a 6:1.

Em um aspecto particular do processo de acordo com a presente invenção, a água é utilizada em uma quantidade molar que é no máximo 90%, preferivelmente no máximo 80% e sendo ainda mais preferivelmente no máximo 50% da quantidade molar do ácido (met)acrílico que é produzido na forma dimérica ou oligomérica (duas moléculas de ácido (met)acrílico em um dímero, três moléculas de ácido (met)acrílico em um trímero, etc.).

Em outra modalidade particular do processo de acordo com a presente invenção, a água é utilizada em uma quantidade molar que é pelo menos 50% preferivelmente pelo menos 80% e sendo mais preferivelmente pelo menos 90% da quantidade molar do ácido (met)acrílico que é produzido na forma dimérica ou oligomérica.Em geral, aqueles versados na técnica determinam a quantidade de água como agente de partição que é necessária para a própria partição por meio de experimentos anteriores adequados. Então, uma pessoa versada na técnica irá continuar a adicionar água até que a pressão e as condições de temperatura selecionadas, tão completa seja a partição quanto possível, tenha ocorrido e/ou até também com adição posterior de água, não seja observada a formação de ácido (met)acrílico monomérico.

No caso da produção e processamento de ácido acrílico, a formação de fase de baixa ebulição na partição compreende dímeros de ácido acrílico e trímeros de ácido acrílico preferivelmente na quantidade total dentro de uma faixa de O a 10% em peso, particularmente preferido em uma quantidade total na faixa de 0,1 a 5% em peso e sendo mais preferivelmente em uma quantidade total dentro de uma faixa de 0,5 a 1% em peso, respectivamente com base no peso da fase de baixa ebulição.

A fase de alta ebulição compreende pelo menos 5% em peso, preferivelmente pelo menos 10% em peso e sendo mais preferivelmente 20% em peso do ácido (met)acrílico menos do que a fase de baixa ebulição.

É também preferido no processo de acordo com a presente invenção que pelo menos uma parte da fase de baixa ebulição na etapa d) seja conduzida como um filme fluidosobre a fonte fria. Neste contexto, é preferido que a fonte fria possua uma temperatura de superfície dentro da faixa de -40°C a 5°C, preferivelmente dentro da faixa de -20°C a 0°C e sendo ainda mais preferivelmente dentro de uma faixa de -10°C a -1°C. A condução do filme fluido sobre a superfície fria é preferivelmente entendida tal que a fonte fria compreende uma superfície que entra em contato com o filme fluido durante a sua respectiva condução. É também preferido que o filme fluido, por outro lado seja conduzido sobre a fonte fria por gravidade. Além disso, isto corresponde a uma modalidade da presente invenção que o filme fluido é conduzido sobre a fonte fria por ação de uma bomba. É também particularmente preferido no processo de acordo com a presente invenção que o filme fluido seja movido por meio de gravidade. É particularmente preferido que no processo de acordo com a presente invenção que pelo menos uma parte do filme fluido esteja presente como um filme de escorrimento.

Como fonte fria, principalmente todos os dispositivos refrigeradores que parecem adequados para aqueles versados na técnica são considerados.

Então a fonte fria pode estar presente na forma gasosa, em que o fluxo de gás frio é soprado através de um filme fluido ou o filme fluido é conduzido através do fluxo de gás. É, entretanto, preferido de acordo com a invenção que a fonte fria seja designada de acordo com a invençãoque a fonte fria seja projetada com uma

superfície sólida. É também preferido de acordo com a presente invenção que a fonte fria seja formada pelo menos de forma planar. Desta forma, o filme fluido pode entrar em 5 contato com uma área pelo menos parcialmente formada da superfície fria para transferir friagem da fonte fria para o filme fluido. Esta medida também torna possível que um ou mais cristais de pelo menos um componente do filme fluido possa formar na superfície da fonte fria. Em um aspecto preferido de acordo com a invenção, a camada de cristal é formada desta forma na superfície da fonte fria, sobre pelo menos áreas parciais nas quais por sua vez o filme fluido possa fluir.

É também preferido no processo de acordo com apresente invenção que pelo menos parte dos cristais seja submetida a um processo de transpiração ou "sweating". Este processo de "sweating" é geralmente conseguido quando a temperatura dos cristais é lenta e suavemente aumentada. Preferivelmente, este aumento de temperatura ocorre um pouco acima do ponto de cristalização ou do ponto de fusão dos cristais. O ponto de cristalização ou o ponto de fusão dos cristais é preferivelmente aumentado em pelo menos 1°C, sendo particularmente preferido de 2 a 20°C e sendo mais 25 preferivelmente de 1,5 a 5°C.

Em geral, durante o processo de sweating, é tomado cuidado com os cristais postos a transpirar não sãofundidos totalmente, mas a maioria apenas em umapequena quantidade. Esta quantidade preferivelmente é de pelo menos 20% em peso, particularmente preferido de pelo menos 10% em peso e sendo mais preferivelmente de pelo menos 5% em peso da quantidade de cristal antes do inicio da transpiração.

É preferido também no processo de acordo com a presente invenção que os cristais sejam fundidos após a transpiração. A fusão ocorre, em comparação à transpiração, a uma temperatura maior do que a temperatura de transpiração. Preferivelmente, a temperatura de fusão fica em pelo menos 1°C, preferivelmente pelo menos 5°C e ainda mais preferivelmente pelo menos 10°C acima da temperatura de transpiração. As medidas de temperatura podem ser feitas na superfície limite entre a superfície fria e os cristais. Em conexão com a purificação do ácido acrílico, é preferido que a temperatura de fusão fique dentro de uma faixa de 15 a 50°C, particularmente preferido de 30 a 40°C.

É também preferido no processo de acordo com a presente invenção que o resíduo da etapa d) seja pelo menos parcialmente separado pela cristalização posterior na etapa e) em

uma fase rica em ácido (met)acrílico; e

uma fase de impureza.No contexto da cristalização posterior, é preferido no processo de acordo com a invenção que a fase rica em ácido (met)acrílico é pelo menos parcialmente conduzida dentro do 5 processo da etapa d) . Com esta medida é conseguida uma clara melhora no fator de entrada do processo.

O dispositivo, de acordo com a invenção, para a produção de ácido (met)acrílico compreende, conectados ^^ 10 reciprocamente de uma forma fluido condutora,

a) uma área de síntese;

β) à jusante da área de síntese, uma área de preparação destilativa, compreendendo uma zona de fundo formada na região inferior da área e a área de preparação;

Y) à jusante da zona de fundo, um container de pressão aquecível compreendendo uma região superior e uma região inferior;

δ) à jusante da região superior, uma área de cristalização compreendendo uma primeira saída e pelo menos uma outra saída.

Conectados em uma maneira condutora de fluido, significa, de acordo com a presente invenção, que oscomponentes individuais do dispositivo e as unidadessão conectadas juntas de tal forma que os fluidos, gases e sólidos podem ser transportados entre componentes individuais.

Preferivelmente isto ocorre por meio de sistemas de operação de dutos condutores de fluidos ou gases.

Preferivelmente, esta área de síntese é projetada, de acordo com os requisitos das respectivas partes de síntese, a serem realizadas em uma forma que é familiar àqueles versados na técnica. No caso da oxidação em fase gasosa, a área de síntese compreende dois reatores conectados um ao outro e que compreende um catalisador de estado sólido, que está presente tanto como pó ou como camada ou como uma combinação destes, preferivelmente em placas ou em tubos, que são pref erivelmente arranjados em feixes. No caso da desidratação por glicerina, dois reatores conectados um a outro estão assim presentes. 0 primeiro é formado como um reator de desidratação na forma de um contêiner de pressão. 0 segundo reator para conversão de acroleína em ácido acrílico é assim projetado, como já descrito para a oxidação em fase gasosa. Para a desidratação do ácido alfa-hidroxipropiônico em ácido acrílico, apenas um reator é necessário.

A área de processamento destilativo é preferivelmente projetada como uma ou mais coluna de destilação, que é preferivelmente conectada, particularmente no caso daoxidação em fase gasosa em uma área de partição e/ou

absorção.

A área de partição é também caracterizada como partidor dimérico e é feita de materiais resistentes à pressão conhecidos por aqueles versados na técnica, tais como aço inoxidável. É, em particular, projetado de tal forma que pode ser operado a pressões de pelo menos bar e temperaturas de pelo menos 200°C. A área de partição é, 10 adicionalmente, preferivelmente resistente à corrosão.

No contexto da área de cristalização, é preferido que esta compreende uma unidade pelo menos parcialmente planar. Esta unidade pode consistir de um, dois ou mais elementos. 1É então preferido, de acordo com uma modalidade, formar a unidade de resfriamento a partir de tubos, pelos quais o produto a ser resfriado flui através de tais tubos no interior e na área externa flui um atente de resfriamento ou aquecimento ao redor dos tubos. Em um outro aspecto, as unidades de resfriamento planares estão presentes como placas, que podem estar também arranjadas em séries de placas. Estas placas podem por sua vez compreender espaços ocos. Por outro lado, o produto a ser resfriado pode fluir através destes espaços ocos. Neste caso, as placas seria levadas a uma temperatura respectivamente adequada por meio de um meio de resfriamento ou de aquecimento que passa pelas superfícies externas destas placas. Em uma outra forma, o produto a ser resfriado pode ser conduzido passadaas superfícies externas das placas pelas quais um agente de resfriamento ou de aquecimento flui através das aberturas das placas.

É também preferido, de acordo com a invenção que a área de cristalização compreende pelo menos uma unidade de aquecimento relativamente planar. É adicionalmente preferido de acordo com a invenção que a área de cristalização compreenda pelo menos uma unidade de resfriamento parcialmente planar. É também preferido em uma outra modalidade da presente invenção que a área de cristalização compreenda pelo menos uma unidade de aquecimento/resfriamento planar. Ao proporcionar uma unidade de aquecimento/resfriamento na área de cristalização, é possível seguir uma formação de cristal na unidade de aquecimento/resfriamento com um processo de transpiração e fusão. É, portanto, particularmente preferido de acordo com a invenção que na área de cristalização, a unidade de aquecimento/resfriamento seja formada na mesma locação. Isto pode ocorrer, por exemplo, por meio de um tubo, que acomoda o produto a ser resfriado neste interior e que pode ser fluido ao redor da porção externa tanto pelo agente de aquecimento quanto pelo agente de resfriamento. Desta forma, em uma e na mesma seção de tubo, pode ocorrer tanto um resfriamento para formação de cristal como um processo de aquecimento para transpiração ou fusão. É particularmente preferido que as áreas de cristalização de acordo com a invenção com as partes deinstalação úteis ara a operação são comercialmente

disponíveis pela Company Sulzer Chemtech AG, Switzerland (Suíça).

Em um outro aspecto do dispositivo de acordo com a invenção, este também compreende à jusante de pelo menos uma outra saída, uma outra unidade de cristalização. Como unidade de cristalização, todas as unidades de cristalização parecem adequadas para aqueles versados na técnica, entre outras aquelas comercializadas por Sulzer Chemtech AG ou também por Niro Process Technology BV (da Holanda). A área de cristalização é preferivelmente conduzida dinamicamente, i.e., continuamente, enquanto que a unidade de cristalização é operada estaticamente também caracterizado como em batelada.

É também preferido no processo de acordo com apresente invenção que um dispositivo de acordo com ainvenção seja utilizado. O processo de acordo com ainvenção para a produção de um polímero compreende as seguintes etapas:

I) produção de um ácido (meta) de acordo com um processo de acordo com a invenção,

II) polimerização de uma fase de monômoero compreendendo este ácido (met)acrílico puro para obter uma fase de polímero, eIII) processamento de uma fase de polímero para obter um polímero.

O polímero de acordo com a invenção é preferivelmente um superabsorvente, neste caso é recomendado que o monômero do ácido acrílico seja pelo menos parcialmente neutralizado com uma base, preferivelmente hidróxido de sódio e que o reticulador esteja presente durante a polimerização. Outros detalhes referentes ao superabsorvente podem ser encontrados em adição à referência acima citada em Buchholz in DE 40 20 780 Cl. Isto é, também não é absolutamente necessário para o processo de polimerização de acordo com a invenção apenas utilizar o ácido (met)acrílico puro a partir do processo de acordo com a invenção. O processamento da fase de polímero pode ocorrer por meio de precipitação em um solvente de precipitação que não dissolve o polímero formado, por meio de secagem ou por destilação do solvente utilizado na polimerização de acordo com métodos familiares àqueles versados na técnica.

Além disso, a invenção refere-se a fibras, folhas, artigos formados, alimentos ou aditivos para alimentos, produtosfarmacêuticos, cosméticos, espumas,superabsorventes, artigos de higiene, papel, couro ou aditivos têxteis, compreendendo ou com base no ácido (met)acrílico obtido de acordo com um processo de acordo com a invenção ou compreendendo ou com base em um polímeroobtido de acordo com um processo de polimerização de acordo com a invenção.

Em adição, a presente invenção refere-se ao uso de um ácido (met)acrílico obtido de acordo com um processo de acordo com a invenção ou de um polímero obtido de acordo com um processo da presente invenção ou um polímero obtido de acordo com um processo de polimerização de acordo com a invenção em ou para fibras, folhas, artigos formados, alimentos ou aditivos para alimentos, produtos farmacêuticos, cosméticos, espumas, superabsorventes, artigos de higiene, papel, couro ou aditivos têxteis.

Neste contexto, é destacado o uso do ácido (met)acrílico, em particular o ácido acrílico, produzido de acordo com o processo de acordo com a invenção, na produção de polímeros superabsorventes. Estes superabsorventes são preferivelmente utilizados como artigos de higiene tais como fraldas, produtos para incontinência e artigos de higiene feminina. Presentemente, o superabsorvente é preferivelmente incorporado durante o processo geralmente conhecido por aqueles versados na técnica em elementos absorventes, conhecidos também como núcleos. Tais núcleos são, por sua vez, arranjados entre uma folha de topo permeável a líquido e uma folha de fundo normalmente impermeável a líquido nos artigos de higiene.Além disso, a presente invenção é ilustrada na

forma de exemplos por figuras não limitativas.

A Figura 1 ilustra uma representação esquemática do dispositivo de acordo com a invenção.

Na Figura 1 um dispositivo de produção 1 compreende uma área de síntese 2 que compreende por exemplo no caso da produção de ácido acrílico, um receptor de acroleína 15 para a oxidação em fase gasosa do propeno e um reator de ácido acrílico 16 para a oxidação em fase gasosa da acroleína. Uma unidade de partição 17 é conectada ao reator de ácido acrílico. 0 ácido acrílico cru formado assim é transferido para uma área de processamento 3 com uma primeira coluna 18 seguida de uma segunda coluna 19. Em uma área de fundo 4 na outra coluna 19 é conectado um contêiner de pressão que funciona como um partidor de dímeros. 0 ácido acrílico purificado (AA) deixa a outra coluna 19 via saída topo. Em uma região superior 6 do contêiner de pressão 5, uma área de cristalização 8 é conectada. As impurezas (HE) formadas durante a partição são descarregadas de uma região de fundo 7 do contêiner de pressão 5. Através da primeira saída 9, o ácido acrílico purificado obtido na área de cristalização 8 é descarregado. Em uma outra saída 10 da área de cristalização 8, uma unidade de cristalização 11 é conectada, fora da qual as impurezas são descarregadas e uma fase rica em ácido acrílico é conduzida em retorno paraa área de cristalização 8. A área de cristalização 8

compreende uma unidade de cristalização 8 compreende uma unidade de resfriamento 12, uma unidade de aquecimento 13 e uma unidade de aquecimento/resfriamento 14 sobre a qual um filme de escorrimento 20 é conduzido, fora do qual os cristais 21 podem ser fundidos.

LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA

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Claims

1. Processo para a produção de ácido (met)acrílico, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:a) síntese da fase de ácido (met)acrílico cru;b) preparação destilativa da fase de ácido (met)acrílico cru para obter:uma fase de ácido (met)acrílico, euma fase de dímero compreendendo dímeros de ácido (met)acrílico ou oligômeros de ácido (met)acrílico ou ambos;c) partição de pelo menos uma parte dos dímeros do ácido (met) acrílico ou dos oligômeros do ácido (met) acrílico ou ambos a partir da fase de dímeros para obter:um ácido (met)acrílico compreendendo uma fase de baixa ebulição, euma fase de alta ebulição compreendendo menos ácido (met) acrílico do que a fase de baixa ebulição;d) separação de pelo menos uma parte do ácido (met)acrílico a partir da fase de baixa ebulição por meio de cristalização pela formação de um ou mais cristais para obterum ácido (met)acrílico puro, eum resíduo.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte da fase de baixa ebulição na etapa d) é conduzida como um filme fluido sobre uma fonte fria.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte do filme fluido está presente como um filme de escorrimento.

4. Processo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a fonte fria é formada pelo menos de maneira parcialmente planar.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte dos cristais é submetida à transpiração.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os cristais são fundidos após a transpiração.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a etapa a) é selecionada a partir de um grupo que compreende:i) oxidação de fase gasosa;ii) desidratação de uma molécula orgânica compreendendo pelo menos um grupo OH, opcionalmente seguido de oxidação;iii) oxidação de fase liquida.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o processamento destilativo de acordo com a etapa b) ocorre em pelo menos duas etapas de destilação consecutivas.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a partição de acordo com a etapa c) ocorre termicamente.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a partição de acordo com aetapa c) ocorre sob uma pressão que é diferente da pressão ambiente.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações Ia 10, caracterizado pelo fato de que o resíduo da etapa d) é pelo menos parcialmente separado por uma cristalização posterior na etapa e) emuma fase rica em ácido (met)acrílico, euma fase de impurezas.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de que a fase rica em ácidomet)acrílico é parcialmente alimentada na etapa de processo d).

13. Dispositivo (1) para a produção de ácido (met)acrílico, caracterizado pelo fato de que compreende, conectado um ao outro em uma forma condutora de fluido:a) uma área de síntese (2);β) à jusante da área de síntese (2), uma área de preparação destilativa (3), compreendendo umazona de fundo (4) formada na região inferior da area e a area de preparação;γ) à jusante da zona de fundo (4), um container de pressão aquecivel (5) compreendendo uma região superior (6) e uma região inferior (7),δ) à jusante da região superior (6), uma área de cristalização (8) compreendendo uma primeira saida (9) e pelo menos uma outra saída (10) .

14 . Dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda ε) à jusante de pelo menos uma outra saída (10), uma outra unidade de cristalização (11).

15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a área de cristalização (8) compreende uma unidade de resfriamento (12), a qual é pelo menos parcialmente planar.

16. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pelo fato de que a área de cristalização (8) compreende uma unidade de aquecimento (13) pelo menos parcialmente planar.

17. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado pelo fato de que a area de cristalização (8) compreende pelo menos uma unidade de aquecimento/resfriamento (14) pelo menos parcialmente planar.

18. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que é utilizado o dispositivo (1) como definido em qualquer uma das reivindicações 13 a 17.

19. Processo para a produção de um polímero, caracterizado pelo fato de que as etapas de:I) produção de um ácido (meta)acrílico puro como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12 ou 18;II) polimerização de uma fase de monômero compreendendo este ácido (met)acrílico puro para obter uma fase de polímero;III) processamento de uma fase de polímero para obter um polímero.

20. Fibras, folhas, artigos formados, alimentos ou aditivos para alimentos, produtos farmacêuticos, cosméticos, espumas, superabsorventes, artigos de higiene, papel, couro ou aditivos têxteis, caracterizados pelo fato de que compreendem ou são à base do ácido (met) acrílico obtenível pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12 ou 18 ou compreendendo ou à base dopolímero obtenivel pelo processo como definido na reivindicação 19.

21. Uso do ácido (met)acrílico obtenivel pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12 ou 18 ou do polímero obtenivel pelo processo como definido na reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que é em fibras, folhas, artigos formados, alimentos ou aditivos para alimentos, produtos farmacêuticos, cosméticos, espumas, superabsorventes, artigos de higiene, papel, couro ou aditivos têxteis.