BRPI0708837A2 - processos para a preparaÇço de um hidroperàxido alquilarila e de um àxido de alquileno, e, instalaÇço industrial para a remoÇço de materiais bÁsicos de um afase orgÂnica - Google Patents

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BRPI0708837A2
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Wan Shi Foong
Raymond Lawrence June
Chao-Yuan Kho
Mohammad Azmi Bin Othman
Hoi-Yan Yuen
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Shell Int Research
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Abstract

PROCESSOS PARA A PREPARAÇçO DE UM HIDROPERàXIDO DE ALQUILARILA E DE UM àXIDO DE ALQUILENO, E, INSTALAÇçO INDUSTRIAL PARA A REMOÇçO DE MATERIAIS BÁSICOS DE UMA FASE ORGÂNICA. Processo para a preparação de um hidroperóxido orgânico, cujo processo compreende: (a) a oxidação de um composto orgânico para obter um produto da reação orgânico que contém hidroperóxido orgânico; (b) misturação de pelo menos parte do produto da reação orgânico da etapa (a) com uma solução aquosa básica para obter uma mistura de solução aquosa básica e o produto da reação orgânico; (c) a separação da mistura da etapa (b) para obter uma fase orgânica separada, que contém hidroperóxido orgânico e uma fase aquosa separada; (d) misturação de pelo menos parte da fase orgânica separada da etapa (c) com água para obter uma mistura de uma fase aquosa e a fase orgânica; e (e) a separação da mistura da etapa (d) para obter uma fase orgânica separada, que contém hidroperóxido orgânico e uma fase aquosa separada; em cujo processo a separação a uma fase orgânica separada e uma fase aquosa separada na etapa (e) é realizada com a ajuda de um coalescedor que contém fibras de vidro. Processo para a preparação de óxido de alquileno em que é usado o hidroperóxido orgânico preparado acima e instalação industrial para a realização do processo acima.

Description

"PROCESSOS PARA A PREPARAÇÃO DE UM fflDROPERÓXIDO DEALQUILARILA E DE UM ÓXIDO DE ALQUILENO, E, INSTALAÇÃOINDUSTRIAL PARA A REMOÇÃO DE MATERIAIS BÁSICOS DE UMAFASE ORGÂNICA"Campo técnico da invenção
A presente invenção refere-se a um processo para a preparaçãode um hidroperóxido orgânico, a uma instalação industrial para o mesmo e aum processo em que tal hidroperóxido orgânico é usado na preparação de umóxido de alquileno.Fundamentos da invenção
A US-A-5. 883.268 descreve um processo para a preparaçãode óxido de propileno que compreende a peroxidação de etilbenzeno. Amistura da reação de peroxidação pode estar em contato com uma base aquosaem uma quantidade suficiente para neutralizar os componentes ácidos.Subseqüentemente a mistura resultante pode apresentar separação de fase emfases aquosas e orgânicas (hidrocarbonáceas) separadas. A fase orgânica, quecontém um pouco de base, pode ser lavada com água para separar os materiaisbásicos. No processo da US-A-5.883.268 a água foi extraída da fase orgânica.
A W0-A-03/066584 descreve um processo para a preparaçãode um produto que contenha hidroperóxido de alquilarila. Neste processotambém uma fase aquosa precisa ser separada de uma fase aquosahidrocarbonácea. A separação na W0-A-03/066584 pode ser realizada emparte com a ajuda de um coalescedor.
A presença de materiais básicos residuais, tais como sais desódio, em uma fase orgânica que compreende um hidroperóxido orgânicopode causar problemas no processamento subseqüente do hidroperóxido orgânico.
A melhoria da remoção de tais materiais básicos, tambémpermite que sejam usadas maiores quantidades de base para a neutralização dequaisquer componentes ácidos na mistura da reação de peroxidação. Pelamelhoria da eficiência da remoção do material básico, a remoção doscomponentes ácidos pode portanto também ser melhorada.
Desse modo é desejável que se forneça um processoaperfeiçoado para a preparação de um hidroperóxido orgânico, em que aremoção de materiais básicos pode ser melhorada.
Sumário da invenção
Foi agora verificado que a remoção dos materiais básicos podeser melhorada pela separação da fase aquosa da fase orgânica com a ajuda deum coalescedor que contenha fibras de vidro. Surpreendentemente verificou-se que as fibras de vidro funcionam bem no ambiente hostil do processo deacordo com a invenção e é observada uma pequena corrosão.Conseqüentemente, a presente invenção fornece um processo para apreparação de um hidroperóxido orgânico, cujo processo compreende:
(a) a oxidação de um composto orgânico para obter umproduto da reação orgânico que contém hidroperóxido orgânico;
(b) a misturação de pelo menos parte do produto da reaçãoorgânico da etapa (a) com uma solução aquosa básica para obter uma misturade solução aquosa básica e o produto da reação orgânico;
(c) a separação da mistura da etapa (b) para obter uma faseorgânica separada, que contém hidroperóxido orgânico e uma fase aquosaseparada;
(d) a misturação de pelo menos parte da fase orgânica separadada etapa (c) com água para obter uma mistura de uma fase aquosa e da faseorgânica; e
(e) a separação da mistura da etapa (d) para obter uma faseorgânica separada, que contém hidroperóxido orgânico e uma fase aquosaseparada; em cujo processo é realizada a separação a uma fase orgânicaseparada e a fase aquosa separada na etapa (e) é realizada com a ajuda de umcoalescedor que contém fibras de vidro.
As fibras de vidro geralmente não são usadas em processosnos quais elas são postas em contato com compostos fortemente básicos ouácidos em vista da possível corrosão das fibras. Isto torna muitosurpreendentemente que fibras de vidro funcionem em no presente processo.
Além disso o uso de fibras de vidro torna possível limitar otempo e o espaço necessários para que a fase orgânica e a fase aquosa sesedimentem. No passado tal separação da fase orgânica e da fase aquosaprecisou de uma instalação que incluísse um recipiente separado parasedimentação seguido por um recipiente de separação que inclua possíveiscoalescedores. A presente invenção torna possível o uso de um único vaso deseparação, que compreenda coalescedores e uma zona de sedimentação, talque não seja necessário um recipiente separado anterior antes da entrada emum vaso de separação.
O hidroperóxido orgânico fornecido pelo processo de acordocom a invenção pode ser usado vantajosamente em um processo para apreparação de um óxido de alquileno, cujo processo compreende a preparaçãode uma fase orgânica, que contém hidroperóxido orgânico de acordo com oprocesso acima e a uma outra etapa de contato de pelo menos parte da faseorgânica obtida, que contém o hidroperóxido orgânico, com um alqueno paraobter um óxido de alquileno e um álcool orgânico.
Além do citado acima, a presente invenção também forneceuma instalação industrial para a remoção de materiais básicos provenientes deuma fase orgânica que contém hidroperóxido orgânico, cuja instalaçãocompreende um misturador para misturação da fase orgânica com água e umrecipiente de separação ligado diretamente ou indiretamente ao misturadorpara a separação da mistura obtida em uma fase orgânica purificada, quecontém hidroperóxido orgânico e uma fase aquosa; em que o misturador é ummisturador estático e um recipiente de separação compreende um ou maiscoalescedores que contêm fibras de vidro.Figuras
A invenção é ilustrada pelas seguintes figuras:
Figura 1: Instalação industrial para um processo de acordocom a invenção;
Figura 2A: fibras de vidro antes do uso de acordo com apresente invenção (fibras de vidro novas)
Figura 2B: fibras de vidro depois do uso de acordo com apresente invenção (fibras de vidro gastas).
Descrição detalhada da invenção
O composto orgânico usado no processo da a presenteinvenção podem em princípio ser qualquer composto. Exemplos decompostos orgânicos adequados incluem compostos de alquilarila ecompostos de alquila terciários. Os compostos de alquilarila que são os maisfreqüentemente usados são compostos de benzeno que contenham pelo menos1 substituinte alquila cujo substituinte alquila contém desde 1 até 10 átomosde carbono, de preferência desde 2 até 8 átomos de carbono. De preferência, ocomposto de benzeno contém em média desde 1 a 2 constituintes. Oscompostos de alquilarila mais preferidos são etilbenzeno, cumeno e di (iso-propil) benzeno. Os compostos de alquila terciários que podem ser usadosincluem butano terciário (isto é, 2-metil propano). Mais preferivelmente aindao composto orgânico é o etilbenzeno. Quando for usado o etilbenzeno comoum composto orgânico, o processo pode ser usado para preparar ohidroperóxido de etilbenzeno.
A oxidação do composto orgânico na etapa a) do processo deacordo com a invenção pode ser realizada por qualquer processo adequadoconhecido na técnica. A oxidação é de preferência realizada por contato docomposto orgânico com um gás que contém oxigênio, tal como, por exemplo,o ar. A oxidação pode ser realizada na fase líquida na presença de umdiluente. Este diluente é de preferência um composto que seja líquido sob ascondições da reação e não reaja com os materiais de partida e com o produtoobtido. No entanto, o diluente também pode ser um compostonecessariamente presente durante a reação. Por exemplo, se o alquilarila foretilbenzeno o diluente pode ser etilbenzeno também. Em uma modalidadepreferida o processo pode assim ser usado para preparar uma solução dohidroperóxido de etilbenzeno em etilbenzeno. Em uma outra modalidadepreferida o produto de oxidação é subseqüentemente concentrado, porexemplo, por meio de destilação instantânea.
Além do hidroperóxido orgânico desejado, é criada uma amplafaixa de contaminantes durante a oxidação de compostos orgânicos. Embora amaior parte dos mesmos esteja presentes em pequenas quantidades, foiverificado que a presença dos ácidos orgânicos especialmente às vezes causaproblemas no uso posterior dos hidroperóxidos orgânicos. Como descrito naUS-A-5.883.268, um processo de redução da quantidade de contaminantes é ocontato do produto da reação que contém hidroperóxido orgânico com umasolução aquosa de metal alcalino (isto é, uma base aquosa). No entanto, ocontato com a solução aquosa de metal alcalino introduz uma certaquantidade de metal alcalino no produto da reação que contém hidroperóxidoorgânico. Embora a quantidade de ácidos orgânicos possa ser diminuída pelalavagem do metal alcalino, a quantidade de contaminantes de metal alcalino éaumentada.
Na etapa (b) do processo da presente invenção, pelo menosparte do produto da reação orgânico, cujo produto contém hidroperóxidoorgânico, é misturada com uma solução aquosa básica para obter umamistura. Como resultado pelo menos parte dos subproduto ácido orgânicopode ser neutralizada.
De preferência, essencialmente todo o produto da reaçãoorgânico é misturado com uma solução aquosa básica.Por misturação entende-se que o produto da reação orgânico ea solução aquosa básica são postos em contato entre si de uma maneira tal queseja obtida uma mistura dos dois. Por misturação pode ser criada uma grandeárea interfacial entre o produto da reação orgânico e a solução aquosa, o quepermite a transferência de massa. A misturação na etapa (b) pode ser realizadade qualquer maneira conhecida da pessoa perita para ser adequada para um talum processo, inclusive, por exemplo, por meio de um misturador estático, umtanque agitado ou por meio de dispositivos de contato fibrosos.
De preferência é usada uma solução aquosa básica que contémum ou mais compostos de metal alcalino. As fontes de álcali adequadas parauso na solução aquosa de metal alcalino incluem hidróxidos de metal alcalino,carbonatos de metal alcalino e bicarbonatos de metal alcalino. Exemplosdestes compostos são NaOH3 KOH, Na2CO3, K2CO3, NaHCO3 e KHCO3. Emvista de sua pronta disponibilidade, é preferível usar NaOH e/ou Na2CO3. Aquantidade de metal alcalino presente na solução aquosa de metal alcalinopode variar amplamente. De preferência são usadas as concentrações de desde0,01 até 25% em peso/peso de metal alcalino e mais preferivelmenteconcentrações de 0,1 até 10% em peso/peso de metal alcalino com base nasolução aquosa total.
Em uma modalidade preferida a etapa (b) compreende adispersão da solução aquosa básica em pelo menos parte do produto da reaçãoorgânico, tal que a mistura obtida seja uma dispersão de gotículas de soluçãoaquosa básica em uma fase orgânica.
Na etapa (c) a mistura obtida na etapa b) é separada em umafase orgânica, que contém hidroperóxido orgânico e uma fase aquosa. Aseparação pode ser realizada de qualquer maneira conhecida da pessoa peritana técnica. De preferência a separação é realizada por separação de fase, porexemplo por utilização de recipientes para sedimentação.
Na etapa (d), pelo menos parte da fase orgânica separada daetapa anterior é lavada com água. Mais preferivelmente, essencialmente todaa fase orgânica obtida na etapa anterior é lavada com água. A água pode serágua limpa porém de preferência consiste pelo menos parcialmente de águaresidual. A lavagem será geralmente realizada.com a ajuda de umacombinação de água doce, água de reciclagem e opcionalmente água residualadicional obtida em outras etapas do presente processo.
Esta lavagem é realizada por misturação de pelo menos parteda fase orgânica com água para obter uma mistura de uma fase aquosa e dafase orgânica na etapa (d).
Por misturação entende-se que a fase orgânica da etapa (c) e aágua estão em contato entre si de uma maneira tal que seja obtida uma misturadas duas.
Em uma modalidade preferida a etapa (d) compreende adispersão da água em pelo menos parte da fase orgânica obtida na etapa (c),tal que a mistura seja obtida como uma dispersão de gotículas de água emuma fase orgânica.
Aqui a seguir a mistura da fase orgânica e da fase aquosaobtida na etapa (d) é separada de novo na etapa (e).
Dependendo da quantidade de contaminantes presentes na faseorgânica que contém o peróxido orgânico, a combinação da etapa do processo(d) e (e) pode ser realizada uma ou várias vezes. Em uma modalidadepreferida a seqüência das etapas (d) e (e) é repetida uma ou mais vezes. Serepetidas, as etapas (d) e (e) são de preferência repetidas uma ou duas vezes,perfazendo um total de duas a três etapas de lavagem (d) e etapas deseparação (e).
De acordo com a invenção pelo menos uma das etapas (e) érealizada com a ajuda de um coalescedor que contenha fibras de vidro. Depreferência todas as etapas (e) presentes no processo são realizadas com aajuda de um coalescedor que contém fibras de vidro.De preferência, a etapa (d) que precede a etapa (e) em que éusado um coalescedor que contém fibras de vidro, é realizada a uma razão devolume específica. Quando a etapa (e) for realizada com a ajuda de umcoalescedor que contém fibras de vidro, a razão de volume da fase aquosapara fase orgânica na etapa (d) está de preferência na faixa de desde 1:100 até1:2. Mais preferivelmente, a razão de volume em tal etapa (d) está na faixa dedesde 1:10 até 1:3, mais preferivelmente ainda na faixa de desde 1:8 até 1:4.
A misturação na etapa (d) pode ser realizada de qualquermaneira conhecida da pessoa perita para sèr adequada para um tal processo,inclusive, por exemplo, por meio de um misturador estático, um tanqueagitado ou por meio de dispositivos fibrosos de contato. Em uma modalidadepreferida, no entanto, a fase orgânica e a fase aquosa são misturadas de umamaneira controlada com turbulência suficiente. De preferência, portanto, afase orgânica é posta em contato com a água na etapa (d) por meio de ummisturador estático.
O mecanismo de misturação de um misturador estático diferedos mecanismos em outros tipos de misturadores tal como, por exemplo, umtanque agitado. Os misturadores estáticos fornecem um tempo de contatomais longo entre as duas fases a uma alta turbulência e como resultado podeser obtida uma distribuição mais uniforme do tamanho da gotícula com ummisturador estático do que, por exemplo, com um tanque agitado. Isto é, o usode um misturador estático resulta em uma melhor capacidade de controle damistura e do tamanho da gotícula. O misturador estático pode ser qualquermisturador estático conhecido da pessoa perita na técnica. Exemplos demisturadores estáticos adequados são, por exemplo, descritos em "Mixing inthe processo industries" por N. Harnby e outros. Em uma modalidadepreferida o misturador estático é operado de uma maneira tal que seja obtidauma queda de pressão sobre o misturador estático que excede 0,05, depreferência excedendo 0,1 bar.De preferência o misturador estático contém na faixa de desde1 até 30 elementos de misturação, mais preferivelmente desde 2 até 20elementos e mais preferivelmente ainda de 3 a 12 elementos. Como ilustradopor N. Harnby e outros, o elemento de misturação é geralmente um tubo quecompreende obstáculos, por exemplo chicanas, que provocam variaçõesdescontínuas ou contínuas na direção do escoamento. Os obstáculos causamintensa turbulência. Para fins práticos os elementos são de preferênciacolocados em uma seqüência tal que a direção varie de elemento paraelemento.
O diâmetro do misturador estático pode variar amplamente.
Para fins práticos o diâmetro do misturador estático varia entre 2 milímetros e2 metros.
Quando se precede uma etapa (e) em que é usado umcoalescedor que contém fibras de vidro, a etapa (d) de preferênciacompreende a misturação da fase orgânica e a água de uma maneira tal queseja obtido um tamanho específico de gotícula. Mais preferivelmente épreparada uma dispersão em uma tal etapa (d) que compreende gotículas quetêm um tamanho médio de gotícula de Sauter na faixa de desde 30 até 300micrômetros. Mais preferivelmente, as gotículas têm um tamanho médio degotícula de Sauter na faixa de desde 50 até 250 micrômetros. O tamanhomédio de gotícula de Sauter pode ser determinado pelo método como descritono artigo de Streiff e outros. "New Fundamentais for Liquid-LiquidDispersion Using Static Mixers", Mixing IX, 1997. São medidas aspropriedades da mistura, tais como viscosidade, tensão superficial, densidadee vazão, sendo que subseqüentemente o tamanho da gotícula pode sercalculado, por exemplo, pela equação (9) mencionada neste artigo.
As gotículas são de preferência gotículas de água dispersas nafase orgânica.
As gotículas com os tamanhos médios de gotículamencionados acima podem vantajosamente ser obtidas usando-se ummisturador estático.
Em uma modalidade preferida, a etapa (e) compreendepermitir que a fase orgânica e a fase aquosa se fundem, por exemplo, pelaformação de grandes gotículas, em um coalescedor e subseqüentemente parapermitir que as fases se separem em uma zona de sedimentação. Pelautilização do coalescedor a separação é acelerada. Em tal caso, a etapa (e) depreferência compreende:
(1) tratar a mistura obtida na etapa d) em uma coalescedor quecontenha fibras de vidro para se obter uma mistura que compreenda gotículascom um maior tamanho da gotícula;
(2) permitir que a mistura que compreende as gotículas comum maior tamanho da gotícula, obtida na etapa (1), se sedimentem em umazona de sedimentação para se obter uma fase orgânica separada e uma faseaquosa separada;
(3) remover a fase orgânica e a fase aquosa da zona desedimentação.
Pelo aumento do tamanho da gotícula por coalescência podeser obtida uma primeira (parcial) separação de fase na etapa (1) que leva emconta uma melhor separação na etapa (2). A zona de sedimentação pode umrecipiente para sedimentação separado ou uma zona de sedimentaçãointegrada ao mesmo recipiente como um coalescedor. De preferência é usadoum vaso de separação que compreende tanto um coalescedor como uma zonade sedimentação.
No caso de grandes volumes o coalescedor podevantajosamente ser precedido por uma zona de sedimentação adicional. Emum tal caso a etapa e) compreende uma etapa de sedimentação adicional (0)em que a mistura é deixada sedimentar na zona de sedimentação em uma faseorgânica e em uma fase aquosa, depois disso as duas fases sendo separadas.De preferência, a fase orgânica separada, que contém ainda gotículas de águaali dispersas, é depois disso tratada com a ajuda de um coalescedor quecontém fibras de vidro na etapa (1).
O uso de uma tal etapa de sedimentação adicional se tornaespecialmente vantajoso quando for utilizada uma mais alta razão de volumeda fase aquosa para fase orgânica. É especialmente vantajoso quando a razãode volume da fase aquosa para a fase orgânica na etapa (d) estiver na faixa dedesde 1:8 até 1:4.
A fibra de vidro a ser aplicada na presente invenção pode serqualquer fibra de vidro. De preferência, no entanto, a fibra de vidro é livre deaditivos que contenham fósforo e/ou enxofre. Foi verificado que, em algumcaso, estes aditivos podiam conduzir a um aumento da decomposição dohidroperóxido orgânico. As fibras de vidro preferidas são fibras feitas devidro que contêm menos do que 1000 ppm em peso de enxofre elementar,baseado na quantidade total de vidro. A quantidade de fósforo elementar,baseada na quantidade total de vidro, é, de preferência no máximo de 1000ppm em peso. Mais preferivelmente ainda a quantidade de enxofre elementaré de no máximo 290 ppm em peso ao passo que adicionalmente a quantidadede fósforo elementar é de no máximo 250 ppm em peso.
Podem ser usados quaisquer tipos de fibras de vidroconhecidos da pessoa perita na técnica. Exemplos de tipos de vidro adequadosincluem vidro do tipo A (isto é, vidros de silicato de cal soldada), vidro dotipo C (isto é, vidros de borossilicato de cálcio), vidro do tipo D (isto é, vidrosde borossilicato com uma baixa constante dielétrica), vidro do tipo E (isto é,vidros de alumina-cálcio- borossilicato com um teor máximo de álcali de 2%em peso/peso), ECRGL AS S® (isto é, um vidro de aluminossilicato decálcio), vidro do tipo AR (isto é, vidros resistentes a álcali compostos desilicatos alcalinos de zircônio), vidro do tipo R (isto é, vidros dealuminossilicato de cálcio) e vidro do tipo S-2 (isto é, vidros dealuminossilicato de magnésio). Destes o vidro do tipo C, ECRGLASS® e ovidro do tipo R são preferidos por causa de sua resistência à corrosão comácido e o vidro AR é especialmente preferido por causa de sua resistência aálcali. Em uma outra modalidade vantajosa foi usada o vidro do tipo E. Foi verificado vantajosamente que quanto foi usado o vidro do tipo Esurpreendentemente ocorreu pequena corrosão do vidro.
Isto foi ilustrado pelas figuras dos exemplos. A espessura dasfibras de vidro pode variar amplamente.
De preferência, no entanto, o diâmetro do fibras de vidropermanece na faixa de desde 0,1 até 50 micrômetros. Mais preferivelmente odiâmetro das fibras de vidro permanece na faixa de desde 1 até 20micrômetros e até mesmo mais preferivelmente na faixa de desde 5 até 15micrômetros.
Em uma modalidade preferida, as fibras de vidro podem serentrelaçadas com outros materiais, tal como, por exemplo fibras de açoinoxidável ou fibras de Teflon. O uso de um entrelaçamento, por exemplo,com aço inoxidável ou com material de Teflon é vantajoso pois o Teflon ou oaço inoxidável irá suportar as fibras de vidro e evita que as fibras de vidrofiquem compactadas sob a pressão do fluxo. Especialmente preferida é umacombinação de finas fibras de vidro, por exemplo, que tenham um diâmetrona faixa de desde 1 até 20 mícrons, em combinação com fibras mais grossasde Teflon, por exemplo, que tenham um diâmetro na faixa de desde 20 até 40mícrons ou fibras de aço inoxidável, por exemplo, que tenham um diâmetrona faixa de desde 250 até 300 mícrons.
Se desejado, também podem ser usadas combinações de leitosde materiais diferentes. Por exemplo, um ou mais leitos que consistem defibras de vidro podem ser combinados com um ou mais leitos de um outromaterial ou de um co-entrelaçamento de materiais.
Por um coalescedor entende-se um meio para ajudar acoalescência de uma primeira fase misturada em uma outra fase. Maisespecificamente um coalescedor pode ser entendido como sendo um meio emque uma dispersão é forçada através de um meio para coalescência, usadopara a coalescência e a separação de gotículas finamente dispersas. Pode serentendido que o meio para coalescência funcione mantendo as gotículasdispersas durante um tempo suficientemente longo para que elas formemgotículas de tamanho suficiente para se sedimentarem. No processo de acordocom a invenção pode ser entendido que as fibras de vidro são um tal meiopara coalescência.
O coalescedor pode, por exemplo, estar presente na forma deum cartucho para o coalescedor, isto é, um recipiente que contém fibras emarranjos específicos. Em um outro exemplo o coalescedor pode estar presentena forma de um leito de coalescedor, isto é, uma "tela" de fibras de malha, detecido ou prensada, que está fixa em um recipiente de separação, às vezestambém denominado coalescedor de placa.
O coalescedor para uso na presente invenção pode ser qualquercoalescedor que se sabe ser adequado para um perito na técnica.
O coalescedor será freqüentemente colocado dentro de umvaso de separação, isto é, um recipiente no qual possa ser realizada aseparação da fase aquosa e da fase orgânica. Os vasos de separação em quepode ser usado o coalescedor incluem recipientes verticais ou horizontais. Depreferência é usado um vaso de separação horizontal.
Um vaso de separação pode compreender um ou maiscoalescedores. De preferência, um vaso de separação compreende desde 1 até10, mais preferivelmente desde 1 até 5 coalescedores.
Tais coalescedores podem estar localizados em um tal vaso deseparação de qualquer maneira conhecida do perito na técnica. Por exemplo,tais coalescedores podem estar localizados horizontalmente, diagonalmenteou verticalmente em um vaso de separação. Em uma modalidade preferida oscoalescedores estão localizados essencialmente verticalmente, enquanto que amistura de fase orgânica e aquosa escoa através dos coalescedores em umadireção essencialmente horizontal através de um vaso de separaçãoessencialmente horizontal. Em uma outra modalidade preferida oscoalescedores estão localizados essencialmente horizontalmente, enquantoque a mistura of de fase orgânica e aquosa escoa através dos coalescedoresem uma direção essencialmente vertical através de um vaso de separaçãoessencialmente vertical.
Os coalescedores podem estar localizados em qualquer localdentro do vaso de separação, por exemplo na metade superior de um vaso deseparação horizontal; sobre todo o comprimento de um vaso de separaçãohorizontal ou na metade inferior de um vaso de separação horizontal. Em umamodalidade preferida pelo menos um coalescedor está colocadoessencialmente verticalmente sobre todo o comprimento de um vaso deseparação essencialmente horizontal. Em uma modalidade especialmentepreferida um vaso de separação é um recipiente essencialmente paraseparação horizontal que compreende um ou dois coalescedores sobre toda aseção transversal de um vaso de separação localizado de uma maneiraessencialmente vertical na metade a montante de um vaso de separação e quecompreende ainda um ou dois coalescedores sobre parte da seção transversalde um vaso de separação, localizado de uma maneira essencialmente verticalna metade a montante de um vaso de separação. Os coalescedores localizadosà montante da metade de um vaso de separação de preferência se estendemdesde o topo de um vaso de separação até menos do que 9/10, de preferênciamenos do que 4/5 e mais preferivelmente menos do que 2/3 da altura do vasode separação, deixando uma passagem aberta no fundo do vaso de separação.
Os vasos de separação podem conter um coalescedor porexemplo na forma de um coalescedor em placa ou de um coalescedor decartucho. O uso de cartuchos pode ser vantajoso se for desejado uma maiorárea de contato. Uma maior área de contato permite menores velocidadesespaciais.
Exemplos de coalescedor adequados são, por exemplo,descritos em "Liquid-Liquid coalescer Design Manual" da ACS Industries,
LP, Houston, Texas, USA.
Um ou mais coalescedores em placas ou em cartuchos podeser usado em um vaso de separação. Por exemplo, um vaso de separação podecompreender uma combinação de um primeiro e de um segundo coalescedorem placa ligado entre si na frente do vaso de separação e uma combinação deum terceiro e um quarto coalescedor em placa ligados entre si em umasegunda localização mais a jusante no recipiente.
Como indicado acima, o coalescedor em placas e/ou emcartuchos pode ser aplicado de uma maneira horizontal ou vertical.
Se desejável, a mistura de fase orgânica e aquosa pode serfiltrada através de um filtro antes do contato com as fibras de vidro. Taisfiltros geralmente têm aberturas de no máximo 20 micrômetros, depreferência de no máximo 10 micrômetros.
O coalescedor para uso na presente invenção, pode ser usadoda maneira convencional como é sabido por aqueles peritos na técnica. Ecostumeiro monitorar a queda de pressão sobre um coalescedor durante aoperação. Se a queda de pressão se tornar inaceitável, o coalescedor pode serlimpo, por exemplo por retro-lavagem.
A separação da fase orgânica e da fase aquosa na etapa (e) é depreferência realizada de uma maneira contínua. De preferência a misturaobtida na etapa (d) é alimentada para um vaso de separação na etapa (e) a umavelocidade na faixa de desde 0,01 até 10,0 cm/s, mais preferivelmente nafaixa de desde 0,1 até 3,0 cm/s.
A pressão usada durante a separação pode variar amplamente.A separação é de preferência realizada na fase líquida de preferência a umapressão na faixa de desde 0,01 até 80 bar, mais preferivelmente em uma faixade desde 0,1 até 17 bar. De preferência, a separação da fase orgânica e da faseaquosa na etapa (e) é realizada a uma temperatura de entre 0 0C e 150 0C,mais preferivelmente a uma temperatura na faixa de desde 20 0C até 100 0C emesmo mais preferivelmente na faixa de desde 40 0C até 8 0C. Em umamodalidade vantajosa o calor pode ser recuperado das etapas anteriores doprocesso, por exemplo por recuperação do calor das etapas a) ou b), cujo calorpode ser aplicado na etapa e).
Em uma modalidade especialmente preferida o resfriamento éaplicado na etapa b) de lavagem com cáustico por uma troca de calor com aetapa e).
A fase orgânica separada, que compreende o hidroperóxidoorgânico, obtido na etapa (e), pode vantajosamente ser usada em um processopara a preparação de óxido de alquileno de acordo com a invenção.
O alqueno usado em um tal processo é de preferência umalqueno que compreenda desde 2 até 10 átomos de carbono e maispreferivelmente um alqueno que compreende desde 2 até 4 átomos decarbono. O óxido de alquileno preparado correspondente de preferênciatambém compreende desde 2 até 10 átomos de carbono e maispreferivelmente desde 2 até 4 átomos de carbono respectivamente. Exemplosde alquilenos que podem ser usados incluem eteno, propeno, 1-buteno e 2-buteno, com os quais podem ser preparados o óxido de etileno, o óxido depropileno e os óxidos de butileno correspondentes.
O processo de acordo com a invenção é especialmentevantajoso para a preparação de óxido de propileno. Portanto, o alqueno maispreferido é o propeno, com o qual pode ser preparado o óxido de propilenocorrespondente.
Em uma etapa (f) adicional do processo, pelo menos parte deuma fase orgânica que contém o hidroperóxido orgânico, obtido de umprocesso como descrito aqui acima, pode estar em contato com um alquenopara obter um óxido de alquileno. O hidroperóxido orgânico é convertido emseu álcool correspondente. De preferência esta reação é realizada na presençade um catalisador. Um catalisador preferido para tal processo compreendetitânio sobre sílica e/ou silicato. Outros catalisadores preferidos estãodescritos na EP-A-345856. A reação geralmente se processa a temperaturas epressões moderadas, em particular a temperaturas na faixa de desde 25 até200 0C, de preferência na faixa de desde 40 até 135 0C. A pressão precisa nãoé crítica desde que ela seja suficiente para manter a mistura da reação comoum líquido ou como uma mistura de vapor e líquido. Em geral, as pressõespodem estar na faixa de desde 1 até 100 bar, de preferência na faixa de desde20 até 80 bar.
O óxido de alquileno pode ser separado do produto da reaçãode qualquer maneira que se saiba ser adequada para um perito na técnica. Porexemplo, o produto da reação líquido pode ser processado por destilaçãofracionada e/ou por extração seletiva. O solvente, o catalisador e qualqueralqueno ou hidroperóxido que não reagiram podem ser reciclados parautilização adicional.
De preferência, o composto orgânico para uso na presenteinvenção é o etilbenzeno, que é convertido na etapa (f) em 1-fenil-etanol. Se ocomposto orgânico for o etilbenzeno tal processo geralmente tambémcompreende: (g) a separação de pelo menos parte do 1- fenil-etanol da misturada reação obtida na etapa (f) e (h) convertendo o 1- fenil-etanol obtido naetapa g) em estireno.
Os processos que podem ser usados para esta etapa foramdescritos na WO 99/42425 e na WO 99/42426. No entanto, em princípio podeser usado qualquer processo adequado conhecido de algum perito na técnica.
A presente invenção é adicionalmente ilustrada pelos seguintesexemplos.Exemplos 1-13
Em um reator, foi insuflado ar através do etilbenzeno. Oproduto obtido foi concentrado como para obter uma mistura que contémaproximadamente 26% em peso do hidroperóxido de etilbenzeno (EBHP)dissolvido em etilbenzeno. Adicionalmente, os subprodutos ácidos orgânicos,que incluem aproximadamente 66 ppm em peso de ácidos fórmico e acético,72 ppm em peso de ácido propiônico e 2843 ppm em peso de ácido benzóico,estavam presentes nesta mistura.
A mistura que contém EBHP foi neutralizada com umasolução aquosa de aproximadamente 0,5% em peso de hidróxido de sódio.Subseqüentemente foram separadas uma fase orgânica e uma fase aquosa.
A fase orgânica obtida foi posta em contato com uma correnteaquosa em uma instalação como ilustrada na figura 1. A fase orgânica (quecontém o EBHP dissolvido em etilbenzeno) (101) foi posta em contato comuma corrente aquosa (102) e misturada em um misturador estático (103). Amistura obtida pelo misturador (103) foi alimentada a um vaso de separaçãohorizontal (104) que compreende um dispositivo para leito de coalescência(105) verticalmente disposto em um vaso de separação, cada dispositivo paraleito de coalescência contendo fibras de vidro do tipo E com um diâmetro de10 mícrons. Em um vaso de separação a mistura foi separada em uma correntede fase orgânica purificada (106) e uma corrente aquosa que contém resíduobásico (107). Parte da corrente aquosa foi reciclada (108) e parte foi removidada instalação por uma extração aquosa (109). Foi providenciada umareposição por uma corrente aquosa limpa (110). A eficiência de remoção édeterminada pela medida da quantidade (ppm em peso baseado na misturainteira) de sódio (CNa) nas misturas respectivamente nas linhas (101)e(106)por espectroscopia de adsorção atômica e calculando a eficiência de acordocom a formula I a seguir:
<formula>formula see original document page 19</formula>Para cada exemplo, a concentração de entrada (ppm em peso) de Na e avelocidade da mistura em linha (101) é fornecida na tabela 1. A eficiência daremoção também foi indicada na tabela 1.
Além da razão em peso da fase orgânica (OR)5 a fase aquosa(AQ) e a corrente aquosa limpa de reposição (CCC) usada em cada exemplo;são indicados na tabela Ia razão em massa da fase orgânica (OR) para faseaquosa (AQ) e o tipo do coalescedor. A fase aquosa foi dispersa na faseorgânica. O tamanho médio da gotícula da fase aquosa foi determinado pelométodo como descrito em Streiff e outros, New Fundamentais for Liquid-Liquid Dispersion Using Static Mixers, MIXING IX, 1997. Os resultadosestão indicados na tabela 1.
Exemplos 14-25
Foram usadas as mesmas instalações e condições do processocomo especificadas nos 1-13. Neste caso, foram usados, no entanto, diversostipos diferentes de materiais para coalescência. Os resultados estãoespecificados na tabela 2. As fibras de vidro do tipo E tinham um diâmetro deaproximadamente 10 mícrons, ao passo que as fibras de Teflon tinham umdiâmetro de em torno de 21 mícrons.
Exemplo 26
Em um processo contínuo de acordo com a presente invençãoforam realizadas as seguintes etapas:
Em uma primeira etapa de tratamento com cáustico, umacorrente de 26% peso/peso do hidroperóxido de etilbenzeno dissolvido emetilbenzeno (solução de EBHP) que contém 0,02 meq/g de ácidos é posta emcontato com uma solução aquosa de em torno de 0,5% peso/peso de NaOH auma temperatura de 60-65 °C.
Subseqüentemente uma fase orgânica e uma fase aquosa sãodeixadas sedimentar, durante 14 minutos de tempo de sedimentação, em umrecipiente horizontal vazio. A razão em peso da solução de EBHP para umasolução aquosa era de 0,22 por contato. O pH da fase aquosa, que sai dorecipiente horizontal vazio era em torno de 8.
80% peso/peso da fase aquosa separada que compreende asolução aquosa de NaOH foram reciclados para entrarem em contatonovamente com uma solução nova de EBHP. Os 20% peso/peso restantesforam descarregados como água residual e reabastecidos com águaproveniente da etapa de lavagem a seguir e uma solução nova de cáustico quecompreende uns 20% peso/peso de NaOH dissolvidos em água. A faseorgânica, que compreende a solução de EBHP, que sai do recipiente comtinha 59 ppm em peso de sódio e o teor de ácido é reduzido até 0,003 meq/g.
Em uma segunda etapa, que é uma primeira etapa de lavagem,uma corrente que compreende a fase orgânica proveniente da primeira etapafoi misturada com uma corrente de água de lavagem em um primeiromisturador estático que cria uma corrente que compreende uma dispersão deágua na fase orgânica com um tamanho médio de gotícula de 150 μπι. Adispersão foi levada para um primeiro vaso de separação horizontal. Amistura foi dividida de maneira justa sobre um coalescedor em placa queconsiste de duas camadas das quais uma era um trançado de malha de fio deaço inoxidável e fiberglass e a outra era um trançado de malha de fio de açoinoxidável e Teflon. Cada camada tinha uma espessura de 30,5 cm e juntas asduas camadas formavam um coalescedor em placa de 61 cm de espessura.
Subseqüentemente houve a separação de fases em faseorgânica e fase aquosa. A fase orgânica foi levada através de um segundocoalescedor em placa que consiste de duas camadas das quais uma era umtrançado de malha de fio de aço inoxidável e fiberglass e a outra era umtrançado de malha de fio de aço inoxidável e Teflon. Cada camada tinha umaespessura de 30,5 cm e juntas as duas camadas formavam um coalescedor emplaca de 61 cm de espessura.
90% em peso/peso da fase aquosa separada foram recicladosem uma corrente de circulação para entrarem em contato de novo com a faseorgânica nova no primeiro misturador estático. Os 10% em peso/peso de águarestantes para o primeiro misturador estático foi reabastecido com umacorrente de água de lavagem que sai de um segundo vaso de separaçãohorizontal. A corrente da fase orgânica que sai do primeiro vaso de separaçãohorizontal continha 3,5 ppm em peso de sódio.
Em uma terceira etapa, que é uma segunda etapa de lavagem, acorrente de fase orgânica proveniente da etapa de lavagem anterior foimisturada com uma outra corrente de água de lavagem em um segundomisturador estático que cria uma corrente que compreende a dispersão deágua na fase orgânica com um tamanho médio de gotícula de 150 μηι. Adispersão foi levada para um segundo vaso de separação horizontal. Acorrente dispersa foi dividida de maneira justa sobre um coalescedor em placaque consiste de duas camadas de um trançado de malha de fio de açoinoxidável e fiberglass. Cada camada tinha uma espessura de 30,5 cm e juntasas duas camadas formavam um coalescedor em placa de 61 cm de espessurapara a placa de coalescência.
Houve a separação de fases em fase orgânica e fase aquosa. Afase orgânica é conduzida através de um segundo coalescedor em placa queconsiste de duas camadas de um trançado de malha de fio de aço inoxidável efiberglass. Cada camada tinha uma espessura de 30,5 cm e juntas as duascamadas formavam um coalescedor em placa de 61 cm de espessura para aplaca de coalescência.
90% em peso/peso da fase aquosa separada foram recicladosem uma corrente de circulação para entrar em contato de novo com a faseorgânica nova no segundo misturador estático, uma corrente de 10% empeso/peso foi reciclada para o primeiro misturador estático da segunda etapa.Os 10% em peso/peso de água restantes para o segundo misturador estáticoforam reabastecidos com uma corrente de água de lavagem nova. A razão empeso da fase de fase orgânica para água nova era de 25.3:1.
A corrente de fase orgânica que sai do segundo vaso deseparação horizontal continha 0,02 ppm em peso de sódio.
A remoção total eficaz de ácido destas etapas subseqüentes foide 85% e a eficiência da remoção de sólido das etapas combinadas de água delavagem foi de 99,97%.<table>table see original document page 24</column></row><table><table>table see original document page 25</column></row><table>Exemplo 27, corrosão da fibra de vidro
Para estabelecer a extensão da corrosão das fibras de vidro,foram usadas fibras de vidro do tipo E em um primeiro vaso de separaçãohorizontal em uma primeira etapa de lavagem como exemplificado noexemplo 26 durante 4 meses.
A Figura 2A apresenta as fibras de vidro antes do uso (fibrasde vidro novas) e a Figura 2B apresenta as fibras de vidro depois do uso(fibras de vidro gastas).
Como se pode observar, não ocorreu essencialmente corrosãoalguma.

Claims (11)

1. Processo para a preparação de um hidroperóxido orgânico,caracterizado pelo fato de que compreende:(a) a oxidação de um composto orgânico para obter umproduto da reação orgânico que contém hidroperóxido orgânico;(b) a misturação de pelo menos parte do produto da reaçãoorgânico da etapa (a) com uma solução aquosa básica para obter uma misturade solução aquosa básica e o produto da reação orgânico;(c) a separação da mistura da etapa (b) para obter uma faseorgânica separada, que contém hidroperóxido orgânico e uma fase aquosaseparada;(d) a misturação de pelo menos parte da fase orgânica separadada etapa (c) com água para obter uma mistura de uma fase aquosa e a faseorgânica; e(e) a separação da mistura da etapa (d) para obter uma faseorgânica separada, que contém hidroperóxido orgânico e uma fase aquosaseparada;em cujo processo a separação a uma fase orgânica separada euma fase aquosa separada na etapa (e) é realizada com a ajuda de umcoalescedor que contém fibras de vidro.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizadopelo fato de que a seqüência das etapas (d) e (e) é repetida uma ou mais vezes.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado pelo fato de que a razão de volume da fase aquosa para a faseorgânica na etapa (d) está na faixa de desde 1:100 até 1:2.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 3, caracterizado pelo fato de que a mistura obtida na etapa d) é umadispersão que compreende gotículas que têm um tamanho médio de gotículade Sauter na faixa de desde 30 até 300 micrômetros.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 4, caracterizado pelo fato de que as fibras de vidro são fibras de vidro quetêm um diâmetro na faixa de desde 1 até 20 micrômetros.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 5, caracterizado pelo fato de que a misturação na etapa (d) é realizada pormeio de um misturador estático.
7. Processo para a preparação de um óxido de alquileno,caracterizado pelo fato de que compreende preparar uma fase orgânica, quecontém hidroperóxido orgânico de acordo com um processo como definidoem qualquer uma das reivindicações 1 a 6 e uma outra etapa (f) em contatocom pelo menos parte da fase orgânica obtida, que contém hidroperóxidoorgânico, com um alqueno para obter um óxido de alquileno e um álcoolorgânico.
8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que a fase orgânica, que contém o hidroperóxido orgânico, éposta em contato com um alqueno na presença de um catalisador de titâniosobre sílica e/ou silicato.
9. Processo de acordo com a reivindicação 7 ou 8,caracterizado pelo fato de que o composto orgânico é um composto dealquilarila e o hidroperóxido orgânico é um hidroperóxido de alquilarila.
10. Processo para a preparação de um óxido de alquileno deacordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o composto dealquilarila é etilbenzeno e o hidroperóxido orgânico é o hidroperóxido deetilbenzeno e cujo processo também compreende:(g) a separação de pelo menos parte do 1- fenil-etanol damistura da reação obtida na etapa (f) e(h) convertendo o 1- fenil-etanol obtido na etapa g) emestireno.
11. Instalação industrial para a remoção de materiais básicosde uma fase orgânica, que contém hidroperóxido orgânico, caracterizada pelofato de que a instalação compreende um misturador para a misturação da faseorgânica com água; e um vaso de separação conectado diretamente ouindiretamente ao misturador para separar a mistura obtida em uma faseorgânica purificada, que contém o hidroperóxido orgânico e uma fase aquosa;em que o misturador é um misturador estático e o vaso de separaçãocompreende um ou mais coalescedores que contêm fibras de vidro.
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B12B Appeal against refusal [chapter 12.2 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 10/04/2007, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. PATENTE CONCEDIDA CONFORME ADI 5.529/DF, QUE DETERMINA A ALTERACAO DO PRAZO DE CONCESSAO.