BRPI0806117A2 - método e instalação para produção de (meta) acrilato - Google Patents

Abstract

MéTODO E INSTALAçãO PARA PRODUçãO DE (META) ACRILATO. Um método de produção de metacrilato inclui as etapas de obtenção da mistura gasosa de metacrilato, absorção da referida mistura gasosa por água para formar uma mistura solução; introdução da referida mistura solução em uma coluna de destilação, separação de metacrilato impuro da referida mistura solução na referida coluna de destilação, sendo essa solução do referido metacrilato impuro coletada na referida seção de stripping da referida coluna de destilação; e remoção de ácido acético do referido metacrilato impuro para produzir metacrilato. O método reforça de forma eficaz a capacidade de separação da coluna de destilação, reduz a queda de pressão e a temperatura de operação, evita a tendência de polimerização do metacrilato sob alta temperatura, para fazer com que o teor de água da parte inferior da descarga diminua para 0,6%, o teor de ácido acético se reduza para abaixo de 2%, o teor de metil acrílico da fase de água da parte superior da coluna se reduza para 0,5%, desta forma reduzindo o consumo unitário dos produtos de metacrilato e melhorando a qualidade do produto.

Description

MÉTODO E INSTALAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO.

Antecedentes da Presente Invenção

Campo de Invenção

A presente invenção refere-se a um método de produção de (meta)acrilato, e particularmente a uma nova coluna de destilação para separar(meta) acrilato de solução de (meta) acrilato, no qual a seção de retificação dacoluna de destilação usa placa de empacotamento estruturado na seçãosuperior, e bandeja de empacotamento de co-fluxo a jato na seção inferior, asbandejas de empacotamento de co-fluxo a jato tomando 20-80% do total dasplacas da seção de retificação. A seção de stripping usa bandeja de válvulacom guia na seção superior e bandeja de peneira vertical na seção inferior; asbandejas de válvula com guia tomando 20-80% do total das placas da seçãode stripping.

Descrição das Técnicas Relacionadas

E sabido que o método de produção de (meta) acrilato compreendea seleção de pelo menos um composto dentre os compostos C3, comopropano, propileno, álcool isopropílico, glicerol ou acroleína, ou dentrecompostos C4, como isobutano, isobutileno, tert-butanol ou metilpropenal,como matérias-primas para oxidação catalítica de mistura gasosa contendo(meta) acrilato. A mistura gasosa contém matérias-primas não reagidas comopropano, propileno, isobutano e isobutileno, e as impurezas subprodutos dareação como (meta) acroleína, ácido fórmico, ácido acético, formaldeído,acetaldeído, ácidos maléico e propiônico e furíural. A mistura gasosa quecontém (meta) acrilato com matérias-primas não reagidas e impurezassubprodutos é habitualmente coletada como solução de (meta) acrilato pormeio do contato com o solvente de absorção, e o solvente é isolado através dedestilação, e então os componentes com ponto de ebulição baixo e ponto deebulição alto são seletivamente separados, respectivamente. Finalmente, osprodutos (meta) acrilato são obtidos.Há duas tecnologias na produção de acrilato por oxidação depropileno: uma tecnologia utiliza dois processos de oxidação para oxidarpropileno para obter acroleína e oxidar acroleína para obter acrilato, os quaissão executados em diferentes reatores, e sob diferentes condições de reação; aoutra tecnologia utiliza um processo de oxidação que oxida propileno paraobter acrilato diretamente. Para ambas as tecnologias, os reatores sãopreenchidos com mistura de gás como catalistas do grupo Mo, mistura de gáscontendo acrilato usando propileno e ar umidificante como gás dealimentação através de oxidação catalítica; A mistura de gás entra em contatocom água na coluna de absorção, formando solução aquosa de acrilato; asolução aquosa de acrilato é então incorporada a agente azeotrópico adequadopara destilação azeotrópica na coluna de destilação, a mistura azeotrópica deágua, ácido acético e agente azeotrópico é destilada a partir do alto da colunade destilação azeotrópica, para remover a água e a maior parte do ácidoacético da solução aquosa de acrilato, e o acrilato é coletado na parte inferiorda coluna de destilação.

Além destas, outras tecnologias de produção de acrilato tambémpodem ser utilizadas, como a que usa propano em vez de propileno naoxidação catalítica na presença de catalista de óxido complexo do grupo Mo-V-Te ou catalista de óxido complexo do grupo Mo-V-Te [sic]; e usandoisobuteno ou tert-butanol em vez de propileno na oxidação catalítica napresença de catalista de óxido complexo do grupo Mo-Bi-Fe ou catalista deóxido complexo do grupo Mo-V-P.

(Meta) acrilato e seu éster é um composto de ligação duplainsaturado, sua natureza química é muito ativa, e o vinil que ele contém émuito fácil de se auto-polimerizar ou de co-polimerizar com outrosmonômeros. A preocupação principal no projeto de um sistema de destilaçãode (meta) acrilato é evitar a auto-polimerização do (meta) acrilato, porque apolimerização ocorre muito rapidamente e gera muito calor, e uma vezocorrendo é muito difícil de controlar. A temperatura é o fator mais comumde ativação da reação de polimerização e, quanto mais alta, maior o volumede polímeros que será gerado. Portanto, controlar a operação de produção dedestilação de (meta) acrilato a uma temperatura baixa é o fator maisimportante.

(Meta) acrilato é muito fácil de polimerizar. Durante o processo dedestilação acima mencionado, apesar de que a adição de inibidor à soluçãoaquosa de (meta) acrilato pode inibir a polimerização, a solução ainda contémbipolímeros de (meta) acrilato e outros polímeros. Uma vez que essespolímeros são gerados em operação de destilação, uma coluna comempacotamento comum não é adequada para o processo de destilação acimamencionado. Na tecnologia acima mencionada de acrilato cru e destilação demetacrilato cru, a coluna de destilação geralmente usa estrutura de bandeja depeneira com furos grandes sem anteparo. Devido à polimerização (meta)acrilato ocorrer na parte inferior da coluna e na seção de stripping, é adequadopara esta parte usar a bandeja de peneira de perfurações grandes, que é fácilde limpar. Mesmo usando bandeja de peneira de furos grandes na seção deretificação, que não é fácil de polimerizar, certamente afetará a eficiência detoda a coluna, o que reduzirá a capacidade de destilação da coluna.

Çomo na patente da China CNl266050, usa-se coluna dedesidratação para a destilação com desidratação da solução aquosa de (meta)acrilato. O mínimo ideal de 3 placas da coluna de destilação é usado comocoluna de desidratação. Em detalhe, dentro da bandeja de peneira da coluna,placa de fluxo duplo, placa corrugada ou empacotamento metálico Intalòx. Naparte inferior da coluna, a temperatura é de 83-92°C, o teor de ácido acético éde 2,3% e o teor de água é de 0,6%. Como na patente da China CNl477092, onúmero total de placas na coluna de destilação com desidratação é 21. Aseção de retificação da coluna usa bandejas de peneira perfuradas com 11furos grandes com proporção de perfuração de 10-20%. A seção superior daseção de stripping usa 5 bandejas de empacotamento de co-fluxo a jato. Oteor de ácido acético na parte inferior da coluna é controlado abaixo de 2%. Oconsumo de acrilato na parte superior da coluna é menor do que 1,5%. Aqueda de pressão na coluna inteira é mantida em cerca de 6 kPa. Atemperatura da parte inferior da coluna é controlada abaixo de 82°C. Onúmero de placas ideais da coluna inteira é 6. Usar estrutura de bandeja depeneira de furos grandes na seção de stripping é uma solução decompromisso, porque a alta concentração do acrilato facilita a polimerização.

Ela reduz a velocidade de fluxo, limita tremendamente a capacidade deprodução da coluna inteira; ao mesmo tempo, a queda de pressão da seção destripping é relativamente grande. É difícil manter a temperatura de operaçãoda caldeira da coluna em uma faixa mais baixa, e fundamentalmente não sepode resolver o problema da polimerização de acrilato na parte inferior dacoluna. Como na patente da China CNl745055A, a solução aquosa da colunade destilação de acrilato usa 30 bandejas perfuradas sem anteparo de placacorrugada e bandejas perfuradas de placa chata sem anteparo, arranjadas deuma forma tal que cada grupo tem 4 bandejas perfuradas sem anteparo deplaca corrugada e 1 bandeja perfurada de placa chata sem anteparo, arranjadasna direção para cima. Os grupos de bandeja perfurada são arranjados nadireção para cima. O número de placas ideais é 9. A queda de pressão dacoluna inteira é de 6,5 kPa. A temperatura da parte inferior é controladaabaixo de 82°C. O teor de ácido acético na parte inferior da coluna é 2,3%. Oteor de água é 0,6%. O ciclo de operação é de 90 dias.

Objetivos da invenção

Para evitar as desvantagens das invenções acima mencionadas, apresente invenção proporciona uma nova coluna de destilação para separar(meta) acrilato da solução aquosa de (meta) acrilato. A seção de retificação dacoluna de destilação usa bandeja de empacotamento estruturado e/ou bandejade empacotamento de co-fluxo a jato, e a seção de stripping usa bandeja deválvula com guia e/ou bandeja de peneira vertical. A estrutura da coluna dedestilação melhora eficazmente a capacidade de separação, reduz a queda depressão da coluna inteira e a temperatura de operação, e em conseqüênciareduz o consumo unitário de produtos de (meta) acrilato, melhora a qualidadedo produto, mantém alta de forma estável a taxa de recuperação de (meta)acrilato e mantém a coluna de destilação trabalhando de forma contínua eestável em longo prazo.

Esses e outros objetivos, características e vantagens da presenteinvenção se tornarão claros com a descrição detalhada que se segue, osdesenhos que a acompanham e as reivindicações anexas.

Breve Descrição dos Desenhos

A FIG. 1 é o fluxograma da produção de acrilato, no qual (Ml)refere-se ao misturador; (Rl) refere-se ao primeiro reator de oxidação; (Tl)refere-se ao absorvedor; (T2) refere-se ao desidratador de destilaçãoazeotrópica; (T3) refere-se ao stripper de ácido acético; (T4) refere-se à torrede produto acrilato; (T5) refere-se ao reator de craqueamento; (1) refere-se aar; (2) refere-se a vapor; (3) refere-se a propileno; (4) refere-se à misturagasosa de reação de oxidação; (5) refere-se a água; (6) refere-se à soluçãoaquosa de acrilato e (7) refere-se a produtos acrilato.

A FIG. 2 ilustra a configuração estrutural da bandeja de peneiravertical.

A FIG. 3 ilustra a configuração estrutural da bandeja deempacotamento de co-fluxo a jato.

A FIG. 4 é a vista em perspectiva da bandeja da válvula com guia.

A FIG. 5 ilustra a estrutura da torre de destilação, na qual 1 refere-se à seção superior da seção de retificação (empacotamento estruturado); (2)refere-se à seção inferior da seção de retificação (bandeja de empacotamentode co-fluxo a jato); (3) refere-se à alimentação; (4) refere-se à seção superiorda seção de stripping (bandeja da válvula com guia); e (5) refere-se à seçãoinferior da seção de stripping (bandeja de peneira vertical).

Descrição detalhada da configuração preferida

A presente invenção, com a premissa de não comprometer o efeitoda presente invenção, inclui todos os métodos e processos relacionados.Alguns dos processos comuns de produção de (meta) acrilato podem serilustrados, em referência à Fig. 1; um exemplo de acrilato é:

Propano, propileno ou acroleína são misturados com arumidificado no misturador (Ml), e é executada a reação de oxidação catalíticano primeiro reator de oxidação (Rl) e no segundo reator de oxidação (R2). Oacrilato produzido, contendo mistura gasosa, entra no absorvedor (TI), queusa água ou água reciclada para absorver a mistura gasosa contendo acrilato egerar solução aquosa de acrilato. Alimenta-se a solução aquosa de acrilato,que contém acrilato, ácido acético e uma pequena quantidade de ácidofórmico e formaldeído continuamente em um desidratador de destilaçãoazeotrópica (T2). Usa-se solvente azeotrópico como tolueno ehidrocarbonetos aromáticos halogenados para destilar a água, parte do ácidoacético da solução aquosa de acrilato; após ser ainda estratificado pelocondensado na parte superior da coluna, a fase tolueno retorna à coluna dedestilação como refluxo, a fase água é removida e parte da água é usada comoabsorvente no absorvedor do gás de reação de acrilato, e o ácido acéticorestante é removido do acrilato cru na parte inferior da coluna pelo stripper deácido acético (T3). O líquido do fundo entra na coluna de produto acrilato(T4). O produto acrilato é recebido por separação de refinamento. Alimentaros polímeros de acrilato e os componentes pesados de ponto de ebulição altoque contêm o inibidor, gerados por outras unidades como materiais crus, noreator de craqueamento (T5) para recuperação de produtos valiosos.

O método comum de produção de (meta) acrilato tambémcompreende unidades de operação como: unidade de oxidação para propano,propileno ou oxidação catalítica de acroleína para gerar mistura gasosacontendo acrilato; unidade de absorção que usa água ou água reciclada paraabsorver a mistura gasosa contendo acrilato para gerar solução aquosa deacrilato. Uma unidade de extração contém uma solução de extração comotolueno e éster de ácido acético para extrair acrilato da solução aquosa deacrilato. Uma unidade de recuperação é disposta para destilação de acrilato dasolução de extração. Uma unidade de purificação é disposta para destilação deproduto acrilato. Uma unidade de craqueamento de componentes pesados usapolímeros de acrilato e os componentes pesados de alto ponto de ebuliçãocontendo inibidor, gerados por outras unidades como materiais crus, no reatorde craqueamento para recuperação de produtos valiosos.

Além disso, durante o processo de produção de (meta) acrilato,para inibir a formação de polímeros de (meta) acrilato como dímeros, trímerose polímeros quádruplos, habitualmente usa-se um inibidor. O inibidor podeser, por exemplo, compostos fenólicos, de ditiocarbamato de cobre,compostos de fenotiazina e acrilato de cobre. Os compostos deditiocarbamatos de cobre incluem: dialquilditiocarbamato, comodimetilditiocarbamato de cobre, dietilditiocarbamato de cobre,dipropilditiocarbamato de cobre, dibutilditiocarbamato de cobre;alquilidenoditiocarbamato de cobre cíclico como etilidenoditiocarbamato decòbre, tetrametilenoditiocarbamato de cobre, pentametilenoditiocarbamato decobre, hexametilenoditiocarbamato de cobre; oxidi alquilenoditiocarbamatode cobre cíclico como oxidietilidenoditiocarbamato. Os compostos fenólicosincluem hidroquinona, metilidroquina, pirocatecol, resorcinol, fenol, cresol ouhidroquinona monometil éter, etc. Compostos de fenotiazina incluemfenotiazina, di-(a-metil-benzil) fenotiazina, 3,7-di-fenotiaziana, di-(a-dimetil-benzil) fenotiazina, etc.

Com referência à Fig. 5, no processo de destilação, a seção deretificação da coluna de destilação usa bandeja de empacotamento estruturadona seção superior e bandeja de empacotamento de co-fluxo a jato na seçãoinferior. A seção de stripping usa bandeja de válvula com guia na seçãosuperior e bandeja de peneira vertical na seção inferior. Devido à diferença decondições como as propriedades do meio de separação, a proporção de cadatipo de partes internas da coluna pode ser ajustada adequadamente. Asbandejas de empacotamento de co-fluxo a jato tomam 20-80% do total deplacas da seção de retificação, e as bandejas de válvula com guia tomam 20-80% do total de placas da seção de stripping.

A bandeja de empacotamento estruturado usada na seção superiorda seção de retificação pode ser empacotamento cerâmico corrugado,empacotamento de malha metálica, empacotamento cerâmico estruturado ouplaca de onda grande metálica, o uso ótimo sendo o do empacotamentocerâmico corrugado. De acordo com as características de movimento do gásem um canal de fluxo estruturado, o empacotamento tem várias áreas depulsação; na área de pulsação, a direção ascendente do fluxo de ar é alteradade ascendente inclinada para cima para ascendente vertical, a resistência caisubitamente e então a direção ascendente se altera gradualmente parainclinada para cima novamente, a resistência alterando-se de grande parapequena, e então a forma de pequena a grande gera um movimento pulsantedas duas fases vapor-líquido. Os vários pulsos de vapor-líquido noempacotamento podem fortalecer a turbulência do vapor-líquido, melhorandosignificativamente a eficiência de separação e reduzindo a resistência.

Com referência à Fig. 2, a bandeja de peneira tem muitasestruturas. Ela tem furos grandes (como redondos, quadrados, retangulares),acima dos furos estão instaladas várias tampas de bolha correspondentes, etubo de queda. Sobre as bandejas comuns, o fluxo do vapor líquido está emestado de bolha, e entra em contato em fluxo cruzado. Nas bandejas novas, ocontato do fluxo do vapor-líquido está em estado de injeção, como ilustra aFig. 2. O líquido da bandeja superior flui para fora do tubo de queda, passahorizontalmente através das fileiras de tampas de bolha, flui para as tampas debolha através do intervalo inferior. O vapor da bandeja inferior sobe dabandeja perfurada e forma bolhas no líquido, o fluxo do vapor e a membranado líquido intercambiam momento nas tampas de bolha, a bolha líquida éfragmentada em gotas e espumas. Nas tampas de bolha, as fases vapor-líquidoestão em estado turbulento e executam intercâmbio intenso de calor e demassa, e então as duas fases são injetadas horizontalmente dos pequenos furosda parede da tampa de bolha. A fase vapor e as gotas de líquido ficam rolandono espaço entre as bandejas e então se separam. A fase vapor sobe para abandeja de nível superior. Algumas das pequenas gotas de líquido injetadasdas tampas de bolha combinam com outras gotas pequenas e se tornammaiores, e caem sobre a bandeja na forma de gotas grandes de líquido.

Algumas são absorvidas nas tampas de bolha, aglutinando-se e sefragmentando novamente, outras fluem para a fileira seguinte de tampas debolha com o líquido sobre a bandeja ou fluem para fora em torno das tampasde bolha e para a bandeja de nível inferior através do tubo de queda.

Com referência à Fig. 3, a bandeja de co-fluxo a jato é acombinação da bandeja de peneira vertical com a bandeja de empacotamentoestruturado. O gás abaixo da bandeja passa através dos furos para o gásascendente a uma certa velocidade. O líquido sobre a bandeja é extraído pelotubo de extração e pelo intervalo entre as bandejas. O gás e o líquido passamjuntos através do tubo de fluxo para cima, misturam-se e trocam massa pormeio de turbulência intensa, e então fluem o gás e o líquido para os materiaisde alimentação para reforçar ainda mais a troca de massa, e terminar aseparação gás-líquido. O gás sobe para a bandeja superior por diferença depressão. O líquido geralmente cai para cima da bandeja na forma de líquidoclaro, e flui para a bandeja inferior através do tubo de queda. Este processoocorre em cada bandeja, o vapor-líquido está em condições de contracorrentegeral ao longo de toda a seção de retificação, e a operação de co-fluxo emmultiestágio é realizada.

A bandeja de válvula com guia (com referência à Fig. 4) conservaa vantagem das bandejas de válvulas comuns, como alta flexibilidadeoperacional, boas condições de contato vapor-líquido, alta eficiência de trocade massa; ao mesmo tempo, ela supera as desvantagens, como grandegradiente da superfície do líquido, grande quantidade de remistura do líquidosobre a bandeja, região de estagnação na área em arco nos lados da bandeja, aválvula se desgasta facilmente e tem que ser removida, etc. Portanto, abandeja de válvula com guia é diferente da bandeja de válvula comum emestrutura. Em primeiro lugar, há furos de guia com tamanho adequado naválvula, a abertura dos furos de guia tem a mesma direção do fluxo de líquido.

Usar a quantidade de fluxo de gás limitada da válvula com guia para mover olíquido pode reduzir o gradiente da superfície do líquido. Em segundo lugar,as válvulas comuns são redondas, o vapor-líquido flui radialmente e causaremistura significativa do líquido, a qual reduz a eficiência da bandeja. Abandeja de válvula com guia é retangular, apresentando pernas de válvula nosdois lados. O gás flui dos dois lados em vez de radialmente, eperpendicularmente ao fluxo de líquido, o que reduz tremendamente aremistura. Em terceiro lugar, no caso da bandeja de bolha comum, o líquidoflui circularmente na área em arco dos dois lados da bandeja; é chamada deregião de estagnação do líquido. Devido à região de estagnação do líquido, ogás nessa área é como uma linha lateral, raramente tem troca de massa, ecomo resultado a eficiência da bandeja é reduzida. Devido à bandeja deválvula com guia ter um ou dois furos de guia sobre a válvula, o arranjoadequado da válvula pode eliminar a região de estagnação. Uma vez que opercurso na região de estagnação é longo, algumas das válvulas desta regiãotêm dois furos de guia para acelerar o fluxo e equalizar o fluxo de líquidosobre a bandeja. Além disso, a estrutura da válvula com guia é confiável, nãose desgasta facilmente e tem que ser removida, e é segura para operar. Destaforma, a bandeja de válvula com guia tem as vantagens da bandeja de válvulacomum, supera as suas desvantagens, tem boas propriedades de mecânica dosfluidos e de transferência de massa.

A presente invenção proporciona um método de produção de(meta) acrilato destilando (meta) acrilato de uma solução aquosa de (meta)acrilato que está configurado da seguinte forma: o número de bandejas ideaisé no mínimo 3, incluindo a seção de retificação e a seção de stripping. Aseção de retificação usa bandeja de empacotamento estruturado ou bandeja deco-fluxo a jato, ou usa bandeja de empacotamento estruturado na seçãosuperior e usa bandeja de co-fluxo a jato na seção inferior. Os números debandejas de co-fluxo a jato e de bandejas de empacotamento estruturadoguardam a relação de 4:1 a 1:4, a relação ótima sendo de 3:2 a 2:3. A bandejade empacotamento estruturado usada na seção superior da seção de retificaçãopode ser de empacotamento cerâmico corrugado, painel metálico de ondagrande, empacotamento de malha metálica ou empacotamento estruturadocerâmico. A seção de stripping usa bandeja de válvula com guia ou bandejade peneira vertical, ou usa bandeja de válvula com guia na seção superior ebandeja de peneira vertical na seção inferior. O número de bandejas deválvula com guia e de bandejas de peneira vertical guardam a relação de 4:1 a1:4, a relação ótima sendo de 3:2 a 2:3. A altura do anteparo da bandeja de co-fluxo a jato e da bandeja de peneira vertical é de 5-20 mm. A temperatura deoperação da parte inferior da coluna é de 50-90°C, a ótima sendo de 70-85°C.

A queda de pressão da coluna é de 2-10 kPa, a ótima sendo de 3-8 kPa.

Em uma configuração preferida da presente invenção, a seção deretificação da coluna de destilação de (meta) acrilato usa bandeja deempacotamento cerâmico corrugado estruturado, a seção de stripping usabandeja de peneira vertical. Em comparação com uma coluna que usa omesmo número de bandejas de peneira de furos grandes, sob as mesmascondições, o número de bandejas ideais aumenta em 150%. Em outraconfiguração preferida, a seção superior da seção de retificação ainda usabandeja de empacotamento cerâmico corrugado estruturado, e a seção inferiorda seção de retificação usa bandeja de empacotamento de co-fluxo a jato. Aseção de stripping usa bandeja de válvula com guia na seção superior ebandeja de peneira vertical na seção inferior. Neste caso, comparando comuma coluna que usa o mesmo número de bandejas de peneira de furosgrandes, sob as mesmas condições, o número de bandejas ideais aumenta em 120%.

Considerando que a polimerização ocorre com maiorprobabilidade na seção, na presente invenção a seção de stripping usa bandejade válvula com guia na seção superior e bandeja de peneira vertical na seçãoinferior. Esta estrutura não somente tem velocidade de fluxo relativamentemaior e maior eficiência de bandeja, mas também é de fácil limpeza. Aomesmo tempo, aumentar de forma adequada a altura do anteparo da bandejade peneira vertical e da bandeja de empacotamento de co-fluxo a jato reforçaa espessura do líquido, promove o contato líquido-vapor e melhora aeficiência da separação. Abrir furos na parte superior da unidade detransferência de massa reduz a queda de pressão dentro da coluna;comparando com a bandeja de peneira de furos grades, a capacidade dacoluna aumenta em cerca de 50%, o teor de (meta) acrilato na parte superiorda coluna se reduz, assim como se reduz o consumo de materiais.

Configuração 1

A coluna de separação da solução aquosa de acrilato usa coluna dedestilação por descompressão. A altura da coluna é 20.000 mm. O diâmetroda coluna é 1.500 mm. Nesta configuração, a seção de retificação da colunausa empacotamento cerâmico corrugado com uma fração vazia de 75%, e aseção de stripping usa bandeja de peneira vertical. A parte superior daunidade de transferência de massa da bandeja de peneira vertical tem furosabertos, para reduzir a queda de pressão. A bandeja de peneira vertical destaconfiguração pode evitar que uma possível quantidade pequena de polímerobloqueie a bandeja. Mesmo que uma pequena quantidade de polímero sejaproduzida, ela também é fácil de limpar. A altura do anteparo é 10 mm.

E alimentada continuamente uma solução aquosa de acrilatocontendo 45% (massa) de acrilato, 2% (massa) de ácido acético e umaquantidade pequena de ácido fórmico e formaldeído na coluna de separaçãoda solução aquosa de acrilato, alimentada no meio da coluna, tolueno é usadocomo solvente azeotrópico para destilação azeotrópica por descompressão,hidroquinona e fenotiazina são adicionadas na parte superior da coluna comoinibidoras. Durante a operação, a queda de pressão na coluna inteira é 4, 5kPa. A temperatura de operação na parte inferior da coluna é 78°C. O teor deágua em massa da parte inferior após a remoção da água e da maior parte doacrilato é menor do que 0,3%. O teor de ácido acético em massa é menor doque 1,5%. O teor de acrilato em massa na fase de água da parte superior dacoluna é menor do que 0,3%. O número de bandejas ideais na seção destripping é 4. O número de bandejas ideais (bandejas teóricas) na seção deretificação é 10. O número de bandejas ideais da coluna inteira é 14.

Configuração 2

A coluna de separação da solução aquosa de acrilato usa coluna dedestilação por descompressão. A altura da coluna é 20.000 mm. O diâmetroda coluna é 1.500 mm. Nesta configuração, a seção de retificação da colunausa empacotamento cerâmico corrugado com uma fração vazia de 75%. Aseção de stripping usa bandeja de válvula com guia. Para melhorar atransferência de massa líquido-vapor, a altura do anteparo da bandeja deválvula com guia é 10 mm. A bandeja de válvula com guia desta configuraçãopode evitar que uma possível quantidade pequena de polímero bloqueie abandeja. Mesmo que uma pequena quantidade de polímero seja produzida, elatambém é fácil de limpar.

E alimentada continuamente uma solução aquosa de acrilatocontendo 45% (massa) de acrilato, 2% (massa) de ácido acético e umaquantidade pequena de ácido fórmico e formaldeído na coluna de separaçãoda solução aquosa de acrilato, alimentada no meio da coluna, tolueno é usadocomo solvente azeotrópico para destilação azeotrópica por descompressão,hidroquinona e fenotiazina são adicionadas na parte superior da coluna comoinibidoras. Durante a operação, a queda de pressão na coluna inteira é 4, 5kPa. A temperatura de operação na parte inferior da coluna é 78°C. O teor deágua em massa da parte inferior após a remoção da água e da maior parte doacrilato é menor do que 0,3%. O teor de ácido acético em massa é menor doque 1,5%. O teor de acrilato em massa na fase de água da parte superior dacoluna é menor do que 0,3%. O número de bandejas ideais na seção destripping é 6. O número de bandejas ideais na seção de retificação é 10. Onúmero de bandejas ideais da coluna inteira é 16.Configuração 3

A coluna de separação da solução aquosa de acrilato usa coluna dedestilação por descompressão. A altura da coluna é 20.000 mm. O diâmetroda coluna é 1.500 mm. Nesta configuração, a seção superior da seção deretificação da coluna usa empacotamento cerâmico corrugado com umafração vazia de 75%, a seção inferior usa bandeja de empacotamento de co-fluxo a jato, a seção de stripping usa bandeja de peneira vertical. A partesuperior da unidade de transferência de massa da bandeja de peneira verticaltem furos abertos, para reduzir a queda de pressão. Para melhorar atransferência de massa líquido-vapor, a altura do anteparo da bandeja deválvula com guia é 15 mm. A bandeja de empacotamento de co-fluxo a jatodesta configuração pode evitar que uma possível quantidade pequena depolímero bloqueie a bandeja. Mesmo que uma pequena quantidade depolímero seja produzida, ela também é fácil de limpar.

E alimentada continuamente uma solução aquosa de acrilatocontendo 45% (massa) de acrilato, 2% (massa) de ácido acético e umaquantidade pequena de ácido fórmico e formaldeído na coluna de separaçãoda solução aquosa de acrilato, alimentada no meio da coluna, tolueno é usadocomo solvente azeotrópico para destilação azeotrópica por descompressão,hidroquinona e fenotiazina são adicionadas na parte superior da coluna comoinibidoras. Durante a operação, a queda de pressão na coluna inteira é 5, 5kPa. A temperatura de operação na parte inferior da coluna é 80 0C. O teor deágua em massa da parte inferior após a remoção da água e da maior parte doacrilato é menor do que 0,5%. O teor de ácido acético em massa é menor doque 2%. O teor de acrilato em massa na fase de água da parte superior dacoluna é menor do que 0,6%. O número de bandejas ideais na seção destripping é 4. O número de bandejas ideais na seção de retificação é 8. Onúmero de bandejas ideais da coluna inteira é 12.

Configuração 4

A coluna de separação da solução aquosa de acrilato usa coluna dedestilação por descompressão. A altura da coluna é 20.000 mm. O diâmetroda coluna é 1.500 mm. Nesta configuração, a seção superior da seção deretificação da coluna usa empacotamento cerâmico corrugado com umafração vazia de 75%, a seção inferior usa bandeja de empacotamento de co-fluxo a jato, a seção de stripping usa bandeja de válvula com guia. A partesuperior da unidade de transferência de massa da bandeja de peneira verticaltem furos abertos, para reduzir a queda de pressão. Para melhorar atransferência de massa líquido-vapor, a altura do anteparo da bandeja deválvula com guia é 15 mm. A bandeja de empacotamento de co-fluxo a jatodesta configuração pode evitar que uma possível quantidade pequena depolímero bloqueie a bandeja. Mesmo que uma pequena quantidade depolímero seja produzida, ela também é fácil de limpar.

É alimentada continuamente uma solução aquosa de acrilatocontendo 45% (massa) de acrilato, 2% (massa) de ácido acético e umaquantidade pequena de ácido fórmico e formaldeído na coluna de separaçãoda solução aquosa de acrilato, alimentada no meio da coluna, tolueno é usadocomo solvente azeotrópico para destilação azeotrópica por descompressão,hidroquinona e fenotiazina são adicionadas na parte superior da coluna comoinibidoras. Durante a operação, a queda de pressão na coluna inteira é 5, 5kPa. A temperatura de operação na parte inferior da coluna é 80°C. O teor deágua em massa da parte inferior após a remoção da água e da maior parte doacrilato é menor do que 0,5%. O teor de ácido acético em massa é menor doque 2%. O teor de acrilato em massa na fase de água da parte superior dacoluna é menor do que 0,6%. O número de bandejas ideais na seção destripping é 6. O número de bandejas ideais na seção de retificação é 8. Onúmero de bandejas ideais da coluna inteira é 14.

Configuração 5

A coluna de separação da solução aquosa de acrilato usa coluna dedestilação por descompressão. A altura da coluna é 20.000 mm. O diâmetroda coluna é 1.500 mm. Nesta configuração, a seção superior da seção deretificação da coluna usa empacotamento cerâmico corrugado com umafração vazia de 75%, a seção inferior usa bandeja de empacotamento de co-fluxo a jato, a seção superior da seção de stripping usa bandeja de válvulacom guia, a seção inferior usa bandeja de peneira vertical. A parte superior daunidade de transferência de massa da bandeja de peneira vertical tem furosabertos, para reduzir a queda de pressão. Para melhorar a transferência demassa líquido-vapor, a altura do anteparo da bandeja de válvula com guia é 15mm. A bandeja de empacotamento de co-fluxo a jato, a bandeja de válvulacom guia e a bandeja de peneira vertical desta configuração podem evitar queuma possível quantidade pequena de polímero bloqueie a bandeja. Mesmoque uma pequena quantidade de polímero seja produzida, ela também é fácilde limpar. A altura anteparo é 10 mm.

E alimentada continuamente uma solução aquosa de acrilatocontendo 45% (massa) de acrilato, 2% (massa) de ácido acético e umaquantidade pequena de ácido fórmico e formaldeído na coluna de separaçãoda solução aquosa de acrilato, alimentada no meio da coluna, tolueno é usadocomo solvente azeotrópico para destilação azeotrópica por descompressão,hidroquinona e fenotiazina são adicionadas na parte superior da coluna comoinibidoras. Durante a operação, a queda de pressão na coluna inteira é 5 kPa.

A temperatura de operação na parte inferior da coluna é 80°C. O teor de águaem massa da parte inferior após a remoção da água e da maior parte doacrilato é menor do que 0,4%. O teor de ácido acético em massa é menor doque 1,8%. O teor de acrilato em massa na fase de água na parte superior dacoluna é menor do que 0,5%. O número de bandejas ideais na seção destripping é 5. O número de bandejas ideais na seção de retificação é 8. Onúmero de bandejas ideais da coluna inteira é 13.

Configuração de Comparação 1

A coluna de separação da solução aquosa de acrilato usa coluna dedestilação por descompressão. A altura da coluna é 20.000 mm. O diâmetroda coluna é 1.500 mm. Nesta configuração, a seção de retificação e a seção destripping usam bandejas de peneira perfuradas com furos grandes comproporção de perfuração de 10-20%.

E alimentada continuamente uma solução aquosa de acrilatocontendo 45% (massa) de acrilato, 2% (massa) de ácido acético e umaquantidade pequena de ácido fórmico e formaldeído na coluna de separaçãoda solução aquosa de acrilato, alimentada no meio da coluna, tolueno é usadocomo solvente azeotrópico para destilação azeotrópica por descompressão,hidroquinona e fenotiazina são adicionadas na parte superior da coluna comoinibidoras. Durante a operação, se o teor de ácido acético na parte inferior dacoluna é controlado abaixo de 2%, a queda de pressão na coluna inteira será 8kPa. O consumo de acrilato na parte superior da coluna será maior do que 2%.

A temperatura de operação na parte inferior da coluna será 88°C ou mais alta,o que será um grande problema para a estabilidade da operação. O número debandejas ideais na seção de stripping e na seção de retificação é 2. O númerode bandejas ideais na coluna inteira é 4. Obviamente, as bandejas tradicionaislimitam seriamente a expansão da produção do equipamento de separação dasolução aquosa de acrilato. É necessário usar uma nova estrutura composta dacoluna.

Configuração de Comparação 2

A coluna de separação da solução aquosa de acrilato usa coluna dedestilação por descompressão. A altura da coluna é 20.000 mm. O diâmetroda coluna é 1.500 mm. Nesta configuração, a seção superior da seção deretificação da coluna usa bandeja de empacotamento de co-fluxo a jato, aseção inferior usa bandeja de peneira vertical, a seção de stripping usabandejas de peneira perfuradas com furos grandes com proporção deperfuração de 10-20%.

E alimentada continuamente uma solução aquosa de acrilatocontendo 45% (massa) de acrilato, 2% (massa) de ácido acético e umaquantidade pequena de ácido fórmico e formaldeído na coluna de separaçãoda solução aquosa de acrilato, alimentada no meio da coluna, tolueno é usadocomo solvente azeotrópico para destilação azeotrópica por descompressão,hidroquinona e fenotiazina são adicionadas na parte superior da coluna comoinibidoras. Durante a operação, o teor de ácido acético na parte inferior dacoluna é controlado abaixo de 1,5%, o consumo de acrilato na parte superiorda coluna é menor do que 1%. A queda de pressão na coluna inteira é mantidaem torno de 6,5 kPa. A temperatura de operação na parte inferior da coluna émantida em 83°C. O número de bandejas ideais na coluna inteira é 7.

Uma pessoa habilitada nessa área entenderá que a configuração dapresente invenção mostrada nos desenhos e acima descrita serve apenas comoexemplo, e não se destina a ser limitadora.

Percebe-se, desta forma, que os objetivos da presente invençãoforam atingidos plenamente e de forma eficaz. As configurações forammostradas e descritas para os fins de ilustração dos princípios funcionais eestruturais da presente invenção, e estão sujeitas a alteração sem se desviaremdesses princípios. Portanto, esta invenção inclui todas as modificaçõescompreendidas dentro do espírito e escopo das reivindicações que se seguem.

Claims (20)

1.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, caracterizadopelo fato de compreender as etapas de:(a) fornecer mistura gasosa de metacrilato por oxidação catalítica, na qual areferida mistura gasosa contém ar, vapor e um composto dentre composto C3e composto C4, na qual os referidos compostos C3 são selecionados do grupoque consiste em propano, propileno, álcool isopropílico, glicerol ou acroleína,na qual os referidos compostos de C4 são selecionados do grupo que consisteem isobutano, isobutileno, tert-butanol ou metilpropenal;(b) absorver a referida mistura gasosa em água para formar uma misturasolução;(c) introduzir a referida mistura solução em uma coluna de destilação, na quala coluna de destilação tem uma seção superior de retificação, uma seçãoinferior de stripping e várias bandejas espacejadas entre si, suportadas nareferida seção de retificação e na referida seção de stripping, nas quais onúmero de bandejas ideais da referida coluna de destilação é no mínimo 3;(d) separar metacrilato impuro da referida mistura solução na referida colunade destilação, sendo aquela solução do referido metacrilato impuro coletadana referida seção de stripping da referida coluna de destilação; e(e) remover ácido acético do referido metacrilato impuro para produzirmetacrilato.

2.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada uma das referidasbandejas da referida seção de retificação da referida coluna de destilação seruma dentre bandeja de empacotamento estruturado e bandeja deempacotamento de co-fluxo a jato.

3.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as referidas bandejas dareferida seção de retificação da referida coluna de destilação serem bandejasde empacotamento estruturado e bandejas de empacotamento de co-fluxo ajato, no qual as referidas bandejas de empacotamento de co-fluxo a jato estãoposicionadas abaixo das referidas bandejas de empacotamento estruturado.

4.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de os números das referidasbandejas de co-fluxo a jato e das referidas bandejas de empacotamentoestruturado guardarem a relação de 4:1 a 1:4.

5.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de os números das referidasbandejas de co-fluxo a jato e das referidas bandejas de empacotamentoestruturado guardarem a relação de 3:2 a 2:3.

6.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada uma das referidasbandejas da referida seção de stripping da referida coluna de destilação seruma dentre a bandeja de válvula com guia e a bandeja de peneira vertical.

7.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as referidas bandejas dareferida seção de stripping da referida coluna de destilação serem bandejas deválvula com guia e bandejas de peneira vertical, como também as referidasbandejas de peneira vertical localizam-se abaixo das bandejas de válvula com guia.

8.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de as referidas bandejas dareferida seção de stripping da referida coluna de destilação serem bandejas deválvula com guia e bandejas de peneira vertical, como também as referidasbandejas de peneira vertical localizam-se abaixo das referidas bandejas deválvula com guia.

9.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o número das referidasbandejas de válvula com guia e das referidas bandejas de peneira verticalguardam a relação de 4:1 a 1:4.

10.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o número das referidasbandejas de válvula com guia e das referidas bandejas de peneira verticalguardam a relação de 3:2 a 2:3.

11.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de. O método mencionado nareivindicação 8, como também a altura do anteparo de cada uma das referidasbandejas de co-fluxo a jato e das referidas bandejas de peneira vertical é 5 a 20 mm.

12.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a temperatura de operaçãoda parte inferior da referida coluna de destilação ser de 50 a 90°C, comotambém a queda de pressão na referida coluna de destilação é de 2 a 10 kPa.

13.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a temperatura de operaçãoda parte inferior da referida coluna de destilação ser de 50 a 90°C, comotambém a queda de pressão na referida coluna de destilação é de 2 a 10 kPa.

14.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a temperatura de operaçãoda parte inferior da referida coluna de destilação é de 70 a 85°C, comotambém a queda de pressão na referida coluna de destilação é de 3 a 8 kPa.

15.) MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, de acordocom a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a temperatura de operaçãoda parte inferior da referida coluna de destilação é de 70 a 85°C, comotambém a queda de pressão na referida coluna de destilação é de 3 a 8 kPa.

16.) INSTALAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO,obtido de acordo com o método descrito nas reivindicações de 1 a 15,caracterizada pelo fato de compreender:- meios para produzir mistura gasosa de metacrilato por oxidação catalítica,na qual a referida mistura gasosa contém ar, vapor e um composto dentrecomposto C3 e composto C4, na qual os referidos compostos C3 sãoselecionados do grupo que consiste em propano, propileno, álcoolisopropílico, glicerol ou acroleína, na qual os referidos compostos de C4 sãoselecionados do grupo que consiste em isobutano, isobutileno, tert-butanol oumetilpropenal;- meios para a referida mistura gasosa formar uma mistura solução com água;- uma coluna de destilação com uma seção superior de retificação, uma seçãoinferior de stripping e várias bandejas espacejadas entre si, suportadas pelareferida seção de retificação e pela referida seção de stripping, na qual onúmero de bandejas teóricas da referida coluna de destilação é no mínimo 3,na qual o metacrilato impuro da referida mistura solução é separado nareferida coluna de destilação, sendo que essa solução do referido metacrilatoimpuro é coletada na referida seção de stripping da referida coluna dedestilação; e- meios para remoção de ácido acético do referido metacrilato impuro, na qualmetacrilato é produzido quando o referido ácido acético é removido.

17.) INSTALAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, deacordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de as referidasbandejas da referida seção de retificação da referida coluna de destilaçãoserem bandejas de empacotamento estruturado e bandejas de empacotamentode co-fluxo a jato, na qual as referidas bandejas de empacotamento de co-fluxo a jato localizam-se abaixo das referidas bandejas de empacotamentoestruturado.

18.) INSTALAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, deacordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de as referidasbandejas da referida seção de stripping da referida coluna de destilação serembandejas de válvula com guia e bandejas de peneira vertical, na qual asreferidas bandejas de peneira vertical localizam-se abaixo das referidasbandejas de válvula com guia.

19.) INSTALAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, deacordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de os números dasreferidas bandejas de co-fluxo a jato e das referidas bandejas deempacotamento estruturado guardam a proporção de 3:2 a 2:3, como tambémos números das referidas bandejas de válvula com guia e das referidasbandejas de peneira vertical guardam a proporção de 3:2 a 2:3.

20.) INSTALAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE (META) ACRILATO, deacordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de a referida bandejade empacotamento estruturado existente na referida seção de retificação seruma dentre a bandeja de empacotamento cerâmico corrugado, painel metálicode onda larga, bandeja de empacotamento de malha metálica e bandeja deempacotamento estruturado cerâmico.