ES2558748T3 - Procedimiento de preparación de un éster de ácido carboxílico - Google Patents

Procedimiento de preparación de un éster de ácido carboxílico Download PDF

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ES2558748T3 ES11713034.4T ES11713034T ES2558748T3 ES 2558748 T3 ES2558748 T3 ES 2558748T3 ES 11713034 T ES11713034 T ES 11713034T ES 2558748 T3 ES2558748 T3 ES 2558748T3
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Carlos Eduardo Marenco
Wilson Martins
Alexandre Tresmondi
Joël Schwartz
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Rhodia Poliamida e Especialidades Ltda
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds

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Abstract

Procedimiento de fabricación de un éster de ácido carboxílico por reacción entre un ácido carboxílico y un alcohol, caracterizado porque - la reacción se conduce de tal manera que la ratio molar ácido carboxílico/alcohol es al menos igual a 16. Se utilizan las 5 etapas siguientes: a. se hacen reaccionar el ácido carboxílico y el alcohol, en presencia de un catalizador ácido, a una temperatura al menos igual a 50ºC, y a una presión tal que la mezcla de reacción se encuentra en estado líquido, b. la mezcla de reacción líquida obtenida anteriormente se somete a continuación a una operación de destilación a fin de obtener: - un flujo de vapor que comprende mayoritariamente el éster del ácido carboxílico, en cabeza de destilación y, - un medio que comprende mayoritariamente el ácido carboxílico en el fondo de destilación, c. se retira el medio en el fondo de destilación y se reintroduce al principio de la reacción a; en el que el ácido carboxílico es el ácido acético y el alcohol se selecciona entre el etanol, el butanol, el n-propanol y el ciclohexanol.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento de preparacion de un ester de acido carboxllico
La presente invention concierne a un procedimiento de fabrication de un ester de acido carboxllico.
La invencion esta orientada particularmente a la preparacion de los eteres del acido acetico y mas particularmente el acetato de etilo.
Los esteres del acido acetico, en particular el acetato de etilo, se utilizan generalmente como disolventes organicos. En particular, el acetato de etilo se utiliza especialmente en el dominio de la cosmetica, de la perfumerla, en colas, pinturas y barnices.
Segun la aplicacion considerada, se exige una pureza mas o menos elevada y es corriente requerir que la cantidad de acido acetico presente en el acetato de etilo sea inferior a 0,01% en peso.
Asl, los procedimientos de fabricacion del acetato de etilo deben conducir a un producto de calidad. Dado que el acetato de etilo es un producto de consumo corriente, en gran escala, es importante que su procedimiento de fabricacion sea lo mas eficiente posible, en terminos de productividad y de balance energetico.
Se describe segun US 4.481.146 un procedimiento de preparacion de acetato de etilo en el cual la ratio molar entre el acido acetico y el alcohol esta comprendida entre 1 y 5. El documento DE3636754 describe la preparacion de esteres de acido carboxllico por reaction entre un acido carboxllico y un alcohol en C3 - C5, con un exceso de acido entre 5 y 12 moles de acido por moles de alcohol.
Sin embargo, la productividad de estos procedimientos, asl como la reduction de los costes energeticos de production pueden mejorarse.
El objetivo de la presente invencion es proporcionar un procedimiento perfeccionado de preparacion de un ester de acido carboxllico, en terminos de economla del procedimiento.
La presente invencion tiene asl pues por objeto un procedimiento de fabricacion de un ester de acido carboxllico por reaccion entre un acido carboxllico y un alcohol, particularmente en presencia de un catalizador acido, en el cual la reaccion se conduce de tal manera que la ratio molar acido carboxllico/alcohol es al menos igual a 16.
De acuerdo con el procedimiento de la invencion, se efectua una reaccion de esterification del acido acetico, por un alcohol, con preferencia en presencia de un catalizador acido. Se ha encontrado segun la invencion, que cuando la ratio molar acido carboxllico/alcohol es muy elevada, es decir al menos igual a 16, el procedimiento mejora en lo que concierne a los costes energeticos de funcionamiento.
Ademas, se respetan las exigencias de contenido maximo en acido carboxllico en el ester de acido carboxllico obtenido.
En el procedimiento de la invencion intervienen un acido carboxllico, un alcohol y con preferencia un catalizador acido.
El procedimiento de la invencion es muy conveniente para el acido acetico.
El acido carboxllico se introduce ventajosamente puro o en solution acuosa muy concentrada. El procedimiento de la invencion no excluye la presencia de agua en el acido carboxllico. Sin embargo, es preferible utilizar acido carboxllico puro debido a la necesidad ulterior de eliminar el agua presente en el ester de acido carboxllico obtenido al final del procedimiento.
El alcohol se selecciona entre el etanol, el butanol, el n-propanol, y el ciclohexanol, con preferencia el etanol.
De acuerdo con la invencion, la ratio molar entre el acido carboxllico y el alcohol es al menos igual a 16.
El llmite superior, por razones economicas, se selecciona ventajosamente inferior a 25, con preferencia inferior a 20. Asl, la ratio molar entre el acido carboxllico y el alcohol esta comprendida con preferencia entre 16 y 25, y de modo mas preferible entre 16 y 20. La ratio definida precisamente corresponde a la ratio molar de los reactivos al principio de la reaccion.
El catalizador que interviene en el procedimiento de la invencion es con preferencia un acido protonico.
Segun un primer modo, el catalizador es un catalizador acido heterogeneo. Los catalizadores acidos heterogeneos de la invencion son preferentemente resinas sulfonicas o zeolitas. Las zeolitas que pueden utilizarse son por ejemplo las citadas en la solicitud de patente WO 2007/099071. Las resinas convenientes para la presente invencion pueden estar constituidas por un esqueleto poliestirenico o poliacrllico que lleva grupos funcionales sulfonicos. Asl, pueden utilizarse las resinas sulfonicas existentes en el mercado, resinas comercializadas bajo diferentes denominaciones comerciales. Pueden citarse, entre otras, las resinas de esterificacion siguientes: Amberlyst® 15 de Rohm Haas, Amberlite® IR-120 H de Rohm Haas, Lewatit® 2631 de Bayer y K1431 de Bayer. La acidez de estas resinas esta comprendida por ejemplo entre 1 y 10 eq/kg (H+). Estas resinas se utilizan particularmente en lecho fijo o fluidizado, con preferencia en lecho fijo.
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Segun un segundo modo, el catalizador es un catalizador acido fuerte homogeneo. Este segundo modo es un modo preferido de implementacion de la invention.
Por acido fuerte, se designa en la presente invencion un acido que presenta un pKa en agua inferior a 2, con preferencia inferior a 1.
El pKa se define como sigue: pKa = -log Ka, siendo Ka la constante de disociacion ionica del par acido/base a la temperatura ambiente (generalmente 25°C), cuando se utiliza agua como disolvente.
Entre los acidos que responden a esta definition, es preferible utilizar un acido que no conduzca a implementaciones parasitas perjudiciales para el procedimiento de esterification y en particular que no presente caracter oxidante, como el acido nltrico.
Como acido fuerte homogeneo pueden citarse mas particularmente el acido sulfurico, los acidos sulfonicos y sus mezclas.
Como acidos sulfonicos, se pueden mencionar particularmente el acido fluorosulfonico, el acido clorosulfonico o el acido trifluorometanosulfonico, el acido metanosulfonico, el acido etanosulfonico, el acido canfenosulfonico, el acido bencenosulfonico, los acidos toluenosulfonicos, los acidos xilenosulfonicos, y los acidos naftalenosulfonicos.
Entre estos acidos, el catalizador preferido se selecciona entre el acido paratoluenosulfonico o el acido metanosulfonico, con preferencia el acido metanosulfonico.
La cantidad de catalizador introducida es tal que la cantidad presente en el reactor esta comprendida con preferencia entre 0,1 y 2% en peso con relation al medio de reaction.
Es posible introducir otros compuestos en la reaccion, por ejemplo inhibidores de corrosion. Puede tratarse particularmente de sulfato de cobre(II).
Conforme al procedimiento de la invencion, la reaccion de esterificacion puede conducirse segun un modo continuo o discontinuo.
Segun un modo preferido de implementacion de la invencion, el procedimiento es un procedimiento continuo.
Segun la invencion, se utilizan las etapas siguientes:
a. se hacen reaccionar el acido carboxllico y el alcohol, en presencia de un catalizador acido, a una temperatura
al menos igual a 50°C, y a una presion tal que la mezcla de reaccion se encuentra en estado llquido,
b. la mezcla de reaccion llquida obtenida anteriormente se somete a continuation a una operation de destilacion a fin de obtener:
o un flujo de vapor que comprende mayoritariamente el ester del acido carboxllico, en cabeza de destilacion y, o un medio que comprende mayoritariamente el acido carboxllico en el fondo de destilacion,
c. se retira el medio en el fondo de destilacion y se reintroduce al principio de la reaccion a.
En el procedimiento de la invencion, el acido carboxllico y el alcohol pueden introducirse solos o en mezcla. Con preferencia, el acido carboxllico y el alcohol se introducen en mezcla.
De manera ventajosa, la temperatura de reaccion esta comprendida entre 50 y 150°C, con preferencia entre 100 y 130°C.
La reaccion se conduce preferentemente a la presion atmosferica. Puede ser igualmente conveniente una presion ligeramente superior o inferior a la presion atmosferica. La reaccion se conduce ventajosamente a una presion tal que la mezcla de reaccion se encuentra en estado llquido. Asl, el procedimiento de la invencion puede conducirse, por ejemplo, a una presion absoluta comprendida entre 0,5 y 5 bares absolutos, y aun mas preferentemente entre 1,5 y 5 bares.
De manera ventajosa, la mezcla de reaccion obtenida al final de la reaccion se somete a una operacion de destilacion. Esta operacion de destilacion se conduce con preferencia en una columna de destilacion. El punto de alimentation en el que se introduce la mezcla de reaccion se encuentra en general sensiblemente a la mitad de la altura de la columna de destilacion. El mismo puede situarse igualmente mas abajo y a una altura comprendida entre la mitad de la altura y el fondo de la columna.
La temperatura en el fondo de la destilacion esta comprendida con preferencia entre 50 y 150°C, con preferencia entre 100 y 130°C.
La presion definida en la cabeza de destilacion esta comprendida con preferencia entre 0,5 y 5 bares absolutos, estando comprendida ventajosamente la presion en cabeza de la destilacion entre 1 y 2 bares absolutos.
Esta operacion de destilacion permite la obtencion de un flujo de vapor que comprende mayoritariamente el ester del acido carboxllico en cabeza de destilacion y un medio en el fondo de la destilacion que comprende mayoritariamente el acido carboxllico.
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Por "mayoritariamente", se entiende que el medio esta constituido al menos en un 75% en peso, con preferencia al menos en un 85% en peso por el compuesto de que se trata.
En el procedimiento de la invencion, el flujo de vapor en la cabeza de la destilacion comprende particularmente:
- 75 a 98% en peso de ester del acido carboxllico,
- 0 a 17% en peso de agua,
- 0 a 8% en peso de alcohol,
- trazas de acido carboxllico.
El flujo de vapor en la cabeza de la destilacion comprende preferentemente:
- 85 a 95% en peso de ester del acido carboxllico,
- 0 a 10% en peso de agua,
- 0 a 5% en peso de alcohol,
- trazas de acido carboxllico.
Por "trazas de acido carboxllico", se entiende menos de 0,02% en peso, con preferencia entre 0,001 y 0,02% en peso de acido carboxllico.
En el procedimiento de la invencion, el medio en el fondo de la destilacion comprende particularmente:
- 75 a 98% en peso de acido carboxllico,
- 0 a 15% en peso de ester del acido carboxllico,
- 0 a 10% en peso de agua,
- 0 a 3% en peso de alcohol.
El medio en el fondo de la destilacion comprende preferentemente:
- 80 a 95% en peso de acido carboxllico,
- 2 a 15% en peso de ester del acido carboxllico,
- 2 a 8% en peso de agua,
- 0,1 a 2% en peso de alcohol.
El medio en el fondo de la destilacion puede contener ademas hasta 2% en peso de catalizador.
Segun este modo particular de implementacion de la invencion, el medio en el fondo de la destilacion se retira y se recicla por reintroduccion aguas arriba o en el curso de reaccion, con preferencia aguas arriba.
Por "aguas arriba" se entiende que el medio en el fondo de la destilacion se reintroduce en la mezcla de acido carboxllico y de alcohol antes que la misma haya reaccionado.
La ratio entre el caudal del flujo de reciclamiento y el caudal de alimentacion de la mezcla de reaccion (acido carboxllico + alcohol) esta comprendido ventajosamente entre 4 y 20, con preferencia entre 5 y 15.
En este modo de implementacion, la ratio molar acido carboxllico/alcohol es o bien la ratio en la mezcla que comprende el acido carboxllico y el alcohol antes de la reaccion cuando los reactivos se introducen en mezcla, o bien la ratio al principio de la reaccion cuando los reactivos se introducen por separado en la reaccion. Esta ratio tiene en cuenta el aporte de acido carboxllico y de alcohol proveniente del reciclamiento.
De manera ventajosa, la ratio molar acido carboxllico/alcohol a la salida de la reaccion esta comprendida entre 40 y 120, con preferencia entre 60 y 100.
La mezcla de reaccion, preferentemente llquida, procedente de la reaccion de esterificacion se destila y permite obtener en cabeza de la columna un flujo de vapor. El flujo de vapor se enfrla y se transforma en forma llquida rebajando su temperatura a una temperatura comprendida por ejemplo entre 15°C y 40°C por paso a traves de uno o varios condensadores.
El flujo llquido as! obtenido puede enviarse a continuacion hacia un medio de separation de fases llquidas, con preferencia un decantador que separa la fase organica que contiene mayoritariamente el ester del acido carboxllico y la fase acuosa que contiene mayoritariamente agua.
De manera ventajosa, la fase organica se reintroduce en parte en cabeza de la destilacion a fin de asegurar el funcionamiento a reflujo de la columna. La tasa de flujo esta comprendida con preferencia entre 1 y 8, ventajosamente entre 2 y 6. El resto de la fase organica constituye el ester del acido carboxllico esperado y puede tratarse nuevamente, en particular por destilacion, para eliminar las trazas residuales de agua y de alcohol.
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La fase acuosa procedente de la separation se trata, por ejemplo por destilacion, de tal modo que se recupera una fase que comprende mayoritariamente alcohol y una fase que comprende mayoritariamente agua. La fase que comprende mayoritariamente alcohol puede reciclarse ventajosamente por reintroduccion al principio de la reaction.
Segun otro aspecto mas especlfico, la presente invention tiene igualmente por objeto un dispositivo para la implementation del procedimiento de la invencion.
Este dispositivo, que se presenta la mayorla de las veces en la forma de una instalacion de dimensiones industriales, comprende:
- un reactor,
- una columna de destilacion de la cual:
o la parte alta esta conectada a medios para tratar el flujo de vapor procedente de la cabeza de la columna de destilacion, a saber al menos un condensador cuya salida esta conectada a un separador de fases llquido/llquido, con preferencia un decantador, y
o la parte baja esta conectada a medios para retirar y reciclar el flujo llquido procedente del fondo de la columna de destilacion hacia el reactor.
La invencion se detallara todavla mas por la via de la description que sigue, hecha con referencia a la Figura 1.
La Figura 1 es una representation esquematica de un dispositivo preferido para la implementacion del procedimiento segun la invencion que comprende un reactor 1, una columna de destilacion 2 cuya parte alta esta conectada a medios para tratar el flujo de vapor procedente de la columna de destilacion 2, a saber al menos un condensador 4 cuya salida esta conectada a un decantador 5.
El alcohol 6 y el acido carboxllico 7 forman un flujo preferentemente llquido (Fo) que se introduce en 8 en un reactor 1.
El reactor es con preferencia adiabatico. El mismo puede ser del tipo perfectamente agitado o de tipo piston, con preferencia de tipo piston.
El flujo preferentemente llquido (Fi) procedente de la reaccion se introduce en 9 en una columna de destilacion 2.
Esta etapa esta orientada para obtener en el fondo un flujo llquido (F3) que comprende mayoritariamente el acido carboxllico y en cabeza un flujo de vapor (F2) que comprende mayoritariamente el ester del acido carboxllico esperado.
Los expertos en la tecnica estan perfectamente capacitados para seleccionar los medios a utilizar en funcion de la separacion a efectuar.
Se recordara simplemente lo que sigue. El tamano (particularmente el diametro) de las columnas de destilacion depende del flujo circulante y de la presion interna. Su dimensionamiento se hara por tanto principalmente de acuerdo con el caudal de mezcla a tratar. El parametro interno que es el numero de platos teoricos esta determinado particularmente por la pureza del compuesto de partida y las purezas de los productos que deban obtenerse en cabeza y en el fondo de la destilacion.
Se precisara que la columna puede estar rellena indiferentemente de platos o de relleno ordenado o tejido, como es conocido perfectamente por los expertos en la tecnica.
Una vez determinada la instalacion, los expertos en la tecnica ajusta los parametros y funcionamiento de la columna.
Asl, la columna de destilacion podra ser ventajosamente, pero sin caracter limitante, una columna que tenga las especificaciones siguientes:
- numero de platos teoricos: de 1 a 40, con preferencia 2 a 20,
- tasa de reflujo R comprendida entre 1 y 8, con preferencia entre 2 y 6.
La tasa de reflujo se define por la ratio del caudal de materia reinyectada desde la cabeza de la columna hacia el interior de la columna y del caudal de fase organica que sale efectivamente del decantador.
Para efectuar la destilacion, el aporte de calorlas en el fondo de la columna puede hacerse particularmente por un cambiador tubular de calandria, un cambiador de placas, un cambiador de serpentln o por cualquier otro dispositivo equivalente. El calentamiento puede hacerse con vapor o por un fluido caloportador.
Un modo de implementacion preferido consiste en calentar la mezcla en el fondo de destilacion en un cambiador termico 3 por retirada de un flujo (F4) en el fondo que circula en bucle. Mas precisamente, el flujo (F3) sale por el fondo de destilacion y una fraction (F4) atraviesa de abajo hacia arriba un cambiador termico y a la salida del cambiador se introduce en forma de una mezcla llquido-vapor en la parte inferior de la columna de destilacion.
Otro modo de implementacion consiste en efectuar una circulation forzada del flujo (F3) en el cambiador con ayuda de una bomba.
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El flujo (F5) a la salida del cambiador se reencamina aguas arriba por ejemplo por intermedio de bombas. La ratio del caudal del flujo (F5) al caudal del flujo (Fo) esta comprendida con preferencia entre 4 y 20.
El flujo de vapor (F2) en la cabeza de la columna, que comprende mayoritariamente el ester del acido carboxllico, se condensa a fin de recuperar un flujo llquido del cual una fraccion (Fe) se introduce lateralmente en cabeza de la columna, para asegurar el reflujo en la columna y la otra fraccion (F9) puede tratarse en una etapa ulterior de purificacion del ester del acido carboxllico.
En cabeza de la destilacion, la recuperacion del flujo que comprende esencialmente el ester del acido carboxllico a partir del flujo (F2) se hace por condensacion, por ejemplo por paso a traves de uno o varios condensadores 4.
Se enfrla la fase vapor (F2) y se transforma en forma llquida por enfriamiento reduciendo su temperatura a una temperatura comprendida por ejemplo entre 15°C y 40°C.
Esta operacion se conduce por paso a traves de un condensador que es un aparato clasico por ejemplo un cambiador tubular alimentado por un fluido caloportador (generalmente agua) mantenido a una temperatura proxima a la temperatura de enfriamiento seleccionada.
El numero y el tamano de los condensadores se seleccionan en funcion de las capacidades refrigerantes de los llquidos de enfriamiento que circulan en los condensadores.
En el caso de condensadores en serie, la fase vapor a la salida del primer condensador se introduce en el segundo condensador.
A la salida del o de los condensadores se recupera el flujo llquido (F7).
El flujo llquido (F7) se introduce en un decantador 5 que separa la fase acuosa (Fg) de la fase organica (F9).
La fase (Fg) puede tratarse de nuevo por paso a traves de un positivo de arrastre (no representado) que permite recuperar por una parte una fase que comprende mayoritariamente agua y por otra parte una fase que comprende mayoritariamente el alcohol y el ester del acido carboxllico mezclados.
El ester esperado esta presente en el flujo (F9), y puede purificarse eventualmente en particular por destilacion para eliminar las cantidades residuales de alcohol y de agua.
El procedimiento de la invention es particularmente interesante debido a las ventajas que proporciona.
Una de las ventajas de la presente invencion es que se transforma practicamente la totalidad del alcohol en ester de acido carboxllico.
Asl, esta presente una cantidad menor de alcohol en la fase vapor en cabeza de la columna que comprende mayoritariamente el ester de acido carboxllico, con preferencia el ester de acido acetico (F2). En consecuencia, se consume menos energla para la separation del alcohol y del ester de acido carboxllico.
Los ejemplos que siguen ilustran la invencion sin limitarla, no obstante.
En los ejemplos, se define la tasa de transformation (TT) que corresponde a la ratio entre el numero de moles de sustrato transformados y el numero de moles de sustrato introducidos.
Ejemplos
Para una mejor comprension, los ejemplos que siguen se describen con referencia a la figura 1. Los ejemplos siguientes se dan para una production final de 100 kg/h de acetato de etilo.
Ejemplo 1 (Ej. 1):
Se alimenta un reactor de esterification 1 por introduction simultanea de un flujo llquido de etanol 6 con un caudal de 56 kg/h y de un flujo llquido de acido acetico 7 con un caudal de 69 kg/h. El caudal total del flujo llquido de alimentacion se designa caudal (Fo).
Se introducen igualmente en el reactor de esterificacion 1 2,3 kg de acido metanosulfonico como catalizador. El reactor de esterificacion 1 tiene una capacidad de 230 kg.
Se inyecta regularmente acido metanosulfonico y se purga a fin de mantener la actividad catalltica.
La temperatura de entrada del reactor es de 117°C y la presion en el reactor se regula de tal manera que la mezcla de reaction en el reactor sea llquida, es decir una presion en cabeza del reactor de 2 bares absolutos. El reactor es adiabatico.
El flujo llquido de salida del reactor de esterificacion (F1) alimenta a continuation una columna de esterificacion 2. Esta columna comprende 16 platos teoricos. La misma funciona a una presion de 1,5 bares absolutos y a una temperatura en el fondo de la columna de 118°C.
El flujo proveniente del fondo de la columna de esterificacion (F5) y que contiene mayoritariamente acido acetico se recicla hacia la entrada del reactor de esterificacion 1.
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El reciclamiento de dicho flujo (F5) se efectua de tal manera que la ratio molar de acido acetico a etanol sea 16. En estas condiciones, la ratio masica entre el caudal de reciclamiento (F5) y el caudal de alimentacion (Fo) es 12.
El flujo en cabeza de la columna (F2) que contiene mayoritariamente acetato de etilo, el agua de reaccion y 2% en peso de etanol no convertido se condensa en un cambiador 4 y se envla luego a un decantador 5 en el cual se separan dos fases.
La fase acuosa (Fg) contiene mayoritariamente agua y minoritariamente etanol y acetato de etilo. Esta fase acuosa (Fg) se envla hacia una columna de destilacion con objeto de separar el agua y un flujo que comprende mayoritariamente etanol no convertido y acetato de etilo que se recicla al reactor de esterificacion.
La fase organica (Fe + Fg) a la salida del decantador 5 contiene mayoritariamente acetato de etilo y, a saturacion, agua y etanol. Una parte (Fe) de esta fase organica se envla de nuevo hacia la cabeza de la columna para asegurar el reflujo con una tasa de reflujo (Fe)/(Fg) de 3,6.
La otra parte (Fg) de la fase organica se destila a continuacion a fin de eliminar el agua y el etanol que contiene para obtener la calidad deseada del producto final. El contenido de etanol en el acetato de etilo despues de esta destilacion final es inferior a 0,03% en peso.
Ejemplo comparative 2 (Ej. com. 2):
Se reproduce el procedimiento descrito anteriormente en el ejemplo 1 para una ratio molar acido acetico/alcohol de 7.
Ejemplo comparative 3 (Ej. com. 3):
Se reproduce el procedimiento descrito anteriormente en el ejemplo 1 para una ratio molar acido acetico/alcohol de 25.
Ejemplo comparativo 4 (Ej. com. 4):
Se reproduce el procedimiento descrito anteriormente en el ejemplo 1 para una ratio molar acido acetico/alcohol de 10.
Ejemplo comparativo 5 (Ej. com. 5):
Se reproduce el procedimiento descrito anteriormente en el ejemplo 1 para una ratio molar acido acetico/alcohol de 12.
Ejemplo comparativo (Ej. comp.):
Se reproduce el procedimiento descrito anteriormente en el ejemplo 1 para una ratio molar acido acetico/alcohol de 5.
Resultados:
Los resultados se presentan en la tabla siguiente en la cual la comparacion entre los ejemplos se entiende siendo iguales por lo demas todos los parametros restantes. Se ha medido el consumo global de vapor del conjunto de la instalacion para cada uno de los ejemplos.
Parametros
Unidad Ej. comp. Ej. com. 2 Ej. com. 4 Ej. com. 5 Ej. 1 Ej. 3
Ratio acido acetico/etanol
mol/mol 5 7 10 12 16 25
(F5) / (F0)
kg/kg 2,8 4,4 6,7 8,2 12 20
TT etanol
% 87,5 86,9 86,5 85,8 83,7 76,1
Etanol en cabeza (F2) de columna
% peso 3,4 2,9 2,4 2,2 2,0 1,8
Etanol despues de la destilacion final
% peso 0,6 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03
Consumo de vapor global
MWh/t 2,5 2,3 1,6 1,6 1,5 1,5
El aumento de la ratio molar acido acetico/etanol a la entrada del reactor de esterificacion permite disminuir el consumo energetico de la columna de destilacion final del acetato de etilo y por tanto el consumo global de la unidad. Ademas, se constata que la cantidad de etanol en el acetato de etilo despues de la destilacion final es 5 netamente superior para el ejemplo comparativo (veinte veces superior). El aumento de la ratio molar acido acetico/etanol a la entrada del reactor de esterificacion permite asimismo por tanto mejorar la calidad final del acetato de etilo.

Claims (12)

  1. 5
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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de fabricacion de un ester de acido carboxllico por reaccion entre un acido carboxllico y un alcohol, caracterizado porque
    • la reaccion se conduce de tal manera que la ratio molar acido carboxllico/alcohol es al menos igual a 16.
    Se utilizan las etapas siguientes:
    a. se hacen reaccionar el acido carboxllico y el alcohol, en presencia de un catalizador acido, a una temperatura al menos igual a 50°C, y a una presion tal que la mezcla de reaccion se encuentra en estado llquido,
    b. la mezcla de reaccion llquida obtenida anteriormente se somete a continuacion a una operation de destilacion a fin de obtener:
    o un flujo de vapor que comprende mayoritariamente el ester del acido carboxllico, en cabeza de destilacion y, o un medio que comprende mayoritariamente el acido carboxllico en el fondo de destilacion,
    c. se retira el medio en el fondo de destilacion y se reintroduce al principio de la reaccion a; en el que el acido carboxllico es el acido acetico y el alcohol se selecciona entre el etanol, el butanol, el n-propanol y el ciclohexanol.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el alcohol es el etanol.
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la ratio molar acido carboxllico/alcohol esta comprendida entre 16 y 25.
  4. 4. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el procedimiento es un procedimiento continuo.
  5. 5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, caracterizado porque el medio en el fondo de la destilacion se reintroduce al principio de la reaccion de tal manera que la ratio entre el caudal del flujo de reciclamiento y el caudal de alimentation de la mezcla de reaccion (acido carboxllico + alcohol) esta comprendida entre 4 y 20.
  6. 6. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la temperatura de la reaccion esta comprendida entre 50 y 150°C.
  7. 7. Procedimiento segun la reivindicacion 6, caracterizado porque la reaccion se conduce a una presion absoluta comprendida entre 0,5 y 5 bares absolutos.
  8. 8. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la temperatura en el fondo de la destilacion esta comprendida entre 50 y 150°C.
  9. 9. Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado porque la presion definida en cabeza de destilacion esta comprendida entre 0,5 y 5 bares absolutos.
  10. 10. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el catalizador es un acido protonico fuerte.
  11. 11. Procedimiento segun la reivindicacion 10, caracterizado porque el catalizador es un catalizador homogeneo seleccionado entre el acido sulfurico, el acido sulfonico y sus mezclas.
  12. 12. Procedimiento segun la reivindicacion 10, caracterizado porque el catalizador es un catalizador heterogeneo seleccionado entre las resinas sulfonicas.
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