ES2819079T3 - Procedimiento para la hidrólisis de acetocianhidrina - Google Patents

Procedimiento para la hidrólisis de acetocianhidrina Download PDF

Info

Publication number
ES2819079T3
ES2819079T3 ES13709390T ES13709390T ES2819079T3 ES 2819079 T3 ES2819079 T3 ES 2819079T3 ES 13709390 T ES13709390 T ES 13709390T ES 13709390 T ES13709390 T ES 13709390T ES 2819079 T3 ES2819079 T3 ES 2819079T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
loop reactor
turbulators
ach
reaction
sulfuric acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES13709390T
Other languages
English (en)
Inventor
Arndt Selbach
Lorenza Sartorelli
Andreas Perl
Joachim Deinken
Stefanie Sohnemann
Norbert Mnich
Matthias Grömping
Udo Gropp
Thomas Mertz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Roehm GmbH Darmstadt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roehm GmbH Darmstadt filed Critical Roehm GmbH Darmstadt
Application granted granted Critical
Publication of ES2819079T3 publication Critical patent/ES2819079T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/18—Preparation of carboxylic acid esters by conversion of a group containing nitrogen into an ester group
    • C07C67/22—Preparation of carboxylic acid esters by conversion of a group containing nitrogen into an ester group from nitriles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1868—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00—Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/30—Preparation of carboxylic acid nitriles by reactions not involving the formation of cyano groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/06—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides from carboxylic acid amides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/08—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides from nitriles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/347—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups
    • C07C51/377—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups by splitting-off hydrogen or functional groups; by hydrogenolysis of functional groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00027—Process aspects
    • B01J2219/00033—Continuous processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30—Details relating to random packing elements
    • B01J2219/302—Basic shape of the elements
    • B01J2219/30257—Wire
    • B01J2219/30261—Wire twisted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30—Details relating to random packing elements
    • B01J2219/302—Basic shape of the elements
    • B01J2219/30257—Wire
    • B01J2219/30265—Spiral
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/008—Feed or outlet control devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C231/00—Preparation of carboxylic acid amides
    • C07C231/06—Preparation of carboxylic acid amides from nitriles by transformation of cyano groups into carboxamide groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Abstract

Procedimiento para la hidrólisis de acetocianhidrina por medio de ácido sulfúrico como precursor para la producción de metacrilato de metilo en un reactor de bucle, caracterizado por que a. al menos uno de los cambiadores de calor que se encuentran en el reactor de bucle está equipado con turbuladores, y b. al menos uno de los componentes de reacción se alimenta al reactor de bucle por medio de un anillo de dosificación para la alimentación de al menos uno de los componentes de reacción, estando incorporado el anillo de dosificación para la alimentación de al menos uno de los componentes de reacción en el reactor de bucle inmediatamente antes de la bomba, o siendo componente de la bomba y estando integrado en la carcasa de la bomba, y estando colocado(s) el cambiador o los cambiadores de calor equipado(s) con turbuladores en sentido de la circulación tras la adición con dosificación de ácido sulfúrico y de ACH.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la hidrólisis de acetocianhidrina
La presente invención se refiere a un procedimiento para la hidrólisis de acetocianhidrina (ACH) por medio de ácido sulfúrico en el ámbito del procedimiento ACH-sulfo para la producción de ácido metacrílico (MAS), o bien metacrilato de metilo (MMA).
La producción de MAS, o bien MMA según el procedimiento ACH-sulfo es conocido generalmente y se describe, por ejemplo, en el documento EP 2054370. Partiendo de ácido cianhídrico y acetona, en un primer paso se produce ACH, que se hace reaccionar a continuación para dar metacrilamida (MAAm). Estos pasos se presentan, entre otros, en los documentos US 7,253,307, EP 1666451 o EP 2007059092. Para la producción de MAAm se somete acetoncianhidrina a una hidrólisis. En este caso se forma la MAAm deseada en diversas etapas de temperatura tras una serie de reacciones. La transformación se provoca de modo conocido por el especialista mediante una reacción entre ácido sulfúrico concentrado y ACH. La transformación es exotérmica, de modo que el calor de reacción se puede evacuar del sistema de modo ventajoso.
La transformación se puede realizar en procedimiento discontinuo o en procedimiento continuo. Este último ha demostrado ser ventajoso en muchos casos. En tanto la transformación se realice en el ámbito de un procedimiento continuo, ha dado buen resultado el empleo de reactores de bucle. Los reactores de bucle son conocidos en el mundo técnico. Estos pueden estar configurados en especial en forma de reactores tubulares con recirculación. La transformación se puede efectuar, a modo de ejemplo, en solo un reactor de bucle. No obstante, puede ser ventajoso realizar la reacción en una cascada de dos o más reactores de bucle.
En el ámbito del procedimiento descrito, un reactor de bucle apropiado presenta uno o varios puntos de alimentación para ACH, uno o varios puntos de alimentación para ácido sulfúrico concentrado, uno o varios separadores de gases, uno o varios cambiadores de calor y uno o varios mezcladores. El reactor de bucle puede comprender otros componentes, como medios de transporte, bombas, elementos de control, etc.
La hidrólisis de ACH con ácido sulfúrico es exotérmica. Paralelamente a la reacción principal tienen lugar varias reacciones secundarias que conducen a la reducción del rendimiento. En el intervalo de temperaturas preferente juega un papel esencial la descomposición de ACH, igualmente una reacción exotérmica y rápida. No obstante, el calor de reacción producido en el ámbito de la reacción se debe extraer del sistema al menos sensiblemente, ya que con temperatura de operación ascendente y tiempo de permanencia creciente se reduce el rendimiento. En principio es posible obtener una descarga rápida y completa del calor de reacción con cambiadores de calor correspondientes. No obstante, también puede ser desfavorable enfriar la mezcla antes de la dosificación de ACH, ya que tanto para un mezclado como también para una descarga de calor eficiente es necesaria una turbulencia elevada. Ya que la viscosidad de la mezcla de reacción aumenta en gran medida con temperatura descendente, la turbulencia de circulación se reduce de modo correspondiente, en parte hasta el ámbito laminar, lo que conduce a una descarga de calor más ineficiente en el cambiador de calor y a una mezcla más lenta e inhomogénea en el caso de dosificación de ACH. Se requiere un mezclado rápido de ACH y mezcla de reacción, ya que la ACH debe reaccionar antes de descomponerse debido al calentamiento.
En el documento US 7,582,790 se describen, por ejemplo, reactores de bucle con diversos agregados de mezclado internos, que pueden estar constituidos por mezcladores estáticos, obturadores de estrangulamiento, toberas de Venturi, toberas de inyección, eductores, placas perforadas, rociadores, disolvedores, mezcladores de agitación, bucles de alta velocidad o toberas de pulverización. Todos estos elementos mezcladores tienen el inconveniente común de aumentar esencialmente la resistencia a la circulación en el reactor de bucle y conducir a pérdidas de presión considerables. Estas últimas ocasionan una velocidad de circulación reducida y un intercambio de calor inefectivo, lo que conduce a pérdidas de rendimiento debido a picos de temperatura en esta reacción sensible a la temperatura. Además, la mezcla de los componentes de reacción tiene lugar en agregados de mezclado, que están dispuestos fuera del cambiador de calor.
Por lo tanto, es tarea de la presente invención eliminar o al menos minimizar los inconvenientes descritos anteriormente.
Esta tarea se soluciona mediante un procedimiento para la hidrólisis de ACH por medio de ácido sulfúrico como precursor para la producción de MAS o MMA en un reactor de bucle, caracterizado por que (a) al menos uno de los cambiadores de calor que se encuentran en el reactor de bucle está equipado con turbuladores y (b) al menos uno de los componentes de reacción se alimenta al reactor de bucle por medio de un anillo de dosificación para la alimentación de al menos uno de los componentes de reacción, estando incorporado el anillo de dosificación para la alimentación de al menos uno de los componentes de reacción en el reactor de bucle inmediatamente antes de una bomba, o estando integrado un componente de la bomba en la carcasa de la bomba, y estando colocado(s) el cambiador o los cambiadores de calor equipado(s) con turbuladores en sentido de la circulación tras la adición con dosificación de ácido sulfúrico y de ACH.
Los turbuladores según la invención se describen en el documento EP 061154 y se dan a conocer en el presente documento. Ya que se incorporan en los tubos de un cambiador de calor, en primer lugar poseen la ventaja de posibilitar un buen intercambio de calor, ya que reducen la tendencia a la formación de una circulación laminar. El empleo de estos turbuladores se describe, por ejemplo, en el documento WO 2007/075064 para una oxidación en fase gaseosa heterogénea. Era sorprendente para el inventor que estos turbuladores, a pesar de su configuración simple físicamente (véase la Fig. 1), garantizan aún un intercambio de calor mejorado con pérdida de presión simultáneamente reducida en la presente mezcla trifásica compleja con viscosidad relativamente elevada.
Según la invención, como se describe en el documento EP 061154, los turbuladores se incorporan en los tubos que conducen el medio de reacción de un intercambiador de calor de haz de tubos. En este caso, al menos 50-70 % de los tubos, preferentemente 70-90 %, y de modo especialmente preferente 100 % de los tubos están equipados con los turbuladores. Los turbuladores de este tipo se encuentran disponibles comercialmente, por ejemplo, en la firma Cal Gavin, Alcester, GB, bajo la denominación "hiTRAN Thermal Systems". El número de espiras por metro asciende a 100-1200 U/m, preferentemente 300-900 U/m, de modo especialmente preferente 500-750 U/m. La longitud de los turbuladores es dependiente de la longitud de los tubos de los cambiadores de calor de haz de tubos empleados en cada caso. Los turbuladores cubrirán la longitud total de los tubos cambiadores de calor.
Además de estos turbuladores definidos de este modo, también se pueden incorporar otros objetos que obstruyan la apertura del tubo del cambiador de calor de haz de tubos, como por ejemplo estructuras similares a sacacorchos o de tipo escobilla, así como bandas metálicas arrolladas en espiral de anchura apropiada. El objetivo de estos elementos de inserción es impedir en todos los casos una circulación laminar en la superficie del tubo y establecer simultáneamente una pérdida de presión mínima.
La colocación del intercambiador de calor equipado de este modo se puede efectuar en principio en cualquier punto del reactor de bucle, pero esta se realiza preferentemente tras la adición con dosificación de ácido sulfúrico y de ACH.
Los anillos de dosificación según la invención se describen en el documento EP 2421637 y se dan a conocer en el presente documento. No obstante, en el empleo aquí descrito en la presente hidrólisis de ACH por medio de ácido sulfúrico se parte únicamente del estado de la técnica con presencia de mezcladores estáticos.
El anillo de dosificación según la invención puede tener diversas formas de realización. A modo de ejemplo, en el anillo se pueden admitir muchos puntos de dosificación reducidos, o pocos puntos de dosificación grandes. Los puntos de dosificación pueden penetrar también en el interior del tubo del reactor de bucle a través de tubitos, en formas de realización especiales también tubitos de diferente longitud. Este posicionamiento especial de la dosificación en puntos alejados de la pared del tubo coloca el reactivo de modo que se efectúa un mezclado óptimo en las subsiguientes turbulencias dentro de la bomba de alimentación. Los tubitos de dosificación que penetran en el diámetro tubular del reactor de bucle pueden adoptar diferentes ángulos con la pared del tubo, preferentemente un ángulo diferente a 90°, de modo especialmente preferente en el sentido de flujo. Esto provoca que el reactivo se introduzca de manera selectiva en las zonas internas de la circulación del tubo y no solo se distribuya a lo largo de la pared del tubo, influyendo esto último negativamente sobre una mezcla rápida e intensiva a través de las turbulencias dentro de la bomba de alimentación.
El anillo de dosificación se puede enfriar o calentar según tarea de dosificación. En este caso se presenta otra ventaja del anillo situado externamente, que no se calienta por medio del medio circundante como, en contrapartida, una lanza de dosificación, que penetra forzosamente en el tubo. Una forma de realización especial es un anillo de dosificación, en el que se efectúa una adición con dosificación bajo sobrepresión. El dispositivo puede adoptar cualquier forma espacial apropiada, este se construye preferentemente en forma de anillo. En este caso se pueden emplear también anillos dobles o múltiples.
Los eductos se pueden introducir en el reactor tubular a través de una bomba. Para evitar interrupciones de operación debidas al mantenimiento, también pueden estar previstas dos o más bombas, que se pueden conectar en paralelo. El mezclado de los eductos con anillo de dosificación se puede efectuar convenientemente antes de las bombas, es decir, en el lado de succión de las bombas, visto en sentido de la circulación. No obstante, el anillo de dosificación puede ser también componente de la bomba y estar integrado en la carcasa de la bomba.
Los componentes de la instalación que entran en contacto con sustancias corrosivas, en especial el reactor tubular, las bombas, el separador de fases, el anillo de dosificación y el cambiador de calor, así como los turbuladores incorporados en estos, están constituidos por materiales apropiados, a modo de ejemplo un metal resistente al ácido, como por ejemplo circonio, tántalo, titanio o acero inoxidable, o un metal revestido, que presente, a modo de ejemplo, una capa de esmalte o una capa de circonio. Además, también se pueden emplear materiales sintéticos, a modo de ejemplo elementos recubiertos con PTFE, componentes grafitizados o piezas de grafito, en especial en bombas.
En el ámbito de una configuración del procedimiento, a partir de una corriente de ACH, una parte, de modo preferente aproximadamente dos tercios a aproximadamente tres cuartos de la corriente volumétrica, se introduce en un primer reactor de bucle. Un primer reactor de bucle presenta preferentemente uno o varios cambiadores de calor con turbuladores incorporados al menos en uno de ellos, una o varias bombas, y uno o varios separadores de gas. Las corrientes de circulación que recorren el primer reactor de bucle se sitúan preferentemente en el intervalo de 50-650 m3/h, preferentemente en un intervalo de 100-500 m3/h, y además de modo preferente en un intervalo de 150-450 m3/h. En un reactor de bucle que sigue al primer reactor de bucle, al menos uno adicional, las corrientes de circulación se sitúan preferentemente en un intervalo de 40-650 m3/h, preferentemente en un intervalo de 50-500 m3/h y además de modo preferente en un intervalo de aproximadamente 60-350 m3/h.
Además, como diferencias de temperatura sobre el cambiador de calor son preferentes aproximadamente 1-20°C, siendo en especial preferentes aproximadamente 2-7°C.
La alimentación de ACH, según la invención a través de un anillo de dosificación, se puede efectuar en principio en cualquier punto en el reactor de bucle. No obstante, ha demostrado ser ventajoso que la alimentación se efectúe inmediatamente en el lado de succión de una bomba. Por consiguiente, la circulación altamente turbulenta en la carcasa de la bomba se utiliza para la mezcla de eductos, y de este modo se utiliza simultáneamente una máquina de alimentación como máquina de mezclado adicional. La alimentación de ácido sulfúrico se efectúa ventajosamente antes de la adición de ACH. No obstante, es igualmente posible introducir el ácido sulfúrico en cualquier punto en el reactor de bucle.
La proporción de reactivos en el reactor de bucle se controla de modo que se presenta un exceso de ácido sulfúrico. Respecto a la proporción molar de sustancias constitutivas, el exceso de ácido sulfúrico asciende aproximadamente a 1,8:1 hasta aproximadamente 3:1 en el primer reactor de bucle, y aproximadamente a 1,1:1 hasta aproximadamente 2:1 en el último reactor de bucle.
En algunos casos ha demostrado ser ventajoso realizar la reacción en el reactor de bucle con tal exceso de ácido sulfúrico. En este caso, el ácido sulfúrico puede servir, a modo de ejemplo, como disolvente y mantener reducida la viscosidad de la mezcla de reacción, con lo cual se puede garantizar una descarga más rápida de calor de reacción y una menor temperatura de la mezcla de reacción. Esto puede conllevar claras ventajas de rendimiento. La temperatura en la mezcla de reacción asciende aproximadamente a 85-150 °C.
La descarga de calor se garantiza mediante uno o varios cambiadores de calor en el reactor de bucle. Al menos uno de estos está equipado con los turbuladores según la invención. En este caso ha demostrado ser ventajoso que los cambiadores de calor dispongan de una sensórica apropiada para el ajuste de la potencia de enfriamiento con el fin de impedir un enfriamiento demasiado fuerte de la mezcla de reacción por los motivos citados anteriormente. A modo de ejemplo puede ser ventajoso medir la transferencia de calor en el cambiador de calor o en los cambiadores de calor de manera intermitente o continuamente, y adaptar a ello el rendimiento de enfriamiento del cambiador de calor. Esto se puede efectuar, a modo de ejemplo, a través del propio medio de refrigeración. Asimismo, también es posible obtener un correspondiente calentamiento de la mezcla de reacción mediante correspondiente variación de la adición de reactivos y mediante la generación de más calor de reacción. También es concebible una combinación de ambas posibilidades.
Además el reactor de bucle dispone de al menos un separador de gases. Por una parte, a través del separador de gases se puede extraer continuamente el producto formado del reactor de bucle. Por otra parte, de este modo se pueden extraer del espacio de reacción gases formados en el ámbito de la reacción. Como gas se forma principalmente monóxido de carbono. El producto extraído del reactor de bucle se traslada preferentemente a un segundo reactor de bucle. En este segundo reactor de bucle se hace reaccionar la mezcla de reacción que contiene ácido sulfúrico y amida de ácido metacrílico, como se obtuvo mediante la reacción en el primer reactor de bucle, con la corriente parcial de ACH remanente. En este caso, el exceso de ácido sulfúrico del primer reactor de bucle, o al menos una parte del ácido sulfúrico excedente reacciona con el ACH bajo formación posterior de amida de ácido sulfoxi-isobutírico (SIBA). La realización de la reacción en dos o más reactores de bucle presenta la ventaja de que, debido al exceso de ácido sulfúrico en el primer reactor de bucle, se mejora la bombeabilidad de la mezcla de reacción, y con ella la transferencia de calor, y en último término el rendimiento. A su vez, en el segundo reactor de bucle están dispuestos al menos un cambiador de calor y al menos un separador de gases. Asimismo, la corriente parcial de ACH dosificada en este caso se puede añadir con dosificación a través de un anillo de dosificación. También al menos uno de los cambiadores de calor en el segundo reactor de bucle está equipado preferentemente con turbuladores. La temperatura de reacción en el segundo reactor de bucle asciende igualmente a 90-120°C.
El problema de bombeabilidad de la mezcla de reacción, de la transferencia de calor y de una temperatura de reacción lo más reducida posible se plantea en cada reactor de bucle posterior al igual que en el primero. Por lo tanto, también el cambiador de calor en el segundo reactor de bucle dispone ventajosamente de una correspondiente sensórica para el control del rendimiento de enfriamiento.
Los siguientes ejemplos describirán la invención, pero sin limitarla de ningún modo.
Los Ejemplos comparativos 1-4 del estado de la técnica se realizaron en una instalación como se representa en el diagrama de flujo Fig. 2, los Ejemplos según la invención 1-4 análogamente como se representa en la Fig. 3. En la Tab. 1 se enumeran los respectivos parámetros de proceso y los correspondientes rendimientos.
La Fig. 2 muestra un reactor de bucle de dos etapas. Aproximadamente dos tercios de la cantidad de ACH total se introducen con dosificación en el primer circuito antes del mezclador estático SM1. La disolución de reacción recorre después el depósito de desgasificación DG1. Antes del mezclador estático SM2 se añade la cantidad total de ácido sulfúrico concentrado. La bomba P1 alimenta la disolución de reacción a través de dos cambiadores de calor de haz de tubos WT1 y WT2. En el punto de medición de temperatura T1 se mide la temperatura del primer circuito. La disolución de reacción fluye al segundo circuito del reactor de bucle desde el depósito de desgasificación DG1. La bomba P2 alimenta la disolución de reacción a través de un tercer cambiador de calor de haz de tubos WT3. Después se dosifica la cantidad restante de ACH antes del mezclador estático SM3. La disolución de reacción se descarga finalmente del segundo depósito de desgasificación DG2 en la siguiente etapa de elaboración.
La Fig. 3 muestra en principio la misma estructura. Sin embargo, se han eliminado todos los mezcladores estáticos. En el primer circuito se dosifica ACH inmediatamente antes de la bomba P1 a través del anillo de dosificación DR1 según la invención. En el cambiador de calor WT1 están incorporados turbuladores según la invención con un índice de espiras de 550 U/m y una longitud de 2 m, y en el cambiador de calor WT3 están incorporados aquellos con índice de espiras de 700 U/m y una longitud de 1 m.
La Tab. 1 muestra los resultados del ensayo. El Ejemplo 1 y el Ejemplo comparativo 1 se realizaron con carga de ACH media, baja proporción molar de ácido sulfúrico respecto a ACH y nivel de temperatura medio en el circuito 1, la serie de ensayos 2 igualmente con carga de ACH media, pero con proporción molar media y nivel de temperatura elevado. La serie de ensayos 3 muestra igualmente carga de ACH media y proporción molar media, pero nivel de temperatura mínimo. Finalmente, la serie de ensayos 4 se realizó con carga de ACH máxima, proporción molar máxima y nivel de temperatura máximo. En todas las series de ensayo se mantuvo la temperatura en el segundo circuito en aproximadamente 112°C, medida tras el cambiador de calor WT3.
Tab. 1: parámetros de proceso y rendimientos
Figure imgf000005_0001
Como se desprende de la Tab. 1, los rendimientos en los ejemplos según la invención se sitúan 2-3 % por encima de los de los ejemplos comparativos.
Explicaciones sobre las figuras:
SM1, SM2, SM3 Mezcladores estáticos
WT1, WT2, WT3 Cambiadores de calor de haz de tubos
P1, P2 Bombas
DR1 Anillo de dosificación
DG1, DG2 Depósito de desgasificación

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1 Procedimiento para la hidrólisis de acetocianhidrina por medio de ácido sulfúrico como precursor para la producción de metacrilato de metilo en un reactor de bucle, caracterizado por que
    a. al menos uno de los cambiadores de calor que se encuentran en el reactor de bucle está equipado con turbuladores, y
    b. al menos uno de los componentes de reacción se alimenta al reactor de bucle por medio de un anillo de dosificación para la alimentación de al menos uno de los componentes de reacción,
    estando incorporado el anillo de dosificación para la alimentación de al menos uno de los componentes de reacción en el reactor de bucle inmediatamente antes de la bomba, o siendo componente de la bomba y estando integrado en la carcasa de la bomba, y estando colocado(s) el cambiador o los cambiadores de calor equipado(s) con turbuladores en sentido de la circulación tras la adición con dosificación de ácido sulfúrico y de ACH.
  2. 2. - Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el anillo de dosificación está integrado en la carcasa de la bomba.
  3. 3. - Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que en al menos un cambiador de calor están incorporadas estructuras similares a sacacorchos o de tipo escobilla como turbuladores.
  4. 4. - Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se emplean estructuras de turbuladores de diversos tipos en el reactor de bucle.
  5. 5. - Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que al menos 50-70 % de los tubos del cambiador de calor de haz de tubos equipado están dotados de turbuladores.
  6. 6.- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se emplean turbuladores con 500-750 U/m.
ES13709390T 2012-03-30 2013-03-06 Procedimiento para la hidrólisis de acetocianhidrina Active ES2819079T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012205257A DE102012205257A1 (de) 2012-03-30 2012-03-30 Verfahren zur Hydrolyse von Acetocyanhydrin
PCT/EP2013/054486 WO2013143812A1 (de) 2012-03-30 2013-03-06 Verfahren zur hydrolyse von acetocyanhydrin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2819079T3 true ES2819079T3 (es) 2021-04-14

Family

ID=47884299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES13709390T Active ES2819079T3 (es) 2012-03-30 2013-03-06 Procedimiento para la hidrólisis de acetocianhidrina

Country Status (16)

Country Link
US (1) US9458083B2 (es)
EP (1) EP2830753B1 (es)
JP (1) JP6124988B2 (es)
KR (1) KR102051164B1 (es)
CN (1) CN104203392A (es)
AU (1) AU2013242263A1 (es)
BR (1) BR112014023910B1 (es)
DE (1) DE102012205257A1 (es)
ES (1) ES2819079T3 (es)
MX (1) MX2014011644A (es)
RU (1) RU2622428C2 (es)
SA (1) SA113340421B1 (es)
SG (1) SG11201406225SA (es)
TW (1) TWI612033B (es)
WO (1) WO2013143812A1 (es)
ZA (1) ZA201407073B (es)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108499504B (zh) * 2017-10-30 2023-12-19 烟台国邦化工机械科技有限公司 一种连续中和装置及其工艺
US20240010604A1 (en) 2020-10-23 2024-01-11 Röhm Gmbh Optimized process for synthesizing methacrylic acid (maa) and/or alkyl methacrylate by reducing unwanted byproducts
US20230399286A1 (en) 2020-10-23 2023-12-14 Röhm Gmbh Improved process for preparing methyl methacrylate and/or methacrylic acid by reduced back mixing during conversion
ES2935290T3 (es) 2020-10-23 2023-03-03 Roehm Gmbh Procedimiento optimizado para la preparación de metacrilato de alquilo mediante reducción de productos secundarios perturbadores
CN112844283A (zh) * 2020-12-29 2021-05-28 河北英科石化工程有限公司 一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备
EP4171795A1 (en) * 2021-01-23 2023-05-03 Jhaveri, Devang A method of chemical reaction in a heat exchanger reactor
EP4452919A1 (de) 2021-12-23 2024-10-30 Röhm GmbH Verfahren zur herstellung von alkylmethacrylaten mit verbesserter ausbeute und verminderten emissionen flüchtiger organischer verbindungen
WO2023169810A1 (de) 2022-03-11 2023-09-14 Röhm Gmbh Verfahren zur herstellung von alpha-hydroxyisobuttersäuremethylester und dessen anwendung in der elektronik-industrie

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921711A (en) * 1972-05-30 1975-11-25 American Standard Inc Turbulator
US4481154A (en) 1981-03-20 1984-11-06 Cal Gavin Limited Insert for placement in a vessel and method of forming the insert
AU4090600A (en) * 1999-06-30 2001-01-04 Rohm And Haas Company High performance heat exchangers
ZA200303241B (en) 2002-05-01 2003-11-04 Rohm & Haas Improved process for methacrylic acid and methcrylic acid ester production.
US7582790B2 (en) * 2004-11-24 2009-09-01 Rohm And Haas Company Process for chemical reactions involving cyanohydrins
WO2007075064A1 (en) 2005-12-29 2007-07-05 Jeongnamjin Heukjinju Jang Hung Kijoje Yeong Yeo Jo Hab Beob Yin Tool for fixing pearl nucleus and method for cultivating black pearl using the same
DE102006058250A1 (de) 2006-12-08 2008-06-12 Evonik Röhm Gmbh Integriertes Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Methacrylsäureestern aus Aceton und Blausäure
DE102006059511A1 (de) 2006-12-14 2008-06-19 Evonik Röhm Gmbh Verfahren zur Herstellung von Acetoncyanhydrin und dessen Folgeprodukten durch gezielte Kühlung
DE102009002592A1 (de) 2009-04-23 2010-10-28 Evonik Röhm Gmbh Dosierring

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201407073B (en) 2015-11-25
DE102012205257A1 (de) 2013-10-02
KR20140140559A (ko) 2014-12-09
US20150045577A1 (en) 2015-02-12
SG11201406225SA (en) 2014-11-27
TW201400449A (zh) 2014-01-01
CN104203392A (zh) 2014-12-10
BR112014023910B1 (pt) 2020-03-31
AU2013242263A1 (en) 2014-09-25
MX2014011644A (es) 2014-10-24
RU2622428C2 (ru) 2017-06-15
KR102051164B1 (ko) 2019-12-03
JP6124988B2 (ja) 2017-05-10
EP2830753B1 (de) 2020-08-26
JP2015516379A (ja) 2015-06-11
RU2014143581A (ru) 2016-05-27
TWI612033B (zh) 2018-01-21
US9458083B2 (en) 2016-10-04
SA113340421B1 (ar) 2015-07-07
EP2830753A1 (de) 2015-02-04
WO2013143812A1 (de) 2013-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2819079T3 (es) Procedimiento para la hidrólisis de acetocianhidrina
ES2470567T3 (es) Un tratamiento por destilación de cianhidrina de acetona y unos procedimientos para la preparación de ésteres de ácido metacr�lico y de productos subsiguientes
ES2297637T3 (es) Procedimiento mejorado de reacciones quimicas que incluyen cianhidrinas.
BRPI0907475B1 (pt) Misturador do tipo de vórtice e método de obtenção de uma solução ou pasta fluida supersaturada
BR112016008641B1 (pt) Vaso de hidrólise utilizado em um processo para a amidificação de cianoidrina acetona
BRPI0721099A2 (pt) Processos para preparar cianohidrina de acetona, um metacrilato de alquila e um ácido metacrílico, aparelho para preparar os referidos metacrilatos, processo para preparar polímeros à base de nesses metacrilatos e uso dos mesmos e de um ácido metacrílico
RU2557599C1 (ru) Устройство для смешивания и охлаждения двух реакционноспособных жидкостей и способ производства пероксомоносерной кислоты с помощью этого устройства
ES2424494T3 (es) Anillo dosificador
BRPI0720022A2 (pt) Processo para preparar metacrilatos de alquila por destilação azeotrópica
CN103521158B (zh) 一种连续化制备丁二腈的方法
CN207872112U (zh) 一种新型氧化反应釜
BRPI0403973B1 (pt) Método para condensação de carbamato e unidade para realização de tal método
BR112016001074B1 (pt) Vaso de conversão térmica para converter mistura de hidrólise de alfa- hidroxiisobutiramida, alfa-sulfatoisobutiramida, 2-metacrilamida e ácido metacrílico em mistura contendo 2-metacrilamida e processo para amidificação de acetona cianidrina
BRPI0720439B1 (pt) processos para preparação de acetona cianoidrina
CN107857703A (zh) 一种连续化生产硝基甲烷的反应器及方法
CN112090388A (zh) 一种连续流反应器及其在化学反应和合成中的应用
CN105617962A (zh) 一种内外循环式超声波-微波搅拌反应釜
RU166697U1 (ru) Устройство для получения высокооктановых компонентов моторных топлив в присутствии фтористого водорода, предоставляющее возможность работы с высокой скоростью потока реагентов
CN223047268U (zh) 六水三氯化铕制备系统
CN111167385B (zh) 利用醛原料和空气制备酸的喷射型气液反应器
CN210632082U (zh) 一种亚磷酸三乙酯生产用等量下料装置
GB1567921A (en) Reactor for the production of formaldehyde
WO2019127646A1 (zh) 一种合成小分子量聚苯醚的生产设备
PL156353B1 (pl) Reaktor wielosekcyjny poziomy do utleniania tlenowych pochodnych cykloheksanu kwasem azotowym