PT104496A - Reactor de membranas adsorptivo de leito móvel simulado, novo processo híbrido de saparação e respectivas utilizações - Google Patents
Reactor de membranas adsorptivo de leito móvel simulado, novo processo híbrido de saparação e respectivas utilizações Download PDFInfo
- Publication number
- PT104496A PT104496A PT104496A PT10449609A PT104496A PT 104496 A PT104496 A PT 104496A PT 104496 A PT104496 A PT 104496A PT 10449609 A PT10449609 A PT 10449609A PT 104496 A PT104496 A PT 104496A
- Authority
- PT
- Portugal
- Prior art keywords
- reactor
- process according
- desorbent
- columns
- stream
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 24
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 title claims description 7
- VJYFKVYYMZPMAB-UHFFFAOYSA-N ethoprophos Chemical compound CCCSP(=O)(OCC)SCCC VJYFKVYYMZPMAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 49
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 53
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 23
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 18
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 15
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 9
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 6
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 5
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims description 4
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006359 acetalization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 150000001241 acetals Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000005907 ketalization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 2
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 claims 1
- 239000003049 inorganic solvent Substances 0.000 claims 1
- 229910001867 inorganic solvent Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 abstract description 3
- -1 ESTERS Chemical class 0.000 abstract description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 abstract 1
- IPBVNPXQWQGGJP-UHFFFAOYSA-N phenyl acetate Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1 IPBVNPXQWQGGJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 1,1-Diethoxyethane Chemical compound CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 9
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 5
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000000066 reactive distillation Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 101150071434 BAR1 gene Proteins 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde dimethyl acetal Natural products COC(C)OC SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012035 limiting reagent Substances 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- IKGXIBQEEMLURG-NVPNHPEKSA-N rutin Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O[C@H]1OC[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](OC=2C(C3=C(O)C=C(O)C=C3OC=2C=2C=C(O)C(O)=CC=2)=O)O1 IKGXIBQEEMLURG-NVPNHPEKSA-N 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 235000012216 bentonite Nutrition 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012458 free base Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011328 necessary treatment Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
- B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
- B01D15/1814—Recycling of the fraction to be distributed
- B01D15/1821—Simulated moving beds
- B01D15/1842—Simulated moving beds characterised by apparatus features
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
- B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
- B01D15/1814—Recycling of the fraction to be distributed
- B01D15/1857—Reactive simulated moving beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/36—Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
- B01D61/362—Pervaporation
- B01D61/3621—Pervaporation comprising multiple pervaporation steps
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
A PRESENTE INVENÇÃO CONSISTE NUMA NOVA TECNOLOGIA, O REACTOR DE MEMBRANAS ADSORPTIVO DE LEITO MÓVEL SIMULADO. A TECNOLOGIA PROPOSTA INTEGRA UM REACTOR COM DUAS TÉCNICAS DIFERENTES DE SEPARAÇÃO: I) CROMATOGRAFIA (LEITO MÓVEL SIMULADO - SMB); II) MEMBRANA PERMEÁVEL (NOMEADAMENTE, PERVAPORAÇÃO E PERMEAÇÃO, ENTRE OUTROS) NUM ÚNICO EQUIPAMENTO, PERMITINDO UM AUMENTO SIGNIFICATIVO DA PRODUTIVIDADE DA UNIDADE E REDUÇÃO CONSIDERÁVEL DOS CUSTOS ASSOCIADOS ÀS UNIDADES DE SEPARAÇÃO SEGUINTES, PARA OS MESMOS REQUISITOS DE PUREZA DOS PRODUTOS E DE CONVERSÃO DOS REAGENTES. TEM AS SUAS PRINCIPAIS APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA QUÍMICA, DE UM MODO PARTICULAR, NA PRODUÇÃO CONTÍNUA DE COMPOSTOS OXIGENADOS, TAIS COMO ÉSTERES, ACETAIS, ÉTERES, CARBONATOS, ENTRE OUTROS.
Description
1
DESCRIÇÃO
"REACTOR DE MEMBRANAS ADSORPTIVO DE LEITO MÓVEL SIMULADO, NOVO PROCESSO HÍBRIDO DE SEPARAÇÃO E RESPECTIVAS UTILIZAÇÕES"
CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção constitui uma nova tecnologia híbrida, o reactor de membranas adsorptivo de leito móvel simulado. A tecnologia aqui divulgada integra um reactor com duas técnicas diferentes de separação: i)cromatografia (leito móvel simulado - SMB); ii) membrana permeável (nomeadamente, pervaporação e permeação, entre outros) num único equipamento.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO 0 reactor de leito móvel simulado (SMBR) é constituído por várias colunas em série, empacotadas com um sólido (ou uma mistura de catalisador sólido e adsorvente) que catalisa a reacção e separa os produtos de reacção por adsorção selectiva de um dos produtos. A tecnologia aqui divulgada integra o SMBR com o reactor de membranas através do uso de membranas permeáveis selectivas incorporadas nas colunas do SMBR, melhorando o desempenho global deste, uma vez que, adicionalmente à separação dos produtos por adsorção selectiva há também a remoção selectiva de um dos produtos através das membranas. A presente invenção permite a intensificação do processo que envolva reacções de equilíbrio onde mais do que um produto é formado e a simultânea separação dos mesmos (por adsorção e membranas) , conduzindo a conversões muito superiores à de equilíbrio, até à conversão completa. 2
Este processo é pois adequado para aplicação à produção continua e à escala industrial de compostos oxigenados, tais como ésteres e acetais.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A reacção e a separação num processo químico são vistas, tradicionalmente, como etapas separadas. Este paradigma é ainda o pensamento corrente na indústria química. Contudo, a combinação destas etapas (reacção/separação) numa única unidade tem ganho um interesse considerável na investigação e na indústria química, principalmente para reacções limitadas pelo equilíbrio, uma vez que a remoção contínua de pelo menos um dos produtos da reacção desloca o equilíbrio aumentando a conversão e reduzindo a formação de produtos secundários. 0 termo reactor multifuncional é muitas vezes utilizado para englobar tecnologias de separação reactivas, que têm como principais vantagens: redução de consumos energéticos e de custos de capital, diminuição de consumo de solventes, elevados rendimentos na formação do produto e melhoria na selectividade, no caso de reacções competitivas. Exemplos típicos de reacções limitadas pelo equilíbrio são:
Esterificações: R'-COOH + HO-R <=> R'COOR + H20
Acetalizações: R'-CHO + 2 HO-R <=> R'CH-(OR)2 + H20
Cetalizações: R'R"CO + 2 HO-R <=> R'R"C(OR)2 + H20
No estado da técnica, os reactores multifuncionais mais usados para este tipo de reacções são: destilação reactiva, reactor de membranas e reactores cromatográficos. Um dos exemplos de aplicação da destilação reactiva é na produção de acetato de metilo (Agreda and Partin, 1984). 3
Esta tecnologia permitiu reduzir cinco vezes o investimento e o uso de energia quando comparada com o processo tradicional (reacção seguida de separação por destilação). Contudo, o uso da destilação reactiva tem algumas desvantagens para sistemas onde ocorre a formação de azeótropos e/ou existe incompatibilidade dos pontos de ebulição de reagentes e produtos.
Os reactores de membranas são amplamente usados em diversas aplicações químicas. Exemplos típicos são os reactores de pervaporação e de permeação, onde o catalisador está num leito fixo (Lafarga and Varma, 2000/ Zhu et al. , 1996) ou fluidizado (Alonso et al.r 2001; Lee et al., 2006). Por diversas vezes, também são denominados de reactores de membranas os processos em que o reactor é acoplado em série ou paralelo com unidades de separação por membranas (Datta and Tsai, 1998; Tsotsis et al., 2007).
Os reactores cromatográficos incluem o de leito fixo (Gyani and Mahajani, 2008; Silva and Rodrigues, 2002), o de processo adsorptivo por modelação de pressão (PSAR) (Harale et al., 2008) e o de leito móvel simulado (SMBR) (Kawase et al., 1996; Pereira et al., 2008; Rodrigues and Silva, 2005; Silva and Rodrigues, 2005). Todavia, de todos os reactores cromatográficos mencionados, o mais usual para intensificação de processos de produção de compostos oxigenados é o SMBR. O SMBR é um equipamento conhecido (Broughton and Gerhold, 1961), constituído por várias colunas interligadas em série e cada coluna é empacotada com um sólido ácido (ou mistura de sólidos). Normalmente, no reactor são introduzidas duas correntes de alimentação e são obtidas duas correntes de saída, como mostra a Figura 1. Uma das correntes de entrada é o dessorvente (Dsv), que 4 geralmente é constituído por um dos reagentes (A) e que tem como finalidade regenerar o sólido (ou mistura de sólidos). Os reagentes (A e B) são introduzidos na corrente de alimentação (F) . Os produtos formados são retirados do reactor em duas correntes separadas, uma rica no produto menos adsorvido C (refinado - R) e outra rica no produto mais adsorvido D (extracto - X) . Todas as correntes de entrada/saída são introduzidas/retiradas do sistema através de portas existentes entre as colunas, e as suas posições são deslocadas periodicamente na direcção do líquido, de forma a simular o movimento do sólido em contra-corrente com o líquido. 0 reactor está equipado com uma válvula rotativa ou com um conjunto de válvulas que actuam de forma sincronizada para permitir introduzir as correntes de entrada e retirar correntes de saída em qualquer posição entre colunas. A posição das correntes de entrada/saída define zonas de operação no reactor com finalidades diferentes, e cada zona pode ter um número variável de colunas.
Na Figura 1, a zona I está compreendida entre a corrente de dessorvente (Dsv) e a corrente de extracto (X); a zona II está compreendida entre a corrente de extracto (X) e a alimentação (F); a zona III está compreendida entre a alimentação F e a corrente de refinado (R) ; e a zona IV está compreendida entre a corrente de refinado (R) e a corrente de reciclo (Rec). Os reagentes (A e B) alimentados à coluna (corrente F) são convertidos nos produtos nas zonas II e III. Nestas zonas ocorre também a separação dos produtos, o produto menos retido C é removido pela porta de refinado e o produto mais retido D é removido pela porta de extracto. Como os produtos estão a ser retirados da zona reaccional, a reacção, sendo de equilíbrio, desloca-se no 5 sentido de repor os produtos. Como estes são continuamente removidos, a reacção ocorre até que se esgote o reagente limitante (B), atingindo-se conversões muito acima dos valores de equilíbrio, podendo quase atingir conversão completa (100 %). Na zona I faz-se a regeneração do sólido saturado com o produto D através da utilização de um dessorvente (reagente A) e na zona IV regenera-se o dessorvente que pode conter algum produto C. O caudal de líquido em cada zona e o período de comutação das posições das correntes de entrada/saída são os factores críticos e decisivos para que cada zona desempenhe eficientemente os objectivos anteriormente mencionados: reacção completa e separação dos produtos formados nas zonas II e III; regeneração do sólido e do dessorvente nas zonas I e IV, respectivamente. Os caudais nas zonas I a IV são dados pelas expressões : Qi = Qxec + Qd ; Qn — Qi~ Qx ; Qm — Qu + Qf ; Qiv = Qiu — Qx = Qsec . 0 período de comutação, t*, corresponde ao tempo necessário para passar todas as correntes de uma posição P' para uma posição P. A mudança da posição das correntes pode ser feita de modo não sincronizado. 0 reactor SMBR apresenta inúmeras vantagens, tais como as mencionadas anteriormente para as separações reactivas, contudo, também apresenta algumas contrapartidas, entre as quais, se destaca a dificuldade de remoção da espécie fortemente adsorvida, o que implica elevados consumos de dessorvente. Além disso, em muitas aplicações, a alimentação é uma mistura de reagentes com um dos produtos (como por exemplo, em esterificações onde os ácidos carboxílicos são soluções aquosas do ácido, sendo que A é um produto secundário obtido na reacção de esterificação) , o que compromete o desempenho da unidade SMBR, resultando em baixas conversões, baixa pureza dos produtos, baixa 6 produtividade e elevados consumos de dessorvente, principalmente, quando o produto presente na alimentação é o mais retido. Deste modo, é objectivo da presente invenção providenciar um novo processo para realizar reacção e separação, simultaneamente, num único equipamento, minimizando o consumo de dessorvente, aumentando a produtividade, a conversão dos reagentes e a pureza dos produtos.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DAS FIGURAS
Figura 1. Unidade SMBR em que ocorre uma reacção do tipo A + B<r*C + D e onde o produto D é mais adsorvido e C, o menos adsorvido, em que Dsv é o dessorvente, R o refinado, X o extracto, F a alimentação e (13) a direcção do líquido e alternância das portas.
Figura 2. Reactor de membranas em que ocorre uma reacção do tipo A + B<r>C + D e onde o produto D é selectivamente permeado pela membrana, em que P é o permeado, F a alimentação, Rt é o retido e M a membrana.
Figura 3. Unidade PermSMBR usada para produzir um produto C a partir de uma mistura reaccional, A e B, e um subproduto D que é removido quer por adsorção quer através de membranas permeáveis selectivas, em que Dsv é o dessorvente, R é o refinado, X é o extracto e F é a alimentação e (13) a direcção do líquido e alternância das portas.
Figura 4. Unidade PermSMBR com 4 zonas: duas portas de entrada para uma corrente de alimentação e um dessorvente; e duas portas de saída para correntes de extracto e refinado, em que Dsv é o dessorvente, R é o refinado, X é o 7 extracto e F é a alimentação, P é o permeado e Rec a corrente de reciclo.
Figura 5. Unidade PermSMBR com 3 zonas: duas portas de entrada para uma corrente de alimentação e um dessorvente; e uma porta de saida para correntes de refinado, em que Dsv é o dessorvente, R é o refinado e F é a alimentação e P é o permeado e Rec a corrente de reciclo.
Figura 6. Unidade PermSMBR com 3 zonas: duas portas de entrada para uma corrente de alimentação e um dessorvente; e uma porta de saida para correntes de extracto, em que em que Dsv é o dessorvente, X é o extracto e F é a alimentação P é o permeado e Rec a corrente de reciclo..
Figura 7. Unidade PermSMBR com 5 zonas: três portas de entrada para duas correntes de alimentação e um dessorvente; e duas portas de saida para correntes de extracto e refinado, em que Dsv é o dessorvente, R é o refinado, X é o extracto e F1 e F2 são as correntes de alimentação P é o permeado e Rec a corrente de reciclo.
Figura 8. Unidade PermSMBR com 6 zonas: três portas de entrada para duas correntes de alimentação e um dessorvente; e três portas de saida para duas correntes de refinado e outra de extracto, em que Dsv é o dessorvente, Rl e R2 são os refinados, X é o extracto e F1 e F2 são as correntes de alimentação e P é o permeado e e Rec a corrente de reciclo.
Figura 9. Bypass para executar o processo de regeneração/activação do catalisador/adsorvente e ou das membranas na zona I da unidade de PermSMBR, em que Dsv é o 8 dessorvente, Rg é o passo de regeneração, X é o extracto e P é o permeado.
Figura 10. Perfil interno de concentrações no estado cíclico estacionário correspondentes a 50% do período de comutação, para o caso de produção de lactato de etilo numa unidade de PermSMBR.
Figura 11. Perfil interno de concentrações no estado cíclico estacionário correspondentes a 50% do período de comutação, para o caso de produção de 1,1-dietoxietano numa unidade de PermSMBR.
DESCRIÇÃO GERAL DA INVENÇÃO
Na presente invenção, é proposta uma nova tecnologia híbrida, o reactor de membranas adsorptivo de leito móvel simulado (PermSMBR), que integra num único equipamento uma etapa de reacção com duas técnicas distintas de separação: cromatografia (SMB) e membrana permeável selectiva (pervaporação ou permeação). A tecnologia PermSMBR é particularmente adequada para a intensificação dos processos que envolvam uma reacção de equilíbrio onde mais do que um produto é formado e onde a alimentação é também composta por um dos produtos, uma vez que estes são removidos do meio reaccional por processos de adsorção e membranas, conduzindo a conversões muito superiores à de equilíbrio até à conversão quase completa.
Este processo é pois adequado para aplicação à produção contínua à escala industrial de compostos oxigenados, como ésteres e acetais, uma vez que para além de aumentar a produtividade (por aumento da conversão), aumenta também a pureza e leva a uma considerável redução 9 do consumo de dessorvente.
Nesta invenção, a unidade SMBR é integrada com o reactor de Membrana Permeável usando membranas permeáveis selectivas dentro das colunas do SMBR, denominando-se de reactor de membranas adsorptivo de leito móvel simulado (PermSMBR). As colunas são empacotadas com um sólido, que deve ser simultaneamente catalisador e adsorvente selectivo, podem ser as resinas de permuta iónica na forma ácida, zeólitos (Y, mordenites, ZSM, ferrierites), aluminossilicatos (mortmorilonites e bentonites) ou hidrotalcites. Exemplos de resinas ácidas são Dowex 50 (Dow Chemical), Amberlite IR 120, Amberlyst A15 e A36 (Rohm & Haas), Lewatit (Bayer). Alternativamente, pode-se usar uma mistura contendo um catalisador sólido ácido e um adsorvente. As membranas têm de ser selectivas a um dos produtos e podem ser, classificadas quanto aos materiais (poliméricas, cerâmicas, vidro, metais e líquidos), quanto às estruturas (simétrica, assimétrica, microporosa, homogénea) e quanto aos processos (microfiltração, ultrafiltração, nanofiltração, osmosis inversa, electrodiálise, permeação gasosa e pervaporação). Para aplicação a reacções de síntese de produtos orgânicos serão particularmente interessantes: • as membranas de pervaporação: - membranas de zeólito tipo A, T ou Y (Mitsui Engineering & Shipbuilding ltd., Japão); - membranas hidrofílicas, como, por exemplo, a Pervap 1000 (Sulzer Chemtech, Alemanha); - membranas PVA, como, por exemplo, a Pervap 2201 e 2216 (Sulzer Chemtech, Alemanha) e a GFT-1005 (Deutsche Carbone AG) ;
- membranas de sílica, comercializadas como Pervap SMS 10 (Sulzer chemtech) ou as fornecidas pela empresa Pervatech, Holanda; • as membranas de permeação gasosa - membranas de zeólito tipo A e T, e peneiros moleculares de carbono (CMS).
Na unidade PermSMBR modelo são introduzidas duas correntes de alimentação e dela são obtidas três correntes de saída, dividindo o reactor em 4 zonas (Figura 4), similarmente ao que acontece com o SMBR tradicional (Figura 1) . Uma corrente de entrada é o dessorvente (Dsv) que tem como finalidade regenerar o sólido do composto mais adsorvido; e uma alimentação composta pelos reagentes (F), podendo conter também os produtos. Os produtos formados são retirados do reactor em três correntes separadas, uma rica no produto menos adsorvido (refinado - R) , outra rica no produto mais adsorvido (extracto - X) e outra rica no produto permeável através da membrana (permeado total - P), que combina todas as correntes de permeado removidas de cada coluna. À excepção da corrente de permeado total, todas as correntes de entrada/saída são introduzidas/retiradas do sistema através de portas existentes entre as colunas, e as suas posições são deslocadas periodicamente (periodo de comutação, t*) na direcção do líquido de forma a simular o movimento do sólido em contra-corrente com o líquido. A mudança da posição das correntes pode ser feita de modo não sincronizado. O reactor está equipado com uma válvula rotativa ou com um conjunto de válvulas que actuam de forma sincronizada para permitir introduzir/retirar as correntes de entrada/saída em qualquer posição entre colunas; e está também equipado com vácuo de modo a retirar o permeado de cada coluna, podendo este (vácuo) actuar em todas as 11 colunas ou apenas nas desejadas. A posição das correntes de entrada/saída, tal como no SMBR, define zonas de operação no reactor com finalidades diferentes e cada zona pode ter um número variável de colunas. Na Figura 4, a zona I situa-se entre a corrente de dessorvente (Dsv) e a corrente de extracto (X) ; a zona II situa-se entre a corrente de extracto (X) e a alimentação (F); a zona III situa-se entre a alimentação F e a corrente de refinado (R) ; e a zona IV situa-se entre a corrente de refinado (R) e a corrente de reciclo (Rec) . Na zona I faz-se a regeneração do sólido saturado com o produto mais adsorvido através da utilização de um dessorvente; Nas zonas II e III, zonas reaccionais, os reagentes introduzidos são convertidos em produtos. Estes produtos são continuamente removidos, quer por adsorção quer por permeação através das membranas selectivas e, como tal, a reacção ocorre até que se esgote o reagente limitante, atingindo-se conversões acima dos valores de equilíbrio, podendo atingir os 100%. Na zona IV o dessorvente é regenerado por dessorção do composto menos retido. O PermSMBR pode apresentar diferentes configurações introduzindo/retirando mais correntes à unidade. Desta forma, o número total de correntes, descontando as correntes de permeado, corresponde ao número total de zonas. Por exemplo, a unidade PermSMBR modelo pode ser simplificada a uma unidade de três zonas, eliminando a corrente de extracto (X), caso a membrana seja selectiva ao produto mais adsorvido (Figura 5); ou eliminando a corrente de refinado (R), caso a membrana seja selectiva ao produto menos adsorvido (Figura 6) .
Caso necessário, a unidade PermSMBR modelo pode ser 12 mais complexa, apresentando cinco ou mais zonas. Por exemplo, o diagrama de processo representado na Figura 7, é similar ao descrito anteriormente para a Figura 4, mas compreende 5 zonas devido à introdução de uma corrente de alimentação adicional (F2). Neste caso, a zona V corresponde à zona de regeneração do dessorbente, por ser a última zona da unidade. A alimentação F2 pode compreender os mesmos reagentes que a alimentação F1 mas em diferentes proporções, ou outros reagentes de forma a obter o produto desejado. Caso se pretendam extrair 3 produtos, será necessário remover uma outra corrente adicional designada por R2 na Figura 8. Adicionalmente, caso se comece a observar uma diminuição da performance da unidade (diminuição da pureza dos produtos, diminuição da conversão dos reagentes e/ou perda de produtividade, entre outros) devido a problemas de desactivação/envenenamento do catalisador/adsorvente ou das membranas, a unidade de PermSMBR pode operar de forma a corrigir esses problemas, efectuando bypass a cada uma das colunas durante um ciclo para efectuar os tratamentos necessários (tratamento com solventes, com ácidos/bases, substituição do enchimento e/ou da membrana, tratamentos térmicos, etc.). Por exemplo, se o dessorvente for mais caro do que o produto mais adsorvido deverá efectuar-se o tratamento à última coluna da zona I (Figura 9) visto que esta ainda está saturada com o produto mais adsorvido, evitando o consumo desnecessário de dessorvente caso se escolhesse outra coluna da mesma zona. De referir, que este procedimento pode ser também realizado noutras zonas e na coluna mais apropriada. Outras formas de correcção ao longo do tempo, podem ser efectuadas às variáveis operacionais da unidade PermSMBR, similarmente ao descrito na literatura para unidade de SMB (Sá Gomes et al., 2007). 13
DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA INVENÇÃO A presente invenção, unidade PermSMBR, pode ser utilizada numa variedade de diferentes tipos de reacções, principalmente, nas reacções limitadas pelo equilíbrio, como por exemplo, esterificações, acetalizações e cetalizações. Os exemplos abaixo mostram a aplicação da unidade PermSMBR na produção de etil lactato por uma reacção de esterificação entre o ácido láctico e o etanol; e na produção de acetaldeído dietilacetal (ou 1,1-dietoxietano) a partir de etanol e acetaldeído. Ambas as reacções formam água como subproduto, como verificado nas reacções acima descritas.
EXEMPLOS
Exemplo 1
Neste exemplo, a unidade PermSMBR é aplicada na produção de etil lactato (EL). 0 etil lactato é um solvente verde, biodegradável, não tóxico e aprovado pela FDA. É formado a partir da reacção reversível entre ácido láctico e etanol tendo água como sub-produto. A conversão de equilíbrio desta reacção à temperatura de 50°C e para uma razão inicial de etanol/ácido láctico de 2 é de cerca 66%. A resina de permuta iónica ácida Amberlyst 15-wet (Rohm & Haas, França) foi utilizada como catalisador e adsorvente selectivo à água. A alimentação era constituída por uma solução comercial de ácido láctico (85%) em água (15%) e o dessorvente utilizado foi etanol p.a. (99,5%).
Foram consideradas 12 colunas empacotadas com o Amberlyst 15-wet (diâmetro médio de 342,5 μπ\) e cada coluna com 13 membranas comerciais tubulares permselectivas à água (Pervatech, Holanda) integradas para desidratar o meio 14 reaccional; a altura, a porosidade e a densidade do leito são de 23 cm, de 0,424 e de 390 kg/m3, respectivamente. As permeabilidades da água e etanol nas membranas são de 1,3x1o"1 e de 6,0xl0~4 mol dm"2 min"1 bar”1, respectivamente (Sommer and Melin, 2005). Os caudais utilizados foram Qd=58,0 mL/min ; Qrec=27,0 mL/min; QF=9.6 mL/min e Qx=37,0 mL/min. 0 período de comutação foi definido em 2,1 minutos e a configuração adoptada foi de 3 colunas na zona 1, 3 colunas na zona 2, 4 colunas na zona 3 e 2 colunas na zona 4. O perfil interno de concentrações no estado cíclico estacionário correspondentes a 50 % do período de comutação é mostrado na Figura 10. A conversão de ácido láctico na unidade PermSMBR foi de 99,34% e verificou-se a separação dos produtos: o etil lactato sai na corrente de refinado (pureza de 99,19% em base sem dessorvente) e a água sai na corrente de extracto (pureza de 99,98% em base sem dessorvente). Adicionalmente, a água foi também removida pelas correntes de permeado em todas as doze colunas.
De modo a avaliar a vantagem da unidade PermSMBR relativamente a uma unidade SMBR com a mesma massa de Amberlyst 15-wet, na Tabela 1 apresentam-se os resultados de uma primeira optimização para a produção de etil lactato em cada uma das tecnologias. O tempo de comutação, caudal de dessorvente e de reciclo foram mantidos iguais a 2,1 min, 58,0 mL/min e 27,0 mL/min, respectivamente; tendo os caudais de extracto, refinado e de alimentação alterados de modo a optimizar a performance de cada uma das unidades. Como pode ser observado, a síntese de etil lactato na unidade PermSMBR favorece a sua produtividade em cerca de 42% e diminui o consumo de dessorvente em 25%, o que diminuirá os custos de recuperação de dessorvente nas etapas de separação consequentes. 15
Tabela 1 SMBR PermSMBR Melhoria (%) Produtividade de EL (kgL~ldia~x ) 18,06 25, 68 42,22 Consumo de dessorvente (Lkg-1) 4,75 3,57 24,74
Exemplo 2
Este exemplo é relativo à síntese do acetaldeído dietilacetal (ou 1,1-dietoxietano) na unidade PermSMBR. Este produto pode ser usado como aditivo verde para diesel por baixar as emissões de partículas. 0 dietilacetal é formado a partir da reacção reversível entre acetaldeído e etanol tendo água como sub-produto (Rodrigues and Silva, 2005). A conversão de equilíbrio desta reacção à temperatura ambiente e para uma razão inicial de etanol/acetaldeído de 2,2 é de 55 %. Usou-se como catalisador e adsorvente selectivo à água a resina ácida Amberlyst 15-wet (Rohm & Haas, França). Foram consideradas 12 colunas empacotadas com o Amberlyst 15-wet (diâmetro médio de 342,5 μιη) e cada coluna incorpora 13 membranas comerciais tubulares permselectivas à água (Pervatech,
Holanda); a altura, a porosidade e a densidade do leito é de 25,5 cm, de 0,424 e de 390 kg/m3, respectivamente. As permeabilidades da água e etanol nas membranas são de 1,3x1o"1 e de 6,0xl0“4 mol dm"2 min'1 bar”1, respectivamente (Sommer and Melin, 2005); e, devido à semelhança de tamanho e composição química entre o etanol e o acetaldeído, a permeabilidade deste foi admitida ser idêntica à do etanol. Contudo, como o acetaldeído tem uma pressão de vapor muito elevada, não foi efectuado vácuo nas colunas onde ocorre a 16 reacção, para não haver perdas de reagente. Adicionalmente, como a membrana apresenta uma boa selectividade e permeabilidade para a água, foi possível eliminar a corrente de extracto, sendo toda a água removida pelas correntes de permeado. A alimentação utilizada foi uma mistura de etanol (30%) /acetaldeído (70%) e o dessorvente foi etanol p.a. (99.5%). Os caudais utilizados foram QD=19,0 mL/min; QRec=19,0 mL/min; QF=10,0 mL/min e Qx=0,0 mL/min. O período de comutação foi definido em 4,2 minutos e a configuração adoptada foi de 6 colunas na zona I, 3 na zona II e 3 na zona III. A etapa de pervaporação foi somente activada nas 4 primeiras colunas da zona I e em todas as colunas da zona III, uma vez que o acetaldeído é muito volátil, apresentando uma pressão de vapor muito elevada e uma elevada força motriz de fluxo na membrana. O perfil interno de concentrações no estado cíclico estacionário correspondentes a 50 % do período de comutação é mostrado na Figura 11. Verificou-se que o acetaldeído apresenta uma conversão de 99,93%, que o dietilacetal obtido na corrente de refinado apresenta uma pureza de 99,78% (base sem dessorvente), para uma produtividade de dietilacetal de 22,51 kslrlàia~l e um consumo de dessorvente de 0,57 Lkg-+ . Uma unidade de SMBR, para obter a mesma pureza e produtividade de dietilacetal da unidade de PermSMBR, teria que operar nas seguintes condições: QD=35,0 mL/min; QRec=19,0 mL/min; QF=10,0 mL/min e Qx=16,0 mL/min e período de comutação de 3,8 minutos. Foram utilizadas 12 colunas, com diâmetro de 2,6 cm, comprimento de 23 cm e porosidade de 0,4, o que corresponde à mesma massa de Amberlyst 15-wet na unidade PermSMBR. A configuração adoptada foi de 3 colunas por zona. Como se pode ver na tabela 2, utilizando 17 uma unidade de PermSMBR reduz-se o consumo de dessorvente em 67%, e acresce que é apenas necessário separar o etanol de uma única corrente, a corrente de refinado, reduzindo custos de energéticos, bem como o investimento inicial (menos uma unidade de separação).
Tabela 2 SMBR PermSMBR Melhoria (%) Consumo de dessorvente tLkg-1) 1,74 0,57 67,2 18
Referências
Agreda V. H. and L. R. Partin, "Reactive distillation process for the production of methyl acetate", U.S. Patent No. 4435595 (1984).
Alonso Μ., M. J. Lorences, Μ. P. Pina and G. S. Patience, "Butane partial oxidation in an externally fluidized bed-membrane reactor", Catai. Today 67(1-3): 151-157 (2001).
Broughton D. B. and C. G. Gerhold, "Continuous Sorption Process Employing Fixed Bed of Sorbent and Moving Inlets and Outlets", US Patent No. 2 985 589 (1961).
Datta R. and S.-P. Tsai, "Esterification of Fermentation-Derived Acids via Pervaporation", WO Patent No. 9823579 (1998).
Gyani V. C. and S. Mahajani, "Reactive chromatography for the synthesis of 2-ethylhexyl acetate", Sep. Sei. Technol. 43(9-10): 2245-2268 (2008).
Harale A., Η. T. Hwang, P. K. T. Liu, M. Sahimi and T. T. Tsotsis, "Cyclic Hybrid Adsorbent-Membrane Reactor (HAMR) Studies for Hydrogen Production" AIChE Annual Meeting, Philadelphia, USA, 2008.
Kawase Μ., T. B. Suzuki, K. Inoue, K. Yoshimoto and K. Hashimoto, "Increased esterification conversion by application of the simulated moving-bed reactor", Chem. Eng. Sei. 51(11): 2971-2976 (1996).
Lafarga D. and A. Varma, "Ethylene epoxidation in a 19 catalytic packed-bed membrane reactor: Effects of reactor configuration and 1,2-dichloroethane addition", Chem. Eng. Sei. 55(4): 749-758 (2000).
Lee W. N., I. J. Kang and C. H. Lee, "Factors affecting filtration characteristics in membrane-coupled moving bed biofilm reactor", Water Res. 40(9): 1827-1835 (2006).
Pereira C. S. Μ., P. S. Gomes, G. K. Gandi, V. Μ. T. M. Silva and A. E. Rodrigues, "Multifunctional Reactor for the Synthesis of Dimethylacetal", Ind. Eng. Chem. Res. 47(10): 3515-3524 (2008).
Rodrigues A. E. and V. Μ. T. M. Silva, "Industrial process for acetals production in a simulated moving bed reactor", PT Patent No. 103123 (2004); WO Patent No. 2005/113476A1 (2005). Sá Gomes P., M. Minceva and A. E. Rodrigues, "Operation strategies for simulated moving bed in the presence of adsorbent ageing", Sep. Sei. Technol. 42(16): 3555-3591 (2007) .
Silva V. Μ. T. M. and A. E. Rodrigues, "Dynamics of a fixed-bed adsorptive reactor for synthesis of diethylacetal", AIChEJ. 48(3): 625-634 (2002).
Silva V. Μ. T. M. and A. E. Rodrigues, "Novel process for diethylacetal synthesis", AlChE J. 51(10): 2752-2768 (2005).
Sommer S. and T. Melin, "Performance evaluation of microporous inorganic membranes in the dehydration of 20 industrial solvents", Chem. Eng. Process.: Process Int. 44 (10) : 1138-1156 (2005) .
Tsotsis T. T., M. Sahimi, B. Fayyaz-Najafi, A. Harale, B.-G. Park and P. K. T. Liu, "Hybrid adsorptive membrane reactor", US Patent No. 2007053811 (Al) (2007).
Zhu Y., R. G. Minet and T. T. Tsotsis, "A continuous pervaporation membrane reactor for the study of esterification reactions using a composite polymeric/ceramic membrane", Chem. Eng. Sei. 51(17): 4103-4113 (1996).
Lisboa, 8 de Abril de 2009.
Claims (20)
1 REIVINDICAÇÕES 1. Reactor de membranas adsorptivo de leito móvel simulado, caracterizado por compreender a integração num único equipamento do reactor de leito móvel simulado (SMBR) com o reactor de membranas através da incorporação de membranas nas colunas do SMBR.
2. Reactor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender um conjunto finito de zonas ligadas em série por portas às quais são introduzidas/removidas correntes de entrada/saida.
3. Reactor de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por compreender em cada zona um número finito de colunas ligadas em série, constituindo cada coluna um módulo de membranas empacotado com um sólido ou mistura de sólidos com funções de catalisador e adsorvente selectivo, do lado do retido, e ao qual é introduzido uma corrente de entrada e extraída uma corrente de retido, a qual serve de alimentação ao módulo seguinte e outra de permeado, composta por um dos produtos formados.
4. Reactor de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por o número de zonas variar entre 1 a 8, consoante o número total de correntes totais de entrada/saida, excepto as correntes de permeado, e cada zona ter um número variável de colunas.
5. Reactor de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o número de zonas variar, de preferência, entre 3 a 6, e o número de colunas por zona variar, de 2 preferência, entre 1 a 10.
6. Processo híbrido de separação de acordo com as reivindicações 1 a 5, caracterizado por converter os reagentes em produtos na presença de um sólido, ou de uma mistura de sólidos, com funções de catalisador e adsorvente selectivo, simultaneamente separando os produtos formados por processos de adsorção e por membranas.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender os seguintes passos: a) introdução de reagentes pela(s) corrente(s) de alimentação na unidade do reactor de membranas de leito móvel simulado; b) a reacção entre os reagentes para obtenção dos produtos; c) a remoção do produto mais adsorvido na corrente de extracto e/ou nas correntes de permeado, do(s) produto(s) menos adsorvido(s) na(s) corrente (s) de refinado e/ou nas correntes de permeado; d) introdução de um dessorvente para regeneração do sólido ou mistura de sólidos.
8. Processo de acordo com as reivindicações 6 e 7, caracterizado por o permeado ser removido em todas as colunas, ou apenas nas colunas seleccionadas.
9. Processo de acordo com as reivindicações 6 a 8, 3 caracterizado por as correntes de entrada/saída mudarem periodicamente de uma porta para outra, sendo esse período denominado de período de comutação.
10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a mudança da posição das correntes ser feita de forma sincronizada ou não sincronizada.
11. Processo de acordo com as reivindicações 6 a 8, caracterizado por o catalisador sólido ser seleccionado a partir de zeólitos, aluminossilicatos, hidrotalcite ou resinas de permuta iónica.
12. Processo de acordo com as reivindicações 6 a 8, caracterizado por o adsorvente ser seleccionado a partir de carvão activado, peneiros moleculares, zeólitos, alumina, sílica, aluminossilicatos, ou resinas de permuta iónica.
13. Processo de acordo com as reivindicações 6 a 8, caracterizado por a(s) corrente(s) de alimentação compreenderem uma mistura de reagentes e produtos.
14. Processo de acordo com as reivindicações 6 a 8, caracterizado por o dessorvente ser seleccionado entre um conjunto de solventes orgânicos, inorgânicos, líquidos iónicos ou solventes supercríticos.
15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o dessorvente ser preferencialmente seleccionado entre um dos reagentes alimentados ao reactor. 4
16. Processo de acordo com as reivindicações 6 a 8, caracterizado por as membranas serem preferencialmente de pervaporação ou de permeação gasosa.
17. Processo de acordo com as reivindicações 6 a 8, caracterizado por as reacções serem preferencialmente limitadas pelo equilíbrio termodinâmico e com formação de um subproduto.
18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por as reacções serem preferencialmente reacções de esterificação, acetalização, cetalização ou transesterificação.
19. Processo de acordo com as reivindicações 6 a 18, caracterizado por compreender uma etapa para activação, regeneração ou substituição do catalisador, adsorvente e/ou membranas.
20. Utilização do reactor de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por se aplicar à indústria química, de um modo particular, à produção contínua de compostos oxigenados, tais como ésteres e acetais. Lisboa, 8 de Abril de 2009. Desorvente (A) Refinado (A+C)
Figura 1 1/11
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PT104496A PT104496B (pt) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | Reactor de membranas adsorptivo de leito móvel simulado, novo processo híbrido de saparação e respectivas utilizações |
| EP10724137.4A EP2418009B1 (en) | 2009-04-08 | 2010-04-07 | Simulated moving bed membrane reactor, new hybrid separation process and uses thereof |
| PCT/IB2010/051510 WO2010116335A1 (pt) | 2009-04-08 | 2010-04-07 | Reactor de membranas adsorptivo de leito móvel simulado, novo processo híbrido de separação e respectivas utilizações |
| US13/263,828 US20120108841A1 (en) | 2009-04-08 | 2010-04-07 | Simulated moving bed membrane reactor, new hybrid separation process and uses thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PT104496A PT104496B (pt) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | Reactor de membranas adsorptivo de leito móvel simulado, novo processo híbrido de saparação e respectivas utilizações |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PT104496A true PT104496A (pt) | 2010-10-08 |
| PT104496B PT104496B (pt) | 2011-03-14 |
Family
ID=42668579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PT104496A PT104496B (pt) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | Reactor de membranas adsorptivo de leito móvel simulado, novo processo híbrido de saparação e respectivas utilizações |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120108841A1 (pt) |
| EP (1) | EP2418009B1 (pt) |
| PT (1) | PT104496B (pt) |
| WO (1) | WO2010116335A1 (pt) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8969635B2 (en) * | 2009-10-27 | 2015-03-03 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Alkane enhancement of waste using microbial pre-treatement |
| KR101876612B1 (ko) | 2011-12-05 | 2018-07-09 | 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 | 친수성 멤브레인 통합형 올레핀 수화 공정 |
| CN103657152B (zh) * | 2013-12-14 | 2015-06-17 | 山东理工大学 | 新型模拟移动床色谱分离系统 |
| CN107324977B (zh) * | 2017-07-27 | 2020-09-01 | 河南蔚源生物科技有限公司 | 一种乙缩醛膜过滤提纯方法 |
| FR3073424B1 (fr) | 2017-11-16 | 2022-03-25 | Novasep Process | Procede regule de separation d’un melange |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6528025B1 (en) * | 2000-06-26 | 2003-03-04 | Roche Vitamins Inc. | Process of manufacturing equipment for preparing acetals and ketals |
| US6476239B1 (en) * | 2002-02-12 | 2002-11-05 | Eastman Chemical Company | Process for the preparation of ascorbic acid |
| US7413660B2 (en) * | 2005-09-30 | 2008-08-19 | 3M Innovative Properties Company | Single pass method and apparatus for separating a target molecule from a liquid mixture |
| US7806137B2 (en) * | 2006-08-30 | 2010-10-05 | Semba Biosciences, Inc. | Control system for simulated moving bed chromatography |
-
2009
- 2009-04-08 PT PT104496A patent/PT104496B/pt active IP Right Grant
-
2010
- 2010-04-07 WO PCT/IB2010/051510 patent/WO2010116335A1/pt not_active Ceased
- 2010-04-07 US US13/263,828 patent/US20120108841A1/en not_active Abandoned
- 2010-04-07 EP EP10724137.4A patent/EP2418009B1/en not_active Not-in-force
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2418009A1 (en) | 2012-02-15 |
| US20120108841A1 (en) | 2012-05-03 |
| WO2010116335A1 (pt) | 2010-10-14 |
| PT104496B (pt) | 2011-03-14 |
| EP2418009B1 (en) | 2015-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rodrigues et al. | Chromatographic reactors | |
| EP2937328B2 (en) | Alcohol production method | |
| PT104496A (pt) | Reactor de membranas adsorptivo de leito móvel simulado, novo processo híbrido de saparação e respectivas utilizações | |
| Waldburger et al. | Membrane reactors in chemical production processes and the application to the pervaporation‐assisted esterification | |
| EP2663385A1 (en) | Method and apparatus for separating mixed gas feed | |
| Van der Perre et al. | Intensified biobutanol recovery by using zeolites with complementary selectivity | |
| Yang et al. | Extraction‐fermentation hybrid (extractive fermentation) | |
| US20090270665A1 (en) | Device to separate olefins from paraffins and to purify olefins and use thereof | |
| US10377689B2 (en) | Process for preparing polyoxymethylene dimethyl ethers from formaldehyde and methanol in aqueous solutions | |
| CN104418698A (zh) | 一种从c8芳烃组分中吸附分离生产对二甲苯和乙苯的方法 | |
| CN112174856B (zh) | 一种有机磺酸的提纯生产工艺 | |
| Pereira et al. | Process intensification: New technologies (SMBR and PermSMBR) for the synthesis of acetals | |
| Ahmad et al. | Acetic acid and co-chemicals production from syngas | |
| Claessens et al. | Efficient Downstream Processing of Renewable Alcohols Using Zeolite Adsorbents | |
| BRPI0511440B1 (pt) | Processo para a preparação de acetais | |
| Silva et al. | PermSMBR—a new hybrid technology: application on green solvent and biofuel production | |
| US5565066A (en) | Single vessel distillation and adsorption apparatus | |
| Saha et al. | Separation of CO2 from gas mixtures with liquid membranes | |
| KR101882588B1 (ko) | 메틸에틸케톤 및 2,3-부탄디올의 제조 방법 | |
| US20040019241A1 (en) | Process for the production of bisphenol-A | |
| CN116022878B (zh) | 用于乙腈精制的吸附罐和乙腈废水制备色谱级乙腈的装置和方法以及乙腈 | |
| AU2003258130A1 (en) | Process for the production of bisphenol-a | |
| KR102732208B1 (ko) | 순차적 양이온교환 공정을 이용한 금속 유기산염 분리방법 및 분리장치 | |
| Gómez‐Castro et al. | Overcoming the Ethanol/Water Azeotrope: A Review on Advanced Technologies for Bioethanol Purification | |
| Perez et al. | Emerging Strategies for Ethanol Purification |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG3A | Patent granted, date of granting |
Effective date: 20110309 |