MXPA02002716A - Procedimiento para la produccion y purificacion de acrilato de n-butilo. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para la produccion de acrilato de n-butilo (BuAcA) que incluye los pasos de esterificar acido acrilico (HacA) con un n butanol (n-BuOH) en una zona de reaccion, obteniendo un condensado desde los vapores salientes de la parte alta desde la zona de reaccion que se separan en fases organicas y acuosas, alimentando la fase organica que comprende una porcion mayor de BuAcA y porciones menores de BuOH, agua e impurezas de extremos ligeros, hacia una zona de fraccionamiento de acabado desde la cual se obtiene una corriente lateral de un BuAcA de alta pureza de acabado y un condensado de vapores salientes de la parte alta que comprende BuAcA, BuOH, agua y extremos ligeros, reciclando la mayoria del condensado de vapores salientes de la parte alta desde la zona de acabado hacia la zona de reaccion, alimentando el resto de dicho condensado hacia una zona de recuperacion de purga junto con una corriente de agua de reemplazo, obteniendo un condensado de vapores salientes de la parte alta desde la zona de recuperacion de purga que se separa en fases organicas y acuosas, cada una con una porcion de extremos ligeros producidos en la reaccion, reciclando una porcion de la fase organica como reflujo hacia la zona de recuperacion de purga y descartando el resto, y reciclando al menos una porcion de la fase acuosa como alimento hacia la zona de recuperacion de purga y descartando cualquier resto; el descarte de porciones de las dos fases del condensado de vapores salientes de la parte alta tiene el efecto de evitar o retardar la formacion de extremos ligeros en el sistema, mientras que las cantidades de agua y la corriente de reemplazo de agua y la porcion reciclada de la fase acuosa del condensado de vapores salientes de la parte alta hacia la zona de recuperacion de purga forma azeotropos de bajo punto de ebullicion con componentes de los extremos ligeros facilitando asi la separacion de los extremos ligeros de BuAcA y BuOH en la porcion purgada del vapor de salientes de la parte alta de la zona de acabado.

Description

/' PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCIÓN Y PURIFICACIÓN DE ACRILATO DE N-BUTILO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento mejorado para la producción y purificación de acrilato de n-butilo.

INFORMACIÓN ANTECEDENTE Y DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA El acrilato de n-butilo (BuAcA) es un producto químico útil para la producción de resinas acrílicas y polímeros y copolímeros para formulaciones de pintura, revestimientos de solvente, textiles y acabados de piel y adhesivos y aglutinantes. Un método para sintetizar BuAcA es hacer reaccionar n-butanol (BuOH) con ácido acrílico (HAcA) en presencia de un catalizador ácido, por ejemplo, ácido sulfónico, en al menos una zona de reacción para producir una mezcla de BuAcA, agua y muchas impurezas de subproductos, y someter la mezcla del producto a purificación en al menos una zona de destilación, junto con varios esquemas de reflujo y corrientes de reciclaje entre la zona (s) de reacción y la zona (s) de destilación para obtener un BuAcA de pureza relativamente elevada. Cuando ninguno de estos procedimientos se operan, las impurezas de bajo punto de ebullición producidas en la zona de reacción, es decir, aquellas que tienen puntos de ebullición cerca o por debajo de BuAcA, tal como acetato de butilo y éter dibutílico y se caracterizan como "extremos ligeros", o "ligeros" deben disponerse sistemáticamente para evitar que interfieran con la reacción descrita y que comprometan la pureza del BuAcA. Sin embargo, con frecuencia esto es difícil de lograr, por ejemplo, ai purgar una corriente apropiada, sin también perder una cantidad excesivamente grande del producto de BuAcA y BuOH sin reaccionar, y/o contrayendo un costo no favorable elevado en el consumo de energía o equipo de purificación para evitar dicha pérdida. De este modo, se desea en gran medida cualquier procedimiento mejorado, que logre una deposición adecuada de extremos ligeros mientras mantienen la pérdida de BuAcA y BuOH sin reaccionar y/o el costo adicional de energía y equipo a un mínimo. La patente de E.U.A. No. 4,012,439, expedida el 15 de marzo de 1977 para Erpenbach et al., describe procedimientos para producir acrilato de n-butilo al hacer reaccionar el ácido acrílico con n-butanol en fase líquida y en contacto con un intercambiador de cationes ácido como un catalizador. El procedimiento utiliza una sola zona de reacción y tres zonas de destilación. La patente de E.U.A. No. 4,280,010, expedida el 21 de julio de 1981 para Erpenbach et al., describe un procedimiento continuo para elaborar acrilatos de alquilo libres de éter al hacer reaccionar un alcanol de C1-C4, en una relación molar de 1 :1 a 1 :2 en fase líquida a 80° a 130°C bajo 100-760 mm Hg en presencia de un catalizador. El procedimiento emplea una sola zona de reacción y dos zonas de destilación para separar el acrilato de alquilo del alcanol sin reaccionar y el subproducto de éter. La patenten de E.U.A. No. 4,814,493, expedida el 21 de marzo de 1989 para Dougherty et al., muestra un procedimiento para la producción de un acrilato de n-butilo mediante la reacción de n-butanol con ácido acrílico en presencia de un catalizador de esterificación y manganeso o cerio soluble. El sistema para llevar a cabo el procedimiento incluye un reactor a partir del cual se envía el producto de reacción de acrilato de butilo a una torre de acabado en donde el producto de reacción se separa en una corriente de acrilato de butilo pura, una corriente volátil, una porción de la cual se envía a una torre de recuperación de butanol, y una corriente residual que se recicla hacia el reactor. Una corriente de butanol desde la torre de recuperación de butanol se recicla hacia el reactor, y una corriente de residuo de dicha torre se remueve del sistema. La patente de Sudáfrica No. 9704628 expedida el 25 de marzo de 1998, describe un procedimiento en donde el ácido acrílico (HAcA) y el n-butanol (BuOH) se hacen reaccionar en dos reactores en serie, y el producto se separa en dos columnas de destilación para producir una corriente que comprende acrilato de butilo (BuAcA), éter dibutílico (DBE), acetato de butilo (BuAc) y BuOH. Dicha corriente además se separa en una columna de destilación de separación para proveer una fracción de vapores salientes de la parte alta que contienen DBE, BuAc, y BuOH, y una fracción inferior que contiene BuAcA y componentes del extremo pesado ("producto pesado"), por ejemplo, polímeros de bajo peso molecular de HAcA y/o BuAcA y productos de adición de Michael. La fracción de vapores salientes de la parte alta desde la columna separadora se somete a destilación adicional en presencia de agua para separar BuOH y BuAcA de los extremos ligeros que contienen DBE y BuAc, con el BuOH y BuAcA reciclados a uno o ambos reactores y las luces se envían al tratamiento de desperdicio, mientras que la fracción inferior de la destilación separadora se rectifica en una columna de destilación de acrilato de butilo para separar el producto de BuAcA de productos pesados que se reciclan a uno o ambos reactores.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con esta invención, el acrilato de n-butilo (BuAcA) se produce mediante un procedimiento que comprende hacer reaccionar en general, cantidades de n-butanol (BuOH) con ácido acrílico (HAcA) en una zona de reacción a partir de la cual una mezcla de vapor saliente de la parte alta se retira comprendiendo BuAcA, BuOH, agua y extremos ligeros que son impurezas de subproductos orgánicas que tienen puntos de ebullición cerca o un poco abajo de los de BuAcA, y que se componen principalmente de acetato de n-butilo (BuAc) y éter di-n-butílico (DBE), BuAcA, BuOH y agua se remueven en la mezcla de vapor saliente de la parte alta mediante una combinación de azeótropos binarios y terciarios. La mezcla de vapor se condensa para formar una fase líquida sustancialmente orgánica que comprende una proporción mayor de BuAcA y proporciones menores de BuOH, agua y extremos ligeros, y una fase líquida sustancialmente acuosa que comprende principalmente agua y una proporción menor de BuOH. La fase orgánica se alimenta a una zona de fraccionamiento de acabado, a partir de la cual una corriente lateral del producto de BuAcA se retira. La mayoría de las corrientes de vapores salientes de la parte alta de la zona de fraccionamiento de acabado se componen de una porción del total de BuAcA y BuOH presentes y porciones menores de agua y extremos ligeros, y se reciclan a la zona de reacción. Sin embargo, para evitar una formación no deseable de extremos ligeros en el sistema, una proporción menor de dicha corriente de vapores salientes de la parte alta se purga y se envía a una zona de fraccionamiento de recuperación de purga junto con una cantidad de agua de reemplazo de manera que la formación de azeótropos de bajo punto de ebullición de agua con componentes de los extremos ligeros se incrementa facilitando así la separación de los extremos ligeros de BuAcA y BuOH valiosos en la corriente de purga. Los vapores salientes de la parte alta desde la zona de fraccionamiento de recuperación de purga se condensan para formar fases líquidas acuosas y orgánicas por separado, cada fase conteniendo una porción de los extremos ligeros producidos en el sistema. La mayor parte de las impurezas del extremo ligero permanecen en la fase orgánica en comparación con la fase acuosa. Una porción de la fase orgánica y opcionalmente, una porción de la fase acuosa, se descartan de manera que la cantidad total de extremos ligeros en dichas porciones se compara con la cantidad de los extremos ligeros producidos en la reacción. "Descartar" significa remover la corriente o porción de la misma del procedimiento. La corriente puede además procesarse para deposición apropiada o tratamiento adicional para recuperación y reuso. El resto de la fase orgánica se recicla como reflujo hacia la zona de recuperación de purga y al menos una porción de la fase acuosa se recicla como alimento a la zona de recuperación de purga. El residuo desde la zona de recuperación de purga, que contiene el volumen de BuAcA y BuOH en la porción purgada de la fase orgánica de vapores salientes de la parte alta condensados desde la zona de acabado, y que tienen contenidos de extremos ligeros reducidos, se recicla a la zona de reacción. El procedimiento de la invención logra la prevención de la formación de extremos ligeros en el sistema mientras reduce al mínimo la pérdida de BuAcA y BuOH sin reaccionar, mientras mantiene el costo de energía y nuevo equipo para lograr este propósito, a un nivel relativamente bajo.

BREVE DESCRIPCIÓN DEL DIBUJO La figura 1 es una representación esquemática de una modalidad preferida del procedimiento total de esta invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la síntesis del acrilato de n-butilo (BuAcA) de conformidad con esta invención, próximo a las cantidades equimolares de ácido acrílico (HAcA) y n-butanol (BuOH) se alimentan a la zona de reacción junto con un catalizador de esterificación de ácido, por ejemplo, de alrededor de 1 a aproximadamente 5% en peso con base en el peso de la mezcla de reacción total. Ejemplos del catalizador de esteril?cación incluyen ácido alquílico o ácido arilsulfónico tal como ácido metansulfónico, bencensulfónico o toluensulfónico. Próximo a las cantidades equimolares de HacA y BuOH se alimentan a la zona de reacción, por ejemplo, alrededor de 0.85 a aproximadamente 1.3 moles de BuOH por mol de HacA. El exceso estoiquiométrico de BuOH sobre HacA es preferiblemente para reducir al mínimo el HacA libre polimerizable en el sistema, por ejemplo, de alrededor de 0.99 a aproximadamente 1.3 moles de BuOH por mol de HacA. Para reducir al mínimo la polimerización en el procedimiento, un inhibidor de polimerización preferiblemente también se alimenta y puede mezclarse con HAcA. Los expertos en la técnica apreciarán el tipo y cantidad de inhibidor necesaria para lograr la no polimerización, dicho tipo y cantidad se basan en una variedad de factores. El inhibidor puede ser, por ejemplo, un compuesto de fenotiazina o un compuesto fenólico tal como dihidroxibenceno o dihidroxibenceno de alquilo mono-inferior, por ejemplo, hidroquinona o su éter monometílico o monoetílico. En una modalidad de la invención, la esterificación de HAcA con BuOH para producir BuAcA se lleva a cabo principalmente en la porción de reacción base del recipiente de reacción con la porción superior del recipiente conteniendo etapas de fraccionamiento, por ejemplo, en forma de charolas y campanas burbujeantes o empaquetes, para separar el volumen de BuAcA y el BuOH sin reaccionar del residuo en la base de la columna que comprende principalmente polímeros de bajo peso molecular de HacA y BuAcA, catalizador e inhibidor de polimerización. También permanecen en el reactor algunas cantidades de HAcA libre y BuAcA. El recipiente del reactor opera a una' temperatura, por ejemplo, en la escala de alrededor de 20 a aproximadamente 150° y a una presión en la escala de 50 a aproximadamente 400 mm HgA. Los vapores salientes de la parte alta desde el recipiente de reacción consisten principalmente en BuAcA, bajas cantidades de BuOH y agua y una cantidad menor de extremos ligeros, es decir, compuestos orgánicos de subproductos que tienen puntos de ebullición un poco bajos que BuAcA, tal como el acetato de n-butilo (BuAc), propionato de n-butllo (BuPr), DBE, acrilato de butilo secundario (SBuAcA) y acrilato de isobutilo (IBuAcA). Los vapores salientes de la parte alta se condensan y separan en dos fases, una fase sustancialmente orgánica que tiene una porción mayor de BuAcA, cantidades reducidas de BuOH y agua y los extremos ligeros, y una fase sustanclalmente acuosa que comprende principalmente agua y BuOH. La fase orgánica se envía a la zona de fraccionamiento de acabado (la torre de acabado) y la fase acuosa a una zona de recuperación de butanol (la torre de recuperación de butanol) en donde el BuOH se separa del agua para reciclarse al recipiente de reacción. El residuo desde el recipiente de reacción que comprende principalmente polímeros de bajo peso molecular de HAcA y BuAcA y HAcA algo libre, BuOH, catalizador e inhibidor se alimenta a un purificador de termotratamiento que opera' a una temperatura, por ejemplo, de alrededor de 50 a aproximadamente 250° y a una presión de, por ejemplo, alrededor de 5.62 a aproximadamente 10.54 Kg/cm2 manométrico, en donde algunos de los polímeros se convierten a monómeros. Véase Horlenko, US 3,868,410 para discusión adicional con relación a los componentes del extremo pesado. Después de un tiempo de residencia de por ejemplo, alrededor de 1 a aproximadamente 50 minutos, la mayoría de los residuos tratados por calor se reciclan de regreso al recipiente de reacción, con una corriente retrógrada, por ejemplo, de alrededor de 5 a aproximadamente 20% en peso del residuo tratado por calor que se removió a una unidad de destilación de remoción de extremos pesados, operando a una temperatura de alrededor de 125 a aproximadamente 200°C y a una presión de alrededor de 100 a aproximadamente 700 mm HgA. Los productos volátiles de la unidad de remoción de extremos pesados se reciclan hacia el recipiente de reacción mientras que el residuo de dicha unidad se descarta. La fase orgánica del condensado de vapores salientes de la parte alta desde el recipiente de reacción comprende una cantidad mayor, por ejemplo, de alrededor de 80 a aproximadamente 95% en peso de BuAcA, y cantidades menores, por ejemplo, de alrededor de 5 a aproximadamente 15% en peso de BuOH, alrededor de 1 a aproximadamente 3% en peso de agua, alrededor de 1 a aproximadamente 10% en peso de extremos ligeros, y alrededor de 0.01 a aproximadamente 0.05% en peso de HAcA, se alimenta a la torre de acabado, dicha torre opera a una temperatura, por ejemplo de alrededor de 20 a 150°C y a una presión, por ejemplo, de alrededor de 50 a aproximadamente 400 mm HgA. El BuAcA acabado que tiene una pureza de, por ejemplo, alrededor de 99.0 a aproximadamente 99.99% en peso se retira como una corriente lateral de vapor desde la torre de acabado, y los vapores salientes de la parte alta que comprenden, por ejemplo, de alrededor de 10 a aproximadamente 80, preferiblemente de alrededor de 35 a aproximadamente 70% en peso de BuAcA, por ejemplo de alrededor de 10 a aproximadamente 80% en peso, preferiblemente de alrededor de 25 a aproximadamente 70% en peso de BuOH, y de alrededor de 1 a aproximadamente 10% en peso de extremos ligeros, se retiran desde la parte superior de la torre de acabado. Los vapores salientes de la parte alta desde la torre de acabado se condensan y una porción del condensado, por ejemplo, superior a 0 a aproximadamente 75% en peso, preferiblemente de alrededor de 5 a aproximadamente 50% en peso se purga y se envía a una zona de fraccionamiento de recuperación de purga (la torre de recuperación de purga) el resto siendo reciclado hacia el recipiente de reacción. Aquí, "superior a aproximadamente 0" significa al menos una cantidad pequeña que es lo suficientemente mayor o suficiente para hacer operar la torre de recuperación de purga. El residuo desdé la torre de acabado contiene una cantidad mayor de BuAcA y se recicla al recipiente de reacción. La fase acuosa del condensado de vapores salientes de la parte alta del recipiente de reacción que contienen, por ejemplo, alrededor de 1 a aproximadamente 10% en peso de BuOH, y de alrededor de 90 a aproximadamente 99% en peso de agua, se alimenta a la torre de recuperación de butanol que opera a una temperatura, por ejemplo, de alrededor de 70 a aproximadamente 120°C y a una presión, por ejemplo de alrededor de 0.0703 a aproximadamente 0.35 Kg/cm2 manométrico. Alternativamente, se puede descartar la fase acuosa del condensado de vapores salientes de la parte alta del recipiente de reacción. Los vapores desde la parte superior de la torre son principalmente azeótropos binario de BuOH y el agua que se condensa en dos fases inmiscibles, una es predominantemente BuOH que se recicla al recipiente de reacción y la otra una solución de una cantidad menor de BuOH en agua que se recicla a la torre de recuperación de butanol como reflujo o se descarta o se recicla al recipiente de reacción. El residuo desde la torre se compone principalmente de agua que contiene muy poco BuOH y se descarta.

La porción purgada del condensado de vapores salientes de la parte alta de la torre de acabado contiene una cantidad de extremos ligeros que, cuando se descartan, es suficiente para evitar una formación no deseada de extremos ligeros en el sistema. Sin embargo, para reducir al mínimo el desgaste de BuOH y HAcA utilizados en el procedimiento, la corriente de purga se destila azeotrópicamente en al torre de recuperación de purga para separar una porción mayor de BuOH y BuAcA de los extremos ligeros. Más específicamente, la torre de recuperación de purga opera a una temperatura, por ejemplo, de alrededor de 30 a aproximadamente 150°C, preferiblemente de alrededor de 65 a aproximadamente 110°C, a una presión subatmosférica de, por ejemplo, alrededor de 50 a aproximadamente 500 mm HgA, preferiblemente de alrededor de 200 a aproximadamente 350 mm HgA. El alimento primario hacia la torre de recuperación de purga es la porción purgada del condensado de vapores salientes de la parte alta de la torre de acabado, que se describió previamente. También lo que entra a la torre de recuperación de purga es una porción de la fase sustancialmente orgánica del condensado de vapores salientes de la parte alta como reflujo y en muchos de los casos una porción de la fase acuosa del condensado de vapores salientes de la parte alta se recicla, ambas se describirán con mayor detalle de aquí en adelante; y un suministro de reemplazo de agua. El agua en la fase acuosa reciclada del condensado de vapores salientes de la parte alta y el agua de reemplazo ayudan en la destilación azeotrópica de los extremos ligeros en el alimento para separarlos del BuOH y BuAcA en dicho alimento.

Los vapores salientes de la parte alta desde la torre de recuperación de purga se condensan y el condensado se separa en fases orgánicas y acuosas, la fase orgánica teniendo alrededor de 70 a aproximadamente 95% en peso de la corriente de vapores salientes de la parte alta total y que contiene, por ejemplo, de alrededor de 20 a aproximadamente 60% en peso de BuOH, alrededor de 10 a aproximadamente 60% en peso de BuAcA, alrededor de 5 a aproximadamente 20% en peso de extremos ligeros, y alrededor de 5 a aproximadamente 10% en peso de agua. La fase acuosa desde los vapores condensados conforma el resto de vapores salientes de la parte alta total que contienen, por ejemplo, alrededor de 85 a aproximadamente 98% én peso de agua, alrededor de 2 a aproximadamente 15% en peso de BuOH, y generalmente menos de alrededor 1.0% en peso de los extremos ligeros. Como se mencionó previamente, una porción de la fase orgánica condensada, por ejemplo, alrededor de 10 a aproximadamente 80% en peso, se recicla hacia la torre de recuperación de purga como un reflujo, el resto se descarta, y al menos una porción de la fase acuosa de condensado, por ejemplo, de alrededor de 50 a aproximadamente 100% en peso, se recicla hacia la torre de recuperación de purga mientras el alimento, con cualquier resto de esta corriente también se descarta. La cantidad de agua en ¡a fase acuosa reciclada se correlaciona con la cantidad de agua en la corriente de reemplazo que se alimenta a la torre de manera que la cantidad total de agua en la fase acuosa del condensado y en la corriente de reemplazo es, por ejemplo, de alrededor de 0 a aproximadamente 50% en peso, preferiblemente de alrededor de 1 a aproximadamente 40% en peso, más preferiblemente de alrededor de 5 a aproximadamente 20% en peso del alimento orgánico que va hacia la torre. Se ha determinado que esta cantidad de agua ayuda en la separación de los extremos ligeros desde BuOH y de BuAcA en las corrientes que entran a la torre al formar azeótropos de bajo punto de ebullición con componentes de extremos ligeros, particularmente BuAc y DBE. La torre de recuperación de purga se opera de manera que la cantidad total de extremos ligeros en las porciones descartadas de las fases acuosas y orgánicas de condensado de vapores salientes de la parte alta es comparable con la cantidad de extremos ligeros producidos en el sistema de manera que no existe una formación no deseable de extremos ligeros en el sistema. La composición de residuos desde la torre de recuperación de purga contiene de alrededor de 10 a aproximadamente 80% en peso de BuAcA y alrededor de 10 a aproximadamente 80% en peso de BuOH, como también cantidades relativamente inferiores de agua y extremos ligeros, y se recicla hacia el recipiente de reacción. El procedimiento de la invención puede además describirse con relación a la figura 1 , que es un diagrama esquemático de una modalidad preferida del procedimiento de la invención. En el recipiente de reacción 1 se alimentan n-butanol (BuOH), ácido acrílico (HAcA), y un catalizador de esterificación de ácido tal como un ácido metansulfónico (MSA) a través de las líneas 2, 4 y 5 respectivamente. Un inhibidor de polimerización también se emplea típicamente a través del procedimiento, y ayuda en ubicaciones apropiadas y concentraciones apropiadas. Los expertos en la técnica reconocerán ubicaciones apropiadas y concentraciones para utilizarse. Las condiciones de temperatura y presión se mantienen en el recipiente de reacción 1 para provocar una reacción de HAcA y BuOH presentes en algo de exceso para formar el acrilato de n-butilo (BuAcA) y agua, y pequeñas cantidades de varios subproductos tales como extremos ligeros que incluyen acetato de n-butilo (BuAc) y éter di-n-butílico (DBE) y extremos pesados tales como polímeros de bajo peso molecular de HAcA y BuAcA. Los vapores de los compuestos más volátiles presentes que incluyen BuOH, BuAcA, agua y extremos ligeros se elevan en la zona de fraccionamiento situada inmediatamente por arriba de la zona de reacción del recipiente de reacción 1. Estos vapores se siguen a través de la línea 6 en el condensador 8 a partir del cual el condensado líquido fluye a través de la 9 en un separador 10 en donde el condensado se separa en la fase orgánica sustancialmente inmiscible 11 y la fase acuosa 12. El condensado de fase orgánica que contiene predominantemente BuAcA se alimenta a través de la línea 14 a la torre de acabado 15 desde la cual un BuAcA acabado con alta pureza se retira como una corriente lateral a través de la línea 18. Los vapores salientes de la parte alta de la torre 15 que contienen una cantidad importante de BuOH y BuAcA y cantidades menores de agua y extremos ligeros, se alimentan a través de la línea 19 al condensador 20, y el residuo de la torre 15 que contiene principalmente BuAcA se recicla a través de la línea 21 hacia el recipiente de reacción 1. El diagrama indica corriente 21 transmitida hacia la base del recipiente 1. Los expertos en la técnica apreciarán que esta corriente pueda transmitirse hacia cualquier ubicación en 1 según sea apropiado. La mayoría del condensado desde el condensador 20 se recicla a través de la línea 22 hacia el recipiente de reacción 1. Sin embargo, una porción menor del condensado se purga y se alimenta a través de la línea 24, hacia la torre de recuperación de purga 25 junto con un suministro de agua de reemplazo a través de la línea 26. La adición del agua de reemplazo actúa para mantener el contenido de agua en la torre de recuperación de purga suficiente para formar azeótropos de agua con muchos de los extremos ligeros y hacer más eficiente la separación de los extremos ligeros en la torre de recuperación de purga 25. Los vapores salientes de la parte alta desde la torre de recuperación de purga 25 que contienen cantidades importantes de BuOH, agua, extremos ligeros, y BuAcA se alimentan a través de la línea 28 al condensador 29. El residuo de la torre 25 que contiene cantidades importantes de BuAcA y BuOH se separa de los extremos ligeros y se reciclan a través de la línea 30 al recipiente de reacción 1. El condensado desde el condensador 29 se alimenta a través de la línea 31 al separador 32 en donde se separa en fases orgánicas y acuosas. Una parte de la fase orgánica se recicla a través de la línea 34 hacia la torre de recuperación de purga 25 como un reflujo mientras que el resto se retira a través de la línea 35 y se descarta. De igual manera, una parte de la fase acuosa se recicia a través de la línea 36 hacia la torre de recuperación de purga 25 y el resto se retira a través de la línea 38 y se descarta. El descarte anterior de porciones de las fases orgánicas y acuosas desde el separador 32 actúan para mantener los extremos ligeros del sistema total en equilibrio. El residuo desde el recipiente de reacción 1 que comprende principalmente polímeros de bajo peso molecular de HAcA y/o BuAcA y productos de adición de Michael se alimenta a través de la línea 39 hacia el purificador de termotratamiento 40 en donde parte de los componentes pesados se convierten en HAcA y/o BuAcA. La mayor parte de la corriente tratada por calor desde el purificador de termotratamiento 40 que contiene cantidades incrementadas de HAcA y/o BuAcA se recicla a través de la línea 41 hacia el recipiente de reacción 1. Sin embargo, para evitar una formación de extremos pesados en el sistema, una corriente de deslizamiento desde el purificador de termotratamiento 40 se alimenta a través de la línea 42 a una unidad de remoción de extremos pesados 44. Los vapores desde la unidad 44 que contienen una cantidad importante de HAcA y/o BuAcA se condensan y reciclan a través de la línea 45 hacia el recipiente de reacción 1 mientras el residuo desde la unidad 44 se retira desde la línea 46 y se descarta. La fase acuosa 12 del separador 10 que contiene algo de BuOH se alimenta a través de la línea 48 a un punto intermedio de la torre de recuperación de butanol 49. Opcionalmente, la corriente 48 puede descartarse. Los vapores salientes de la parte alta desde el 49 que comprenden azeótropos de BuOH con agua se alimentan a través de la línea 50 hacia el receptor condensador 51 en donde se separa en una fase orgánica que comprende una cantidad incrementada de BuOH que se recicla hacia el recipiente de reacción 1 a través de la línea 52, y una fase acuosa que comprende algo de BuOH que también se alimenta como reflujo a la torre de recuperación de butanol 49 a través de la línea 54 o alternativamente, se descarta o se recicla hacia el recipiente de reacción. El residuo que contiene predominantemente agua se retira a través de la línea 55 y se descarta.

Claims (12)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un procedimiento para producir acrilato de n-butilo (BuAcA) que comprende: (a) esterificar el ácido acrílico (HacA) con n-butanol (BuOH) en una zona de reacción a partir de la cual una mezcla de vapor saliente de la parte alta se retira, dicha mezcla de vapor contiene componentes de BuAcA, BuOH, agua y extremos ligeros, dichos componentes de extremos ligeros tienen puntos de ebullición cercanos o algo inferiores a los de BuAcA, (b) condensar dicha mezcla de vapor para formar un fase orgánica que contiene BuAcA, BuOH, extremos ligeros, y una fase acuosa que contiene predominante agua y BuOH, (c) alimentar dicha fase orgánica a una zona de fraccionamiento de acabado, (d) retirar BuAcA que tiene un alto grado de pureza desde dicha zona de acabado, (e) retirar y condensar los vapores salientes de la parte alta desde dicha zona de acabado que comprende una porción mayor del total BuAcA y BuOH presente y porciones menores de agua y extremos ligeros, (f) reciclar una porción mayor de dicho condensado de vapores salientes de la parte alta de la zona de acabado hacia la zona de reacción, (g) alimentar una porción menor de dicho condensado de vapores salientes de la parte alta de la zona de acabado junto con una corriente de agua de reemplazo, hacia una zona de fraccionamiento de recuperación de purgas, (h) condensar los vapores salientes de la parte alta de dicha zona de recuperación de purga que comprende cantidades importantes de BuOH, BuAcA, agua y extremos ligeros para formar una fase orgánica que contiene BuOH, BuAcA, y extremos ligeros y una fase acuosa que contiene algo de BuOH, BuAcA y extremos ligeros, (i) reciclar una porción de dicha fase orgánica del condensado de vapores salientes de la parte alta desde la zona de recuperación de purga de regreso a dicha zona de recuperación de purga como un reflujo, (j) descartar el resto de dicha fase orgánica, (k) reciclar al menos una porción de dicha fase acuosa del condensado de vapores salientes de la parte alta de la zona de recuperación de purga como alimento hacia la zona de recuperación de purga, con cualquier resto siendo descartado, en donde, la cantidad total de agua en dicha porción reciclada de la fase acuosa del condensado de vapores salientes de la parte alta de la zona de recuperación de purga y dicha corriente de reemplazo de agua tienen el efecto de incrementar la formación de azeótropos de bajo punto de ebullición con los componentes de extremos ligeros entrando a la zona de recuperación de purga.

2.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho condensado de vapores salientes de la parte alta desde dicha zona de acabado comprende alrededor de 0 a aproximadamente 80% en peso de BuAcA, de alrededor de 10 a aproximadamente 80% de BuOH y de alrededor de 1 a aproximadamente 10% en peso de extremos ligeros.

3.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque dicha escala de BuAcA es de alrededor de 35 a aproximadamente 70% en peso y dicha escala de BuOH es de alrededor de 25 a aproximadamente 70% en peso.

4.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque más de alrededor de 0 a aproximadamente 75% en peso de dicho condensado de vapores salientes de la parte alta de dicha zona de acabado se alimenta a dicha zona de recuperación de purga, el resto de dicho condensado siendo reciclado hacia la zona de reacción.

5.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la cantidad de dicho condensado de vapores salientes de la parte alta desde la zona de acabado alimentada hacia la zona de recuperación de purga es de alrededor de 5 a aproximadamente 50% en peso.

6.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicha zona de recuperación de purga opera a una temperatura en la escala de alrededor de 30 a aproximadamente 150°C, y a una presión en la escala de 50 a aproximadamente 500 mm HgA.

7.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque dicha escala de temperaturas en la zona de recuperación de purga es de alrededor de 65 a aproximadamente 110°C y dicha escala de presiones en dicha zona es de alrededor de 2O0 a aproximadamente 350 mm HgA.

8.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicha fase orgánica del condensado de vapores salientes de la parte alta de la zona de recuperación de purga es de alrededor de 70 a aproximadamente 95% en peso dei condensado total y contiene alrededor de 20 a aproximadamente 60% en peso de BuOH, alrededor de 10 a aproximadamente 60% en peso de BuAcA y alrededor de 5 a aproximadamente 20% en peso de extremos ligeros, con alrededor de 10 a aproximadamente 80% en peso de dicha fase orgánica siendo reciclada a dicha zona de recuperación de purga como reflujo y el resto siendo descartado.

9.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque dicha fase acuosa del condensado de vapores salientes de la parte alta de la zona de recuperación de purga contiene de alrededor de 2 a aproximadamente 15% en peso de BuOH, y menos de alrededor de 1.0% en peso de los extremos ligeros con alrededor de 50 aproximadamente 100% en peso de dicha fase acuosa siendo reciclada como alimento a dicha zona de recuperación de purga y el resto siendo descartado, la cantidad de extremos ligeros en las porciones descartadas de dicha fase orgánica y acuosa del condensado de vapores salientes de la parte alta de la zona de recuperación de purga siendo tal para evitar o retardar la formación de extremos ligeros en el sistema.

10.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el total de agua en la corriente de reemplazo de agua hacia la zona de recuperación de purga y la porción reciclada de la fase acuosa del condensado de vapores salientes de la parte alta de la zona de recuperación de purga se correlacionan de manera que la cantidad total de agua en las dos corrientes se encuentra en la escala de alrededor de 0 a aproximadamente 50% en peso de todas las corrientes que se alimentan hacia la zona de recuperación de purga.

11.- Ei procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque dicha escala de agua es de alrededor de 5 a J aproximadamente 20% en peso.

12.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , 10 caracterizado además porque el residuo desde la zona de recuperación de purga que comprende una cantidad mayor del total de BuAcA y BuOH J presente y se retira en gran medida de los extremos ligeros se recicla a dicha zona de reacción. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un procedimiento para la producción de acrilato de n-butilo (BuAcA) que incluye los pasos de esterificar ácido acrílico (HacA) con un n-butanol (n-BuOH) en una zona de reacción, obteniendo un condensado desde los vapores salientes de la parte alta desde la zona de reacción que se separan en fases orgánicas y acuosas, alimentando la fase orgánica que comprende una porción mayor de BuAcA y porciones menores de BuOH, agua e impurezas de extremos ligeros, hacia una zona de fraccionamiento de acabado desde la cual se obtiene una corriente lateral de un BuAcA de alta pureza de acabado y un condensado de vapores salientes de la parte alta que comprende BuAcA, BuOH, agua y extremos ligeros, reciclando la mayoría del condensado de vapores salientes de la parte alta desde la zona de acabado hacia la zona de reacción, alimentando el resto de dicho condensado hacia una zona de recuperación de purga junto con una corriente de agua de reemplazo, obteniendo un condensado de vapores salientes de la parte alta desde la zona de recuperación de purga que se separa en fases orgánicas y acuosas, cada una con una porción de extremos ligeros producidos en la reacción, reciclando una porción de la fase orgánica como reflujo hacia la zona de recuperación de purga y descartando el resto, y reciclando al menos una porción de la fase acuosa como alimento hacia la zona de recuperación de purga y descartando cualquier resto; el descarte de porciones de las dos fases del condensado de vapores salientes de la parte alta tiene el efecto de oz / . ?/6 5 evitar o retardar la formación de extremos ligeros en el sistema, mientras que las cantidades de agua y la corriente de reemplazo de agua y la porción reciclada de la fase acuosa del condensado de vapores salientes de la parte alta hacia la zona de recuperación de purga forma azeótropos de bajo punto de ebullición con componentes de los extremos ligeros facilitando así la separación de los extremos ligeros de BuAcA y BuOH en la porción purgada del vapor de salientes de la parte alta de la zona de acabado. o?(z i\ PM/yac*flu*tpr*abl* P02/329F