BRPI0816629A2 - processo contínuo de fabricação de compostos - Google Patents

Abstract

processo contínuo de fabricação de compostos a presente invenção trata de um processo de fabricação de compostos aminados por hidrogenação de compostos nitrilas em presença de um catalisador. a presente invenção trata mais particularmente de um processo de fabricação de diaminas por hidrogenação contínua de compostos dinitrilas em presença de um catalisador à base de um metal de raney e na ausência de solvente alcoólico. este processo compreende um transvazamento de uma parte do catalisador presente no meio reacional. a parte de catalisador transvasado é submetida a um processo de regeneração para obter um catalisador com uma atividade catalítica inferior à de um catalisador virgem mais elevada. o catalisador regenerado é reciclado no meio reacional conjuntamente com catalisador virgem, de acordo com uma razão determinada. o processo da presente invenção permite em particular diminuir o consumo de catalisador por tonelada de amina produzida.

Description

“PROCESSO CONTINUO DE FABRICAÇÃO DE COMPOSTOS*⁵

Campo da Invenção

A presente invenção trata de um processe de fabricação de compostos amínados por hidrogenação de compostos nitrlías em presença de um catalisador.

A presente invenção trata mais partlcularmente de um processo de fabricação de diammas por hidrogenação contínua de compostos dinítrílas em presença de um catalisador à base de um metal de Raney e na ausência de solvente alcoólico.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Um dos processos de fabricação de compostos amínados utilizado industrialmente é a hidrogenação catalítica de compostos nitrilas.

Assim, a hexametileno diamina que é um intermediário químico importante para a fabricação de diversos compostos ou polímeros, ê produzida, predominantemente, por hidrogenação catalítica da adíponitrila.

A título de exemplo, podem ser citados processos de hidrogenação da adíponitrila em presença de um óxido metálico, como catalisador tal como o óxido de ferro ou de cobalto. Esses processos são geralmente realizados sob pressões e temperaturas elevadas e frequentemente em presença de amoníaco.

Outros processos de hidrogenação ampiamente explorados consistem em utilizar como catalisador, um sistema à base de um metal de Raney, mais partlcularmente de Níquel ou Cobalto de Raney, em presença de álcool, ou de água e de um composto básico como cocatalísador. Nesses processos, a reação è realizada sob pressões e temperaturas pouco elevadas e na ausência de amoníaco. Estes últimos processos de hidrogenação com catalisador à base de metal de Raney podem ser realizados em certos tipos de reator. De fato, como o catalisador é pirofóhco, os reatores utilizados devem permitir um controle e ficaz da Introdução continua do catalisador no melo reacional É também preciso controlar a quantidade de catalisador posta em suspensão no meio reacional e assegurar uma circulação monitorada e controlada dessa suspensão,

Entretanto, a atividade desses catalisadores pode ser fortemente afetada quando eles são utilizados sob certas condições nos processas de hidrogenação de compostos nitrílas.

Um artigo publicado no Chemical Engineering Science vol 47 A'S-I

L 2 289-94 (1992) indica que os compostos nitrílas desativam os catalisadores à base de Níquel ou Cobalto de Raney, Para diminuir essa desativação, foi proposto, no artigo publicado no Chemical Engineering Science Vol 35, 135141 (1980) utilizar um reator com uma velocidade de circulação elevada do meio reacional para obter condições de misturas õtlmas e um fluxo turbulento para evitar a formação de áreas que apresentam uma concentração elevada de compostas nitrílas. De fato, uma concentração elevada de compostos nitrílas induz urna desativação do catalisador.

Todos esses processos utilizam como solução para diminuir a degradação da atividade do catalisador, sistemas que permitem ter uma mistura eficaz o meio reacional e, portanto, ter uma concentração de reagentes 20 e catalisador Idênticos em qualquer ponto do reator,

Essa qualidade de mistura ê difícil de obter e requer dispositivos complexos como os descritos no pedido de patente WO 00/374.24 que trata do uso de misturadores estáticos para melhorar a qualidade da mistura e a homogeneidade das concentrações em qualquer ponto do reator.

Além disso, essas podem ser aplicadas quando a reação de hidrogenação é realizada, de modo contínuo, em um reator que tunciona sob um regime pistão tais como as colunas de bolhas que funcional com circulação de um leito de catalisador e m s uspensão, os reatores co mpreendem uma coluna de bolhas e uma cabaç-a de ciclone para separar os gases, denominados a seguir reatores de tipo RTO.

Outra característica desses processos reside no fenômeno de desativação rápida do catalisador por formação e depósito de aluminate sobre 5 o catalisador.

Para evitar esse problema ou diminui-lo, havia sido proposto adicionar álcool ao meio reacional para permitir dissolver o aluminate e limitar seu deposito sobre o catalisador. Todavia, era preciso realizar paradas periódicas da instalação para limpar e eliminar os depósitos de aluminate sobre 11 as partes da aparelhagem devidos à cristalização do aluminate.

Esse processo tinha também o inconveniente de compreender operações de destíiação e separação do álcool, Além disso, o álcool podia reagir com a amina formada tal como a hexametileno diamina (HMD) para formar uma impureza tal como a imina da N-etil-hexametileno diamina, 15 dificilmente separável da diamina formada. Foram também propostos processos de hidrogenação sem álcool, mas com água tal como descrito nas patentes US 3 056 837, 4 429 153 e 4 491 673, por exemplo.

Todavia, para manter uma atividade elevada do catalisador no meio reacional, era necessário transvasar uma quantidade significativa de 20 catalisador utilizado e substituir essa quantidade da catalisador por catalisador virgem. O consumo de catalisador era, portanto elevado e afetava a economia do processo,

DescmçÃo Resumida pa Invenção

Uma das fmalidades da presente invenção é propor um processo 25 continuo de hidrogenação de compostos nitrilas em compostos aminados em presença de um catalisador ã base de metal de Raney em um meio que compreende água, na ausência de álcool, permitindo manter uma atividade catalítica apropriada no reator com um consume baixo de catalisador por tonelada de composto aminado produzida.

Para esse fim, a presente invenção propõe um processo de fabricação de compostos que compreende pelo menos uma função amina por hidrogenação de um composto que compreende paio menos uma função nitrila s que consiste em:

- alimentar um gás que compreende hidrogênio a um componente que compreende pela menos uma função nitrila, em um reator de tipo pistão no qual circula um meio reacional que compreende partículas em suspensão de catalisador à base de metal de Raney, uma base mineral e água, to - transvasar na salda do reator pistão, uma parte do meio reacionai que contém o composto que compreende peto menos uma função amina apôs separação do catalisador e reciclar a outra parte no reator pistão

- reciclar o catalisador separado ne reator pistão

- alimentar no reator pistão um fluxo de catalisador virgem, em ts que uma parte do catalisador separada é submetido a um processo de regeneração antes de ser reciclado no meto reacionai, e o referido processa de regeneração compreende uma etapa de lavagem com água do catalisador para eliminar a maior parte dos compostos orgânicos, o catalisador lavado é submetida a um tratamento com uma base para dissolve? a maior parte dos 2C aluminates formado seguido de uma lavagem com uma solução aquosa de hidróxido alcalina e/ou água,

DssctoçÃa Dstalhada da tovençÃo

Por eataiísador virgem, entende-se um catalisador que não foi utilizado em uma reação de hidrogenação,

De acordo corn uma característica da presente invenção, o fluxo mássico R de catalisador regenerado reciclado e o fluxo N mássicu de catalisador virgem alimentado deve vantajusamente corresponder à equação indicada a seguir (I):

0,60 < R < 0,95 (I) f Wv» WWWWWOWíWWeíeí» «AM< f x r

R + N

Da preferência, esses fluxos R e N devem vantajosamentc corresponder à seguinte equação (Π):

0,70 < R < 0,90 (H)

R + N

Esse controle dos fluxos, R e N de catalisadores regenerados e virgens e permite controlar a atividade média do catalisador no meio reacional s e otimizar assim o fluxo de catalisador virgem para minimizar o consumo de catalisador por tonelada de amina produzida mantende ao mesmo tempo condições ótimas de funcionamento do processo, por exemplo, taxa de transformação da nitrile, seletividade da diamina.

Os fluxos mássicos R e N estão expressos em pese de io catalisador por unidade de tempo. O fluxo médio mássico de catalisador virgem hl é determinado pela produtividade desejada da instalação ou do processo de hidrogenaçâo e depende mais particularmente do fluxo de compostos nitrilas alimentados na instalação.

Os catalisadores apropriados para a presente invenção são os '5 metais de Raney tais como o níquel de Raney ou o cobalto de Raney, preferencialmente o níquel de Raney.

Elementos promotores podem ser vantajosamente utilizados com o metal de Raney. Esses elementos promotores são escolhidos entre os elementos que pertencem aos grupos HB, ÍVB á VIIB da classificação periódica 20 dos elementos. Vantajos-amente, os elementos promotores são escolhidos no grupo que compreende o titânio, o cromo, o ziroônio, o vanádio, o molibdênio, o manganês, o cobalto, o níquel, o zinco, o ferro e suas associações.

De acordo com o processo da presente invenção, a parte de catalisador separado do meie reacional é submetida a um processo de 25 regeneração que permite obter uma atividade catalítica correspondente de 35% a 80%, de preferência de 40% a 70% da atividade catalítica de urn catalisador virgem.

Essa atividade do catalisador é expressa por quantidade molar de hidrogênio consumida durante a redução da adiponitrile em hexametileno _v diamina para uma quantidade de catalisador Níquel de Raney definida por unidade de tempo em condições de temperatura e de pressão e uma relação KOH/massa de catalisador determinadas para o método de medida.

A atividade iniciai de catalisador é utilizada pelo modo operacional descrito a seguir:

<q Em um béquer de 250 ml, verter 50 ml de água desmineralizada e desaerada com argônio.

Com uma espátula, retirar cerca de 2 gramas de calda de catalisador a ser analisada. Introduzir a amostra no béquer e adicionar cerca de 100 ml de àgua desmineralizada e desaerada.

Agitar o meio para colocar em suspensão o catalisador a ser analisado.

Separar a água do catalisador colocando uma placa imantada no fundo do béquer.

Esvaziar a água desmineralizada e desaerada.

Verter 150 rni de água desmineralizada e desaerada no béquer.

Com o béquer educado sobre o imâ: esvaziar a água de lavagem e adicionar em seguida 50 a 100 ml de àgua desmineralizada e desaerada.

Lavar c< catalisador com água desmineralizada e desaerada. No fim das lavagens, o pH da água deve ser próximo de 7.

Encher um picnõmetro com o liquide sobrenadante do catalisador..

Pesar o pienômetru para definir o zero da balança.

Retirar o picnómetro da balança.

Retirar uma pequena quantidade de água do pienômetro com uma pípeta.

Retirar no bégueç o catalisador com a mesma pipeta.

Introduzir urna quantidade de catalisador no picnômetro e reajustar o picnômetro com o liquido sobrenadante.

Pesar o picnômetro e ler a diferença de massa (M) entre o picnômetro cheio de água mais o catalisador e o picnômetro cheio de água. A massa de catalisador igual a 1,15*M.

Reajustar a quantidade de catalisador no picnômetro repetindo as operações de pesagem acima até obter a quantidade desejada:

A quantidade de catalisador a ser retirada é vantajosamente igual a:

cerca de 0,4000 g determinados com precisão de catalisador lavado novo, regenerado ou usado:

(0,3960 g < nWi&ador < 0,4040 g)

A massa m^a^^ de catalisador introduzida no picnômetro (precisão·. 0,0001 grama). Colocar o reator limpo e seco, bem como seu 15 suporte na balança. Zerar,

Transvasar o conteúdo do picnômetro em um reator limpo e seco.

Enxaguar o picnômetro com a quantidade necessária de água desmineralizada para recolher a totalidade do catalisador introduzido no picnômetro.

ao Eliminar o máximo de água utilizando a placa imantada sobre o fundo do reator. Adicionar potassa KOH 6,8N sobre o catalisador por meio de uma miorosseringa apropriada, ou 47 pl.

Completar com água desmineralizada para obter um peso de solução no reator igual a 4,66 g

Adicionar 37,8 g de HMD puro no reator.

Instalar o reator sobre o dispositivo piloto e ligar o aquecimento (Temperatura de referência 80'C).

a

Purgar 3 vezes em cima do reator com nitrogênio.

Cotocar a reserva de hidrogênio a uma pressão de 50 bars (50 x 10⁵ Pa).

Purgar em cima do reator com hidrogênio por admissão de s hidrogênio e evacuação. Repetir a operação 3 vezes deixando ou restabelecendo a pressão na reserva de hidrogênio.

No fim das três purgas com hidrogênio do reator, pressurizar o reator a 20 bars (20 x 10^fe Pa) em hidrogênio.

Acionar a agitação (temperatura de referência de 80 C e te velocidade de agitação a 2000 rpm).

Retirar cerca de 6.00 gramas de adiponitrile determinados com precisão com une seringa de vidra dotada de sua agulha alongada.

Zerar a balança cum a seringa carregada e dotada de sua agulha.

Introduzir a adiponitrile em um funií de adição.

Pesar a seringa vazia dotada de sua agulha.

Anotar a massa de adiponitrile γπαον introduzida no funil de adição (ela deve estar compreendida entre 5,70 e 6,30 gramas).

Colocar o reator sob pressão de hidrogênio a partir da reserve de hidrogênio e restabelecer uma pressão de 50 bars (50 x 10^s Pa) na reserva. 20 Verificar se as pressões de reserva e de reator permanecem constantes.

Depois de atingidas a temperatura e a agitação_i abrir a válvula do funil de adição em primeiro lugar devagar e depois completamente em uma única operação para introduzir o AdN nu reator.

A pressão na interior do reator deve subir até 25 bars (25 x 1CP 25 Pa).

A alimentação de hidrogênio na reator a partir da reserva é mantida aberta até que a curva de pressão de hidrogênio esteja estável

No periodo em que ocorre a reação, a pressão de hidrogênio na.

reserva é registrada em função do tempo.

Quando a pressão de hidrogênio no reator estiver estável, a alimentação de hidrogênio no reator é fechada.

O aquecimento do reator é cortado e o meio reacional é resfriado até uma temperatura de 45^<:C.

Descomprimir lentamente o reatar e interromper a agitação.

Purgar três vezes em cima do reator cem nitrogênio.

Esvaziar o conteúdo do reator em um recipiente com enxágue com água des mineraiízada. A atividade do catalisador é determinada pela velocidade inicial da reação dada pela seguinte fórmula:

_¥. 4 x m -mx

Oh X nicataiisâdor 60 X At inicia!

Atingí é o tempo em minutos que levaria a hidrogenação se o catalisador fosse renovado constantemente durante a reação. Ele é determinado pela abscissa do ponto de interseção entre a inclinação da curva de registro da pressão no início da reação e a inclinação no fim da reação que è geralmente nula. Essa curva representa a variação da pressão de hidrogênio na reserva em função do tempo,

A velocidade inicial de hidrogenação é expressa em mols Hj. g catas'¹»

De acordo com a presente invenção o processo de regeneração compreende uma primeira etapa de lavagem de o catalisador ser regenerado para eliminar a maior parte dos compostos orgânicos, em particular da amina formada tal como a hexametíleno diamina, por exemplo.

Essa lavagem é efetuada com água realizando vantajosamente varias lavagens sucessivas para obter na primeira água de lavagem uma

Í0 concentração ponderai de compostos orgânicas inferiores ou igual a 1% em peso. De preferência, essa concentração de compostos orgânicos é medida per determinação da quantidade de amína contida na água de lavagem.

Essa lavagem pode igualmente ser realizada de modo contínuo em uma ou mais colunas com fluxo em contracorrente ou em uma coluna que compreende o catalisador a ser lavada em forma de leito fixo.

Vantajosamente, a lavagem ê realizada cam água a uma temperatura compreendida entre 10 0 e 50 C, preferencialmente com água à temperatura ambiente (20-25 C)_; por evitar o enoardimento das colunas ou ip lavadoras.

O catalisador lavado é em seguida submetido a um tratamento com u ma base f orte em particular para dissolver os aluminat os f armados. Como base apropriada, pode ser utilizado de preferência os hidróxidos alcalinos, e a soda é o hidróxido preferida.

1o A solução de base utilizada contém de 10% a 25% em peso de soda.

G tratamento é de preferência, realizado a uma temperatura superior a 80'C e vantajosamente à temperatura de ebulição da solução de soda.

Ete pode ser realizado em um processo descontínuo ou em um processo contínuo.

A duração de tratamento com a seda deve ser suficiente para permitir uma regeneração da atividade catalítica que corresponde a pelo menos 35% da atividade catalítica de um catalisador virgem, vantajosamente pelo 25 menos 39%.

Além disso, o tratamento com um composto básico permite produzir hidrogênio por ataque do alumínio metal. Esse hidrogênio permite condicionar o catalisador.

catalisador assim tratado é submetido a uma nova etapa de lavagem para eliminar os aluminates solúveis.

Essa lavagem pode compreender várias lavagens sucessivas ou pode ser realizada de modo continuo em uma coluna de lavagem em 5 contracorrente, por exemplo.

A lavagem é vantajosa mente realizada com água a uma temperatura compreendida entre 4O''C e 90 C para favorecer a eliminação dos aluminates. É também possível utilizar como líquido de lavagem uma solução aquosa de hidróxido alcalino, de preferência soda, a uma concentração mínima W de 0,012 g/l de soda, vantajosamente compreendida entre 0,012 % em peso e 0,040 % em peso. Essa solução de lavagem pode ser vantajosamente utilizada para realizar as últimas etapas de lavagem ou em todo o processo de lavagem.

A lavagem é realizada até a obtenção na última água de lavagem, de uma concentração ponderai de hidróxido alcalino {soda) superior ou igual a 15 0,012% em peso. Se a concentração em hidróxido alcalino (soda) for inferior a esse valor, existe um risse de precipitação dos aluminates.

Após a lavagem, o catalisador regenerado é reciclado diretamente no meio reacional ou misturado com o catalisador virgem antes da alimentação no meio reacional.

O processo de regeneração é realizado vantajosa mente sob ar.

Todavia, é também possível realizâ-lo sob atmosfera inerte ou que não contem oxigênio.

É também vantajoso utilizar como águas de lavagem e solução de soda, águas e soluções desexigenadas.

O processo da presente invenção aplioa-se à hídrogenação das nitrílas ou dinitrilas em aminados ou diaminas. Ele se aplica igualmente à fabricação de diaminas escolhidas no grupo que compreende a prcpilenodiamina, o diaminobutano, a pentametileno diamina, a metil-Z pentametileno diamina e a hexametiieno diamina. Els se aphca mais particularmente à hidrogenação da adiponitrile em hexametiieno diamina.

De acordo com a presente invenção, a reação de hidrogenação é realizada em presença de um solvente, constituído vantajosamente pela amina $ obtida pela hidrogenação. Assim, no caso da hidrogenação da adiponitriia, a hexametiieno diamina é vantajosamente utilizada como componente principal do meio reacional, A concentração de amina no meio reacional está vantajosamente compreendida entre 50% s 99% em peso de preferência entre 60 e 99% em peso da fase líquida do meio reacional de hidrogenação.

A reação de hidrogenação é realizada em presença de água como outro componente do meio reacional, Essa água está geralmente presente em uma quantidade inferior ou igual a 60%, vantajosamente inferior ou igual a 20% em peso à fase liquida do meio reacional total, e mais preferencialmente ainda entre 0,1% e 15% em peso..

A reação de hidrogenação é realizada em presença de um composto básico, de preferência uma base mineral tal como I..IOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH e suas misturas. NaOH e KOH são preferencialmente utilizados.

A quantidade de base adicionada é determinada para ter pelo 20 menos 0,1 mol de base por quílograma de catalisador de preferência entre 0,1 e 2 mols de base por kg de catalisador, e mais vantajosamente ainda entre 0,3 e 1,5 mols de base por kg de catalisador.

A reação de hidrogenação é realizada a uma temperatura inferior ou Igual a 150*0, de preferência inferior ou igual a 120*C e mais 25 preferencialmente ainda inferior ou igual a 1GÍTC. A temperatura da reação está geralmente compreendida entre 50*C e 100°C.

A pressão de hidrogênio no reator está compreendida entre 0,10 e 10 MPa aproximadamente.

13.

De acordo corn um modo de realização preferido da presente invenção a reação de hídrogenação da presente invenção é realizada, de modo continuo, em uma aparelhagem eu em um dispositivo descrito a seguir em relação às figuras 1 e 2 anexas que representam esquemas sinóticos de um s modo de realização de uma aparelhagem apropriada para a realização da presente Invenção.

A aparelhagem apropriada para a realização do processo da presente invenção permite realizar um excelente contato gás/Hquido, urna separação rápida e eficaz dessas duas fases apôs o contato, uma separação 10 contínua do hidrogenado e do catalisador e a reciclagem deste último, em um tempo compatível corn uma desativação do referido catalisador que seja a mais fraca possível

A referida aparelhagem comporta três seções principais:, uma seção reação pistão que funciona de acordo com o principio da coluna de 15 bolhas com circulação de um leito de catalisador em suspensão, uma seção separação gás-líquído e uma seção separação catalísador-llquído com reciclagem do referido catalisador e transvazamento do liquido (hidrogenado).

Assim, a aparelhagem que permite reahzar o processo compreende, na saída de reator pistão, uma área de decantação das partículas 20 de catalisador (a seção separação catalisador-líquido), e a tase sobrenadante é reciclada no reator pistão por um primeiro anel externo que comporta uma retirada do meio que contém a amina, e fase decantada é reciclada no reator pistão por um segundo anel externo.

A seção reação comporia geralmente um ou mais tubos em forma de U cujas ramificações são verticais ou iigeírarnente inclinadas em relação á vertical, e uma das ramificações de cada U assegura a subida da dispersão gás/iiquido/catalisador sólido, o outro o retomo do líquido pelo menos parcialmente desgaseifioãdc. Ela comporta igualmente na base da ramificação ascendente: a chegada de hidrogênio, a chegada da dinitriía, a chegada de cocatalisador, a chegada de catalisador, e a chegada do catalisador reciclado, a chegada do catalisador pode compreender uma única alimentação para introduzir a mistura de catalisador virgem e de catalisador regenerado, ou duas 5 alimentações distintas de catalisadores virgem e regenerado. A seção separação gás-líquído é constituída de um cilindro vertical que comporta uma ou mais vias chegadas tangenciais (provenientes da ramificação ascendente do reator), um ou mais saldas tangenciais (em direção ã ramificação descendente do reator), uma salda de gàs e uma saída da mistura reacional to em direção separação hquido-sólido. A chegada da dispersão gás/liquido/catalisador sólido é efetuada em um ponto situado acima do ponto de saída do líquido desgaselficado, Essa parte forma uma cabeça ciclone (têfe cyc/one).

A seção separação líquido-sólido é constituída de um decantador 15 que permite separar o hidrogenado do catalisador e reciclar o referido catalisador. O hidrogenado é transvasado de modo contínuo ao passo que a suspensão de catalisador se parada no d ecantador é trazida para a seção reação, a montante do ponto de introdução de hidrogênio. Uma parte dessa suspensão de catalisador é transvasada para ser submetida a um tratamento 25 de regeneração, de acordo com a presente invenção,

A aparelhagem apropriada para o processe da presente invenção pode ser ilustrada a titulo de exemplo pela figura 1, Ela comporta um tubo vertical cilíndrico (1) ligado por um tubo curvo (2) a um tubo horizontal (3) que desemboca tangencialmente em um separador gás/ííquido (4) constituído por 25 um cilindro vertical de diâmetro superior ao do tubo (1).

O separador (4) comporta uma tubulação (5) de evacuação de gases ou de vapores. Um tubo horizontal (6) que nasce tangendalmente ao separador e em um ponto situado abaixo ponto de chegada do tubo (3), é ligado por meio de um tubo curvo (7) a um segundo tubo vertical (8) que se comunica com o tubo (1) por um cotovelo (9). O conjunto tubos (1) e (8) e dc cotovelo (9) forma um U. G tubo (1) comporta em sua base uma tubulação (10) de introdução de hidrogênio e uma tubulação (13) de introdução da dinitnla. Os 5 tubos (1) e (8) podem comportar, tal como representa a figura 1, um invólucro duplo (11) e (12) que permite a circulação de um fluido de arrefecimento ou de reaqueci mento. O cotovelo (9) comporta uma chegada (30) de catalisador e uma chegada (21) de catalisador reciclado.

Os tubos (1) e (8) podem ser verticais ou iigeiramente oblíquos io (nesse último caso de preferência de modo que seus eixos convirjam para baixo).

Os raios de curvatura dos cotovelos (2, 7, 9) são calculados de acordo com as regras habituais da engenharia química, de modo que a perda de carga da massa em circulação no conjunto do circuito tão baixa quanto 15 possível. Seu ângulo de curvatura pode variar de 45* a 135* e de preferência de 60* a 120°..

Na ftgura 1, o hidrogênio è introduzido por uma tubulação (19). Essa tubulação pode ser dotada de qualquer dispositivo usual de dispersão, mais um simples tubo que aflora a parte, situado no eixo do tubo (1) ê 20 suficiente. Essa tubulação (10) está ligada a uma fonte de hidrogênio e este último pode ser introduzido à pressão atmosfera ou sob uma pressão superior.

A tubulação (5) de evacuação dos gases pode ser ligada a um dispositivo qualquer de tratamento dos gases separados do hidrogenado. A figura 1 ilustra um dispositivo de acordo com o qual os gases provenientes de 25 (5) passam para um condensador (14), os qual cs vapores transportados no separador (4) são separados do hidrogênio. O condensado obtido é reciclada no aparelho por uma tubulação (31). O hidrogênio em excesso passa em seguida para u m co mpressor (16) por uma can allzação que comporta u m sistema de purga (15), e em seguida ele reoictedo em (10) após introdução em (17) de uma quantidade de hidrogênio destinada a compensar o hidrogênio consumido durante a hidrogenação e o que foi purgado.

É preciso transvasar o hidrogenado f ormado desgasei ficado e liberado do catalisador, Para poder transvasar um hidrogenado claro, ou seja, que não comporta praticamente um catalisador, um decantador (18) é colocado díretarnente sob o separador (4), A suspensão líquido/catalisador cuja fase gasosa foi separada no separador (4) penetra no decantador (18). O decantador (18) ê constituído por um cilindro (19) terminado por um cone (20), q Uma canalização (21) serve para trazer de modo continuo para o cotovelo (9) a calda concentrada de catalisador. O hidrogenado liberado do catalisador sai por uma canalização (22) ligada ao recipiente (23) dotada de um ladrão (24) que permite transvasar de modo continuo o hidrogenado claro, e o nível em todo o aparelho é mantido constante pela introdução continua de um volume equivalente de mistura dinítríla, solvente e catalisador. O catalisador decantado no cone (20) è reciclado no tubo (9) pela tubulação (21).

A figura 2 ilustra mais detalhadamente um modo particular de decantação que entra no âmbito da presente invenção. Para evitar, de lado, que os movimentos muito rápidos da massa de catalisador e de hidrogenado 10 se propaguem no decantador (18) e, de outro lado, que hidrogênio penetre neste úitimo. uma separação entre as duas áreas (seção separação gás-líquido e seção separação llquidc-sólido) é necessária, Ela não deve, porém, de forma alguma ser a causa de um depósito de catalisador. Esse resultado é obtido graças á colocação entre o separador (4) e o decantador (18) de uma divisória >5 (26), e a circulação entre o separador gás-líquido e o decantador é assegurada uma canalização (27) de diâmetro calculado para reduzir consideravelmente a velocidade do liquido (por exemplo, para um valor inferior a 0,5 metro/segundo).

Essa canalização (27) prolonga-se no interior do decantador por um tobo de diâmetro superior ou igual ao da canalização (27).

O uso dispositivo ou instalação, descrito anteriormente para a realização do processo de hidrogenaçâo da adiponitrile em hexametileno s diamina permite obter uma boa dispersão de hidrogênio na mistura líquida reacional. Essa dispersão é estável e homogênea em todo o tubo ou os tubos em U. Essa aparelhagem permite como foi dito anteriormente separar de modo contínuo a sem desativação significativa do catalisador o hidrogenado a ser transvasado do referido catalisador a ser reciclado, permitindo uma retirada io fácil de uma parte de catalisador destinado a ser regenerado.

De acordo com a presente invenção, uma parte da calda do catalisador reciclada pela tubulação (21) ê retirada, por uma válvula (32).

O fluxo de oaída de catalisador assim separada é alimentado em uma instalação de lavagem com água (33) representada esquematicamente.

Essa instalação de lavagem pode compreender lavadores agitados ou uma ou mais colunas de lavagem, em particular para um funcionamento contínuo uma coluna em contracorrente.

Q catalisador depois de ter sido lavado de acordo cem as condições descritas anteriormente é alimentado em uma instalação (34) de 20 tratamento básico. Essa instalação pode compreender um ou mais reatores agitados.. O tratamento com uma base forte pode ser realizado de modo descontínuo ou contínuo.

Após o tratamento básico, o catalisador regenerado é alimentado em uma nova instalação de lavagem (35), semelhante instalação (33).

O catalisador regenerado e lavado é. no exemplo ilustrado, misturado ao fluxo de catalisador virgem alimentado na parte de reatar (9), pela conduto (30).

Em outro mudo de realização, o catalisador regenerado ê alimentado diretamente no reator (9),

Detalhes e vantagens da presente invenção serão ilustrados nos exemplos dados a seguir a titulo meramente indicativo.

Exemplo!

Em uma instalação representada na figura b procede-se à hidrogenação da adíponítríla em hexametileno diamina de modo contínuo a uma temperatura de 82^0 e uma pressão de 23 bars (23 x 10 Pa), O meio reacional contêm adiponitrile alimentada pelo tubo (13), de hidrogênio alimentado pelo tubo (17), potassa, hexametileno diamina, água e um catalisador que compreende níquel de Raney, Uma parte de catalisador usado que corresponde á quantidade de catalisador virgem alimentado é eliminada.

Os fluxos de adiponitrila e de catalisador virgem são determinados para obter urna produção de hexametileno diamina com uma seletividade superior ou igual a 98,5%,

De acordo com a presente invenção, uma parte da calda de catalisador reciclada pela canalização (21), é separada pela válvula (32) e alimentada em um processo de regeneração, O fluxo mássico de catalisador assim separado é representado pelo valor R

A calda de catalisador è, em uma primeira etapa lavada com água a uma temperatura de 40*C, São realizadas várias lavagens sucessivas, A concentração de hexametileno diamina, determinada por dosagem cromatográfíca em fase gasosa, na última água de lavagem é de 3000 ppm,

O catalisador lavado é introduzido em uma segunda etapa, em um reator agitado com uma solução de soda a 2030 peso, A mistura è mantida à temperatura de ebulição do meio durante 3 horas,

O catalisador é tratado em seguida, em uma terceira etapa, lavado som água a 80*0, São realizadas várias lavagens sucessivas. A última água de lavagem contém 0,0330 peso de soda.

O catalisador assim obtido apresenta uma atividade catalítica igual a 60% da atividade catalítica do catalisador virgem.

O catalisador regenerado com um fluxo mássico R é misturado ao catalisador virgem que apresenta um fluxo mássico N de modo a manter uma 5 razão de catalisador regenerado R/(R*N) igual a 0.8.

Nessas con díções. para um funcionamento óti mo do reator, o consumo de catalisador virgem por tonelada de HMD produzida é de 0.50 kg.

Exemplo Comparativo

Q exemplo 1 é repetido, com exceção do fato de que o conjunto to do catalisador separado é reciclado no reator pela canalização (21).

Como no exemplo 1, os fluxos de adiponitrile e de catalisador virgem são determinados para ter uma produção de hexametiieno diamina com une seletividade superior ou igual a 98,5%.

Nessas con dições, para um funcionamento oti mo do reator, o is consumo de catalisador virgem por tonelada de HMD produzida é de 1,35 kg.

Claims (25)

1. PROCESSO CONTÍNUO DE FABRICAÇÃO DE COMPOSTOS, que compreende pelo menos uma função amina por hidrogenação de um composto que compreende pelo menos uma função nitriía,

2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1.

caracterizado pelo fato de que o fluxo R mássico de catalisador regenerada reciclado e o fluxo N mássico de alimentação d e catalisador vi rgern deve corresponder à equação (I) indicada a seguir:

0,60 < R < 0,95(1)

R + N

3 PROCESSO, de acordo com a reivindicação 2,

25 caracterizado pelo fato de que o fluxo R mássico de catalisador regenerado reciclado e o fluxo N mássico de alimentação d e catalisador vi rgern deve *

corresponder à equação (II) indicada a seguir:

0 JO < R < 0,90 (II)

R + N

4. caracterizado paio fato de que a lavagem com água da primeira etapa é realizada para obter na última lavagem uma concentração de compostos orgânicos inferiores ou igual a 1% em peso.

4, PROCESSO, de acordo corn a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira etapa de lavagem com água é realizada com água a uma temperatura compreendida entre 10°C e 5O'-’C.

5 13. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a

5 5. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 ou

5 caracterizado pelo fato de que consiste em:

- alimentar um gás que contém hidrogênio e um composto que compreende pelo menos uma função nitrila, em um reator de tipo pistão no qual circula um meio reacional que compreende partículas em suspensão de catalisador à base de metal de Raney, uma base mineral e água, ia - transvasar na saída do reator pistão, uma parte do meio reacional que contém o composto que compreende pelo menos uma função amina após separação do catalisador e reciclar a outra parte no reator pistão,

- reciclar o catalisador separado na reator pistão,

- alimentar no reator pistão um fluxo de catalisador virgem, em

6. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5,

7, PROCESSO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o hidróxido alcalino é a soda.

8 PROCESSO, de acordo com as reivindicações 6 ou 7, is caracterizado pelo fato de que a concentração em hidróxido alcalino na solução precitada está compreendida entre 10% e 25% em peso,

9, PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato da que o tratamento básico é realizado a uma temperatura superior a 80*0,

10, caracterizado pelo fato de que a lavagem da terceira etapa é realizada para obter na última lavagem uma concentração de hidróxido alcalino superior ou igual a 0,012% em peso.

10 caracterizado pelo fato de que o tratamento básico é realizado com uma solução aquosa que contém um hidróxido alcalino,

11„ caracterizada pelo fato de que o hidróxido alcalino é a soda,

12, caracterizado pelo fato de que o processo de regeneração é realizado sob ar,

12. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 10 ou

13, caracterizado pelo feto de que o processo de regeneração do catalisador é realizado sob atmosfera que não contém oxigênio ou sob atmosfera inerte, ia 15. PROCESSO, de acorda com a reivindicação

14, caracterizado pelo fato de que as águas utilizadas para as etapas de lavagem e a solução de hidróxido alcalino são desoxígenadas.

14, PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a

15, caracterizada pela fato de que o catalisador regenerado possui uma 15 atividade catalítica que corresponde de 35% a 80% da atividade catalítica do catalisador virgem,

15 que uma parte do catalisador separado é submetido a um processo de regeneração que compreende uma primeira etapa de lavagem com água para eliminar os compostos orgânicos, uma segunda etapa de tratamento com uma base forte e uma terceira etapa de lavagem com uma solução aquosa de hidróxido alcalino e/ou água.

20

16 PROCESSO, de acorda com uma das reivindicações 1 a

17, caracterizado pelo fato de que o composto nitrila é a adiponitrile, a amina sintetizada é a hexsmetilenu diamina.

17, PROCESSO, de acorda cam a reivindicação 16, caracterizado pela fata de que o catalisador regenerado possui uma atividade catalítica que corresponde de 40% a 70% da atividade catalítica do catalisador

18, PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a

19. caracterizado pelo fato da que compreende, na saída de reator pistão, uma área de decantação das partículas de catalisador, e a fase sobrenadante é reciclada no reator pistão por um primeiro anel externo que comporta uma retirada do meio que contém a amína, e a fase decantada é reciclada no reator pistão por um segundo anel externo, ô

19. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, 25 caracterizado pelo fato de que α meio re acionai co repreende um solvente constituída pela amina produzida pela reação da hidrogenação.

20 compreendida entre 0,1 mol de base por kg de catalisador e 2 mols de base por kg de catalisador.

26, PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a

20, caracterizado pelo fato de que o catalisador é à base de níquel de Raney ou cobalto de Raney .

20. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a

20 virgem,

20 10. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a lavagem com água da terceira etapa é realizada com água e/ou uma solução aquosa de hidróxido alcalino com uma concentração mínima em hidróxido alcalino de 0.012% em peso, a uma temperatura compreendida entre 40°C e 90*C.

25 11. PROCESSO, de acorao com uma das reivindicações 1 a

21. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a

22, caracterizado pelo fato de que a base mineral é escolhida no grupo que compreende UOH, NaOH, KOH, RbOH. CsOH ou suas misturas, is

22. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende um promotor m escolhido nos elementos que pertencem aos grupos IIB, IVB a VII8 da classificação periódica dos elementos e suas associações,

23. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a

24. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 23.

caracterizado pelo fato de que a base mineral è escolhida no grupo que compreende KOH e NaOH ou suas misturas.

25. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 23 ou 24, caracterizado pelo fato de que a quantidade de base no meio reacional esta

25, caracterizado pele fato de que a temperatura da reação está compreendida entre 50*C e 15CPC e a pressão em hidrogênio està compreendida entre 0.1