BR112016012629B1

BR112016012629B1 - método e sistema de destilação reativa

Info

Publication number: BR112016012629B1
Application number: BR112016012629-7A
Authority: BR
Inventors: Sagar B. Gadewar; Brian C. Vicente; Peter K. Stoimenov
Original assignee: Rescurve, Llc
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2020-12-01
Also published as: US20160297737A1; US10081588B2; WO2015085002A1

Abstract

Um método de destilação reativa compreende introduzir uma corrente de alimentação em uma coluna de destilação reativa, em que a corrente de alimentação compreende etanol, contactar a corrente de alimentação com um ou mais catalisadores na coluna de destilação reativa durante uma destilação e remover o acetato de butila durante a destilação a partir da coluna de destilação reativa como uma corrente de fundo. A corrente de alimentação reage na presença de um ou mais catalisadores para produzir um produto de reação compreendendo acetato de etila, butanol e água, em que o butanol e o acetato de etila reagem para produzir um produto de reação compreendendo o acetato de butila.

Description

FUNDAMENTOS

[001] Acetato de n-butila pode ser produzido comercialmente a partir de alcool butilico e acido acetico por esterificagao usando acido sulfurico como catalisador. Neste processo, acido acetico, butanol e acido sulfurico sao aquecidos em um reator a 89°C, para formar o acetato de n- butila. Os vapores contendo acetato de butila, butanol e agua sao removidos e condensados. A camada de topo e alimentada a partir da coluna de caldeira baixa onde o alcool nao reagido e destilado instantaneamente e reciclado para o reator. A mistura de ester bruto sofre uma segunda destilagao para separar o acetato de butila a partir de outros subprodutos. O n-butanol usado neste processo e geralmente derivado por hidroformilagao de propeno seguido por hidrogenagao, enquanto que o acido acetico e produzido comercialmente por varios metodos como carbonilagao de metanol, oxidagao de acetalde^do e oxidagao de etileno.

[002] A produgao comercial de n-butanol e acido acetico se baseiam, ambas, em cargas de alimentagao com base em petroleo e gas natural. Alem disso, a produgao de acetato de n-butila a partir destes reagentes requer uma multiplicidade de etapas envolvendo varios produtos intermediarios. Todos estes fatores resultam em um prego relativamente elevado para acetato de n- butila.

SUMARIO

[003] Em uma modalidade, um metodo de destilagao reativa compreende introduzir uma corrente de alimentagao em uma coluna de destilagao reativa, em que a corrente de alimentagao compreende etanol, contactar a corrente de alimentagao com um ou mais catalisadores na coluna de destilagao reativa durante uma destilagao e remover acetato de butila durante a destilagao a partir da coluna de destilagao reativa como uma corrente de fundo. A corrente de alimentagao reage na presenga de um ou mais catalisadores para produzir um produto de reagao compreendendo acetato de etila, butanol e agua, em que o butanol e o acetato de etila reagem para produzir um produto de reagao compreendendo o acetato de butila. O metodo pode tambem incluir remover acetato de etila, butanol ou ambos, durante a destilagao a partir da coluna de destilagao reativa na corrente de fundo. O metodo pode tambem incluir aumentar uma razao da quantidade do acetato de butila para o acetato de etila, butanol ou ambos, na corrente de fundo, aumentando a pressao na coluna de destilagao reativa. O metodo pode tambem incluir aumentar uma razao da quantidade do acetato de butila para acetato de etila, butanol ou ambos, na corrente de fundo, provendo um recheio nao reativo em uma porgao inferior da coluna de destilagao reativa. O metodo pode tambem incluir contactar a corrente de fundo com um catalisador de hidrogenagao e hidrogenio para hidrogenar, pelo menos, uma porgao de um contaminante na corrente de fundo e separar a porgao hidrogenada do contaminante a partir da corrente de fundo. O catalisador de hidrogenagao pode compreender um metal do Grupo VIII, um metal do Grupo VI, ou qualquer combinagao dos mesmos. O catalisador pode compreender um catalisador de reagao de Guerbet, um catalisador de oxido multicomponente de base solido, um catalisador bifuncional acido/base solido, um zeolito com contra4ons alcalinos, um catalisador de oxido de magnesio, um catalisador em po de oxido, ou qualquer combinagao dos mesmos. O catalisador pode compreender um catalisador da reagao de Guerbet de hidroxiapatita, um catalisador da reagao de Guerbet base solido, ou uma combinagao dos mesmos. O catalisador pode compreender um componente de catalisador representado pela formula: M/MgO/Al2O3, em que M representa paladio, rodio, niquel, ou oxidos dos mesmos. O catalisador pode compreender uma hidroxiapatita representada pela formula Ca10(PO4)6(OH)2 em que a razao de calcio para fosforo (Ca:P) esta entre cerca de 1,5 e cerca de 1,8. O catalisador pode compreende uma estrutura de apatita atendendo a formula: Ma(M'Ob)cX2, em que M representa calcio, estroncio, magnesio, bario, chumbo, cadmio, ferro, cobalto, niquel, zinco, ou hidrogenio, em que M’ representa fosforo, vanadio, arsenio, carbono, ou enxofre, em que X representa um fluor, cloro, bromo ou um hidroxido e em que a e cerca de 10, b e cerca de 3, c e cerca de 6 e a razao de a para c esta entre cerca de 1,5 e cerca de 1,8. O catalisador pode compreender um fosfato de calcio, um fosfato carbonato de calcio, um pirofosfato de calcio, um fosfato de magnesio, um fosfato carbonato de magnesio, um pirofosfato de magnesio ou qualquer combinagao dos mesmos. O catalisador pode compreender oxido de magnesio, hidroxido de magnesio, hidrato de fosfato de magnesio (Mg3(PO4)2^8H2O), oxido de calcio, hidroxido de calcio, fluoreto de calcio, silicato de calcio (wollastonita), sulfato de calcio di-hidratado (gesso), fosfato de Htio, fosfato de alummio, dioxido de titanio, fluorapatita (Caio(PO4)6F2, fosfato tetracalcico (Ca4(PO4)2O) hidrotalcita, talco, caulim, sepiolita, ou qualquer combinagao dos mesmos. O catalisador pode compreender, pelo menos, um componente cataHtico selecionado dentre o grupo consistindo em: cobre, oxido de cobre, bario, oxido de bario, rutenio, oxido de rutenio, rodio, oxido de rodio, platina, oxido de platina, paladio, oxido de paladio, renio, oxido de renio, prata, oxido de prata, cadmio, oxido de cadmio, zinco, oxido de zinco, zirconio, oxido de zirconio, ouro, oxido de ouro, talio, oxido de talio, magnesio, oxido de magnesio, manganes, oxido de manganes, alummio, oxido de alummio, cromo, oxido de cromo, niquel, oxido de niquel, ferro, oxido de ferro, molibdenio, oxido de molibdenio, sodio, oxido de sodio, carbonato de sodio, estroncio, oxido de estroncio, estanho, oxido de estanho e qualquer misturas dos mesmos. O catalisador pode compreender um catalisador multicomponente. O catalisador multicomponente pode compreender um primeiro componente de catalisador e um segundo componente catalisador, em que o primeiro componente do catalisador e configurado para converter uma porgao do etanol na corrente de alimentagao em acetato de etila e em que o segundo componente de catalisador e configurado para converter pelo menos uma porgao do etanol na corrente de alimentagao em butanol e agua. O metodo pode tambem incluir remover uma corrente lateral a partir da coluna de destilagao reativa, contactar a corrente lateral com um catalisador de reator lateral, em que a corrente lateral reage na presenga do catalisador de reator lateral para produzir acetato de butila e reintroduzir o acetato de butila produzido na presenga do catalisador de reator lateral na coluna de destilagao reativa. O metodo pode tambem incluir remover uma corrente lateral a partir da coluna de destilagao reativa, contactar a corrente lateral com um catalisador de reator lateral, em que a corrente lateral reage na presenga do catalisador de reator lateral para produzir pelo menos um dentre acetato de etila ou butanol e reintroduzir pelo menos um dentre acetato de etila ou butanol produzido na presenga do catalisador de reator lateral na coluna de destilagao reativa. O metodo pode tambem incluir remover uma pluralidade de correntes laterais a partir da coluna de destilagao reativa, introduzir cada uma da pluralidade de correntes laterais em uma pluralidade correspondente de reatores laterais, contactar cada respectiva corrente lateral com um catalisador de reator lateral no reator lateral correspondente e reintroduzir o pelo menos um dentre acetato de etila, butanol ou acetato de butila produzido em cada lado para a coluna de destilagao reativa. Cada reator lateral da pluralidade de reatores laterais pode compreender um catalisador de reator lateral, e cada respectiva corrente lateral pode reagir na presenga do catalisador de reator lateral para produzir pelo menos um dentre acetato de etila, butanol ou acetato de butila. O metodo tambem pode incluir introduzir uma segunda corrente de alimentagao compreendendo hidrogenio na coluna de destilagao reativa.

[004] Em uma modalidade, um metodo de destilagao reativa compreende introduzir uma corrente de alimentagao em uma coluna de destilagao reativa, em que a corrente de alimentagao compreende etanol, contactar a corrente de alimentagao com um ou mais catalisadores durante uma destilagao, em que a corrente de alimentagao reage na presenga de um ou mais catalisadores, produzir um produto da reagao compreendendo o acetato de butila com base no contato, e remover o acetato de butila durante a destilagao a partir da coluna de destilagao reativa como uma corrente de fundo. O um ou mais catalisadores podem ser dispostos na coluna de destilagao reativa. O um ou mais catalisadores podem ser dispostos em um reator lateral em comunicagao flmdica com a coluna de destilagao reativa. O metodo pode tambem incluir remover uma corrente lateral a partir da coluna de destilagao reativa, o contactar a corrente lateral com o um ou mais catalisadores do reator lateral, reintroduzir a acetato de butila produzido na presenga de um ou mais catalisadores na coluna de destilagao reativa. A corrente lateral pode reagir na presenga de um ou mais catalisadores para produzir acetato de butila. O metodo pode tambem incluir remover uma corrente lateral a partir da coluna de destilagao reativa, contactar a corrente lateral com o um ou mais catalisadores do reator lateral, e reintroduzir pelo menos um dentre acetato de etila ou butanol produzido na presenga de um ou mais catalisadores da coluna de destilagao reativa. A corrente lateral pode reagir na presenga de um ou mais catalisadores para produzir pelo menos um dentre acetato de etila ou butanol. O metodo pode tambem incluir remover uma pluralidade de correntes laterais a partir da coluna de destilagao reativa, introduzir cada uma dentre a pluralidade de correntes laterais de uma pluralidade correspondente de reatores laterais, contactar cada corrente lateral respectiva com o catalisador no reator lateral correspondente, reintroduzir o, pelo menos, um dentre acetato de etila, butanol ou acetato de butila produzido em cada lado para a coluna de destilagao reativa. Cada reator lateral da pluralidade de reatores laterais pode compreender um catalisador de um ou mais catalisadores e cada respectiva corrente lateral pode reagir na presenga do catalisador para produzir pelo menos um dentre acetato de etila, butanol ou acetato de butila. O metodo pode tambem incluir remover a corrente de fundo a partir da coluna de destilagao reativa, onde a corrente de fundo compreende acetato de butila e acetato de etila, separar pelo menos uma porgao do acetato de etila do acetato de butila e reciclar o acetato de etila para a coluna de destilagao reativa. O metodo pode tambem incluir ajustar a pressao da coluna de destilagao reativa para aumentar a produgao de acetato de butila. O metodo pode tambem incluir produzir butanol e acetato de etila com base no contato da corrente de alimentagao com o um ou mais catalisadores durante a destilagao, contactar o butanol e o acetato de etila com um ou mais catalisadores e produzir o acetato de butila com base no contato do butanol e do acetato de etila com um ou mais catalisadores.

[005] Em uma modalidade, um sistema de destilagao reativa compreende uma corrente de alimentagao compreendendo etanol e uma coluna de destilagao reativa. A coluna de destilagao reativa compreende: um ou mais catalisadores dispostos dentro da coluna de destilagao reativa, uma alimentagao de etanol configurada para passar a corrente de alimentagao compreendendo etanol sobre pelo menos uma porgao de um ou mais catalisadores para produzir acetato de etila e butanol, uma passagem de remogao de hidrogenio produto de topo e uma passagem de remogao de acetato de butila produto de fundo. O um ou mais catalisadores sao configurados para levar o acetato de etila e butanol a reagir na presenga de um ou mais catalisadores para produzir acetato de butila. O sistema tambem pode incluir um reator lateral em comunicagao fluidica com a coluna de destilagao reativa, uma entrada em comunicagao flmdica com o reator lateral e a coluna de destilagao reativa e configurado para passar um fluido a partir da coluna de destilagao reativa sobre o segundo catalisador e uma sai'da em comunicagao flmdica com o reator lateral e a coluna de destilagao reativa e configurado para passar o fluido a partir da sai'da do reator lateral para a coluna de destilagao reativa. O reator lateral compreende um segundo catalisador. A entrada pode ser acoplada a coluna de destilagao reativa abaixo da sai'da e o fluido pode ser um vapor. A entrada pode ser acoplada a coluna de destilagao reativa acima da sa^da, e o fluido pode ser um Hquido. O sistema tambem pode incluir um segundo reator lateral em comunicagao flmdica com a coluna de destilagao reativa, uma segunda entrada em comunicagao flui'dica com o segundo reator lateral e a coluna de destilagao reativa e configurado para passar um segundo fluido a partir da coluna de destilagao reativa sobre o terceiro catalisador, e uma segunda sai'da em comunicagao flmdica com o segundo reator lateral e a coluna de destilagao reativa, e configurado para passar o segundo fluido a partir da segunda sai'da do segundo reator lateral para a coluna de destilagao reativa. O segundo reator lateral pode compreender um terceiro catalisador. A coluna de destilagao pode tambem incluir um catalisador de hidrogenagao disposto dentro da coluna de destilagao reativa e o sistema de destilagao reativa tambem pode incluir uma alimentagao de hidrogenio em comunicagao flmdica com a coluna de destilagao reativa e configurado para passar hidrogenio sobre, pelo menos, uma porgao do catalisador de hidrogenagao.

[006] Em uma modalidade, um metodo de destilagao reativa compreende contactar uma primeira corrente de alimentagao compreendendo etanol com um primeiro catalisador, produzir acetato de etila em uma primeira corrente de produto em resposta ao contato da primeira corrente de alimentagao com o primeiro catalisador, separar pelo menos uma porgao do acetato de etila desde a partir da primeira corrente de produto, contactar a segunda corrente de alimentagao compreendendo etanol com um segundo catalisador, produzir butanol em uma segunda corrente de produto em resposta ao contato da segunda corrente de alimentagao com o segundo catalisador, separar pelo menos uma porgao do butanol a partir da segunda corrente de produto, introduzir a porgao do acetato de etila e a porgao do butanol em uma coluna de destilagao reativa como uma ou mais correntes de alimentagao, contactar o acetato de etila e butanol dentro da coluna de destilagao reativa, produzir um produto de reagao compreendendo acetato de butila com base no contato, e remover acetato de butila durante a destilagao a partir da coluna de destilagao reativa como uma corrente de fundo. O contato do acetato de etila e butanol dentro da coluna de destilagao reativa pode ocorrer na presenga de um ou mais catalisadores. O um ou mais catalisadores podem ser dispostos em um ou mais reatores laterais. O contato da primeira corrente de alimentagao com o primeiro catalisador pode ocorrer dentro de uma primeira coluna de destilagao reativa, e/ou contato da segunda corrente de alimentagao com o segundo catalisador podem ocorrer dentro de uma segunda coluna de destilagao reativa.

[007] Estas e outras caracteristicas serao mais claramente entendidas a partir da descrigao detalhada que segue, tomada em conjunto com os desenhos em anexo e reivindicagoes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] Para uma compreensao mais completa da presente invengao e suas vantagens, e feita agora referenda a seguinte breve descrigao, tomada em conexao com os desenhos anexos e descrigao detalhada.

[009] Figuras 1(a) e 1(b) mostram um esquema simplificado de um sistema de destilagao reativa de acordo com uma modalidade.

[0010] Figura 2 mostra um esquema simplificado de um sistema de destilagao reativa de acordo com ainda outra modalidade.

[0011] Figura 3 mostra um esquema simplificado de um sistema de destilagao reativa de acordo com ainda outra modalidade.

[0012] Figura 4 mostra um esquema simplificado de um sistema de destilagao reativa de acordo com ainda outra modalidade.

[0013] Figuras 5(a) e 5(b) mostram um esquema simplificado de um sistema de destilagao reativa de acordo com uma modalidade.

[0014] Figuras 6(a) e 6(b) mostram um esquema simplificado de um sistema de destilagao reativa de acordo com outra modalidade.

[0015] Figura 7 mostra um esquema simplificado de um sistema de multirreatores de acordo com uma modalidade.

[0016] Figura 8 ilustra um fluxograma esquematico de um sistema de destilagao reativa com um reciclo de acordo com uma modalidade.

[0017] Figura 9 ilustra um fluxograma esquematico de um sistema de separagao de produtos de acordo com uma modalidade.

[0018] Figura 10 ilustra um fluxograma esquematico de um sistema de separagao de produtos de acordo com outra modalidade.

[0019] Figura 11 ilustra um fluxograma esquematico de um sistema de separagao de produtos de acordo com ainda outra modalidade.

[0020] Figura 12 ilustra uma distribuigao de produto organico a partir de um reator de leito fixo usando uma modalidade de um catalisador.

[0021] Figura 13 ilustra outra distribuigao de produto organico usando outra modalidade de um catalisador.

[0022] Figura 14 ilustra ainda outra distribuigao de produto organico usando ainda outra modalidade de um catalisador.

[0023] Figura 15 ilustra outra distribuigao de produto organico usando ainda outra modalidade de um catalisador.

[0024] Figura 16 ilustra ainda outra distribuigao de produto organico usando outra modalidade de um catalisador.

[0025] Figura 17 ilustra uma vista esquematica de um sistema simulado de destilagao reativa de acordo com uma modalidade.

[0026] Figura 18 ilustra outra distribuigao de produto organico a partir de um reator usando uma modalidade de um catalisador.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0027] Um sistema e processo de destilagao reativa sao aqui descritos para a produgao de acetato de butila a partir de etanol e em algumas modalidades para produzir acetato de butila e acetato de etila. A destilagao reativa permite de modo vantajoso que o processo ocorra em um unico reator /coluna de destilagao onde o catalisador pode ser posicionado como um recheio reativo. Esta configuragao permite a operagao contmua, onde reagente pode ser adicionado e produtos mais pesados e mais leves podem ser removidos conforme necessario a partir do fundo e do topo da coluna, respectivamente. Em operagao, os vapores condensam e evaporam continuamente sobre a superficie do catalisador, onde as reagoes ocorrem. Ao variar os parametros operacionais, como temperatura, pressao e razao de refluxo, a reagao pode ser realizada a um mvel elevado de conversao. Recirculagao de alde^dos e de outros intermediarios pode ser usada para assegurar reagao em acetato de n-butila desejavel e melhorar a utilizagao da carga de alimentagao.

[0028] O processo de produgao de acetato de n-butila e baseado na conversao de etanol em acetato de etila e n-butanol, seguido por transesterificagao de acetato de etila e n-butanol. Tanto o acetato de etila com o n-butanol pode ser obtido a partir de etanol via reagoes de desidrogenagao e desidratagao, respectivamente. Em algumas modalidades, o processo pode usar um unico catalisador bifuncional que iria realizar varias reagoes simultaneamente. O catalisador pode ser capaz de converter em tanto etanol como acetato de etila e n-butanol, bem como catalisar a transesterificagao de acetato de etila e n-butanol para dar acetato de n-butila e etanol, que e reciclado internamente na coluna de destilagao reativa. Em uma modalidade, o catalisador compreende um componente de desidrogenagao de alcool para facilitar a primeira etapa na reagao para gerar acetaldeido, que e um intermediario para a reagao que pode gerar acetato de etila e/ou n-butanol. Quando o componente de desidrogenagao compreende cobre (por exemplo, metal de cobre, oxido de cobre, etc.), o catalisador pode tambem ser um catalisador da reagao de mecanismo Tishchenko onde etanol e acetalde^do reagem para formar acetato de etila. A segunda funcionalidade pode catalisar a condensagao de aldol de acetalde^do em n-butanol e pode ser quer um componente de catalisador acido ou basico. A reagao de transesterificagao de acetato de etila e n-butanol em acetato de n-butila e etanol nao precisa ser catalisada, no entanto, pode ser catalisada por um centro de catalisador acido e/ou basico. Em algumas modalidades, uma pluralidade de catalisadores pode ser usada onde cada catalisador esta orientado para uma ou mais das reagoes.

[0029] Na primeira etapa da sequencia de reagao para a produgao de acetato de butila, etanol e reversivelmente desidrogenado para formar acetalde^do. C2H5OH CH3CHO + H2 (Eq. 1)

[0030] Acetalde^do e uma especie reativa que pode seguir uma de varias vias de reagao diferentes. Na presenga de um catalisador solido com funcionalidade basica forte, uma condensagao de aldol e a via mais provavel que leva a formagao de alde^dos superiores (por exemplo, como mostrado na Equagao 2), em que, em um meio de reagao rico em hidrogenio, seria hidrogenado nos alcoois correspondentes (por exemplo, como mostrado nas Equagoes 2- 4) CH3CHO + CH3CHO CH3CH=CHCHO + H2O (Eq. 2) CH3CH=CHCHO + H2 CH3CH2CH2CHO (Eq. 3) CH3CH2CH2CHO + H2 CH3CH2CH2CH2OH (Eq. 4)

[0031] O butanol produzido pode compreender n-butanol. A outra via de reagao desejavel para acetalde^do que ocorre sobre o catalisador bifuncional e a reagao Tishchenko (por exemplo, como mostrado na Equagao 5).

[0032] A reagao de condensaqao de aldol e a reagao de Tishchenko ocorrem em condigoes de reagao similares, o que torna possrvel visar a preparaqao de um catalisador para que as taxas de geraqao de acetato de etila e n-butanol sejam bastante similares. Em uma modalidade, o catalisador compreende uma pluralidade de componentes ativos, com a atividade de cada um dos componentes combinados de modo que acetato de etila e n-butanol sejam geradas em cerca de razao molares quase iguais.

[0033] Em um processo de destilaqao reativo, em que as reaqoes acima estao ocorrendo simultaneamente, acetato de etila e n-butanol podem ser concentrados na porqao inferior da coluna, com etanol, hidrogenio e agua concentrando em direqao a porqao superior da coluna. A reaqao de transesterificaqao de acetato de etila e n-butanol para acetato de n-butila e etanol nao precisa ser catalisada e pode ocorrer mesmo se nenhum catalisador se encontre presente na porqao inferior da coluna. A presenqa de um catalisador pode acelerar a taxa da reaqao para equiHbrio. Na porqao inferior da coluna, o acetato de etila e n-butanol podem sofrer uma reaqao de transesterificaqao, dando produto de acetato de n-butila e etanol (por exemplo, como mostrado na Equaqao 6). CH3C(O)OCH2CH3 + CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2O(O)CCH3 + CH3CH2OH (Equaqao 6).

[0034] A reaqao de transesterificaqao e uma reaqao em que ou o alcool ou a porqao de acido do ester se torna reversivelmente trocado um com o outro. Neste caso, a transesterificaqao e do tipo alcoolise em que a porqao de alcool etHico e reversivelmente substitmda por n-butanol para formar acetato de n-butila e etanol. O processo de transesterificaqao pode ser catalisado por acido ou por base. Uma vez que o catalisador de condensaqao de aldol pode tambem ser catalisado por um acido ou uma base, um catalisador de transesterificaqao apropriado pode estar presente na coluna de destilaqao reativa e, assim, catalisar a reaqao de transesterificaqao.

[0035] Na configuraqao de destilaqao reativa, acetato de butila pode ser removido do refervedor para permitir que a reagao de transesterificagao prossiga alem do que e esperado a partir do equilibrio entre butanol e acetato de etila. Hidrogenio e removido do topo da coluna como subproduto leve, enquanto etanol mais leve, acetaldeido. pode ser removido como uma corrente de destilado que e desidratada e refluxada de volta para a coluna de destilagao reativa. A agua pode ser transportada para a corrente de destilado, devido a formagao de azeotropo de ponto de ebuligao mais baixo entre o etanol e agua.

[0036] A reagao geral ocorrendo na coluna de destilagao reativa e a seguinte:

[0037] A materia prima deste processo pode compreender apenas etanol, que pode apresentar uma vantagem em relagao a outros processos que requerem varias cargas de alimentagao. Alem disso, o etanol bioderivado pode ser usado para permitir ao processo ser operado a partir de fontes renovaveis de etanol. Alem disso, o presente sistema e metodo podem utilizar catalisadores a base de metal, que podem ser relativamente baratos.

[0038] Embora a reagao descrita acima seja discutida no contexto de n-butanol, outros isomeros de acetato de butila tambem podem ser obtidas atraves da mesma reagao de transesterificagao, quando o isomero butanol apropriado e um subproduto dos catalisadores de processo de acetato de etila (em particular acetato de sec-butila a partir de 2-butanol). Se um bioetanol com uma concentragao elevada de isobutanol e usado como uma alimentagao, pode ser possive'l recuperar acetato de isobutila a partir do processo de reagao.

[0039] Em processos qmmicos, a reagao qmmica e a purificagao dos produtos desejados por destilagao podem ser realizadas sequencialmente. O desempenho desta estrutura de processo qmmico pode ser melhorado por integragao de reagao e destilagao em uma unica unidade de processo multifuncional. Como notado acima, este conceito de integragao e chamado “destilagao reativa”. A reagao pode ocorrer dentro do mesmo vaso, ou um segundo vaso em comunicagao f’lin'dica com um vaso de separagao pode ser considerado uma destilagao reativa. Por exemplo, um reator lateral realizando uma reagao que esta em comunicagao flmdica com uma coluna de destilagao que remove pelo menos uma porgao dos produtos seria considerado um processo de destilagao reativa. Como vantagens desta integragao, limitagoes de equiHbrio quimico podem ser superadas, seletividades maiores podem ser alcangadas, calor de reagao pode ser usado in situ para destilagao, solventes auxiliares podem ser evitados, e/ou misturas azeotropicas e/ou de pontos de ebuligao estreitos podem ser mais facilmente separados. Aumento de eficiencia do processo e redugao dos custos globais de capital podem resultar do uso desta abordagem.

[0040] Um sistema de destilagao reativa compreende, pelo menos, um separador (por exemplo, uma torre de destilagao) em que uma reagao esteja ocorrendo. Em geral, separadores apropriados podem incluir qualquer equipamento de processo apropriado para a separagao de, pelo menos, uma corrente de entrada em uma pluralidade de correntes de efluentes tendo diferentes composigoes, estados, temperaturas e/ou pressoes. Por exemplo, o separador pode ser uma coluna com bandejas, recheios, ou algum outro tipo de estrutura interna complexa. Exemplos de tais colunas incluem depuradores, extratores, absorvedores, adsorvedores, colunas recheadas, colunas de destilagao tendo valvula, peneira ou outros tipos de bandejas. Tais colunas podem empregar represas, calhas, defletores internos, elementos de controle de temperatura, e/ou elementos de controle de pressao ou qualquer combinagao dos mesmos. Essas colunas podem tambem empregar uma combinagao de condensadores de refluxo e/ou refervedores, incluindo condensadores de estagio intermediarios e refervedores. Em uma modalidade, o sistema de destilagao reativo aqui descrito pode compreender uma torre de destilagao tendo, pelo menos, um catalisador disposto no mesmo.

[0041] Como indicado acima, os presentes sistemas e metodos fornecem a produgao de acetato de butila a um custo relativamente baixo, junto com uma instalagao ou um sistema de destilagao com a complexidade significativamente reduzida usando destilagao reativa. A presente descrigao ainda fornece processos aperfeigoados para a produgao de acetato de butila de uma alimentagao de etanol ou a partir de carga de alimentagao compreendendo uma maior proporgao de etanol e uma menor proporgao de impurezas, como agua. Embora nao estejam geralmente presentes em correntes de alimentagao de alcool, impurezas que podem envenenar o catalisador particular usado devem ser limitadas, evitadas e/ou removidas. Por exemplo, compostos heterodclicos de enxofre ou de nitrogenio podem frequentemente atuar como venenos do catalisador e, se presentes, devem ser removidos antes de se introduzir a corrente de alimentagao de etanol para a coluna de destilagao reativa. Em uma modalidade, a corrente de alimentagao de etanol pode compreender agua. A presenga de agua na alimentagao de etanol nao reduz severamente o desempenho dos catalisadores, que podem tolerar ate 5% de agua, por peso, na alimentagao de etanol. A conversao do etanol pode ser reduzida quando usando uma fonte de etanol, com teor de agua significativo. O uso de uma alimentagao de alcool compreendendo uma pequena quantidade de agua pode ser vantajoso por permitir o uso de uma fonte de alcool potencialmente menos cara na forma do azeotropo alcool/agua (por exemplo cerca de 4,4% de agua em peso em uma alimentagao de etanol).

[0042] Os presentes sistemas e metodos fornecem um sistema de destilagao reativa em que o etanol e alimentado para uma coluna de destilagao reativa. Em uma modalidade, o etanol pode ser o unico ou o principal componente da alimentagao. A referenda a uma “alimentagao unica” para uma coluna de destilagao reativa significa que a coluna tem apenas uma corrente de alimentagao qmmica fornecendo o(s) reagente(s) destinado para a coluna. No entanto, tal coluna de destilagao de alimentagao unica pode ter multiplos pontos de entrada para o reagente, ou correntes de alimentagao de reciclo, onde uma parte do liquido reagente ou um destilado parcial e retirada da coluna e alimentada de volta para a coluna em um ponto diferente, por exemplo, para alcangar uma separagao melhorada e/ou uma reagao mais completa.

[0043] A alimentagao unica pode compreender um unico reagente como etanol. A “alimentagao de etanol unica” refere-se a uma corrente de alimentagao unica em que o etanol e o unico ou pelo menos o constituinte primario. A alimentagao unica pode tambem compreender mais do que um reagente, como uma corrente de alimentagao de etanol e agua. A “alimentagao unica de etanol e agua “, portanto, refere-se a uma corrente de alimentagao unica em que o etanol e agua sao o unico ou, pelo menos, os constituintes primarios. Em contraste, o termo “ alimentagao dupla “ no contexto de uma coluna de destilagao refere-se a duas correntes de alimentagao qmmica separadas. Por exemplo, em algumas das presentes modalidades, alimentagoes duplas podem incluir uma corrente de alimentagao de etanol e uma corrente de alimentagao de hidrogenio separada.

[0044] Em uma forma simplista, como mostrado na Figura 1(a), o sistema de destilagao reativa pode compreender um reator de tanque agitado contmuo (CSTR) carregado com um catalisador, que e acoplado a um separador de fases e configurado para a produgao de acetato de butila. Em uma modalidade, a produgao de acetato de butila pode ser realizada por passagem da corrente de alimentagao 14, que compreende uma alimentagao de etanol, no CSTR 23, em que a alimentagao se mistura e contacta o catalisador de desidratagao, sob condigoes onde acetato de etila e butanol sao formados, seguido pela reagao do acetato de etila e butanol para formar o acetato de butila e etanol. Agua e hidrogenio sao formados como subprodutos durante a reagao dentro do CSTR 23. Uma segunda corrente de alimentagao opcional 21 compreendendo hidrogenio, tambem pode ser introduzida no CSTR 23. A medida que as conversoes prosseguem, a mistura Hquida resultante pode passar para um separador de fases 32 a partir do qual a agua deixa como destilado e acetato de butila 34 pode deixar como um produto de fundo 36. O separador de fase 32 pode ser qualquer separador de fases, que e um vaso que separa uma corrente de entrada em uma corrente substancialmente vapor e uma corrente substancialmente li'quida. como tambor tipo “ knock-out ”, tambor de destilagao instantanea, refervedor, condensador, ou outro trocador de calor. Esses vasos tambem podem ter alguns anteparos internos, elementos de controle de temperatura, elementos de controle de pressao, ou qualquer combinagao dos mesmos, mas geralmente nao tem quaisquer bandejas ou outros tipos de estrutura interna complexa comumente encontrados em colunas. Uma fase de vapor pode passar fora do CSTR 23 e passar para um condensador 41. A fase de vapor pode compreender hidrogenio e uma porgao de agua e etanol nao reagido. A agua e etanol podem ser condensados e separados em um separador 18. O hidrogenio pode deixar o separador 18 como uma corrente de topo 19. A corrente de Hquido pode ser dividida em uma corrente de saida 11 e uma corrente de refluxo passando de volta para o CSTR 23.

[0045] Uma modalidade de uma coluna de destilagao reativa com uma unica alimentagao de etanol e mostrada esquematicamente na Figura 1(b). A coluna 10 contem uma zona de catalisador geralmente central 12, e inclui, geralmente, um estagio de topo ou segao de retificagao nao reativo 13 e uma fase inferior ou segao de extragao nao reativa 15. A alimentagao de etanol 14 pode ser alimentada para a porgao do meio da coluna de destilagao reativa. Embora ilustrado como tendo o catalisador 17 disposto no interior da porgao central da coluna de 10, o catalisador 17 pode estar localizado somente acima ou abaixo da localizagao da alimentagao de etanol. Em uma modalidade, o catalisador 17 pode ser disposto apenas acima do local de alimentagao e a porgao inferior da coluna 10 pode compreender bandejas, recheios ou similares, para dar uma segao de despojamento. Em algumas modalidades, o catalisador 17 pode ser disposto abaixo apenas do local de alimentagao e a porgao superior da coluna 10 pode compreender bandejas, bandejas ou similares para dar uma segao de retificagao.

[0046] O destilado removido no topo da coluna e passado atraves de um condensador parcial 16 e agua pode ser separada dos constituintes de menor ponto de ebuligao no tanque de refluxo 18. Os constituintes de menor ponto de ebuligao podem deixar o sistema como uma corrente de produto de topo 19, que em uma modalidade pode compreender hidrogenio e quantidades de trago de agua, etanol, butanol, um ou mais subprodutos da reagao, ou qualquer combinagao dos mesmos. O condensado (por exemplo, o refluxo), ou pelo menos uma porgao do mesmo, pode ser reciclado de volta para a coluna para outra reagao e/ou separagao. Condensado nao reciclado para a coluna deixa como uma corrente de produto de topo 11. O condensado pode compreender, em sua maioria, agua e, em algumas modalidades, pequenas quantidades de etanol e/ou butanol. Em uma modalidade, uma porgao do condensado compreendendo agua e etanol pode ser desidratada e devolvida para a coluna 10. O produto de fundo pode ser passado atraves de refervedor 20, onde uma porgao do produto de fundo e convertida em vapor e introduzida de volta para a porgao inferior da coluna. O produto de fundo restante pode passar para fora do sistema como corrente de produto 22. Alternativamente, apenas uma porgao do produto do fundo pode ser passada atraves de refervedor 20, com a porgao de vapor passando de volta para a porgao inferior da coluna e o restante do produto de fundo sendo combinado com qualquer produto de fundo se desviando pelo refervedor 20 e passando para fora do sistema como corrente de produto 22 para outros processos e/ou uso como um produto final. A corrente de produto 22 pode compreender o acetato de butila junto com potencialmente quaisquer subprodutos produzidos pela reagao. Algumas quantidades de trago de etanol, acetato de etila e/ou butanol podem estar presentes na corrente de fundo 22. As razoes de refluxo e reebuligao na coluna podem ser mantidas de modo que o acetato de butila essencialmente puro pode ser obtido como produto de fundo. Em uma modalidade, a corrente de produto de fundo 22 pode compreender maior do que cerca de 90%, maior do que cerca de 95%, maior do que cerca de 96%, maior do que cerca de 97%, maior do que cerca de 98%, maior do que cerca de 99%, ou maior do que cerca de 99,5% de acetato de butila em peso. Em algumas modalidades, uma mistura de acetato de etila e acetato de butila pode estar presente na corrente de fundo 22, em que o acetato de etila e acetato de butila podem ser separados para gerar duas correntes de produto.

[0047] Durante operagao, os reagentes e produtos fluem atraves do reator/coluna reagindo e destilando instantaneamente ao longo do comprimento do reator/coluna. Em uma modalidade, a reagao dos reagentes e/ou produtos pode ocorrer na zona de catalisador 12 e as reagoes podem ocorrer na fase de vapor e/ou Hquida. Os catalisadores espedficos uteis nos sistemas de destilagao reativa e metodos aqui descritos sao discutidas em maiores detalhes abaixo. Em uma modalidade, a reagao de etanol sobre os catalisadores pode ocorrer em uma fase de vapor em que o etanol e passado sobre o catalisador durante um determinado tempo de permanencia consistente com a seletividade e/ou conversao desejadas. Em uma modalidade, a reagao de etanol sobre os catalisadores pode ocorrer em uma reagao de fase Hquida em que o catalisador pode ser disperso em uma mistura de reagente liquido e/ou reagentes contactam o catalisador no estado condensado. Uma reagao em fase vapor e reagao em fase Hquida geralmente deve ocorrer em temperaturas similares e a pressao de cada reagao ira depender do estado (por exemplo, vapor e/ou liquido) dos reagentes que contactam o(s) catalisador(es).

[0048] Hidrogenio e agua podem ser produzidos, junto com potenciais produtos laterais, devido a reagao sobre o catalisador. A remogao da corrente de topo 11 compreendendo agua, que pode ocorrer por destilagao flash, aumenta a extensao da reagao. Em geral, a concentragao de agua aumenta a partir da parte do meio da coluna em diregao ao topo da coluna. Um condensador parcial 16 permite que a agua seja removida como um destilado e/ou reciclada de volta ao topo da coluna de destilagao reativa. Em pressoes de cerca de 10 kPa (0,1 bar) ou maiores, um azeotropo ocorre entre etanol e agua. Este azeotropo pode resultar no produto de topo 11 que deixa o topo da coluna de destilagao reativa 10 contendo etanol nao reagido alem da agua. Em uma modalidade, qualquer alcool nao reagido deixando o condensador 16 como corrente de topo 11 pode ser alimentado para uma unidade de desidratagao para produzir uma corrente de etanol desidratado, que pode entao ser reciclada de volta para a coluna 10 como alimentagao.

[0049] A coluna 10 pode ser operada em qualquer pressao apropriada entre cerca de 101,3 kPa (1 atm) e cerca de 8.106 kPa (80 atm). Em uma modalidade, a coluna 10 pode ser operada a uma pressao na faixa de cerca de 101,3 kPa (1 atm) a cerca de 506,6 kPa (5 atm), cerca de 506,6 kPa (5 atm) a cerca de 1.013,2 kPa (10 atm), a cerca de 1.013,2 kPa (10 atm) a cerca de 2.026,5 kPa (20 atm), a cerca de 1.519,8 kPa (15 atm) a cerca de 2.026,5 kPa (20 atm), a cerca de 1.519,8 kPa (15 atm) a cerca de 3.039,7 kPa (30 atm), cerca de 2.026,5 kPa (20 atm) a cerca de 3.039,7 kPa (30 atm), cerca de 2.026,5 kPa (20 atm) a cerca de 5.056,2 kPa (50 atm), cerca de 3.039,7 kPa (30 atm) a cerca de 4.053 kPa (40 atm), cerca de 4.053 kPa (40 atm) a cerca de 5.056,2 kPa (50 atm), ou cerca de 5.056,2 kPa (50 atm) a cerca de 6.079,5 kPa (60 atm), cerca de 6.079,5 kPa (60 atm) para cerca de 7.092,7 kPa (70 atm), cerca de 6.079,5 kPa (60 atm) a cerca de 8.106 kPa (80 atm), ou cerca de 7.092,7 kPa (70 atm) a cerca de 8.106 kPa (80 atm). O perfil de temperatura na coluna e ditado pelo ponto de ebuligao da mistura ao longo da altura da coluna. Em uma modalidade, a temperatura dentro da coluna pode variar entre cerca de 100°C a cerca de 400°C, cerca de 150°C a cerca de 350°C, cerca de 200°C a cerca de 325°C, cerca de 230°C a cerca de 300°C, ou cerca de 260°C a cerca de 300°C. A coluna 10 pode compreender qualquer numero de estagios equivalente a um numero de estagios teoricos suficientes para efetuar a reagao e a separagao do acetato de butila em uma pureza desejada. Em uma modalidade, o numero de estagios ou o numero de equivalentes de altura de uma placa teorica (HETP) pode estar na faixa de cerca de 1 a cerca de 100, incluindo, por exemplo, cerca de 1 a cerca de 10, cerca de 10 a cerca de 20, cerca de 10 a cerca de 50, cerca de 20 a cerca de 30, cerca de 20 a cerca de 70, cerca de 30 a cerca de 40, cerca de 30 a cerca de 50, cerca de 30 a cerca de 100, cerca de 50 a cerca de 70, cerca de 50 a cerca de 100, ou cerca de 70 a cerca de 100.

[0050] Em um processo de destilagao reativa para obter o acetato de butila, a temperatura dos reagentes em contato com o catalisador na coluna pode ser controlada ajustando a pressao de operagao da coluna. Ao aumentar a pressao e, portanto, a temperatura, um maior rendimento de acetato de butila pode ser alcangado. Similarmente, atraves da diminuigao da pressao de operagao, e, portanto, da temperatura, o processo pode ser ajustado para produzir menos acetato de butila. Tambem, localizando seletivamente a segao do catalisador dentro da coluna 10, a temperatura dentro da segao cataHtica pode ser controlada, assim controlando a distribuigao do produto. Por exemplo, os reagentes mais pesados, incluindo acetato de etila e butanol, podem ser concentrados na porgao inferior da coluna. Ao colocar o catalisador de produgao de acetato de butila na porgao inferior da coluna, as condigoes de reagao e concentragoes de reagentes podem permitir um maior rendimento de acetato de butila.

[0051] Um processo alternativo para a produgao de acetato de butila diretamente a partir de etanol em uma coluna de destilagao reativa com um catalisador unico consiste em usar catalisadores multiplos em um unico processo. Em uma coluna de destilagao reativa, as segoes reativas podem incluir um ou mais catalisadores para a produgao de um primeiro produto (por exemplo, acetato de etila, butanol, etc.) e um ou mais catalisadores para produgao de acetato de butila. Os catalisadores em cada segao podem ser configurados para reagir a uma temperatura na porgao da coluna em que o(s) catalisador(es) estao localizados.

[0052] Em uma modalidade, os sistemas e metodos podem tambem incluir contaminantes hidrogenantes ou subprodutos de reagao na corrente de fundo ou no fluido reagido apos ter passado sobre o catalisador de conversao. As especies que podem ser produzidas como subprodutos na reagao podem incluir aldei'dos. como acetaldei'do. ii-butinildei'do e/ou crotonaldei'do; eteres, como etil eter e n-butil-eter, e/ou um ou mais alcoois. Alguns destes subprodutos entram em ebuligao em temperaturas proximas do ponto de ebuligao de acetato de butila e podem ser dificeis de separar.

[0053] A Figura 2 mostra um esquema de processo em que o produto de fundo 22 a partir da coluna de destilagao reativa 10 ilustrada na Figura 1(b) e enviado para um reator de hidrogenagao 24 compreendendo um catalisador de hidrogenagao 26 com uma coalimentagao de hidrogenio 28. O(s) catalisador(es) de hidrogenagao apropriado(s) pode(m) compreender varios componentes e sao descritos em maiores detalhes aqui. Pelo menos uma porgao dos subprodutos pode ser hidrogenada, passar atraves do trocador de calor 30 e pode entao ser separada usando um separador 32. O separador 32 pode compreender qualquer um dos tipos de separadores aqui descritos com relagao ao sistema de destilagao reativa. Em alternativa ou em adigao aos separadores ja descritos, o separador 32 pode ser um separador de fases, que e um recipiente que separa uma corrente de entrada em substancialmente uma corrente de vapor e substancialmente uma corrente de liquido, como tambor de ‘ knockout’, tambor de destilagao instantanea, refervedor, condensador, ou outro trocador de calor. Tais recipientes tambem podem ter alguns anteparos internos, elementos de controle de temperatura, elementos de controle de pressao, ou qualquer combinagao dos mesmos, mas geralmente nao tem quaisquer bandejas ou outro tipo de estrutura interna complexa comumente encontradas em colunas. O separador pode tambem ser qualquer outro tipo de separador, como um separador de membrana. Em uma modalidade espedfica, o separador e um tambor de “knockout”. Finalmente, o separador pode ser qualquer combinaqao dos acima mencionados separadores dispostos em serie, em paralelo, ou combinaqoes dos mesmos. Em uma modalidade, o separador 32 compreende uma coluna de destilagao. A sai'da do reator de hidrogenaqao 24 pode ser passada atraves de um trocador de calor 30 (por exemplo, um condensador) e resfriada antes de entrar no separador 32. O trocador de calor 30 pode ser qualquer equipamento apropriado para o aquecimento ou resfriamento de uma corrente usando outra corrente. Em geral, o trocador de calor 30 e um dispositivo relativamente simples que permite que calor seja trocada entre dois fluidos, sem os fluidos contactar diretamente um a cada outro. Exemplos de trocadores de calor apropriados 30 incluem, mas nao estao limitados a trocadores de calor de envoltorio e tubo, trocadores de calor de tubos duplos, trocadores de calor com aletas com placas, trocadores de calor tipo baioneta, refervedores, condensadores, evaporadores e refrigeradores de ar. No caso de refrigeradores de ar, um dos fluidos compreende ar atmosferico, que pode ser forgado sobre os tubos ou bobinas usando uma ou mais aletas.

[0054] A corrente de produto de fundo 36 proveniente do separador 32 pode compreender acetato de butila e pode ter um grau de pureza maior do que cerca de 90%, maior do que cerca de 95%, maior do que cerca de 96%, maior do que cerca de 97%, maior do que cerca de 98%, maior do que cerca de 99%, ou maior do que cerca de 99,5% em peso. Etanol, butanol, e/ou acetato de etila nao convertidos, bem como quaisquer subprodutos hidrogenados podem ser removidos como um produto do topo 34 e podem ser usados, por exemplo, como combustivel ou uma alimentaqao para um ou mais processos. Em uma modalidade, o separador 32 pode ser operado entre uma pressao de 101,3 kPa (1 atm) e 8.106 kPa (80 atm). Em uma modalidade, a corrente de produto de fundo 36 pode passar para outro separador. O separador pode, entao, separar a corrente de fundo em uma corrente de produto de acetato de butila e uma corrente de subproduto compreendendo um ou mais produtos de hidrogenagao produzidos no reator de hidrogenagao 26.

[0055] Em outra modalidade da invengao, a coluna de destilagao reativa tem duas alimentagoes. Um esquema para a coluna de destilagao reativa alimentagao dupla e esquematicamente ilustrado na Figura 3. A corrente de alimentagao compreendendo a alimentagao de etanol pode ser alimentada para a parte superior da coluna (corrente de alimentagao superior 46) e hidrogenio pode ser alimentado para a porgao inferior da coluna (corrente de alimentagao inferior 48). Este sistema inclui coluna 40 contendo catalisador 42 na zona de catalisador 44 e comumente pode incluir um estagio de topo ou segao de retificagao nao reativa 50 e um estagio de fundo ou segao de despojamento 52 nao reativa. No sistema ilustrado, corrente de alimentagao superior 46 e fornecida no ou proximo do topo da zona de catalisador 44 e a corrente de alimentagao inferior 48 e fornecida em ou perto do fundo da zona de catalisador 44. Em uma modalidade, a corrente de alimentagao superior 46 compreende etanol. Deve ser reconhecido que as colunas podem ser projetadas com a corrente de alimentagao superior 46 em outros locais, por exemplo, dentro da zona de catalisador 44, mas acima da corrente de alimentagao inferior 48, como a partir do meio aproximado da zona de catalisador 44 para o topo da coluna 40. Similarmente, colunas com a corrente de alimentagao inferior 48 em outros locais tambem podem ser projetadas, por exemplo, com a corrente de alimentagao inferior 48 a partir do meio aproximado da zona de catalisador 44 para o fundo da coluna 40 ou ainda mais elevado dentro da zona de catalisador 44, mas abaixo da corrente de alimentagao superior 46. Em uma modalidade, a corrente de alimentagao superior 46 e a corrente de alimentagao inferior 48 sao suficientemente separadas para permitir que a hidrogenagao do subproduto seja substancialmente completada antes do hidrogenio da alimentagao inferior atingir concentragoes substanciais do etanol sendo desidrogenado em acetato de etila e/ou butanol. Exemplos de catalisadores de conversao apropriados para uso na produgao do acetato de etila, butanol e o acetato de butila subsequente sao descritos em maiores detalhes aqui.

[0056] Devido as diferengas de ponto de ebuligao, hidrogenio, o etanol e agua tendem a mover-se em diregao ao topo da coluna 40 e o acetato de etila, butanol e acetato de butila tendem a mover-se em diregao ao fundo da coluna 40. Subprodutos, como acetalde^do, N- butiralde^do e eter etHico podem ser produzidos durante a reagao e podem mover-se para cima na coluna 40. Pelo menos uma porgao dos subprodutos, se presentes, pode ser condensada no condensador 54 (por exemplo, um condensador parcial, ou um condensador total), passados atraves do tanque de refluxo 56 e reciclados de volta a coluna 40 como refluxo. Uma corrente de produto 47 compreendendo agua e retirada como destilado do tanque de refluxo 56. Hidrogenio pode deixar o tanque de refluxo 56, como uma corrente de topo 59. Em uma modalidade, corrente de produto 47 pode ainda compreender etanol nao reagido a partir da alimentagao e pode conter uma porgao dos subprodutos (por exemplo, acetalde^do, n-butiralde^do, eter etHico, crotonalde^do, etc.). A corrente de produto 47 compreendendo o etanol e agua pode ser alimentada para uma unidade de desidratagao para produzir uma corrente de etanol desidratada, que pode entao ser reciclada de volta para a coluna 40 como alimentagao. Uma porgao do fundo retirado e removido como a corrente de produto de acetato de butila 58, enquanto a porgao restante e passa atraves do refervedor 60 para ser reciclada para a coluna 40. Em uma modalidade, o retirado de fundo pode ser passado atraves de um refervedor (por exemplo, similar ao refervedor 60) e, opcionalmente, passado para um separador, onde a porgao de vapor podem passar para a coluna 40, enquanto pelo menos uma porgao do restante e removida como a corrente de produto de acetato de butila 58. A corrente passando atraves do refervedor 60 fornece o efeito de evaporagao e corrente de vapor para operar a coluna 40. Em uma modalidade, a corrente de produto 58 pode compreender o acetato de butila produzido na coluna 40 e, potencialmente, quaisquer produtos laterais produzidos pela reagao.

[0057] Subprodutos podem ser produzidos na reagao. A alimentagao de hidrogenio inferior 48 e utilizavel na hidrogenagao dos subprodutos para produzir componentes que podem ser mais facilmente separados dos produtos de acetato de butila. A razao entre a alimentagao de etanol para a alimentagao de hidrogenio pode beneficamente ser ajustada para minimizar a quantidade de subprodutos de ponto de ebuligao proximos. Em uma modalidade, a razao molar entre o etanol e o hidrogenio esta na faixa de cerca de 1: 10 a cerca de 1000: 1, por exemplo, de cerca de 1: 10 a cerca de 1: 1, de cerca de 1: 1 a cerca de 5: 1, de cerca de 1: 1 a cerca de 10: 1, cerca de 5: 1 a cerca de 25: 1, cerca de 5: 1 a cerca de 50: 1, de cerca de 10: 1 a cerca de 50: 1, de cerca de 10: 1 a cerca de 100 : 1, de cerca de 50: 1 a cerca de 200: 1, de cerca de 50: 1 a cerca de 400: 1, de cerca de 100: 1 a cerca de 500: 1, de cerca de 100: 1 a cerca de 1000: 1, cerca de 200 : 1 a cerca de 1000: 1, ou de cerca de 500: 1 a cerca de 1000: 1. Agua e hidrogenio a partir da reagao deixam no topo da coluna. Em uma modalidade, a coluna 40 pode operar em qualquer uma das condigoes (por exemplo, pressao de operagao, temperatura de operagao, etc.) aqui discutidos com relagao a coluna 10 na Figura 1(b). Alem disso, a coluna 40 pode ter qualquer numero de estagios e, em uma modalidade, ter qualquer numero de estagios, como descrito com relagao a coluna 10 na Figura 1(b).

[0058] Como esquematicamente ilustrado na Figura 4, a coluna de destilagao reativa 70 possui duas alimentagoes 80, 82 e usa duas zonas de catalisador, identificadas como uma zona de topo 72 contendo Catalisador A 74 e uma zona de catalisador inferior 76 contendo Catalisador B 78. A corrente de alimentagao superior 80 e alimentada para a parte superior da coluna 70 (corrente de alimentagao superior). A corrente de alimentagao superior 80 pode compreender etanol. Uma corrente de alimentagao inferior 82 e alimentada para a porgao inferior da coluna 70 (corrente de alimentagao inferior). A corrente de alimentagao inferior 82 pode compreender hidrogenio A razao molar do etanol para hidrogenio pode estar dentro de qualquer uma das faixas descritas acima com relagao a Figura 3 (por exemplo, de cerca de 1:10 a cerca de 1000:1 e todas as subfaixas). O etanol pode reagir sobre o catalisador superior (Catalisador A 74) para produzir acetato de etila, butanol, e/ou acetato de butila a partir da reagao do acetato de etila e butanol. Exemplos de catalisadores superiores apropriados sao descritos em maiores detalhes aqui com relagao aos catalisadores de conversao. Como ocorre com desenhos esquematicos anteriores mostrados, a coluna 70 ira incluir, geralmente, um estagio de topo ou segao de retificagao nao reativa 71 e uma fase de fundo ou segao de despojamento nao reativa 79.

[0059] Devido as diferengas de ponto de ebuligao, hidrogenio, etanol e agua podem mover-se em diregao ao topo da coluna 70 e o acetato de etila, butanol, acetato de butila podem mover-se em diregao ao fundo da coluna 70. Subprodutos, como acetaldeido. ii-butinildei'do e eter eti'lico. podem ser produzidos durante a reagao. Pelo menos uma porgao dos subprodutos, se presentes, pode ser condensada no condensador 84 e reciclada de volta para a zona de reagao atraves do tanque de refluxo 86. A corrente de alimentagao de hidrogenio inferior 82 pode ser utilizavel na hidrogenagao dos subprodutos sobre o catalisador inferior para produzir componentes que podem ser facilmente separados do produto de acetato de butila, em que o catalisador inferior pode compreender um catalisador de hidrogenagao. Exemplos de catalisadores de hidrogenagao sao descritos em maiores detalhes aqui. Em algumas modalidades, o catalisador inferior pode tambem compreender um catalisador usado para converter acetato de etila e butanol em acetato de butila, em que o catalisador inferior pode ser o mesmo ou diferente do que o catalisador superior.

[0060] Uma corrente de produto de topo compreendendo agua a partir da reagao sai no topo da coluna 70. Em uma modalidade, a corrente de produto de topo pode ainda compreender o etanol nao reagido. A corrente de produto de topo pode ser pelo menos parcialmente condensada no condensador 84 e a corrente pode entao ser passada para um separador 86. O hidrogenio presente na corrente de produto pode deixar o sistema como corrente de topo 88. Uma corrente de Hquido pode deixar o separador 86 e ser dividida em duas ou mais correntes. Uma porgao da corrente de Hquido pode deixar o sistema como corrente de produto 81, que pode compreender agua e etanol. A corrente de produto 81 pode ser alimentada para uma unidade de desidratagao para produzir uma corrente de etanol desidratado, que pode entao ser reciclada de volta para a coluna 70 como alimentagao (por exemplo, como parte de corrente de alimentagao 80). A porgao restante da corrente de Hquido pode ser retornada a coluna 70 como refluxo. Uma porgao do retirado do fundo e removida como a corrente de produto 92, enquanto a porgao restante e passada atraves de refervedor 90 para ser reciclada para a coluna 70. Em uma modalidade, o retirado de fundo pode ser passado atraves de um refervedor (por exemplo, similar ao refervedor 90) e, opcionalmente, passada para um separador, onde a porgao de vapor pode passar para a coluna 70, enquanto pelo menos uma porgao do restante e retirada como a corrente de produto de acetato de butila 92. A corrente passando atraves do refervedor 90 proporciona o efeito de evaporagao e fluxo de vapor para a operagao da coluna 70. A corrente de produto 92 pode compreender acetato de butila produzido na coluna potencialmente junto com quaisquer subprodutos produzidos pela reagao. Purificagao subsequente de corrente de produto compreendendo acetato de butila 92 pode ser necessaria para remover os subprodutos hidrogenados a partir do acetato de butila, por exemplo, usando um separador, como o mostrado na Figura 2 como separador 32 que, em uma modalidade, pode compreender uma coluna de destilagao.

[0061] Em uma modalidade, a coluna 70 pode operar em qualquer uma das condigoes (por exemplo, pressao de operagao, temperatura de operagao, etc.) aqui discutidas com relagao a coluna 10 na Figura 1(b). Alem disso, a coluna 70 pode ter qualquer numero de estagios e em uma modalidade da coluna 70 pode ter qualquer numero de estagios, como descrito com relagao a coluna 10 na Figura 1(b).

[0062] Nos sistemas de alimentagao dupla descritos acima em relagao as Figuras 3 e 4, a alimentagao de hidrogenio deve estar a um ni'vel suficientemente baixo para que nao afete de modo significativamente adverso a desidratagao do etanol na zona acima, enquanto sendo eficaz para hidrogenar os subprodutos indesejaveis. As taxas de alimentagao de hidrogenio podem ser ajustadas empiricamente para otimizar esse equitibrio. Geralmente, a razao do etanol para hidrogenio pode estar em uma faixa de razao molar de cerca de 500: 1 a 1:1, mais geralmente cerca de 500: 1 a 10: 1 ou 500: 1 a 100: 1.

[0063] Em uma modalidade, um ou mais reatores laterais pode ser conectado a uma coluna de destilagao reativa para aumentar a retengao no catalisador para conversao melhorada do reagente. Na modalidade de reator lateral, a alimentagao de reator lateral e retirada da coluna de destilagao e o efluente do reator e retornada de volta para mesma coluna. Uma quantidade apropriada de catalisador pode ser disposta em um sistema de reator lateral, onde tipos de reatores e estruturas de catalisador tradicionais podem ser usados. Alem disso, as condigoes de reagao dentro do reator lateral, como a temperatura, podem ser ajustadas independentemente das prevalecentes na coluna de destilagao por troca de calor apropriada. Alem disso, as taxas de fluxo dos reatores laterais podem ser controladas seletivamente para proporcionar uma velocidade espacial desejada atraves do reator lateral. Em algumas modalidades, a reagao pode ocorrer dentro dos reatores laterais sobre um catalisador e um catalisador pode nao estar presente dentro da coluna de destilagao.

[0064] Esquemas para uma coluna de destilagao reativa de reator lateral com um catalisador de conversao estao apresentados nas Figuras 5(a) e 5(b). Um reator lateral unico e mostrado nas Figuras 5(a) e 5(b), no entanto, reatores laterais multiplos podem ser usados ao longo do comprimento da coluna de destilagao reativa. A Figura 5(a) mostra uma configuragao onde a corrente de alimentagao 93 para o reator lateral 94 e de baixo para cima e fase de vapor. Em uma modalidade, o etanol e/ou o acetato de etila e butanol podem reagir sobre o catalisador dentro do reator lateral 94 na fase de vapor. A sai'da do reator lateral 94 e corrente 95, que e enviada de volta para a coluna de destilagao 40, em qualquer localizagao na coluna 40 acima do local de corrente de alimentagao 93. A Figura 5(b) mostra uma configuragao onde a corrente de alimentagao 96 para o reator lateral 97 e de cima para baixo e fase de Hquido. Em uma modalidade, o etanol e/ou o acetato de etila e butanol podem reagir sobre o catalisador dentro do reator lateral 97 na fase de Hquido. A sai'da do reator lateral 97 e corrente 98 que e enviada de volta para a coluna de destilagao 40 em qualquer local na coluna 40 abaixo do local da corrente de alimentagao 96. Os reatores laterais 94 e 97 contem, cada, um ou mais catalisador de conversao para conversao de etanol em acetato de etila e butanol e/ou conversao do acetato de etila e butanol em acetato de butila e etanol. Exemplos de catalisadores de conversao apropriados sao descritos em maiores detalhes aqui. Em algumas modalidades, apenas um ou mais dos reatores laterais pode compreender um catalisador e pode nao haver um catalisador localizado dentro da coluna de destilagao reativa 40.

[0065] O uso de um reator lateral usando uma alimentagao de liquido pode permitir que a reagao ocorra na fase li'quida. Embora nao pretendendo ser limitado pela teoria, acredita-se que a desidratagao de etanol para produzir butanol e/ou acetato de etila pode ocorrer sobre os catalisadores de conversao aqui descritos na fase Hquida. O uso de uma reagao em fase Hquida pode permitir que a destilacao reativa seja eficazmente usada para converter etanol em butanol e/ou acetato de etila, e/ou para produzir acetato de butila a partir do butanol e acetato de etila.

[0066] Embora ilustrado como um projeto em fase de vapor de baixo para cima e um projeto em fase Hquida de cima para baixo nas Figuras 5(a) e 5(b), os reatores laterais 94, 97 podem tambem operar de baixo para cima usando um retirado de fase de Hquido a partir da coluna 40 e de cima para baixo, usando um retirado de fase de vapor a partir da coluna com o equipamento apropriado, como bombas, compressores, valvulas, tubulagao, etc. Em uma modalidade, os reatores laterais 94, 97 podem ser implementados como um unico vaso de reator, ou como uma pluralidade de vasos de reator dispostos em serie e/ou paralelo. Em uma modalidade, uma pluralidade de reatores laterais pode ser implementada, como mostrado nas Figuras 5(a) e 5(b) ao longo do comprimento da coluna, conforme necessario. Alem disso, quando tanto a coluna 40 como o reator lateral 94 compreendem catalisadores, o catalisador de conversao, tanto na coluna 40 como no reator lateral 94, pode converter o etanol em acetato de etila e butanol e/ou converter acetato de etila e butanol em acetato de butila e etanol, embora os catalisadores de conversao espetificos (por exemplo, composigoes de catalisador, formas de catalisador, cargas de componente de catalisador, ou qualquer combinagao dos mesmos) em cada uma da coluna 40 e no reator lateral 94, 97 pode ser o mesmo ou diferente. Os catalisadores apropriados de conversao para converter o etanol em acetato de butila pode ser selecionado com base nas condigoes de operagao esperadas, que podem variar entre a coluna 40 e o reator lateral 94, 97. Em algumas modalidades, a selegao do produto pode ser ajustada atraves do uso da selegao do catalisador na coluna 40 e do reator lateral 94, 97. Por exemplo, o catalisador de conversao na coluna 40 pode ser configurado para produzir acetato de etila e/ou butanol e o catalisador de conversao no reator lateral 94, 97 pode ser configurado para a produgao de acetato de butila. Ao controlar o fluxo dos fluidos dentro da coluna, a distribuigao do produto pode ser ajustada para produzir acetato de etila, butanol, e/ou acetato de butila. Em algumas modalidades, a produgao de butanol pode resultar na produgao de acetato de butila e controlando os fluxos e as condigoes nos reatores laterais e a coluna, a distribuigao do produto entre acetato de etila e acetato de butila pode ser controlada para produzir uma razao desejada.

[0067] Esquemas para uma destilagao reativa em reator lateral com duas alimentagoes e usando duas zonas de catalisador sao mostrados na Figura 6. Nesta modalidade, uma alimentagao superior 80 de etanol pode ser alimentada para a zona de catalisador superior e uma alimentagao de hidrogenio inferior 82 pode ser alimentada para a zona de catalisador inferior. Um reator lateral unico e mostrado para cada zona de catalisador na coluna de destilagao reativa 70, no entanto, reatores laterais multiplos ao longo do comprimento da coluna de destilagao reativa 70 podem ser usados para cada zona de catalisador. Figura 6(a) mostra uma configuragao onde a corrente de alimentagao da zona de topo 99 para o reator lateral 100 e de baixo para cima e fase de vapor. A corrente de alimentagao de zona de fundo 102 para outro reator lateral 103 tambem e de baixo para cima e fase de vapor. A sai'da do reator lateral 100 e corrente 101, que e enviada de volta para a coluna de destilagao, em qualquer local na coluna acima do local de corrente de alimentagao 99. A sa^da do reator lateral 103 e corrente 104 que e enviada de volta para a coluna de destilagao em qualquer local na coluna acima do local de corrente de alimentagao 102.

[0068] A Figura 6(b) mostra uma configuragao em que a corrente de alimentagao da zona de topo 105 para o reator lateral 106 e de cima para baixo e fase Hquida. A corrente de alimentagao de zona de fundo 108 para outro reator lateral 109 tambem e de cima para baixo e fase Hquida. A sai'da do reator lateral 106 e corrente 107 que e enviada de volta para a coluna de destilagao, em qualquer local na coluna abaixo do local de corrente de alimentagao 105. A saida do reator lateral 109 e corrente 110 que e enviada de volta para a coluna de destilagao, em qualquer localizagao na coluna abaixo do local de corrente de alimentagao 108. Exemplos de catalisadores apropriados para os reatores laterais 100 e 106 podem incluir qualquer um dos catalisadores de conversao descritos em maiores detalhes aqui. Exemplos de catalisadores de hidrogenagao para reatores laterais 103 e 109 incluem qualquer um dos catalisadores de hidrogenagao descritos em maiores detalhes aqui. Em algumas modalidades, um ou mais dos reatores laterais pode compreender um catalisador e pode nao ser um catalisador localizado dentro da coluna de destilagao reativa.

[0069] Embora ilustrado como um projeto em fase de vapor de baixo para cima e um projeto de fase de Hquido de cima para baixo nas Figuras 6(a) e 6(b), os reatores laterais 100, 103, 106, 109 podem tambem operar de baixo para cima usando um retirado de fase de Hquido da coluna 70 e de cima para baixo usando um retirado de fase de vapor da coluna 70 com o equipamento apropriado, como bombas, compressores, valvulas, tubulagao, etc. Em uma modalidade, os reatores laterais 100, 103, 106, 109 podem ser implementados como um unico vaso de reator, ou como uma pluralidade de reatores dispostos em serie e/ou em paralelo. Em uma modalidade, uma pluralidade de reatores laterais pode ser implementada como mostrado nas Figuras 6(a) e 6(b) ao longo do comprimento da coluna, conforme necessario. Alem disso, os respectivos catalisadores de conversao, tanto na coluna 70 como nos reatores laterais 100, 106, podem converter uma alimentagao compreendendo etanol em acetato de etila e butanol e/ou converter acetato de etila e butanol em acetato de butila e etanol, embora os catalisadores de conversao espedficos (por exemplo, composipoes de catalisador, formas de catalisador, cargas de componente de catalisador, ou qualquer combinapao dos mesmos) em cada um dentre a coluna 40 e reatores laterais 100, 106 podem ser iguais ou diferentes. Um catalisador de conversao apropriado para a conversao de etanol em acetato de etila e butanol e/ou conversao de acetato de etila e butanol em acetato de butila e etanol pode ser selecionado com base nas condipoes de operapao esperadas, que podem variar entre a coluna 40 e os reatores laterais 100, 106. Da mesma forma, os respectivos catalisadores, tanto a coluna 70 como os reatores laterais 103, 109, podem compreender catalisadores de hidrogenapao, embora os catalisadores espedficos (por exemplo, composipoes de catalisador, formas de catalisador, cargas de componente de catalisador, ou qualquer combinapao dos mesmos) em cada uma das colunas 70 e reatores laterais 103, 109, podem ser iguais ou diferentes. Os catalisadores de hidrogenapao apropriados podem ser selecionados com base nas condipoes de operapao esperadas, que podem variar entre a coluna 70 e os reatores laterais 100, 106. Em algumas modalidades, os respectivos catalisadores em reatores laterais 103, 109 podem compreender um catalisador para a conversao de conversao de etanol em acetato de etila e butanol e/ou conversao de acetato de etila e butanol em acetato de butila e etanol.

[0070] Nos sistemas de destilapao reativa das Figuras 5(a), 5(b), 6(a) e 6(b), a composipao da corrente de produto 58, 92 pode ser ajustada por controle da taxa de fluxo entre a coluna de destilapao reativa 40, 70 e os reatores laterais 94, 97, 100, 103, 106, 109. Em uma modalidade, um sistema para a produpao de acetato de butila, acetato de etila, e/ou butanol compreende uma coluna de destilapao reativa 40, 70 e um ou mais reatores laterais 94, 97, 100, 106 carregados com um ou mais catalisadores de conversao. A coluna de destilapao reativa 40, 70 pode ser opcionalmente carregada com um ou mais catalisadores de conversao. Durante operapao contmua, as taxas de fluxo de 93/95, 96/98, 99/101, 105/107 entre a coluna 40, 70 e um ou mais reatores laterais 94, 97, 100, 106 podem ser ajustadas para obter uma composigao desejada da corrente de produto 58, 92. Em uma modalidade, as taxas de fluxo de 93/95, 96/98, 99/101, 105/107 entre a coluna 40, 70 e um ou mais reatores laterais 94, 97, 100, 106 podem ser ajustadas para equilibrar a produgao molar de acetato de etila e butanol. As correntes de produto resultante podem, entao, reagir em um reator lateral ou a coluna de destilagao reativa para produzir acetato de butila. Em uma modalidade, ajustes das taxas de fluxo de 93/95, 96/98, 99/101, 105/107 podem ser obtidos por um sistema de controle.

[0071] Como uma proposigao geral, o numero de reatores laterais e o tipo de catalisador com o qual a coluna e cada reator lateral estao carregados individualmente podem ser selecionados para acomodar uma variedade desejada de cargas de alimentagao, uma faixa desejada de composigoes de produtos, ou uma combinagao dos mesmos durante a operagao da coluna de destilagao reativa. Durante operagao continua, as taxas de fluxo entre os reatores laterais e a coluna podem ser modificadas (por exemplo, seletivamente sintonizadas) para responder a mudangas na carga de alimentagao, para alcangar uma composigao do produto desejado, ou uma combinagao dos mesmos. A capacidade de ajustar as taxas de fluxo entre os reatores laterais e a coluna permite, com vantagem, cargas de alimentagao a serem mudadas quando flutuagoes nos pregos do mercado e disponibilidade favorecem o uso de uma carga de alimentagao tendo uma composigao diferente (por exemplo qualidade inferior, maior teor em agua, etc.). A capacidade de ajustar as taxas de fluxo entre os reatores laterais e a coluna permite, com vantagem, que a qualidade da alimentagao seja mantida, apesar das flutuagoes na composigao da carga de alimentagao durante operagao contmua. A capacidade de ajustar e/ou controlar as taxas de fluxo entre os reatores laterais e a coluna pode tambem permitir redugao ou eliminagao de subprodutos indesejaveis para aumentar com vantagem a pureza dos produtos desejados.

[0072] Embora descrita no contexto de destilagao reativa, a produgao de acetato de butila pode tambem prosseguir atraves da introdugao de acetato de etila e butanol em um reator como um reator de leito fixo contendo um catalisador de conversao. O acetato de etila e butanol podem reagir no interior do reator para a produgao de acetato de butila e etanol. O etanol pode ser separado da corrente de produto para produzir um produto de acetato de butila. Quaisquer reagentes nao reagidos podem ser separados e reciclados para a entrada do reator para outra reagao.

[0073] Em algumas modalidades, as unidades de reator separadas podem ser usadas para produzir acetato de etila e butanol, que podem, entao, ser separados e combinados em uma terceira unidade de reator para produzir acetato de butila. A Figura 7 ilustra uma modalidade deste tipo de sistema. Nesta configuragao, o etanol pode ser alimentado a uma primeira unidade de reator 154 em uma corrente de entrada 152. A unidade do reator 154 pode incluir qualquer reator apropriado, como um reator de leito fixo tendo um separador como uma coluna de destilagao a jusante do reator. Em algumas modalidades, a unidade do reator 154 pode compreender uma unidade de destilagao reativa, como descrito com relagao a qualquer uma das Figuras 1(a) a 6(b). O etanol pode ser convertido em acetato de etila, hidrogenio e agua na unidade do reator 154. O hidrogenio e agua podem deixar como uma corrente unica ou combinada do produto 156. A corrente de acetato de etila resultante 158 pode ser passada para um reator a jusante para produto acetato de butila.

[0074] Similarmente, etanol pode ser alimentado para uma segunda unidade de reator de 160 em uma corrente de entrada 153. A unidade do reator 160 pode incluir qualquer reator apropriado, como um reator de leito fixo tendo um separador como uma coluna de destilagao a jusante do reator. Em algumas modalidades, a segunda unidade de reator 160 pode compreender uma unidade de destilagao reativa, como descrito com relagao a qualquer uma das Figuras 1(a) a 6(b). O etanol pode ser convertido em butanol, hidrogenio, agua e um numero potencial de subprodutos na unidade do reator 160. O hidrogenio, agua e subprodutos podem sair como uma unica ou combinada corrente de produto 162. A corrente de butanol resultante 164 pode ser passada para um reator a jusante para produto acetato de butila.

[0075] A corrente de acetato de etila 158 a partir da unidade de reator 154 pode ser combinada com a corrente de butanol 164 a partir da segunda unidade de reator de 160 e reagida na presenga de um catalisador em uma terceira unidade de reator de 168. O produto de reagao resultante pode incluir hidrogenio, agua, etanol e o produto acetato de butila. O hidrogenio, agua, e etanol podem sair como correntes de produto individuais ou uma corrente unica de produto 170. O etanol pode ser ainda separado e reciclado para a entrada da unidade de reator 154 e/ou a segunda unidade de reator 160 para produzir outros reagentes para a reagao de acetato de butila. A corrente de acetato de butila 172 pode ser ainda separada, conforme necessario, para criar uma corrente de acetato de butila 178 tendo pureza desejada. Quaisquer componentes na corrente de acetato de butila 172 a partir da terceira unidade de reator 168 pode sair como corrente de produto 176.

[0076] Como ilustrado esquematicamente na Figura 8, um processo de produgao de acetato de butila pode compreender uma segao de separagao de produtos 212 para uso na separagao da corrente de produto e deixando pelo menos uma porgao de qualquer etanol nao reagido e/ou acetato de etila/butanol a ser reciclado para a entrada do processo. A segao de separagao de produtos pode ser configurada para fornecer pelo menos uma corrente de produto compreendendo um unico produto de reagao, como etanol, butanol, acetato de etila, acetato de butila, ou outro produto de reagao tendo uma pureza maior do que cerca de 90%, maior do que cerca de 95%, maior do que cerca de 96%, maior do que cerca de 97%, maior do que cerca de 98%, maior do que cerca de 99%, ou maior do que cerca de 99,5% em peso. Em uma modalidade, um trem de separagao pode ser usado para produzir uma pluralidade de correntes que compreendem, cada, predominantemente, um unico produto da reagao, como etanol, butanol, acetato de etila, acetato de butila, ou outro produto de reagao tendo uma pureza maior do que cerca de 90%, maior do que cerca de 95%, maior do que cerca de 96%, maior do que cerca de 97%, maior do que cerca de 98%, maior do que cerca de 99%, ou maior do que cerca de 99,5% em peso. Pelo menos, uma corrente adicional pode ser produzida compreendendo os componentes restantes da corrente de produto a partir da coluna de destilagao reativa. Em uma modalidade, uma pluralidade de correntes e produzida na segao de separagao compreendendo uma corrente compreendendo predominantemente butanol, uma corrente compreendendo predominantemente acetato de etila, uma corrente compreendendo agua, uma corrente compreendendo etanol, uma corrente compreendendo acetato de butila, um corrente de pesados compreendendo um ou mais produtos de reagao com pontos de ebuligao acima do ponto de ebuligao de acetato de butila, ou qualquer combinagao das mesmas. Em uma modalidade, uma ou mais correntes compreendendo etanol, acetato de etila, e/ou butanol, se presente, podem ser recicladas para a coluna de destilagao reativa.

[0077] Como ilustrado esquematicamente na Figura 8, um sistema 200 para produzir acetato de butila pode compreender uma corrente de alimentagao 202 compreendendo etanol, que pode ser opcionalmente combinada com uma corrente de reciclo 220 compreendendo etanol para formar a corrente de entrada 204 para o sistema de destilagao reativa 206. O sistema 200 pode ser utilizavel em modalidades em que se nota uma conversao incompleta do etanol e/ou uma conversao incompleta dos reagentes intermediarios acetato de etila e butanol em acetato de butila no sistema de destilagao reativa 206. Embora ilustrado como sendo combinada antes da introdugao no sistema de destilagao reativa 206, a corrente de alimentagao 202 e corrente de reciclo 220 podem ser alimentadas individualmente para o sistema de destilagao reativa 206. Em uma modalidade, o sistema de destilagao reativa 206 pode compreender qualquer um dos sistemas de destilagao reativos descritos com relagao as Figuras 1-7, aqui descritas. O sistema de destilagao reativa 206 pode produzir uma corrente de produto de topo 208 e uma corrente de produto de fundo 210. A corrente de produto de topo 208 pode compreender agua, hidrogenio, etanol nao reagido, potencialmente acetato de etila e/ou butanol ou qualquer combinagao dos mesmos e pode geralmente corresponder a qualquer uma das correntes 11, 47 e/ou 81, como ilustrado nas Figuras 1-7. Similarmente, a corrente de produto de fundo 210 pode compreender o de butila, acetato de etila, butirato de etila, 2-pentanona, propanol, produtos de reagao adicionais, possivelmente agua, e/ou qualquer combinagao dos mesmos. Em uma modalidade, a corrente de produto de fundo 210 pode corresponder a qualquer uma das correntes 22, 36, 58 e/ou 92, como ilustrado nas Figuras 1-7.

[0078] Uma segao de separagao de topo opcional 250 pode receber a corrente de produto de topo 208 do sistema de destilagao reativa 206. A segao de separagao de topo 250 pode ser configurada para separar agua a partir de qualquer etanol na corrente de produto de topo 208, que pode estar presente em um azeotropo agua - alcool como um azeotropo agua-etanol, para permitir que o etanol de alimentagao seja reciclado para o sistema durante a remogao da agua para conduzir a reagao dentro do sistema de destilagao reativa 206. A segao de separagao de topo 250 pode compreender qualquer numero ou tipo de unidades de separagao, podendo empregar destilagao com oscilagao de pressao e/ou temperatura, adsorgao com oscilagao de pressao e/ou temperatura, separagao a base de membrana, separagao com peneira molecular, qualquer outra tecnologia de separagao apropriada, ou qualquer combinagao das mesmas, todas podendo ser usadas para remover uma quantidade desejada de agua a partir da corrente de produto de topo 208. A segao de separagao de topo 250 pode produzir uma corrente de reciclo 254compreendendo etanol e uma corrente de sai'da 252 compreendendo agua. A corrente de reciclo 254 pode compreender o etanol para uso como uma alimentagao para o sistema de destilagao reativa 206. Em algumas modalidades, a corrente de reciclo 254 nao pode ser reciclada para o sistema de destilagao reativa, mas sim pode deixar o sistema 200 como uma corrente de produto separada. Embora ilustrado como sendo combinadas antes da introdugao no sistema de destilagao reativa 206, a corrente de alimentagao 202 e a corrente de reciclo 254 (bem como a corrente de reciclo 220) podem ser alimentadas individualmente para o sistema de destilagao reativa 206.

[0079] Uma segao de separagao de produtos 212 pode receber a corrente de produto de fundo 210 a partir do sistema de destilagao reativa 206, e, em algumas modalidades, a corrente de produto de topo 208. A segao de separagao de produtos 212 pode compreender qualquer numero ou tipo de unidades de separagao, que podem empregar destilagao com oscilagao de pressao - e/ou temperatura, adsorgao com oscilagao de pressao e/ou temperatura, separagao a base de membrana, destilagao criogenica, qualquer outra tecnologia de separagao apropriada, ou qualquer combinagao das mesmas, todas podendo ser usadas para gerar uma distribuigao de produto desejada. A segao de separagao de produtos 212 pode geralmente produzir uma ou mais correntes de produto, como corrente de produto 216. A corrente de produto acetato de butila 216 pode compreender acetato de butila tendo uma pureza maior do que cerca de 90%, maior do que cerca de 95%, maior do que cerca de 96%, maior do que cerca de 97%, maior do que cerca de 98%, maior do que cerca de 99%, ou maior do que cerca de 99,5% em peso. Alem da corrente de produto acetato de butila 216, uma ou mais correntes adicionais podem ser produzidas pela segao de separagao de produtos 212. Em uma modalidade, a corrente de produtos leves pode ser produzida 214. A corrente de produtos leves 214 pode compreender agua, etanol, acetato de etila, e outros componentes leves, ou qualquer combinagao dos mesmos. Em uma modalidade, uma corrente de produtos pesados 218 pode compreender um ou mais produtos da reagao (por exemplo, um ou mais alde^dos, cetonas, alcoois pesados, qualquer combinagao dos mesmos, etc.). Em uma modalidade, uma corrente de reciclo 220 pode ser produzida. A corrente de reciclo pode compreender etanol para uso como uma alimentagao para o sistema de destilagao reativa 206. Em algumas modalidades, a corrente de etanol nao pode ser reciclada para o sistema de destilagao reativa, mas sim pode deixar o sistema 200 como uma corrente de produto separada. Cada uma das correntes de produtos em potencial 214, 216, 218, e/ou 220 pode deixar o sistema como corrente de produto separada e/ou deixar o sistema 200 para uso como combustivel e/ou como uma alimentagao para os processos a jusante adicionais. Embora ilustrado como correntes separadas 214, 216, 218, e/ou 220, uma ou mais destas correntes pode deixar o sistema 200 como uma corrente de produto combinada.

[0080] O processo de produgao de acetato de butila pode produzir uma variedade de produtos. Por exemplo, o processo pode produzir um ou mais alcoois, como butanol, propanol, 1-hexanol, 1-octanol, 2-etil-l-butanol, 2-etil-1-hexanol, butanodiol, e alcoois mais pesado. O processo tambem pode produzir varios produtos adicionais, como acetato de etila, butirato de etila, 2- pentanona, propanol e/ou agua. Varios produtos laterais tambem podem ser produzidos, o que pode resultar em uma mistura complexa de componentes que podem ser dificeis de separar. Esta mistura complexa pode apresentar varios azeotropos binarios, azeotropos ternarios e possivelmente azeotropos contendo quatro ou mais componentes. Alguns dos azeotropos podem ser homogeneos, enquanto outros podem ser heterogeneos. Estes azeotropos podem dar origem a limites de destilagao no espago da composigao que, junto com os azeotropos, atuam como barreiras para destilagao e limitam a capacidade para atingir uma alta recuperagao e/ou pureza dos produtos desejados usando destilagao apenas. Quando agua esta presente em uma quantidade suficiente, o sistema tambem pode compreender uma regiao de fase de Hquido multipla, com linhas de vmculo de equiHbrio vapor-Hquido- Hquido e/ou de Hquido-Hquido que cruzam alguns destes limites. Em algumas modalidades, um sistema de separacao do produto pode explorar esta caracteristica do sistema e compreender uma sequencia de separagao compreendendo colunas de destilacao e decantadores. Este sistema pode ser capaz de produzir uma ou mais correntes de produto de alta pureza, como uma corrente de acetato de butila de pureza elevada e, potencialmente, uma ou mais correntes de outros subprodutos valiosos.

[0081] Varios esquemas de separagao podem ser, entao, usados para separar uma mistura complexa, como a corrente de produto a partir do processo de destilagao reativa aqui descrito. Uma modalidade de um sistema de separagao 350 para separar os componentes de uma mistura complexa e ilustrada na Figura 9. Nesta modalidade, a sequencia de separagao pode ser usada para recuperar uma ou mais correntes de produto de pureza elevada como uma corrente de acetato de butila, uma corrente de acetato de etila e, opcionalmente, uma ou mais outras correntes de subprodutos valiosos. Nesta modalidade, uma corrente de entrada 352 pode primeiro ser passada para um decantador 354. Em uma modalidade, a corrente de entrada 352 pode ser a corrente de produto a partir de qualquer um dentre os processos de destilagao reativa aqui descritos. A corrente de entrada 352 pode compreender varios componentes, incluindo qualquer um dos produtos produzidos no processo de destilagao reativa aqui descrito. Em uma modalidade, a corrente de entrada 352 para a sequencia de separagao 350 compreende acetato de butila, um ou mais alcoois (por exemplo, propanol, butanol, 1-hexanol, 1-octanol, 2-etil-l- butanol, 2-etil-1-hexanol, butanodiol, octanol, decanol, dodecanol e de alcoois pesados, etc.), acetato de etila, butirato de etila, 2-pentanona, e, eventualmente, agua. A corrente de entrada 352 pode ser passada atraves de um filtro de entrada opcional 354 para remover qualquer excesso de agua que forma uma fase Hquida separada. A corrente de agua resultante 356 compreendendo agua e quantidades relativamente menores de organicos dissolvidos podem ser passadas para fora do decantador 354 e descarregadas do processo. Quando o decantador 354 e usado, o decantador 354 pode ser operado perto do ponto de borbulhamento da mistura de corrente de entrada 352, a fim de minimizar a quantidade de organicos dissolvidos, como propanol e/ou butanol, na fase aquosa.

[0082] A fase organica pode sair do decantador 354 como corrente de Hquido 358. A corrente de Hquido 358 pode ser combinada com uma corrente de reciclo 360 e a corrente combinada pode ser alimentada para uma primeira coluna de destilagao 362. A primeira coluna de destilagao 362 pode compreender qualquer um dos tipos de colunas de destilagao aqui descritas e a primeira coluna de destilagao 362 pode operar a uma pressao na faixa de cerca de 10,13 kPa (0,1 atm) a cerca de 8.106 kPa (80 atm), ou cerca de 50,66 kPa (0,5 atm) a cerca de 4.053 kPa (40 atm). A primeira coluna de destilagao 362 pode produzir uma corrente de topo 364 e uma corrente de fundo 366. Uma porgao da corrente de fundo 366 pode passar atraves de um trocador para fornecer uma alimentagao de vapor para a coluna 362 e a porgao restante pode compreender um ou mais alcoois, como butanol, 1-hexanol, e/ou outros alcoois superiores.

[0083] A corrente de fundo 366 da primeira coluna de destilagao 362 pode ainda ser separada usando uma ou mais colunas de destilagao para recuperar uma ou mais correntes de produto de pureza elevada. Em uma modalidade, as correntes de produto podem incluir correntes de produto compreendendo predominantemente um unico alcool. Por exemplo, uma separagao adicional pode produzir correntes de produto compreendendo, predominantemente, butanol e/ou, possivelmente, 1-hexanol, e os alcoois pesados restantes podem ser produzidos individualmente ou como uma corrente combinada. Na modalidade mostrada na Figura 9, a corrente de fundo 366 pode passar para uma segunda coluna de destilagao 370, que e opcional em algumas modalidades. A segunda coluna de destilagao 370 pode compreender qualquer um dos tipos de colunas de destilagao aqui descritos e a segunda coluna de destilagao 370 pode operar a uma pressao na faixa de cerca de 10,13 kPa (0,1 atm) a cerca de 8.106 kPa (80 atm), ou cerca de 50,66 kPa (0,5 atm) a cerca de 4.053 kPa (40 atm). A segunda coluna de destilagao 370 pode produzir uma pluralidade de correntes de produto. Em uma modalidade, a segunda coluna de destilagao 370 pode produzir uma corrente de produto butanol 372 como o produto de topo, uma corrente lateral intermediaria 376 predominantemente compreendendo hexanol, e uma corrente de fundo compreendendo um ou mais alcoois com um ponto de ebuligao maior do que o de hexanol (por exemplo, 1-hexanol). Em uma modalidade, o butanol recuperado na corrente de produto butanol 372 pode ter uma pureza maior do que cerca de 90%, maior do que cerca de 95%, maior do que cerca de 96%, maior do que cerca de 97%, maior do que cerca de 98%, maior do que cerca de 99%, ou maior do que cerca de 99,5%, em peso, butanol. Em algumas modalidades, uma ou mais colunas de destilagao pode ser combinada com a primeira coluna de destilagao 362, e/ou usada para purificar ainda mais as correntes de produto da segunda coluna de destilagao 370. Por exemplo, outra coluna de destilagao pode ser usada para ainda separar componentes individuais da corrente de produto de fundo 374 a partir da segunda coluna de destilagao 370. Em qualquer uma destas colunas, os produtos desejados podem ser recuperados como uma ou mais correntes laterais. Em algumas modalidades, colunas de retificador lateral ou colunas de despojamento lateral tambem podem ser usadas com a primeira coluna de destilagao 362 e/ou com a segunda coluna de destilagao 370 para melhorar a pureza dos produtos de corrente lateral. Em algumas modalidades, a coluna de destilagao 370 pode nao estar presente quando o teor de butanol da corrente de alimentagao para a segao de separagao 350 e relativamente baixo e/ou quando a separagao do butanol nao e desejada. Nesta modalidade, a corrente de fundo 366 da primeira coluna de destilagao 362 pode deixar o sistema para varios usos a jusante e/ou ser usada como combustivel dentro do sistema.

[0084] A corrente de topo 364 da primeira coluna de destilagao 362 pode passar atraves de um trocador de calor 366 para condensar, pelo menos parcialmente, a corrente de topo 364. O trocador de calor 368 pode compreender qualquer um dos tipos de trocador de calor aqui descritos. A corrente pelo menos, parcialmente condensada 367 pode passar para um decantador 368. Em algumas modalidades, o decantador 368 pode compreender uma serie de decantadores operando na mesma ou em diferentes temperaturas. O(s) decantador(es) 368 pode(m) gerar uma corrente aquosa e uma corrente organica. Uma fragao da corrente organica, e, possivelmente, uma fragao da corrente aquosa, pode ser refluxada para a primeira coluna de destilagao 362. Por exemplo, a corrente 369 pode compreender uma porgao da corrente organica e, opcionalmente, uma porgao da corrente aquosa. O restante da corrente aquosa 369, que pode compreender agua com uma quantidade relativamente pequena de organicos dissolvidos, pode ser recuperado e descarregado do sistema. Como observado acima, a presenga de agua pode ser importante para facilitar a separagao de dois ou mais dos componentes organicos na corrente de entrada 352. Em consequencia, uma fragao da corrente aquosa 369 pode tambem ser reciclada para que a primeira coluna de destilagao 362 e/ou quer para a corrente de entrada 352 do sistema de separagao 350, e/ou combinada corrente 358. Agua adicional pode ser adicionada a primeira coluna de destilagao 362 e/ou a corrente de entrada 352 ou a corrente combinada 358 para facilitar a separagao. A corrente de produto organico 378 do decantador 368 pode compreender o acetato de butila, acetato de etila, um ou mais alcoois, butirato de etila, e, potencialmente, outros produtos laterais. A corrente de organico 378 tambem pode compreender agua.

[0085] Varias sequencias de separagao alternativas podem ser usadas para recuperar o acetato de butila, qualquer acetato de etila e qualquer butanol na corrente de produto organico 378. Na modalidade ilustrada na Figura 10, a corrente de produto organico 378 pode ser enviada para uma sequencia de destilagao compreendendo um decantador 388. A corrente de produto organico 378 pode passar primeiro para uma terceira coluna de destilagao 380. A terceira coluna de destilagao 380 pode compreender qualquer um dos tipos de colunas de destilagao aqui descritos e a terceira coluna de destilagao 380 pode operar a uma pressao na faixa de cerca de 10,13 kPa (0,1 atm) a cerca de 8.106 kPa (80 atm), ou cerca de 50,66 kPa (0,5 atm) a cerca de 4.053 kPa (40 atm). A terceira coluna de destilagao 380 pode produzir uma corrente de topo 382 e uma corrente de fundo 384.

[0086] A corrente de topo 382 a partir da terceira coluna de destilagao 380 pode ser condensada em um trocador de calor 386 para condensar, pelo menos parcialmente, a corrente de topo 382. O trocador de calor 386 pode compreender qualquer um dos tipos de trocador de calor aqui descritos. A corrente pelo menos parcialmente condensada pode passar por um decantador 388, ou possivelmente uma serie de decantadores operando com as mesmas ou diferentes temperaturas. O decantador 388 pode produzir, pelo menos, uma corrente de fase organica e de uma corrente de fase aquosa. Pelo menos uma porgao da corrente da fase organica e tambem, possivelmente, uma fragao da fase aquosa, podem ser refluxadas para a terceira coluna de destilagao 380. O restante da corrente de fase aquosa 390, que pode compreender agua com uma quantidade relativamente menor de organicos dissolvidos, pode ser recuperado e descarregado do sistema. O restante da corrente da fase organica 392, que pode compreender organicos, incluindo, mas nao limitados a, acetato de etila, alem de uma pequena quantidade de agua, pode ser ainda separado para recuperar acetato de etila de pureza elevada. Em algumas modalidades, a corrente de fase organica 392 pode ser reciclada para um ou varios reatores como um reagente.

[0087] A separagao da corrente da fase organica 392 pode ser obtida usando uma coluna de destilagao simples (por exemplo, uma quarta coluna de destilagao 394), como mostrado na figura 10. A quarta coluna de destilagao 394 pode compreender qualquer um dos tipos de colunas de destilagao aqui descritas e a quarta coluna de destilagao 394 pode operar a uma pressao na faixa de cerca de 10,13 kPa (0,1 atm) a cerca de 8.106 kPa (80 atm), ou cerca de 50,66 kPa (0,5 atm) a cerca de 4.053 kPa (40 atm). A quarta coluna de destilagao 394 pode produzir uma corrente de topo 398 e uma corrente de fundo 396. A corrente de fundo 396 pode compreender acetato de etila de elevada pureza. Em uma modalidade, o acetato de etila recuperado na corrente de fundo pode ter um grau de pureza maior do que cerca de 90%, maior do que cerca de 95%, maior do que cerca de 96%, maior do que cerca de 97%, maior do que cerca de 98%, maior do que cerca de 99%, ou maior do que cerca de 99,5% de acetato de etila, em peso. A corrente de topo 398 pode ser passada para o trocador de calor 386, onde pelo menos uma porgao da corrente de topo 398 pode ser condensada e passada para, pelo menos, um dentre o decantador 388 e/ou 380 da terceira coluna de destilagao.

[0088] A corrente de fundo 384 da terceira coluna de destilagao 380 pode ser passada para uma quinta coluna de destilagao 400. A quinta coluna de destilagao 400 pode ser operada para produzir uma corrente de fundo 406 compreendendo acetato de butila de pureza elevada. As correntes de produto adicionais podem compreender uma mistura de organicos, que podem incluir, mas nao sao limitados a, butirato de etila, propanol, 2-pentanona, butanol, e/ou butirato de etila. A quinta coluna de destilagao 400 pode compreender qualquer um dos tipos de colunas de destilagao aqui descritos e a quinta coluna de destilagao 400 pode operar a uma pressao na faixa de cerca de 10,13 kPa (0,1 atm) a cerca de 8.106 kPa (80 atm), ou cerca de 50,66 kPa (0,5 atm) a cerca de 4.053 kPa (40 atm). A quinta coluna de destilagao de 400 pode produzir uma pluralidade de correntes compreendendo uma corrente de topo 404, uma corrente de fundo 406, e/ou uma ou mais corrente de produto lateral 402. A corrente de fundo 406 pode compreender acetato de butila. A corrente de topo pode compreender propanol e/ou 2-pentanona. A corrente de produto lateral 402 pode compreender principalmente butanol, acetato de butila, e/ou butirato de etila. A corrente de produto lateral 402 pode ser reciclada para a primeira coluna de destilagao 362, a alimentagao 352, a corrente combinada 358, e/ou para o decantador 368. Em algumas modalidades, a quarta coluna de destilagao 394 e a quinta coluna de destilagao 400 podem ser combinadas em uma unica coluna operando a uma pressao maior do que cerca de 303,9 kPa (3 atm) e o butanol pode ser recuperado como um produto lateral com um retificador lateral opcional usado para melhorar a pureza do produto butanol. Em algumas modalidades, o acetato de etila em corrente 396 e/ou o butanol em corrente 372 podem ser reciclados para a entrada da coluna de destilagao reativa para o outro produto de acetato de butila.

[0089] Outra modalidade de um processo de separagao 500 e ilustrada na Figura 10. O processo de separagao 500 e similar ao processo de separagao 350 ilustrado na Figura 9, exceto que a corrente de produto de fundo 384 a partir da terceira coluna de destilagao 380 pode passar para uma serie diferente de unidades de separagao. Os componentes restantes do processo de separagao 500 podem ser iguais ou similares aos descritos com relagao a figura 9 e os componentes similares nao serao descritos com relagao a Figura 10, no interesse da brevidade. Nesta modalidade, a corrente de fundo 384 pode passar para uma quinta coluna de destilagao 501, que pode ser opcional em algumas modalidades. A quinta coluna de destilagao 501 pode compreender qualquer um dos tipos de colunas de destilagao aqui descritos e a quinta coluna de destilagao 501 pode operar a uma pressao na faixa de cerca de 10,13 kPa (0,1 atm) a cerca de 8.106 kPa (80 atm), ou cerca de 50,66 kPa (0,5 atm) a cerca de 4.053 kPa (40 atm). A quinta coluna de destilagao 501 pode produzir uma corrente de topo 502 e uma corrente de fundo 504. A corrente de topo 502 pode compreender propanol e/ou 2-pentanona. Em algumas modalidades, a quinta coluna de destilagao 501 pode nao estar presente quando o teor de propanol/pentanona da mistura do produto e relativamente baixo e/ou quando a separagao do propanol/pentanona nao e desejada. Nesta modalidade, a corrente de produto de fundo 384 a partir da terceira coluna de destilagao 380 pode passar diretamente para a sexta coluna de destilagao 506.

[0090] A corrente de fundo 504 a partir da quinta coluna de destilagao 501 pode compreender butanol, butirato de etila, e/ou acetato de butila e a corrente de fundo 504 pode passar para uma sexta coluna de destilagao 506, que pode operar a uma pressao maior do que cerca de 303,9 kPa (3 atm). A sexta coluna de destilagao 506 pode compreender qualquer um dos tipos de colunas de destilagao aqui descritos e a sexta coluna de destilagao 506 pode operar a uma pressao na faixa de cerca de 303,9 kPa (3 atm) a cerca de 8.106 kPa (80 atm). Em geral, um azeotropo butanol-acetato de butila pode limitar a pureza de qualquer butanol recuperado usando destilagao de uma mistura de butanol e acetato de butila. No entanto, o azeotropo e sensivel a pressao e nao esta presente a uma pressao maior do que cerca de 303,9 kPa (3 atm). Operando a sexta coluna de destilagao a uma pressao maior do que cerca de 303,9 kPa (3 atm) pode permitir que a corrente de topo compreenda butanol de pureza elevada e a corrente de fundo compreenda acetato de butila de pureza elevada. Em uma modalidade, o butanol recuperado na corrente de topo 508 pode ter uma pureza maior do que cerca de 90%, maior do que cerca de 95%, maior do que cerca de 96%, maior do que cerca de 97%, maior do que cerca de 98%, maior do que cerca de 99%, ou maior do que cerca de 99,5%, em peso, butanol. A corrente de fundo 510 pode compreender acetato de butila. Em uma modalidade, o acetato de butila recuperado na corrente de fundo 510 pode ter uma pureza maior do que cerca de 90%, maior do que cerca de 95%, maior do que cerca de 96%, maior do que cerca de 97%, maior do que cerca de 98%, maior do que cerca de 99%, ou maior do que cerca de 99,5% de acetato de butila, em peso. Como notado acima, a quarta coluna de destilagao 394 e a quinta coluna de destilagao 501 podem ser combinadas em uma unica coluna operando a uma pressao maior do que cerca de 303,9 kPa (3 atm) e o acetato de butila pode ser recuperado como um produto de fundo.

[0091] Outra modalidade de um processo de separagao 600 e ilustrada na Figura 11 para a recuperagao de varias correntes de produto, como acetato de butila a partir da corrente de fase organica do decantador 368. O processo de separagao 600 e similar ao processo de separagao 350 ilustrado na Figura 9, exceto que a corrente da fase organica do decantador 388 e reciclada para a terceira coluna de destilagao 380 e a corrente de fundo 600 da terceira coluna de destilagao 380 pode passar para uma serie diferente de unidades de separagao. Os componentes restantes do processo de separagao 600 podem ser os mesmos ou similares aos descritos com relagao a figura 9 e os componentes similares, nao serao descritas com relagao a Figura 11, no interesse da brevidade.

[0092] Nesta modalidade, a corrente de topo da terceira coluna de destilagao 380 pode ser pelo menos parcialmente condensada no trocador de calor 386 e passar para o decantador 388. A fase organica, e, opcionalmente, uma fragao da fase aquosa, pode ser refluxada para a terceira coluna de destilagao 380. O restante da fase aquosa pode passar para fora doa decantador 388 e ser descarregado do processo, como a corrente de fase aquosa 390. A corrente de fase aquosa a 390 pode ser predominantemente constitmda por agua com uma quantidade minima de organico dissolvido.

[0093] Nesta modalidade, a corrente de fundo 601 da terceira coluna de destilagao 380 pode passar para uma quarta coluna de destilagao 602, onde a corrente de fundo 601 compreende organicos que sao substancialmente livres de agua. A quarta coluna de destilagao 602 pode compreender qualquer um dos tipos de colunas de destilagao aqui descritos e a quarta coluna de destilagao 602 pode operar a uma pressao na faixa de cerca de 10,13 kPa (0,1 atm) a cerca de 8.106 kPa (80 atm), ou cerca de 50,66 kPa (0,5 atm) a cerca de 4.053 kPa (40 atm). A quarta coluna de destilagao 602 pode produzir uma corrente de topo 604 e uma corrente de fundo 606. A corrente de fundo 606 pode compreender butanol, acetato de butila, e/ou butirato de etila, enquanto que o restante da alimentagao, que pode, potencialmente, ser adicionada a um pool de gasolina, pode ser recuperada como uma corrente de topo 604. Em uma modalidade, a corrente de topo 604 pode compreender acetato de etila, propanol e/ou 2-pentanona.

[0094] A corrente de fundo 606 da quarta coluna de destilagao 602 pode ser ainda separada em uma quinta coluna de destilagao 608. A quinta coluna de destilagao 608 pode compreender qualquer um dos tipos de colunas de destilagao aqui descritos e a quinta coluna de destilagao 608 pode operar a uma pressao na faixa de cerca de 10,13 kPa (0,1 atm) a cerca de 8.106 kPa (80 atm), ou cerca de 50,66 kPa (0,5 atm) a cerca de 4.053 kPa (40 atm). A quinta coluna de destilagao 608 pode produzir uma corrente de topo 610 e uma corrente de fundo 612. A corrente de fundo 612 pode compreender acetato de butila. A corrente de topo 610, dependendo da pressao em que a quinta coluna de destilagao 608 esta operando, pode compreender butanol de pureza elevada (por exemplo, quando a pressao e maior do que cerca de 303,9 kPa (3 atm)) ou uma mistura compreendendo, predominantemente, butanol, acetato de butila, e/ou butirato de etila (por exemplo, quando a pressao esta abaixo de cerca de 303,9 kPa (3 atm)). A corrente de topo 610 pode ser reciclada para a primeira coluna de destilagao 362, ou corrente de entrada 352. Em algumas modalidades, duas ou mais colunas (por exemplo, a terceira coluna de destilagao 380, a quarta coluna de destilagao 602, e/ou a quinta destilagao coluna 608) podem ser combinadas em uma unica coluna, com as correntes desejadas recuperadas como correntes laterais. Alem disso, retificadores laterais/despojadores podem ser usados para aumentar a pureza dos produtos da corrente lateral.

[0095] A selegao do esquema de separagao apropriado pode ser baseada na composigao da mistura de entrada 352, composigao dos produtos desejados (por exemplo, uma ou mais correntes de pureza elevada e/ou uma ou mais correntes mistas), e/ou a economia do processo global. Alem disso, varias modificagoes e alteragoes estao contempladas quando a proporgao relativa e as composigoes dos produtos mudam.

[0096] Os catalisadores de conversao apropriados e combinagoes dos mesmos sao capazes de converter pelo menos uma porgao do etanol em uma corrente de alimentagao em um produto de maior valor, como acetato de etila e butanol e/ou converter o acetato de etila e butanol em acetato de butila e etanol. Os catalisadores de conversao apropriados podem incluir qualquer catalisador capaz de realizar uma desidratagao, desidrogenagao, reagao de condensagao de aldol e/ou uma reagao de transesterificagao e podem ser usados sozinhos ou em combinagao com materiais cataHticos adicionais nos reatores. Em uma modalidade, os catalisadores de conversao apropriados podem geralmente compreender metais, oxidos, ou sais, ou qualquer combinagao dos mesmos, cobre, bario, rutenio, rodio, platina, paladio, renio, prata, cadmio, zinco, zirconio, ouro, talio, magnesio, manganes, alummio, cromo, niquel, ferro, molibdenio, sodio, estroncio, estanho e misturas dos mesmos. Em muitos casos, o material de catalisador de conversao sera fornecido em um material de suporte. O catalisador de conversao pode ser tratado com um carbonato (por exemplo, carbonato de sodio), reduzido com hidrogenio, e/ou outros tratamentos apropriados antes do uso.

[0097] Exemplos de catalisadores de conversao apropriados incluem, mas nao estao limitados a CuO/SiO2, CuO/SiO2-AhO3, CuO/ZnO, CuO/ZrO2, CuO/SiO2-ZrO2, CuO/Al2O3, Cu/SiO2, Cu/SiO2- Al2O3, Cu/ZnO, Cu/ZrO2, Cu/SiO2-ZrO2, CU/AI2O3 ou qualquer combinagao dos mesmos. Em uma modalidade, estes catalisadores, ou qualquer combinagao dos mesmos, podem ser preparados por meio de impregnagao de um catalisador de oxido, como, por exemplo, pelas tecnicas de impregnagao aqui descritas e descritas em maiores detalhes abaixo. Em geral, um catalisador de oxido de metal pode ser convertido no metal elementar in situ durante o processo de destilagao reativa. O metal elementar pode entao servir como um componente de catalisador na reagao. Portanto, qualquer descrigao de um catalisador compreendendo um oxido de metal pode tambem incluir o mesmo catalisador com o metal elementar no catalisador em vez de, ou alem de, oxido de metal.

[0098] Exemplos de catalisadores apropriados de conversao tambem incluem, mas nao sao limitados a CuO/ZnO/SiO2, CuO/ZrO2/SiO2, CuO/MgO/SiO2, CuO/CaO/SiO2, CuO/SrO/SiO2, CuO/BaO/SiO2, CuO/ZrO2/Al2O3/SiO2, CuO/Na2O/SiO2, CuO/MgO/Al2O3/SiO2 CuO/Ce02/MgO/Al2O3 ou qualquer combinagao dos mesmos. Em uma modalidade, CuO/ZnO/SiO2, CuO/ZrO2/SiO2, CuO/MgO/SiO2, CuO/CaO/SiO2, CuO/SrO/SiO2, CuO/BaO/SiO2, CuO/ZrO2/Al2O3/SiO2, CuO/Na2O/SiO2, ou qualquer combinagao dos mesmos podem ser preparados por meio de coimpregnagao de um suporte de catalisador de sHica, como, por exemplo, pelas tecnicas de coimpregnagao aqui descritas e descritas em maiores detalhes abaixo. Em uma outra modalidade, CuO/ZnO/SiO2, CuO/ZrO2/SiO2, CuO/MgO/SiO2, CuO/CaO/SiO2, CuO/SrO/SiO2, CuO/BaO/SiO2, CuO/ZrO2/Al2O3/SiO2, CuO/Na2O/SiO2, CuO/K20/SiO2, CuO/RB20/SiO2, CuO/SC20/SiO2, ou qualquer combinagao dos mesmos, podem ser preparados por meio de impregnagao sequencial de um suporte de catalisador de sHica, como, por exemplo, por tecnicas de impregnagao sequencial aqui descritas e descritas em maiores detalhes abaixo.

[0099] Exemplos de catalisadores apropriados de conversao incluem, mas nao estao limitados a CuO/ZiiO/AbO;, CuO/CnOVAhOa, CuO/ZrO2/AbO3, ou qualquer combinagao dos mesmos. Em uma modalidade, CuO/ZnO/Al2O3, CuO/Cr2O3/Al2O3, CuO/ZrO2/Al2O3, ou qualquer combinagao dos mesmos, podem ser preparados por meio de coimpregnagao de um suporte de alumina, como, por exemplo, pelas tecnicas de coimpregnagao aqui descritas, e descritas em maiores detalhes abaixo.

[00100] Em geral, catalisadores para produzir acetato de butila, podem produzir acetato de etila, butanol, e/ou acetato de butila. Catalisadores apropriados para a produgao destes produtos de reagao, com somente quantidades menores de subprodutos, incluem catalisadores de reagao de Guerbet, incluindo, mas nao limitados a, hidroxiapatita e catalisadores de reagao de Guerbet de base solida, catalisadores de oxido de multicomponentes de base solida, zeolitos com contra4ons alcalinos, oxido de magnesio, ou qualquer combinagao dos mesmos.

[00101] O catalisador de conversao pode compreender mquel ou oxido de mquel suportado sobre alumina e o catalisador de conversao pode ter um peso de carga de mquel entre cerca de 2% e cerca de 20%. O catalisador de conversao pode incluir catalisadores coprecipitados representados pela formula: M/MgO/Al2O3, em que M representa paladio, rodio, mquel ou cobre, ou oxidos dos mesmos.

[00102] O catalisador de conversao pode compreender pos de oxido de cobre, chumbo, zinco, cromo, molibdenio, tungstenio, manganes, chumbo, sais dos mesmos e qualquer combinagao dos mesmos. Em uma modalidade, o catalisador de conversao pode compreender um zeolito com um metal alcalino.

[00103] O catalisador de conversao pode incluir catalisadores de base solidos e catalisadores bifuncionais acido/base. O catalisador de conversao pode compreender uma hidroxiapatita representada pela formula Ca10 (PO4)6(OH)2 em que a razao de calcio para fosforo (Ca: ) esta entre cerca de 1,5 e cerca de 1,8 para hidroxiapatitas nao estequiometricas. Em algumas modalidades, o catalisador de conversao pode compreender uma estrutura de apatita atendendo a formula: Ma(M’Ob)cX2, em que M representa calcio, estroncio, magnesio, bario, chumbo, cadmio, ferro, cobalto, ni'quel ou zinco, M’ representa fosforo, vanadio, arsenio, carbono, ou enxofre e X representa fluor, cloro, bromo, ou um hidroxido. Em uma modalidade, a, b e c sao numeros inteiros que equilibram os requisitos de valencia de M, M' e X. Em outra modalidade, a e 10, b e 3 e c e 6. Em uma outra modalidade, Ma(M’Ob)cX2, e uma apatita nao- estequiometrica e a e cerca de 10, b e cerca de 3, c e cerca de 6 e a razao de a para c (a:c) esta entre cerca de 1,5 e cerca de 1,8. O catalisador de conversao pode compreender um composto de fosfato de calcio e/ou magnesio basico, incluindo fosfatos de calcio e/ou magnesio, carbonatos de fosfato, pirofosfatos ou similares. Em uma modalidade, o catalisador de conversao tambem pode compreender oxido de magnesio, hidroxido de magnesio, hidrato de fosfato de magnesio (Mg3(PO4^8H2O), oxido de calcio, hidroxido de calcio, fluoreto de calcio, silicato de calcio (wollastonita), sulfato de calcio di-hidratado (gesso), fosfato de litio, fosfato de aluminio, dioxido de titanio, fluorapatita (Ca10(PO4)6F2), fosfato tetracalcico (por exemplo, CA4(PO4)2O), hidrotalcita, talco, caulim, sepiolita, ou qualquer combinagao dos mesmos.

[00104] Em certas modalidades, o catalisador de conversao pode incluir um suporte de catalisador. O suporte do catalisador estabiliza e suporta o catalisador. O tipo de suporte de catalisador usado depende do catalisador escolhido e das condigoes de reagao. Os suportes apropriados podem incluir, mas nao estao limitados a carbono, sfiica, sfiica-alumina, alumina, zirconia, titania, ceria, vanadia, nitreto de boro, heteropoliacidos, hidroxiapatita, oxido de zinco, oxido de cromo, zeolitos, nanotubos de carbono, fulerenos de carbono e qualquer combinagao dos mesmos.

[00105] O catalisador de conversao pode ser empregado em qualquer um dos tipos convencionais ou estruturas conhecidas na tecnica. Pode ser empregado sob a forma de extrudados, pfiulas, granulos, pelotas, fragmentos quebrados, ou varias formas especiais. Em uma modalidade, a consideragao de uso do catalisador de conversao no sistema de destilagao reativa e/ou como uma superficie de transferencia de massa dentro da coluna de destilagao pode ser feita levando em conta quando determinando um formato apropriado. Por exemplo, o catalisador de conversao pode ter um formato similar ao material de recheio estruturado ou apropriado para insergao em um recheio estruturado. Quando o catalisador de conversao e usado com um ou mais reatores laterais, o catalisador pode ser disposto dentro de uma zona de reagao e a alimentagao pode ser passada atraves do mesmo na fase de fiquido, vapor, ou mista e em fluxo de modo ascendente ou descendente, ou voltado para dentro ou para volta.

[00106] O catalisador de conversao pode, tipicamente, ter uma faixa de cargas de metal. Em uma modalidade, os catalisadores de conversao podem ter uma carga de peso de oxido de cobre (isto e, percentagem em peso) de entre cerca de 0,5% e cerca de 80%, entre cerca de 10% e cerca de 70%, entre cerca de 20% e cerca de 65%, entre cerca de 30% e cerca de 60%, ou cerca de 40% e cerca de 50%. Em uma modalidade, os catalisadores de conversao podem ter uma carga de peso de oxido de alummio entre cerca de 20% e cerca de 60%, entre cerca de 30% e cerca de 50%, ou entre cerca de 40% e cerca de 50%. Em uma modalidade, os catalisadores de conversao podem ter uma carga de peso de dioxido de zirconio entre cerca de 20% e cerca de 60%, ou entre cerca de 30% e cerca de 50%.

[00107] Em uma modalidade, os catalisadores de conversao podem compreender CuO/AhO3 dispostos sobre um suporte de dioxido de zirconio. Nesta modalidade, os catalisadores de conversao podem ter uma carga de peso de oxido de cobre entre cerca de 0,5% e cerca de 80%, entre cerca de 10% e cerca de 70%, entre cerca de 20% e cerca de 65%, entre cerca de 30% e cerca de 60%, ou cerca de 40% e cerca de 50% e a alumina e o dioxido de zirconio podem compreender o resto do peso. Em uma modalidade, os catalisadores de conversao podem compreender CuO/ZrO2 dispostos sobre um suporte de alumina. Nesta modalidade, os catalisadores de conversao podem ter uma carga de peso de oxido de cobre entre cerca de 0,5% e cerca de 80%, entre cerca de 10% e cerca de 70%, entre cerca de 20% e cerca de 65%, entre cerca de 30% e cerca de 60%, ou cerca de 40% e cerca de 50% e a alumina e o dioxido de zirconio podem compreender o resto do peso.

[00108] Em uma modalidade, o catalisador de conversao aqui descrito pode ser capaz de atingir uma conversao e/ou seletividade relativamente elevadas de etanol para acetato de etila e/ou butanol, que pode entao ser convertido em acetato de butila. Como aqui usado, a “conversao” de etanol para acetato de etila e/ou butanol refere-se a quantidade de etanol consumido na reagao de conversao como representado pela formula:

onde nEtanol representa as taxas de fluxo molares do etanol no efluente do reator (por exemplo, a corrente de produto compreendendo o acetato de etila e/ou o butanol) e nEtanol, o representa a taxa de fluxo molar do etanol para a entrada no reator. Em uma modalidade, o catalisador de conversao, aqui descrito, pode ser capaz de alcangar uma conversao do alcool no processo de destilagao reativa aqui descrito de pelo menos cerca de 10%, pelo menos cerca de 20%, pelo menos cerca de 30%, ou pelo menos cerca de 40%. O catalisador pode ser produzido usando varias tecnicas, como descrito em maiores detalhes abaixo.

[00109] Como aqui usado, a “seletividade total” a conversao refere-se a quantidade do etanol que e consumido na reagao de conversao que e convertido em acetato de etila e butanol, como representado pela formula:

onde nacetato de butila, nacetato de etila e nbutanol representam a taxa de fluxo molar do acetato de butila, do acetato de etila e do butanol no efluente do reator (por exemplo, a corrente de produto compreendendo o acetato de etila e/ou butanol), respectivamente e o termos restantes sao os mesmos, como descrito acima com relagao a conversao de etanol. Acetalde^do e um produto intermediario na reagao para obter acetato de etila (e, possivelmente, para a reagao para obter butanol) e, portanto, esta inclmdo no calculo da seletividade total. Em uma modalidade, o catalisador de conversao aqui descrito pode ser capaz de alcangar uma seletividade total (Stotal) no processo de destilagao reativa aqui descrito de pelo menos cerca de 60%, pelo menos cerca de 70%, pelo menos cerca de 80%, pelo menos cerca de 85 %, pelo menos cerca de 90%, ou pelo menos cerca de 95%.

[00110] Deve ser entendido que os catalisadores podem incluir uma mistura de um ou mais catalisadores que convertem o etanol em butanol puro ou substancialmente puro, com um ou mais catalisadores que convertem o etanol em acetato de etila puro ou substancialmente puro. Os catalisadores que convertem o etanol em acetato de etila puro ou substancialmente puro incluem, mas nao estao limitados a catalisadores descritos na publicagao da patente US No. 2013/0197266, intitulada “Ethyl Acetate Production”, para Gadewar, et al, que e aqui incorporada por referenda em sua totalidade. Varios catalisadores de Publicagao de Patente US 2013/0197266 apropriados para uso na produgao de butanol e/ou acetato de etila sao ainda descritos nos Exemplos do presente pedido. Os catalisadores dos Exemplos, no entanto, nao tem a intengao de ser uma lista completa de todos os catalisadores de Publicagao de Patente US No. 2013/0197266 apropriados para uso na produgao de butanol e/ou acetato de etila, processos de produgao, sistemas e metodos do presente pedido. A capacidade para misturar o catalisador pode permitir que uma razao molar desejada de acetato de etila para butanol seja alcangada para auxiliar na conversao do acetato de etila e butanol em acetato de butila. Em uma modalidade, a relagao molar pode ser aproximadamente equilibrada a entre cerca de 1,5:1 a cerca de 1:1,5. Os catalisadores de conversao podem ser produzidos usando varias tecnicas, como descrito em maiores detalhes abaixo.

[00111] Varios catalisadores de hidrogenagao podem ser usados, como descrito acima. O catalisador de hidrogenagao geralmente pode incluir um metal do Grupo VIII e/ou um metal do Grupo VI. Exemplos de tal catalisador podem incluir, mas nao se limitam a, Cu, Re, Ni, Fe, Co, Ru, Pd, Rh, Pd, Os, Ir e ligas, oxidos (por exemplo, PO2), ou qualquer combinagao dos mesmos, quer sozinhos ou com promotores, como W, Mo, Au, Ag, Cr, Zn, Mn, Sn, B, P, Bi e ligas, oxidos (por exemplo, Cr2O3, Cu2Cr2O5), ou qualquer combinagao dos mesmos. Outros materiais de catalisadores de hidrogenagao eficazes incluem ou mquel suportado ou rutenio modificado com renio. Em uma modalidade, o catalisador de hidrogenagao tambem inclui qualquer um dos suportes descritos abaixo, dependendo da funcionalidade desejada do catalisador. Os catalisadores de hidrogenagao podem ser preparados por metodos conhecidos dos versados na tecnica.

[00112] Em uma modalidade, o catalisador de hidrogenagao inclui um catalisador de metal do Grupo VIII suportado e um material de esponja de metal (por exemplo, um catalisador de esponja de mquel como mquel de Raney). Mquel de Raney e um exemplo de um catalisador de mquel de esponja ativado apropriado para uso na presente invengao. Em uma modalidade, a reagao de hidrogenagao na invengao e realizada usando um catalisador compreendendo um catalisador de mquel-renio ou um catalisador de mquel modificado com tungstenio. Um exemplo de um catalisador apropriado para a reagao de hidrogenaqao da presente Invenção e um catalisador de mquel-renio suportado em carbono.

[00113] Em uma modalidade, um catalisador de mquel de Raney apropriado pode ser preparado por tratamento de uma liga de quantidades aproximadamente iguais em peso de mquel e alummio com uma soluqao alcalina aquosa, por exemplo, contendo cerca de 25% em peso de hidroxido de sodio. O alummio e dissolvido seletivamente pela soluqao alcalina aquosa resultando em um material em formato de esponja de mquel, compreendendo principalmente quantidades pequenas de alummio. A liga inicial inclui metais promotores (por exemplo, molibdenio ou cromo) na quantidade tal que 1 a 2% em peso permanecem no catalisador de mquel de esponja formado.

[00114] Em uma outra modalidade, o catalisador de hidrogenaqao e preparado usando uma soluqao de nitrosilnitrato de rutenio (III) ou cloreto de rutenio (III) em agua para impregnar um material de suporte apropriado. A soluqao e, entao, secada para formar um solido tendo um teor de agua inferior a 1% em peso. O solido e, entao, reduzido em pressao atmosferica em uma corrente de hidrogenio a 300°C (nao calcinado) ou 400°C (calcinado), em um forno de esfera giratorio durante 4 horas. Apos resfriar e tornar o catalisador inerte com nitrogenio, 5% em volume de oxigenio em nitrogenio sao passados sobre o catalisador durante 2 horas

[00115] Em certas modalidades, o catalisador de hidrogenaqao pode incluir um suporte de catalisador, o que pode ser igual ou diferente do que um suporte de catalisador usado com o catalisador de conversao. Em uma modalidade, qualquer um dos suportes de catalisadores aqui discutidos pode ser usado para suportar um catalisador de hidrogenaqao. O catalisador de hidrogenaqao pode ser empregado em qualquer um dos tipos convencionais ou estruturas conhecidas na tecnica. Em uma modalidade, qualquer um dos formatos de catalisador e/ou tipos aqui discutidas com relaqao ao catalisador de conversao pode ser usado com o catalisador de hidrogenagao.

[00116] Qualquer um dos materiais utilizaveis como catalisadores, podem ser sintetizados usando varios metodos. Em uma modalidade, o catalisador pode ser preparado por meio de impregnagao a umido de um suporte de catalisador. Usando a tecnica de impregnagao a umido, um sal de metal (por exemplo, um nitrato de metal, acetato, etc.) dissolvido em um solvente apropriado pode ser usado para preparar o catalisador, no entanto, qualquer composto soluvel seria apropriado. Uma quantidade suficiente de solvente deve ser usada para dissolver completamente o nitrato de metal e umedecer apropriadamente o suporte. Em uma modalidade, nitrato de cobre e etanol e/ou agua podem ser misturados em uma quantidade suficiente de modo que o nitrato de cobre se dissolva. Os nitratos de metal adicionais tambem podem ser adicionados para dar um catalisador com componentes adicionais. O soluto pode, entao, ser combinado com um material de suporte apropriado com tamanho de particula apropriado. A mistura pode entao ser refluxada a uma temperatura de aproximadamente 100°C durante cerca de varias horas (por exemplo, tres a cinco horas) e, entao, deixada secar a uma temperatura de cerca de 110°C. O material seco pode ser, entao, aquecido a 200°C para decompor pelo menos parcialmente, os nitratos nos oxidos correspondentes, e, entao, os materiais podem ser calcinados a cerca de 400°C a cerca de 600°C a uma taxa de aquecimento de cerca de um a dez °C/min durante um periodo de cerca de 2 a cerca de 10 horas, para remover completamente o componente NOx. A quantidade de nitrato de metal usado na tecnica de impregnagao a umido pode ser ajustada para obter uma carga em peso de metal final desejada do suporte de catalisador.

[00117] Quando componentes multiplos sao usados para dar um catalisador disposto sobre um suporte, cada componente pode ser adicionado por meio da tecnica de impregnagao a umido. Os sais apropriados podem ser dissolvidos e impregnados em um suporte, em um processo de coimpregnagao ou um processo sequencial. Em um processo de coimpregnagao, a quantidade medida da pluralidade apropriada de sais de metais pode ser dissolvida em um solvente apropriado e usada para umedecer o suporte de catalisador desejado. O suporte impregnado pode entao ser secado e calcinado para dar um catalisador final com uma carga de peso desejada. No processo de impregnagao sequencial, uma ou mais quantidades medidas de sais pode ser dissolvida em um solvente apropriado e usada para umedecer o suporte de catalisador desejado. O suporte impregnado pode entao ser secado e calcinado. O material resultante pode, entao, ser umedecido com um ou mais sais que sao dissolvidos em um solvente apropriado. O material resultante pode ser, entao, secado e calcinado de novo. Este processo pode ser repetido para dar um material catalisador final com uma carga desejada de cada componente. Em uma modalidade, um unico metal pode ser adicionado com cada ciclo. A ordem em que os metais sao adicionados no processo sequencial pode ser variada. Varias cargas em peso de metal podem ser obtidas atraves da tecnica de impregnagao a umido. Em uma modalidade, a tecnica de impregnagao a umido pode ser usada para dar um catalisador tendo uma carga de peso de cobre na faixa de cerca de 0,5% e cerca de 50%, com um ou mais componentes adicionais tendo uma carga de peso entre cerca de 0,1% e cerca de 40% cada.

[00118] Em algumas modalidades, cada componente pode ser adicionado por meio de uma tecnica de impregnagao a umido para um material de catalisador na forma de pasta, que pode entao ser incorporado em um suporte. Nesta tecnica, o sal, acido ou base apropriados podem ser preparados e impregnados em um material de catalisador para formar uma pasta. O material de catalisador impregnado pode entao ser secado e calcinado para dar um catalisador final com uma carga de peso desejada. No processo de impregnagao sequencial, uma ou mais quantidades medidas de sais, acidos e/ou bases pode ser dissolvida em um solvente apropriado e usada para umedecer o material de catalisador desejado. O suporte impregnado pode entao ser secado e calcinado. O material resultante pode, entao, ser umedecido com um ou mais sais, acidos e/ou bases adicionais que sao dissolvidos em um solvente apropriado. O material resultante pode ser, entao, secado e calcinado de novo. Este processo pode ser repetido para dar um material de catalisador final com uma carga desejada de cada componente. O material de catalisador pode ser entao incorporado em um suporte e/ou formado em um formato de um catalisador, um granulo, para uso na reagao.

[00119] Os catalisadores podem tambem ser preparados por meio de uma tecnica de coprecipitagao. Nesta tecnica, uma quantidade medida de um ou mais nitratos de metais apropriados sao dissolvidos em agua deionizada. A concentragao total de metal pode variar e pode estar geralmente entre cerca de 0,01 M e cerca de 3 M. A solugao de metal-nitrato pode entao ser precipitada atraves da adigao em gotas da solugao a um volume igual agitado de uma solugao de hidroxido de sodio em temperatura ambiente. A solugao de hidroxido de sodio pode geralmente ter uma concentragao de cerca de 4M, embora outras concentragoes tambem possam ser usadas, como sera conhecido de um versado na tecnica, com o benericio da presente descrigao. Em algumas modalidades, as solugoes podem ser combinadas na ordem oposta. Por exemplo, a solugao de sal de metal pode ser preparada e adicionada (por exemplo, adicionada gota a gota) a uma solugao basica, como uma solugao de hidroxido de sodio. A ordem de adigao (por exemplo, solugao de sal de metal para a solugao basica ou a solugao basica para a solugao de sal de metal) podem afetar a composigao do precipitado formado durante o processo de precipitagao.

[00120] Apos a adigao da solugao de nitrato de metal ou vice-versa, a suspensao pode entao ser agitada durante um periodo de cerca de 1 a cerca de 24 horas. A suspensao resultante pode entao ser filtrada e lavada com agua deionizada. Os solidos filtrados podem ser secados durante a noite, por exemplo, a uma temperatura de cerca de 110°C, e, entao, os materiais podem, opcionalmente, ser calcinados a cerca de 220°C a cerca de 500°C a uma taxa de aquecimento de cerca de um a dez °C/min. O oxido de metal misto resultante pode entao ser processado a um tamanho de particula desejado. Por exemplo, o oxido de metal misto resultante pode ser prensado em um formato desejado, triturado e, entao, peneirado para recuperar um material de catalisador com um tamanho de particula em uma faixa desejada. Os catalisadores preparados usando a tecnica de coprecipitagao podem ter cargas de metal mais elevadas do que os catalisadores preparados usando a tecnica de impregnagao a umido.

[00121] Os catalisadores preparados via a tecnica de coprecipitagao podem ser usados sob a forma preparada e/ou um aglutinante de catalisador pode ser adicionado para conferir uma resistencia mecanica adicional. Em uma modalidade, o catalisador preparado pode ser triturado em um po fino e, entao, agitado em uma suspensao coloidal (por exemplo, suspensao coloidal de stiica e/ou alumina) em uma solugao aquosa e/ou organica. A suspensao resultante pode ser agitada enquanto aquecida e deixada evaporar ate secura. O aquecimento pode ocorrer a cerca de 80°C a cerca de 130°C. O solido resultante pode entao ser processado em um tamanho de particula desejado. Por exemplo, o solido resultante pode ser extrudado ou prensado em um formato desejado, triturado e, entao, peneirado para recuperar um material catalisador com um tamanho de particula em uma faixa desejada. Alternativamente, a suspensao coloidal pode ser adicionada a solugao de precipitagao de hidroxido de sodio 4 M, antes da adigao da solugao de nitrato de metal na tecnica de coprecipitagao. Outros sais de metais, como acetatos, cloretos, sulfatos e similares podem ser usados em vez dos nitratos de metal.

[00122] Varias cargas em peso de metal podem ser obtidas atraves da tecnica de coprecipitagao. Em uma modalidade, a tecnica de coprecipitagao pode ser usada para dar um catalisador tendo uma carga de peso de cobre na faixa de cerca de 2% a cerca de 80%, com um ou componentes adicionais tendo uma carga de peso entre cerca de 2% e cerca de 40%.

[00123] O catalisador resultante de qualquer tecnica de impregnagao a umido e/ou a tecnica de coprecipitagao pode ser ainda tratado antes de uso no sistema de destilagao reativa aqui descrito. Em uma modalidade, o catalisador pode ser tratado com uma solugao basica como uma solugao de carbonato de sodio ou uma solugao de hidroxido de sodio dilmda durante um periodo de tempo para melhorar a seletividade do catalisador. Neste processo, o catalisador pode ser embebido em uma solugao aquosa de carbonato de sodio durante um periodo de tempo na faixa de cerca de 1 hora a cerca de 48 horas, ou alternativamente cerca de 2 horas a cerca de 24 horas. Em uma modalidade, a solugao de carbonato de sodio pode ter uma concentragao de cerca de 0,2 M. O catalisador pode, entao, ser filtrado e deixado secar em temperatura ambiente. Em uma modalidade, o carbonato de sodio pode compreender de cerca de 0,2 a cerca de 3,0 por cento em peso do catalisador depois de ser contactado com a solugao de carbonato de sodio.

[00124] Em outro processo de tratamento, o catalisador pode ser reduzido com hidrogenio antes de uso. Nesta modalidade, o catalisador pode ser aquecido e contactado com hidrogenio, que pode estar fluindo sobre o catalisador, durante um periodo de tempo suficiente para reduzir o catalisador a um grau desejado. Em uma modalidade, o catalisador pode ser contactado com hidrogenio a uma temperatura de cerca de 150°C a cerca de 240°C. O tratamento de hidrogenio pode ser conduzido em combinagao com tratamento de carbonato de sodio e pode ser realizado antes e/ou depois do tratamento com carbonato de sodio.

[00125] Sem pretender ser limitado por teoria, acredita-se que a produgao de hidrogenio durante a reagao de desidrogenagao e dimerizagao dentro do processo pode resultar no contato entre o catalisador de conversao e uma corrente de hidrogenio suficiente para, pelo menos parcialmente, reduzir o catalisador. Assim, o processo aqui descrito pode ter o potencial para a redugao in situ o catalisador durante uso. Isto pode resultar em um periodo de ruptura inicial, em que o catalisador de conversao e seletividade podem ser mudados antes de alcangar uma conversao em estado estavel e seletividade. Esta redugao in situ pode ser levada em conta quando considerando o grau em que um catalisador deve ser pre-reduzido com hidrogenio.

[00126] Em algumas modalidades, o catalisador usado para produzir butanol, acetato de etila, e/ou acetato de butila a partir de butanol e acetato de etila pode compreender um catalisador multicomponente: um primeiro componente de catalisador de desidrogenagao e um segundo componente de catalisador de base solido. O primeiro componente do catalisador multicomponente pode compreender qualquer um dos elementos catalisadores aqui descritos com relagao aos catalisadores de hidrogenagao. O segundo componente de catalisador multicomponente pode compreender qualquer um dos elementos catalisadores aqui descritos com relagao aos catalisadores para produzir butanol, acetato de etila, e/ou acetato de butila.

[00127] A quantidade relativa de cada um dentre o primeiro e segundo componentes pode variar no catalisador multicomponente para obter o desempenho de desidrogenagao/hidrogenagao desejado. Em uma modalidade, a quantidade do primeiro componente de catalisador pode ser geralmente menor do que cerca de 30% em volume, menor do que cerca de 25% em volume, menor do que cerca de 20% em volume, menor do que cerca de 15% em volume, menor do que cerca de 10% em volume, ou menor do que cerca de 5% em volume. A quantidade do primeiro componente de catalisador pode ser maior do que cerca de 0,1% em volume, maior do que cerca de 1% em volume, maior do que cerca de 2%, em volume, maior do que cerca de 3% em volume, maior do que cerca de 4% em volume, ou maior do que cerca de 5% em volume. Em uma modalidade, a razao entre o volume do primeiro componente de catalisador para o volume do segundo componente de catalisador pode variar de cerca de 1:2 a cerca de 1:100, entre cerca de 1:5 a cerca de 1:90, ou de cerca de 1:10 a cerca de 1:80.

[00128] Em uma modalidade, componentes opcionais, como aglutinantes e/ou suportes tambem podem estar presentes no catalisador multicomponente. O catalisador multicomponente pode ser usado em qualquer um dos tipos convencionais ou estruturas conhecidas na tecnica. Ele pode ser empregado sob a forma de extrudados, pfiulas, pelotas, granulos, fragmentos quebrados, ou varios formatos especiais. Em uma modalidade, consideragao de uso do catalisador multicomponente no sistema de destilagao reativa e/ou como uma superficie de transferencia de massa dentro da coluna de destilagao podem ser considerados quando se determina um formato apropriada. Por exemplo, o catalisador multicomponente pode ter um formato similar ao material de recheio estruturado ou apropriado para insergao em um recheio estruturado. Em algumas modalidades, o catalisador pode compreender um material particular, que e disperso nos reagentes.

[00129] Em algumas modalidades, o primeiro componente de catalisador que catalisa a hidrogenagao-desidrogenagao pode ser qualquer catalisador de hidrogenagao comum, por exemplo, Cu, Pd, Pt, Cr2O3, PtO2, e/ou Cu2Cr2O5 (por exemplo, um catalisador Lazier). Cobre pode ser benefico devido a seu custo baixo e baixa formagao de subprodutos. Em algumas modalidades, o segundo componente de catalisador do catalisador multicomponente pode ser um ou mais de MgO, Mg(OH)2, carbonatos de magnesio e fosfatos de calcio (por exemplo, Ca5(OH)(PO4)3, Ca2P2O7 e outros fosfatos de calcio), minerais de hidroxido duplos em camadas ou naturais ou sinteticos, como hidrotalcita, caulinita, bem como os produtos da sua interagao com os oxidos alcalinoterrosos ou hidroxidos como MgO, Mg(OH)2, CaO, Ca(OH)2 ou seus carbonatos em altas temperaturas. Oxidos de bario e estroncio, hidroxidos e fosfatos podem ser, potencialmente, tambem usados no processo, como componentes de base solidos.

[00130] A atividade do segundo componente do catalisador multicomponente foi verificada como dependendo do metodo de preparaqao. O catalisador multicomponente pode ser preparado por qualquer um dos metodos aqui descritos para a preparaqao de um catalisador, incluindo, mas nao se limitando a, mistura fisica dos dois componentes, coprecipitagao de sol-gel, ou carregamento do catalisador de desidrogenaqao no componente de catalisador base por impregnagao. Cada um destes metodos foi verificado como levando a criagao de catalisador ativo. A mistura fisica pode ser benefica devido a sua simplicidade, enquanto um processo de impregnagao resultou em maior desempenho.

[00131] Em uma modalidade, o segundo componente de catalisador do catalisador multicomponente pode compreender MgO. Como ilustrado nos Exemplos que acompanham esta descrigao, a atividade de um catalisador compreendendo MgO foi observada como variando dependendo de sua fonte, metodo de preparagao e pre-tratamento. Por exemplo, MgO comprado foi verificado como tendo conversoes menores do que cerca de 5%, area de superficie de MgO elevada (por exemplo, catalisadores feitos por um metodo de aerogel, etc.) foram verificados como tendo conversoes de ate cerca de 26% e MgO obtido a partir da decomposigao de hidroxido e carbonato como aqui descrito foi verificado como tendo conversoes de ate cerca de 65%.

[00132] Portanto, o presente pedido descreve o uso de destilagao reativa para a produgao de acetato de butila a partir de etanol. O presente pedido de patente descreve o uso de catalisadores de reagao de Guerbet e outros catalisadores em um processo de destilagao reativa, para produzir acetato de butila a partir de etanol. O presente pedido tambem descreve a produgao de acetato de butila a partir de uma alimentagao de etanol em um unico reator. Ainda mais, o presente pedido descreve o uso de catalisadores suportados, particularmente CuO/ZrO2 suportado em Al2O3 e CuO/Al2O3 suportado em ZrO2 para a produgao de acetato de butila.

EXEMPLOS

[00133] A descrigao tendo sido geralmente apresentada, os seguintes exemplos sao dados como modalidades particulares da descrigao e para demonstrar a pratica e as vantagens da mesma. Deve ser entendido que os exemplos sao dados a titulo de ilustragao e nao se destinam a limitar o relatorio ou reivindicagoes de qualquer modo.

EXEMPLOS 1-5

[00134] Exemplos 1-5 referem-se a catalisadores utilizaveis para a produgao de butanol, a produgao de butanol e/ou acetato de etila, ou uma combinagao dos mesmos em varios sistemas e metodos descritos no presente pedido.

EXEMPLO 1 Preparagao do catalisador com impregnagao a umido

[00135] Os catalisadores CuO/SiO2, CuO/SiO2-Al2O3, CuO/ZnO, CuO/ZrO2, CuO/SiO2-ZrO2 e CuO/Al2O3 foram preparados atraves de impregnagao de um suporte de catalisador de oxido. Em uma coimpregnagao tipica, uma quantidade medida de Cii(NO3)2^2.5I H) e dissolvida em uma quantidade apropriada de agua deionizada para encher o volume de poro do suporte. A solugao e adicionada ao suporte e agitada ate que o tiquido seja completamente absorvido. O suporte impregnado e, entao, secado em ar a 110°C, seguido por calcinagao ao ar a 400 a 600°C durante 2 a 10 horas. A quantidade de Cii(NO3)2^2.5I H) pode ser ajustada para dar uma carga de peso de Cu final desejada. Cargas de Cu tipicas estao entre 0,5 e 50% em peso.

EXEMPLO 2 Preparagao do catalisador com coimpregnagao e impregnagao sequencial

[00136] Catalisadores CuO/ZnO/SiO2, CuO/ZrO2/SiO2, CuO/MgO/ SiO2, CuO/CaO/SiO2, CuO/SrO/SiO2, CuO/BaO/SiO2, CuO/ZrO2/Al2O3/ SiO2 e CuO/Na2O/ SiO2 foram preparados por meio de coimpregnagao e a impregnagao sequencial de um suporte de catalisador de stiica. Em uma coimpregnagao tipica, quantidades medidas de Cu(N(.K)2^2.5I H) e M(NO3)x^YH2O (M = Zn, ZrO, Mg, Ca, Sr, Ca, Al ou Na, 4; X = 1,2,4; Y = 2-6) sao dissolvidas em uma quantidade apropriada de agua deionizada para encher o volume de poro do suporte de stiica. A solugao e adicionada ao suporte de stiica e agitada ate ficar bem misturado. A stiica impregnada e, entao, secada ao ar a 110°C, seguido por calcinagao ao ar a 400-600°C durante 2 - 10 horas. Cargas de catalisador tipicas estao na faixa de 1-50% em peso de Cu( e 2 a 40% em peso de Mi(j.

[00137] Catalisadores de Cu(/Zn(/Al2(3, Cu(/Cr2(3/Al2(3 e Cu(/Zr(2/Al2(3 foram preparados por meio de coimpregnagao de um suporte de alumina. A amostra em que oxidos de Cu, Zr e Al foram suportados em alumina (Cu(/Zr(2/Al2(3/Al2(3) foi tambem preparada. Em uma coimpregnagao tipica, as quantidades medidas de Cu(NO3)2 ^2,5H2O e M(NO3)x^YH2O (M = Zn, ZrO, ou Cr, X = 1,2,4; Y = 6 ou 9) sao dissolvidos em uma quantidade apropriada de agua deionizada para encher o volume de poro do suporte de alumina. A solugao e adicionada ao suporte de alumina e agitada ate que o tiquido ser completamente absorvido. A alumina impregnada e, entao, secada ao ar a 110°C, seguido por calcinagao em ar a 400-600°C durante 2 - 10 horas. Cargas de catalisador tipicas estao na faixa de 1 a 50% em peso de CuO e 2 a 40% em peso MiOj.

[00138] Catalisadores de CuO/MgO/Al2O3/SiO2 e CuO/MgO/ Al2O3/Al2O3 foram preparados por meio de coimpregnagao e impregnagao sequencial de um suporte de catalisador de stiica ou alumina. Em uma coimpregnagao tipica, quantidades medidas de Cu(N(K)2^2,5I tiO e M(NO3)x^YH2O ou M(CH3COO)x^YH2O (M = Mg, Al; X =2,4; Y = 2-6) sao dissolvidas em uma quantidade apropriada de agua deionizada. A solugao e adicionada ao suporte de stiica ou alumina lentamente e gradualmente para obter uma boa distribuigao de sal sobre o suporte (umectagao incipiente). A sHica ou alumina impregnada e, entao, secada ao ar a 110°C, seguido por calcinagao ao ar a 400-600°C durante 2 - 10 horas. As cargas de catalisador tipicas estao na faixa de 1-50% em peso de CuO e 2 a 40% em peso de MiOj. Um exemplo de produto final e de 1,5% em peso Cu, 13% em peso de MgO e 2 % em peso de AI2O3 em sHica ou alumina granulada.

EXEMPLO 3 Preparagao de catalisador com coprecipitagao

[00139] Catalisadores de oxido de metal mistos foram preparados por meio de coprecipitagao a partir de solugoes de nitrato. Em uma smtese de coprecipitagao tipica, uma quantidade medida de nitratos de metal apropriados (Cu, Zn, Zr, Al, Cr, Fe, Ni, Ba) sao dissolvidos em agua deionizada (faixa de concentragao de metal total de 0,5 a 3 M). A solugao de nitrato de metal e, entao, precipitada por adigao em gotas em uma solugao agitada de volume igual de 4 M NaOH aquoso em temperatura ambiente. Depois da adigao de toda a solugao de nitrato de metal, a suspensao e agitada durante 12 a 24 horas para assegurar precipitagao completa dos oxidos de metal. O solido precipitado e, entao, filtrado e lavado com excesso de agua deionizada. Os solidos sao entao secados durante a noite a 110°C, seguido por calcinagao de 220 a 500°C. Catalisadores preparados desta forma tem cargas de CuO entre 40 a 80% em peso. As cargas de outros oxidos de metais estao na faixa de 2 a 40% em peso.

[00140] Um aglutinante de catalisador pode ser adicionado ao oxido de metal misto para conferir resistencia mecanica adicional. O catalisador de oxido de metal e triturado em um po fino e, entao, agitado em uma suspensao coloidal de sHica ou de alumina em agua. A suspensao resultante e agitada enquanto aquecida a 80 a 130°C ate secura. O solido resultante pode entao ser extrudado ou prensado, triturado e peneirado ate tamanhos de particula apropriados. Uma alternativa consiste em adicionar a silica coloidal ou suspensao de alumina a solugao de precipitagao de 4 M NaOH antes da adigao da solugao de nitrato de metal. Outros sais de metais, incluindo acetatos e carbonatos, podem ser usados em vez dos nitratos.

EXEMPLO 4 Smtese direta de acetato de butila a partir de etanol

[00141] Uma porgao dos catalisadores preparados como descrito nos Exemplos 1-3 foi testada em reagoes de smtese de acetato de butila depois de ser reduzida em uma corrente de H2 a uma temperatura entre 175 e 240°C. Tabela 1 mostra a conversao e seletividade dos catalisadores de reagoes de smtese de acetato de butila conduzidas em um reator de leito fixo. Figura 12 ilustra uma distribuigao de produtos em porcentagem em peso usando CuO/MgO em SiO2 com 0,10 mL/min alimentagao de etanol a 260°C e 3447 kPa manometrico e Figura 13 mostra distribuigoes de produto organico em porcentagem em peso, usando CuO/MgO/Al2O3 em SiO2 com uma alimentagao de etanol de 0,10 mL/min a 260°C e 3447 kPa manometrico. Conversao e seletividade para reagoes em fase gasosa foram determinadas usando um reator de leito fixo operando a 220-300°C e 101,3-3.546,3 kPa (135 atm). Etanol puro foi alimentado ao reator com uma velocidade espacial horaria de Hquido (LHSV) entre 0,1 -. 1,5 h-1. Conversao (Xetanol, seletividade (SBuOAc) e razao molar de acetato de etila para butanol (R) foram calculadas a partir da composigao do efluente do reator como

respectivamente, onde nBuOAc, nEtOAc, nBuOH e nEtOH representam a taxa de fluxo molar de acetato de butila, acetato de etila, butanol (por exemplo, n-butanol e/ou 2-butanol) e etanol no efluente do reator (por exemplo, a corrente de produto compreendendo o butanol), respectivamente e nEtOH,O representa a taxa de fluxo molar de etanol para a entrada do reator. Tabela 1: Conversao e Seletividade para catalisadores selecionados em um reator de leito fixo operando a 260°C e 3.546,3 kPa (35 atm).

EXEMPLO 5 Preparagao de catalisador de acetato de Butila com base em hidrotalcita

[00142] Hidrotalcita foi tratada com hidroxido de calcio para aumentar sua basicidade. Neste exemplo, 15 gramas de hidrotalcita sintetica (proveniente de Sigma-Aldrich) foram bem misturados com 4 g de Ca(OH)2 e ~ 30 mL agua para criar uma pasta espessa. Aproximadamente 5-6 ml de etanol foram adicionados assim para facilitar a umectagao da hidrotalcita hidrofobica. A pasta foi agitada muito bem e deixada secar a 105°C. O po resultante foi aquecido a 475°C a uma taxa de 1°C/min. e mantido a 475°C durante 2 horas. Uma vez resfriado a temperatura ambiente, o material foi triturado em um po fino, seguido da adigao de 1,2 g de hidrato de nitrato de Cu (Cu(NO3)2^2,5H2O) dissolvido em ~ 30 ml de agua Dl. A pasta foi agitada muito bem, secada e entao aquecida em ar a 475°C a 1°C/min. e mantida a 475°C durante 2 horas. O po foi prensado em granulos para testar em um reator de leito fixo.

[00143] 5,0 g do catalisador granulado foram carregados em um reator de leito fixo e reduzidos em uma corrente de hidrogenio fluindo a 220°C durante 16 horas (durante a noite). Apos redugao, o desempenho do catalisador foi avaliado a 220-280°C a uma pressao de 3447 kPa manometrico com uma alimentagao de etanol puro em um reator com uma LHSV de 1,0h-1. Tabela 2 mostra a conversao de etanol e a razao de acetato de etila para n- butanol no efluente do reator. Figura 14 mostra a distribuigao do produto organico (nao inclui agua, hidrogenio ou etanol) no efluente de reator a 280°C, que foi representativo de todas temperaturas testadas.

[00144] A partir dos exemplos 1 a 5, pode-se notar que uma seletividade total elevada para acetato de butila pode ser alcangada usando catalisadores de conversao aqui descritos. Em particular, o CuO/MgO sobre SiO2, CuO/MgO sobre Al2O3 e preparagoes de catalisadores de hidrotalcita podem cada simultaneamente produzir acetato de etila e butanol, alcangar uma seletividade total acima de 75%, enquanto a produgao de razoes molares quase identicas de acetato de etila e butanol. Com base em exemplos 1 a 5, tambem pode ser visto que uma seletividade total elevada de butanol e acetato de etila usando os catalisadores de conversao aqui descritos devem permitir o uso das modalidades do sistema, como ilustrado nas Figuras da presente descrigao. Os produtos da reagao podem entao ser convertidos em acetato de butila nos sistemas aqui descritos.

EXEMPLOS 6-9

[00145] Exemplos 6-9 referem-se a catalisadores uteis para a produgao de acetato de etila em varios sistemas e metodos para a coprodugao de butanol e acetato de etila descritos no presente pedido. Informagoes adicionais com relagao a preparagao dos catalisadores descritos nos Exemplos 6-9 podem ser encontrados na Publicagao de Pedido de Patente US 2013/0197266 para Gadewar et al, que e aqui incorporada por referencia em sua totalidade.

EXEMPLO 6 Preparagao de catalisador com impregnagao a umido

[00146] Varios catalisadores incluindo CuO/SiO2, CuO/SiO2-Al2O3, CuO/ZnO, CuO/ZrO2, CuO/SiO2-ZrO2, CuO/ZnO/Al2O3, CuO/Cr2O3/BaO, CuO/Cr2O3 e CuO/Al2O3 foram preparados por meio de impregnagao do suporte do catalisador de oxido correspondente. A preparagao envolveu a dissolugao de 4 gramas (g) de Cu (N(Y)2^2,5I H) em 30 mL de agua deionizada, que foram, entao, adicionados a 30 g do suporte de oxido apropriado e agitados ate bem misturados. O suporte impregnado foi entao secado em ar a 110°C, seguido por calcinagao em ar a 450°C. A quantidade de Cu(NO3)2 •2,5H2O foi ajustada para obter uma carga de peso de Cu final desejada. Suficiente agua foi usada para umedecer todo o suporte de oxido. As cargas de cobre entre 0,5% e 20% em peso foram alcangadas.

EXEMPLO 7 Preparagao do catalisador com coimpregnagao e impregnagao sequencial

[00147] Varios catalisadores incluindo CuO/ZnO/SiO2, CuO/ZrO2/SiO2, CuO/MgO/SiO2, CuO/CaO/SiO2 CuO/SrO/SiO2, CuO/BaO/SiO2, e CuO/Na2O/SiO2 foram preparados por meio de co- impregnagao e a impregnagao sequencial de um suporte de catalisador de sHica. Para a coimpregnagao, quantidades medidas de Cu(NO3)2 •2,5H2O e M(NO- 3)x^YH:O (M = Zn, Zr, Mg, Ca, Sr, Ca, ou Na; X = 1, 2, 4; Y = 2-6) foram dissolvidos em agua deionizada. A solugao foi adicionada ao suporte de sHica e agitada ate bem misturada. A sHica impregnada foi secada em ar a 110°C, seguida por calcinagao em ar a 450°C.

[00148] Para impregnagao sequencial, uma quantidade medida de M(NO3)x^YH2O (M = Mg, Ca, Sr, Ca ou Na; X = 1 ou 2; Y = 2-6) foi dissolvida em agua deionizada. A solugao foi, entao, adicionada ao suporte de sHica e bem misturada. A sHica foi secada a 110°C e depois calcinada a 450°C em ar. Este procedimento foi depois repetido usando Cu(NO3)2 •2,5H2O em vez do primeiro nitrato metalico. Cargas de cobre entre 0,5% e 20% em peso e uma adigao de carga de metal entre 0,1% e 10%, em peso, foram alcangados.

EXEMPLO 8 Preparagao de catalisador com coprecipitagao

[00149] Catalisadores de oxido de metal mistos foram preparados via coprecipitagao a partir de solugoes de nitrato. Na smtese de coprecipitagao, uma quantidade medida do nitrato de metal apropriado (Cu, Zn, Zr, Al, Cr, Fe, Ni, Ba ou qualquer combinagao dos mesmos) foi dissolvida em agua deionizada (concentragao total de metal na faixa de 1 - 3 M). A solugao de nitrato de metal foi entao precipitada por adigao em gotas a um volume igual agitado de NaOH aquoso 4 M em temperatura ambiente. Depois da adigao de toda a solugao de nitrato de metal, a suspensao foi agitada durante 12 a 24 horas para assegurar a precipitagao completa dos metais. O solido precipitado foi entao filtrado e lavado com excesso de agua deionizada. Os solidos foram entao secados durante a noite a 110°C. O oxido de metal misto resultante foi entao prensado, triturado, e peneirado para recuperar um catalisador com tamanhos de particula entre 450 e 850 gm. Catalisadores preparados deste modo tinham cargas de oxido de cobre entre 40% e 80% em peso. As cargas de outros oxidos de metais estao na faixa de 2% a 40% em peso.

[00150] Alem dos catalisadores preparados acima, varios catalisadores foram preparados via coprecipitagao e, entao, um aglutinante foi incorporado.O aglutinante de catalisador foi adicionado ao oxido de metal misto preparado como descrito acima pela primeira trituragao do oxido de metal misto em um po fino e, entao, agitando o mesmo em uma suspensao coloidal de sHica ou alumina em agua. A suspensao resultante foi agitada com aquecimento a 80130°C ate secura. O solido resultante foi, entao, prensado, triturado, e peneirado em tamanhos de particula apropriados.

EXEMPLO 9 Dimerizagao desidrogenativa de etanol

[00151] Uma porgao dos catalisadores preparados como descrito nos Exemplos 6 a 8 foi tratada com uma solugao de N2CO3 por imersao do catalisador em uma solugao aquosa 0,2 M de Na2CO3, durante 2 - 24 horas. O catalisador foi, entao, filtrado e deixado secar em ar em temperatura ambiente. Outra porgao dos catalisadores foi reduzida em um ambiente de hidrogenio a 175 - 240°C durante um periodo de 4 - 12 horas. Estes catalisadores foram, entao, testados em reagoes de desidrogenagao de etanol. Conversao e seletividade para reagoes em fase gasosa foram determinadas do uso em um reator de leito fixo operando a 190-240°C e 101,3-2.431,8 kPa (1-24 atm). Etanol puro foi alimentado ao reator com uma velocidade espacial horaria ponderal (WHSV) entre 0,1 - 1,5 h-1. Conversao e a seletividade para a fase de Hquido e reagoes de fases de Hquido/vapor mistas foram determinadas em um reator de leito fixo, operando a 190-240oC e em pressoes acima de 2.533,1 kPa (25 atm). Reagoes de fase de Hquido tambem foram conduzidas em um reator de batelada a 180-200°C e 2.026,5-3.141 kPa (20-31 atm) (pressao do reator foi mantida acima da pressao de vapor de etanol na temperatura de operagao).

[00152] Tabela 3 mostra a conversao e seletividade dos catalisadores em uma reagao de dimerizagao desidrogenativa conduzida em um reator de leito fixo. A conversao de etanol (Xetanol) e “seletividade de acetato de etila” (Sacetato de etila) foram calculadas a partir da composigao do efluente do reator como

em que FEtOH, FEtOAc e FAcH representam as taxas de fluxo molares de etanol, acetato de etila, e acetalde^do no efluente do reator, respectivamente, e FEtOH,0 representa a taxa de fluxo molar de etanol na entrada do reator. Acetalde^do e um intermediary de reagao e assim foi inclmdo no calculo da seletividade. Como aqui usado, a seletividade do acetato de etila da conversao refere-se a quantidade de etanol que e consumida na reagao de conversao que e convertido em acetato de etila.

EXEMPLO 10 Conversao do etanol em n-butanol usando catalisador de Ca-pirofosfato/Cu

[00153] Um catalisador foi preparado por mistura de 8 gramas de Ca2O2O7 com 0,2 g de CuO como pos. O catalisador foi tratado com hidrogenio a 220°C. O catalisador (8 gramas de catalisador) foi colocado em contato com etanol a uma taxa de fluxo de 0,04 ml/min a 260°C na presenga de 15,4 ml/min hidrogenio coalimentado. A reagao foi realizada durante 4 horas. A conversao observada foi calculada como sendo de cerca de 15% e as seletividades resultantes sao listadas na Tabela 4.

EXEMPLO 11 Conversao de etanol para n-butanol, usando um catalisador MgO/Cu nanoparticulado.

[00154] Um catalisador foi preparado por mistura de 8 gramas de nanoparticulas de MgO Nanoactive® (proveniente de Nanoscale Materials Corp. of Manhattan, Kansas) com 0,2 gramas de CuO como pos. O catalisador foi tratado com hidrogenio a 220°C. O catalisador (8 gramas de catalisador) foi colocado em contato com etanol a uma taxa de fluxo de 0,04 ml/min a 300°C, na presenga de 15,4 ml/min hidrogenio coalimentado. Areagao foi realizada durante 4 horas. A conversao observada foi calculada como sendo de cerca de 26% e as seletividades resultantes sao listadas na Tabela 5.

EXEMPLO 12 Conversao de etanol em n-butanol usando catalisador de hidrotalcita/Cu sintetico

[00155] Um catalisador foi preparado por mistura de 8 gramas de hidrotalcita sintetica com 0,2 gramas de CuO como pos. O catalisador foi tratado com hidrogenio a 220°C. O catalisador (8 gramas de catalisador) foi colocado em contato com etanol a uma taxa de fluxo de 0,04 ml/min a 260°C na presenga de 15,4 ml/min de hidrogenio coalimentado. A reagao foi realizada durante 4 horas. A conversao observada foi calculada como sendo de cerca de 2% e as seletividades resultantes sao listadas na Tabela 6.

EXEMPLO 13 Conversao de etanol em n-butanol usando um catalisador Mg(OH)2/Cu

[00156] Um catalisador foi preparado por mistura de 9 g de Mg(OH)2 com 0,5 gramas de CuO como pos. O catalisador foi tratado com hidrogenio a 220°C. O catalisador (8 gramas de catalisador) foi colocado em contato com etanol a uma taxa de fluxo de 0,04 ml/min a 300°C sem uma coalimentagao de hidrogenio. A reagao foi realizada durante 4 horas. A conversao observada foi calculada como sendo de cerca de 64% e as seletividades resultantes sao listadas na Tabela 7.

EXEMPLO 14 Conversao de etanol em n-butanol usando um catalisador de hidrotalcita/Cu sintetico tratado com Ca(OH)2

[00157] O catalisador foi preparado por mistura de 9 gramas de hidrotalcita sintetica tratada com Ca-hidroxido com 0,6 gramas de CuO como pos. A hidrotalcita tratada com Ca-hidroxido foi preparada por mistura de uma pasta fluida de 3 gramas de Ca(OH)2 em 30 ml de agua com 20 gramas de hidrotalcita sintetica. A mistura foi entao aquecida ate secura, seguido por aquecimento a 300°C durante 2 horas. O catalisador foi tratado com hidrogenio a 220°C.

[00158] O catalisador (8 gramas de catalisador) foi colocado em contato com etanol a uma taxa de fluxo de 0,04 ml/min a 300°C sem uma coalimentacao de hidrogenio. A reagao foi realizada durante 4 horas. A conversao observada foi calculada como sendo de cerca de 58% e as seletividades resultantes sao listadas na Tabela 8.

EXEMPLO 15 Conversao de etanol em n-butanol usando um catalisador de MgO (de carbonato basico de magnesio)Cu

[00159] O catalisador foi preparado por mistura de 9 gramas de MgO preparado a partir de carbonato basico de Mg (dispomvel de Fisher Scientific of Waltham, MA), com 1 grama de CuO como pos. O MgO foi preparado por aquecimento de MgCO3.Mg(OH)2 dispomvel comercialmente a 450°C a uma taxa de aquecimento de cerca de 1°C/min. A mistura foi mantida a 450°C durante 2 horas. O catalisador resultante foi tratado com hidrogenio a 220°C.

[00160] O catalisador (8 gramas de catalisador) foi colocado em contato com etanol a uma taxa de fluxo de 0,04 ml/min a 260°C sem uma coalimentacao de hidrogenio. A reacao foi realizada durante 4 horas. A conversao observada foi calculada como sendo de cerca de 52% e as seletividades resultantes sao listadas na Tabela 9 Tabela 9 Seletividades para exemplo 15

EXEMPLO 16 Conversao de etanol em n-butanol usando catalisador de MgO (de hidroxido de magnesio)/Cu

[00161] O catalisador foi preparado por mistura de 9 gramas de MgO preparado a partir de hidroxido de mg (dispomvel de Fisher Scientific of Waltham, MA), com 1 grama de CuO como pos. O MgO foi preparado por aquecimento de Mg(OH)2 em um cadinho aberto a 450°C a uma taxa de aquecimento de cerca de 1°C/min. O Mg(OH)2 foi mantido a 450°C durante cerca de 2 horas. O catalisador de MgO e CuO misto foi tratado com hidrogenio a 220°C.

[00162] O catalisador (8 gramas de catalisador) foi colocado em contato com etanol a uma taxa de fluxo de 0,04 ml/min a 300°C sem uma coalimentagao de hidrogenio. A reagao foi realizada durante 4 horas. A conversao observada foi calculada como sendo de cerca de 56% e as seletividades resultantes sao listadas na Tabela 10.

EXEMPLO 17 Conversao de etanol em n-butanol usando um catalisador de MgO (hidroxido de magnesio)/Cu carregado atraves de um precursor de sal -Cu

[00163] O catalisador foi preparado gradualmente misturando 10 gramas de MgO preparado de Mg hidroxido g (dispomvel de Fisher Scientific of Waltham, MA) com 1,5 gramas de hidrato de acetato de Cu- como solugao de etanol. Uma vez que todo o sal de etila foi transferido e o etanol evaporado, o material foi aquecido a 415°C para produzir o catalisador final. O MgO usado na mistura foi preparado por aquecimento de Mg(OH)2 em um cadinho a 450°C a uma taxa de aquecimento de cerca de 1°C/min e mantendo o Mg(OH)2 a 450°C durante 2 horas. O catalisador misto foi tratado com hidrogenio a 220°C.

[00164] O catalisador (8 gramas de catalisador) foi colocado em contato com etanol a uma taxa de fluxo de 0,04 ml/min a 260°C sem uma coalimentagao de hidrogenio. A reagao foi realizada durante 4 horas. A conversao observada foi calculada como sendo de cerca de 55% e as seletividades resultantes sao listadas na Tabela 11.

EXEMPLO 18 Smtese direta de alcoois a partir de etanol

[00165] Catalisadores foram testados para reagoes de smtese de alcool superior em um reator de leito fixo operando a cerca de 200-300°C e cerca de 101,3-3.546,3 kPa (1-35 atm). Catalisadores foram reduzidos em uma corrente de H2 a uma temperatura entre 175°C e 240°C antes de serem usados nas reagoes.

[00166] Tabela 12 mostra a composigao do efluente do reator usando dois catalisadores suportados diferentes em temperaturas diferentes. O primeiro catalisador foi uma mistura de CuO e MgO coimpregnado sobre um suporte SiO2 e o segundo foi CuO, ZrO2 e Al2O3 coimpregnados sobre um suporte de Al2O3. A composigao do efluente do reator mostrada na Tabela 12, resultou do uso de 5,0 g de catalisador com uma alimentagao de etanol a 0,10 ml/min a 3447 kPa manometrico. Como esperado, o aumento da temperatura tambem aumentou a conversao de etanol em alcoois. Foram tambem observadas quantidades significativas de acetalde^do e butiralde^do, mas nao foi observado crotonalde^do no efluente do reator. Na Tabela 12, os “hexanois” incluem tanto 1-hexanol como 2-etilbutanol e os “octanois” incluem 1-octanol e 2-etil-hexanol.

[00167] A Figura 15 mostra uma distribuigao tipica do produto CuO/MgO sobre o catalisador SiO2 com alimentagao de 0,10 ml/min de etanol a 300°C e 3447 kPa manometrico. Incluindo os intermediarios acetalde^do e butiralde^do, junto com todos os alcoois produtos, a seletividade da reagao total esta acima de 85% (a percentagem do total de etanol consumido que e convertido no produto desejado ou intermediarios de reagao). Outros produtos de reagao incluem principalmente esteres como acetato de etila, acetato de butila, e butirato de etila, embora alguns de 2-butanona e 2-butanol tambem estejam presentes no efluente do reator. A distribuigao do produto usando CuO/ZrO2/Al2O3 sobre catalisador Al2O3 com 0,10 ml/min de alimentagao de etanol a 280°C e 3447 kPa manometrico e mostrada na Figura 16, exibe uma ruptura similar de subprodutos da reagao, exceto uma quantidade significativa de eter dieti'lico e produzida sobre deste catalisador.

EXEMPLO 19 Smtese direta de alcoois a partir de etanol

[00168] O catalisador foi preparado por mistura de 10,7 gramas de Mg (CHgCOO)2^4H2O com 0,6 grama de Al(OH)(OAc)2 e 0,6 g de acetato de Cu hidratado. Os solidos foram dissolvidos em ~ 150 ml de agua deionizada com a adigao de 10 ml de acido acetico glacial. A solugao foi carregada em cada 15 g de sdica 61138 Saint-Gobain (A) ou 15 g alumina 2720 WR Grace (B). Os suportes carregados resultantes foram aquecidos a 350°C a 1°C/min e mantidos a 350°C durante 3 h. Os catalisadores resultantes (5 gramas de cada catalisador) foram colocados em contato com etanol, a uma taxa de fluxo de 0,1 ml/min a 260°C sem uma coalimentagao de hidrogenio a uma pressao de 3447 kPa manometrico. A reagao foi realizada durante 2 horas. A conversao observada para (A) foi calculada como sendo de cerca de 30% e a seletividade resultante e listada na Tabela 13.

[00169] Quando carregados em alumina WR Grace, a conversao observada foi 31% com seletividade de distribuicao do produto observada listada na Tabela 14.

EXEMPLO 20 Smtese de acetato de butila

[00170] Experiencias foram conduzidas a fim de simular as segbes inferiores de uma coluna de destilacao reativa para demonstrar a viabilidade de producao de acetato de butila. As reacbes foram realizadas em um reator de batelada com 15 g de um catalisador CuO /ZrO2 /Al2O3 coprecipitado e ~ 70 ml de etanol a 10,5% em peso, 89,5% em peso de mistura de acetato de etila. O catalisador foi reduzido a 220°C em H2 durante a noite, antes da mistura de acetato de etanol/acetato ser adicionada ao reator. O reator foi entao aquecido a temperatura de reagao desejada e mantido durante 24 horas. Apos 24 horas, uma amostra de Hquido foi coletada a partir do reator. A composigao da mistura de reagao final apos 24 horas e mostrada na Tabela 15.

[00171] A Tabela 15 demonstra que, em temperaturas elevadas, uma porgao significativa do etanol na alimentagao e consumida para obter o acetato de butila. Tambem mostra que o intermediario nesta reagao, 1- butanol, e quase quantitativamente consumido para obter o acetato de butila.

EXEMPLO 21 Simulagao de um processo de produgao de acetato de butila

[00172] Um simulador de processo foi usado para modelar a produgao de acetato de butila em uma coluna de destilagao reativa, como aqui descrito. Neste exemplo, foi realizada uma simulagao Aspen Plus de um processo para a produgao de acetato de butila a partir de etanol usando uma destilagao reativa. A alimentagao compreendia etanol (99,5 mol% de etanol) e agua. Os principais obstaculos para o processo foram a seletividade do produto final. A configuragao da coluna usada na simulagao mostrou que 100% de conversao e acima de 99% de seletividade para acetato de butila podem ser alcangadas.

[00173] As seguintes reagoes foram modeladas para a produgao de acetato de butila a partir de etanol: 2 Etanol ^ Acetato de etila + 2 Hidrogenio 2 Etanol ^ n-Butanol + Water Acetato de etila + n-butanol ^ acetato de butila + etanol

[00174] Um modelo cinetico de lei de potencia foi usado para o esquema de reagao. O processo foi simulado usando Aspen Plus como uma ferramenta de simulagao e o processo simulado consistia da coluna de destilagao reativa (RD), trocador de calor e separador de componente para a produgao de acetato de butila a partir de etanol, como mostrado na Figura 17. A coluna de destilagao reativa simulada foi operada a 4.000 kPa (40 bar) e tinha um total 26 estagios, dos quais os estagios 15 foram modelados como sendo reativos (entre estagios 8 a 22). A alimentagao foi modelada como estando no estagio 7. Aqui, o refervedor e mencionado como estagio 1. A carga total de catalisador foi de 12.200 litros com uma corrente de alimentagao de etanol de 175.000 kg/dia.

[00175] No sistema modelado, a corrente de vapor 702 e proveniente do topo da coluna de destilagao reativa e condensada no trocador de calor. A corrente de Hquido condensado e vapor nao condensado (hidrogenio) 703 e enviada para o separador de componentes, em que o hidrogenio (gas) em corrente 711, agua em corrente 712 e outro Hquido organico em corrente 704 se tornem separados. A corrente de Hquido organico 704 foi enviada de volta para a coluna como refluxo. Corrente 701 (0,001 kmol/h), complementagao de etanol no estagio de topo da coluna, e fornecida para o simulador para ajudar na convergencia da simulagao, esta corrente tendo uma taxa de fluxo negligenciavel. Os resultados de simulagao de modelo para varias correntes sao mostrados na Tabela 16.

[00176] Os resultados da simulagao Aspen Plus confirmam a viabilidade do uso de um processo de destilagao reativa para a produgao de acetato de butila a partir de etanol. O acetato de butila de alta pureza pode ser obtido como a corrente de fundo e uma conversao quase completa de etanol pode ser possivel.

EXEMPLO 22 Smtese de acetato de butila a partir de etanol

[00177] A reagao foi conduzida para demonstrar o uso do mesmo catalisador em tanto o reator de desidrogenagao de etanol para obter acetato de etila como o reator de transesterificagao para obter acetato de butila. A aptidao do catalisador de desidrogenagao de etanol foi demonstrada por uso de um reator de fluxo tampao operando a 3.546,3 kPa (35 atm) e 200°C, com uma alimentagao de 9,7% em peso de 1-butanol e 90,3% em peso de acetato de etila a 0,16 ml/min. 11,0 g de CuO/ZrO2/Al2O3 foram carregados para o reator de leito fixo e reduzidos durante a noite a 200°C em H2 fluindo antes de iniciar a alimentagao. A composigao do efluente liquido coletada e mostrada na Figura 18. Como mostrado, o 1-butanol e acetato de etila reagiram seletivamente para dar acetato de butila e etanol.

[00178] Tendo descrito numerosos sistemas e metodos aqui, varias modalidades podem incluir, mas nao estao limitadas a:

[00179] Em uma primeira modalidade, um metodo de destilagao reativa compreende introduzir uma corrente de alimentagao em uma coluna de destilagao reativa, em que a corrente de alimentagao compreende etanol; contactar a corrente de alimentagao com um ou mais catalisadores na coluna de destilagao reativa durante uma destilagao, em que os corrente de alimentagao reage, na presenga de um ou mais catalisadores para produzir um produto de reagao compreendendo acetato de etila, butanol e agua, em que o butanol e o acetato de etila reagem para produzir um produto de reagao compreendendo o acetato de butila; e remover o acetato de butila durante a destilagao a partir da coluna de destilagao reativa como uma corrente de fundo.

[00180] Uma segunda modalidade inclui o metodo da primeira modalidade, compreendendo adicionalmente remover o acetato de etila, butanol ou ambos, durante a destilagao a partir da coluna de destilagao reativa na corrente de fundo.

[00181] Uma terceira modalidade inclui o metodo da segunda modalidade, compreendendo adicionalmente aumentar a razao da quantidade do acetato de butila para o acetato de etila, butanol ou ambos na corrente de fundo por aumento da pressao na coluna de destilagao reativa.

[00182] Uma quarta modalidade inclui o metodo da segunda modalidade, compreendendo adicionalmente aumentar a razao da quantidade do acetato de butila para o acetato de etila, butanol ou ambos, na corrente de fundo, provendo um recheio nao reativo em uma porgao inferior da coluna de destilagao reativa.

[00183] Uma quinta modalidade inclui o metodo da primeira modalidade, compreendendo adicionalmente: contactar a corrente de fundo com um catalisador de hidrogenagao e hidrogenio para hidrogenar, pelo menos, uma porgao de um contaminante na corrente de fundo e separar a porgao hidrogenada do contaminante a partir da corrente de fundo.

[00184] Uma sexta modalidade inclui o metodo da quinta modalidade, em que o catalisador de hidrogenagao compreende um metal do Grupo VIII, um metal do Grupo VI, ou qualquer combinagao dos mesmos.

[00185] Uma setima modalidade inclui o metodo de qualquer uma das primeira a sexta modalidades, em que o catalisador compreende um catalisador de reagao de Guerbet, um catalisador de oxido de multicomponentes de base solido, um catalisador bifuncional acido/base solido, um zeolito com contra4ons alcalinos, um catalisador de oxido de magnesio, um catalisador em po de oxido, ou qualquer combinagao dos mesmos.

[00186] Uma oitava modalidade inclui o metodo de qualquer uma das primeira a setima modalidades, em que o catalisador compreende um catalisador de reagao de Guerbet de hidroxiapatita, um catalisador de reagao de Guerbet de base solido, ou uma combinagao dos mesmos.

[00187] Uma nona modalidade inclui o metodo de qualquer uma das primeira a oitava modalidades, em que o catalisador compreende um componente de catalisador representado pela formula: M/MgO/Al2O3, em que M representa paladio, rodio, mquel, ou cobre, ou oxidos dos mesmos.

[00188] Uma decima modalidade inclui o metodo de qualquer uma das primeira a nona modalidades, em que o catalisador compreende uma hidroxiapatita representada pela formula: Ca10 (PO4)6(OH)2 em que a razao de calcio para fosforo (Ca: P) esta entre cerca de 1,5 e cerca de 1,8.

[00189] Uma decima primeira modalidade inclui o metodo de qualquer uma das primeira a decima modalidades, em que o catalisador compreende uma estrutura de apatita atendendo a formula: Ma(M’Ob)cX2, em que M representa calcio, estroncio, magnesio, bario, chumbo, cadmio, ferro, cobalto, mquel, zinco, ou hidrogenio, em que M’ representa fosforo, vanadio, arsenio, carbono, ou enxofre, em que X representa um fluor, cloro, bromo ou um hidroxido e em que a e cerca de 10, b e cerca de 3, c e cerca de 6 e a razao de a para c esta entre cerca de 1,5 e cerca de 1,8.

[00190] Uma decima segunda modalidade inclui o metodo de qualquer uma das primeira a decima primeira modalidades, em que o catalisador compreende um fosfato de calcio, um fosfato carbonato de calcio, um pirofosfato de calcio, fosfato de magnesio, um fosfato carbonato de magnesio, um pirofosfato de magnesio ou qualquer combinagao dos mesmos.

[00191] Uma decima terceira modalidade inclui o metodo de qualquer uma das primeira a decima segunda modalidades, em que o catalisador compreende oxido de magnesio, hidroxido de magnesio, hidrato de fosfato de magnesio (Mg3(PO).|)2^8I H')). oxido de calcio, hidroxido de calcio, fluoreto de calcio, silicato de calcio (wollastonita), sulfato de calcio di-hidratado (gesso), fosfato de litio, fosfato de aluminio, dioxido de titanio, fluorapatita (Ca10(P)4)6F2), fosfato tetracalcico (Ca4(P)4)2)), hidrotalcita, talco, caulim, sepiolita, ou qualquer combinagao dos mesmos.

[00192] Uma decima quarta modalidade inclui o metodo de qualquer uma das primeira a decima terceira modalidades, em que o catalisador compreende pelo menos um componente cataHtico selecionado dentre o grupo consistindo em: cobre, oxido de cobre, bario, oxido de bario, rutenio, oxido de rutenio, rodio, oxido de rodio, platina, oxido de platina, paladio, oxido de paladio, renio, oxido de renio, prata, oxido de prata, cadmio, oxido de cadmio, zinco, oxido de zinco, zirconio, oxido de zirconio, ouro, oxido de ouro, talio, oxido de talio, magnesio, oxido de magnesio, manganes, oxido de manganes, alummio, oxido de alummio, cromo, oxido de cromo, mquel, oxido de mquel, ferro, oxido de ferro, molibdenio, oxido de molibdenio, sodio, oxido de sodio, carbonato de sodio, estroncio, oxido de estroncio, estanho, oxido de estanho e qualquer misturas dos mesmos.

[00193] Uma decima quinta modalidade inclui o metodo de qualquer uma das primeira a decima quarta modalidades, em que o catalisador compreende um catalisador multicomponente.

[00194] Uma decima sexta modalidade inclui o metodo da decima quinta modalidade, em que o catalisador multicomponente compreende um primeiro componente de catalisador e um segundo componente catalisador, em que o primeiro componente do catalisador e configurado para converter uma porgao do etanol na corrente de alimentagao no acetato de etila e em que o segundo componente de catalisador e configurado para converter pelo menos uma porgao do etanol na corrente de alimentagao no butanol e agua.

[00195] Uma decima setima modalidade inclui o metodo de qualquer uma da primeira a decima sexta modalidades, compreendendo adicionalmente: remover uma corrente lateral a partir da coluna de destilagao reativa; contactar a corrente lateral com um catalisador de reator lateral, em que a corrente lateral reage na presenga do catalisador de reator lateral para produzir acetato de butila; e reintroduzir o acetato de butila produzido na presenga do catalisador de reator lateral na coluna de destilagao reativa.

[00196] Uma decima oitava modalidade inclui o metodo de qualquer uma das primeira a decima setima modalidades, compreendendo adicionalmente: remover uma corrente lateral a partir da coluna de destilagao reativa; contactar a corrente lateral com um catalisador de reator lateral, em que a corrente lateral reage na presenga do catalisador de reator lateral para produzir pelo menos um dentre acetato de etila ou butanol; e reintroduzir o pelo menos um de acetato de etila ou butanol produzido na presenga do catalisador de reator lateral na coluna de destilagao reativa.

[00197] Uma decima nona modalidade inclui o metodo de qualquer uma das primeira a decima setima modalidades, compreendendo adicionalmente: remover uma pluralidade de correntes laterais da coluna de destilagao reativa; introduzir cada uma dentre a pluralidade de correntes laterais para uma correspondente pluralidade de reatores laterais, em que cada reator lateral da pluralidade de reatores laterais compreende um catalisador de reator lateral; contactar cada respectiva corrente lateral com um catalisador de reator lateral no reator lateral correspondente, em que cada respectiva corrente lateral reage na presenga do catalisador de reator lateral para produzir pelo menos um dentre acetato de etila, butanol ou acetato de butila; e reintroduzir o pelo menos um dentre acetato de etila, butanol ou acetato de butila produzido em cada lado na coluna para a destilagao reativa.

[00198] Uma vigesima modalidade inclui o metodo de qualquer uma dentre a primeira a decima nona modalidades, compreendendo adicionalmente introduzir uma segunda corrente de alimentagao compreendendo hidrogenio na coluna de destilagao reativa.

[00199] Em uma vigesima primeira modalidade, um metodo de destilagao reativa compreende introduzir uma corrente de alimentagao em uma coluna de destilagao reativa, em que a corrente de alimentagao compreende etanol; contactar a corrente de alimentagao com um ou mais catalisadores durante uma destilagao, em que a corrente de alimentagao reage na presenga de um ou mais catalisadores; produzir um produto de reagao compreendendo o acetato de butila com base no contato; e remover o acetato de butila durante a destilagao a partir da coluna de destilagao reativa como uma corrente de fundo.

[00200] Uma vigesima segunda modalidade inclui o metodo da vigesima primeira modalidade, em que o um ou mais catalisadores estao dispostos na coluna de destilagao reativa.

[00201] Uma vigesima terceira modalidade inclui o metodo da vigesima primeira modalidade, em que o um ou mais catalisadores sao dispostos em um reator lateral em comunicagao flmdica com a coluna de destilagao reativa.

[00202] Uma vigesima quarta modalidade inclui o metodo da vigesima terceira modalidade, compreendendo adicionalmente: remover uma corrente lateral a partir da coluna de destilagao reativa; contactar a corrente lateral com o um ou mais catalisadores do reator lateral, em que a corrente lateral reage na presenga de um ou mais catalisadores para a produzir acetato de butila; e reintroduzir o acetato de butila produzido na presenga de um ou mais catalisadores na coluna de destilagao reativa.

[00203] Uma vigesima quinta modalidade inclui o metodo da vigesima terceira modalidade, compreendendo adicionalmente: remover uma corrente lateral a partir da coluna de destilagao reativa; contactar a corrente lateral com o um ou mais catalisadores do reator lateral, em que a corrente lateral reage na presenga de um ou mais catalisadores para produzir pelo menos um dentre acetato de etila ou butanol; e reintroduzir o pelo menos um dentre acetato de etila ou butanol produzido na presenga de um ou mais catalisadores na coluna de destilagao reativa.

[00204] Uma vigesima sexta modalidade inclui o metodo da vigesima primeira modalidade, compreendendo adicionalmente: remover uma pluralidade de correntes laterais da coluna de destilagao reativa; introduzir cada uma da pluralidade de correntes laterais em uma correspondente pluralidade de reatores laterais, em que cada reator lateral da pluralidade de reatores laterais compreende um catalisador de um ou mais catalisadores; contactar cada corrente lateral respectiva com o catalisador no reator lateral correspondente, em que cada respectiva corrente lateral reage na presenga do catalisador para produzir pelo menos um dentre acetato de etila, butanol ou acetato de butila; e reintroduzir o pelo menos um dentre acetato de etila, butanol ou acetato de butila produzido em cada lado na coluna de destilagao reativa.

[00205] Uma vigesima setima modalidade inclui o metodo de qualquer uma dentre a vigesima primeira a vigesima sexta modalidades, compreendendo adicionalmente: remover a corrente de fundo da coluna de destilagao reativa, em que a corrente de fundo compreende o acetato de butila e acetato de etila; separar, pelo menos, uma porgao do acetato de etila a partir do acetato de butila; e reciclar o acetato de etila para a coluna de destilagao reativa.

[00206] Uma vigesima oitava modalidade inclui o metodo de qualquer uma das vigesima primeira a vigesima setima modalidades, compreendendo adicionalmente: ajustar uma pressao da coluna de destilagao reativa para aumentar a produgao de acetato de butila.

[00207] Uma vigesima nona modalidade inclui o metodo de qualquer uma das vigesima primeira a vigesima oitava modalidades, compreendendo adicionalmente: produzir butanol e acetato de etila com base no contato da corrente de alimentagao com o um ou mais catalisadores durante a destilagao; contactar o butanol e o acetato de etila com um ou mais catalisadores; e produzir acetato de butila com base no contato do butanol e do acetato de etila com um ou mais catalisadores.

[00208] Em uma trigesima modalidade, um sistema de destilagao reativa compreende uma corrente de alimentagao compreendendo etanol; uma coluna de destilagao reativa, em que a coluna de destilagao reativa compreende: um ou mais catalisadores dispostos dentro da coluna de destilagao reativa, uma alimentagao de etanol configurada para passar a corrente de alimentagao compreendendo o etanol sobre pelo menos uma porgao de um ou mais catalisadores para produzir acetato de etila e butanol, em que o um ou mais os catalisadores sao configurados para levar acetato de etila e butanol a reagir na presenga de um ou mais catalisadores para produzir acetato de butila; uma passagem de remogao de hidrogenio produto de topo e uma passagem de remogao de acetato de butila produto de fundo.

[00209] Um trigesima primeira modalidade inclui o sistema da trigesima modalidade, ainda compreendendo: um reator lateral em comunicagao flmdica com a coluna de destilagao reativa, em que o reator lateral compreende um segundo catalisador; uma entrada em comunicagao flmdica com o reator lateral e a coluna de destilagao reativa e configurado para passar um fluido a partir da coluna de destilagao reativa sobre o segundo catalisador e uma sai'da em comunicagao flmdica com o reator lateral e a coluna de destilagao reativa e configurado para passar o fluido a partir da sai'da do reator lateral para a coluna de destilagao reativa.

[00210] Uma trigesima segunda modalidade inclui o sistema da trigesima primeira modalidade, em que a entrada e acoplada a coluna de destilagao reativa abaixo da sa^da.

[00211] Uma trigesima terceira modalidade inclui o sistema da trigesima segunda modalidade em que o fluido e um vapor.

[00212] Uma trigesima quarta modalidade inclui o sistema da trigesima primeira modalidade, em que a entrada e acoplada a coluna de destilagao reativa acima da sa^da.

[00213] Uma trigesima quinta modalidade inclui o sistema da trigesima primeira modalidade, em que o fluido e um Hquido.

[00214] Uma trigesima sexta modalidade inclui o sistema da trigesima primeira modalidade, compreendendo adicionalmente: um segundo reator lateral em comunicagao flmdica com a coluna de destilagao reativa, em que o segundo reator lateral compreende um terceiro catalisador; uma segunda entrada em comunicagao flmdica com o segundo reator lateral e a coluna de destilagao reativa e configurado para passar um segundo fluido a partir da coluna de destilagao reativa sobre o terceiro catalisador e uma segunda sai'da em comunicagao flmdica com o segundo reator lateral e a coluna de destilagao reativa e configurado para passar o segundo fluido a partir da segunda sai'da do segundo reator lateral para a coluna de destilagao reativa.

[00215] Uma trigesima setima modalidade inclui o sistema de qualquer uma das trigesima a trigesima sexta modalidades, em que a coluna de destilagao compreende adicionalmente um catalisador de hidrogenagao disposto dentro da coluna de destilagao reativa; e em que o sistema de destilagao reativa compreende adicionalmente: uma alimentagao de hidrogenio em comunicagao flmdica com a coluna de destilagao reativa e configurado para passar hidrogenio sobre, pelo menos, uma porgao do catalisador de hidrogenagao.

[00216] Em uma trigesima oitava modalidade oito, um metodo de destilagao reativa compreende: contactar uma primeira corrente de alimentagao compreendendo etanol com um primeiro catalisador; produzir acetato de etila em uma primeira corrente de produto em resposta a contactar a primeira corrente de alimentagao com o primeiro catalisador; separar, pelo menos, uma porgao do acetato de etila da primeira corrente de produto; contactar uma segunda corrente de alimentagao compreendendo etanol com um segundo catalisador; produzir butanol em uma segunda corrente de produto em resposta ao contato da segunda corrente de alimentagao com o segundo catalisador; separar, pelo menos uma porgao do butanol a partir da segunda corrente de produto; introduzir a porgao do acetato de etila e a porgao do butanol em uma coluna de destilagao reativa como uma ou mais correntes de alimentagao; contactar o acetato de etila e butanol na coluna de destilagao reativa; produzir um produto de reagao compreendendo o acetato de butila com base no contato; e remover o acetato de butila durante a destilagao a partir da coluna de destilagao reativa como uma corrente de fundo.

[00217] Uma trigesima nona modalidade inclui o metodo da trigesima oitava modalidade, em que o contato do acetato de etila e butanol na coluna de destilagao reativa ocorre na presenga de um ou mais catalisadores.

[00218] Uma quadragesima modalidade inclui o metodo da trigesima oitava ou trigesima nona modalidade, em que o um ou mais catalisadores estao dispostos em um ou mais reatores laterais.

[00219] Uma quadragesima primeira modalidade inclui o metodo de qualquer uma das trigesima oitava a quadragesima modalidades, em que o contato da primeira corrente de alimentagao com o primeiro catalisador ocorre dentro de uma primeira coluna de destilagao reativa.

[00220] Uma quadragesima segunda modalidade inclui o metodo de qualquer uma da trigesima oitava a quadragesima primeira modalidades, em que o contato da segunda corrente de alimentagao com o segundo catalisador ocorre dentro de uma segunda coluna de destilagao reativa.

[00221] Na discussao precedente e nas reivindicagoes, os termos “incluindo” e “compreendendo” sao usados de forma aberta e, portanto, devem ser interpretados no sentido de “incluindo, mas nao se limitado a...”. Pelo menos uma modalidade e descrita e variagoes, combinagoes e/ou modificagoes da(s) modalidade(s) e/ou caracteristicas da modalidade(s) realizada(s) por uma pessoa com conhecimentos correntes na tecnica estao dentro do escopo da descrigao. Modalidades alternativas que resultam da combinagao, integragao e/ou omissao caracteristicas da(s) modalidade(s) estao tambem dentro do escopo da descrigao. Onde faixas ou limites numericos sao expressamente indicados, tais faixas ou limitagoes expressas devem ser entendidas como incluindo faixas iterativas ou limitagoes de grandeza similar, como caindo dentro das faixas ou limitagoes expressamente indicadas (por exemplo, cerca de 1 a cerca de 10 inclui, 2, 3, 4, etc.; maior do que 0,10 inclui 0,11, 0,12, 0,13, etc). Por exemplo, sempre que uma faixa numerica com um limite inferior, R1 e um limite superior, Ruu e descrita, qualquer numero caindo dentro da faixa e especificamente descrito. Em particular, os seguintes numeros dentro da faixa sao especificamente descritos: R = Ri + k* (Ru-Ri), em que k e uma variavel na faixa de 1 por cento a 100 por cento com um incremento de 1 por cento, isto e, k e 1 por cento, 2 por cento, 3 por cento, 4 por cento, 5 por cento, 50 por cento, 5i por cento, 52 por cento, 95 por cento, 96 por cento, 97 por cento, 98 por cento, 99 por cento ou i00 por cento. Alem disso, qualquer faixa numerica definida por dois numeros R como definido acima e tambem especificamente descrita. O uso do termo “opcionalmente”, com relagao a qualquer elemento de uma reinvindicação significa que o elemento e requerido, ou alternativamente, o elemento nao e requerido, ambos as alternativas estando dentro do ambito da reinvindicação. Uso de termos mais amplos, como compreende, inclui e tendo deve ser entendido para fornecer suporte para termos mais estreitos, como consistindo em, consistindo essencialmente de e composto substancialmente de.

[00222] Portanto, o ambito de protegao nao esta limitado pela descrigao acima exposta, mas e apenas limitado pelas reivindicagoes que seguem, este escopo incluindo todos os equivalentes do assunto das reivindicagoes. Cada uma e todas as reivindicagoes sao incorporadas no relatorio descritivo como uma modalidade da presente descrigao. Assim, as reivindicagoes sao uma descrigao mais detalhada e sao uma adigao as modalidades da presente descrigao. A discussao de uma referencia nao e uma admissao de que e tecnica anterior com a presente descrigao, especialmente qualquer referencia que possa ter uma data de publicagao apos a data de prioridade deste pedido. As descrigoes de todas as patentes, pedidos de patente e publicagoes aqui citadas sao aqui incorporadas por referencia, na medida em que eles proporcionam detalhes exemplares, processuais ou outros suplementares aos aqui especificados.

Claims

1. Metodo de destilagao reativa, caracterizado pelo fato de compreender: introduzir uma corrente de alimentagao em uma coluna de destilagao reativa, em que a corrente de alimentagao compreende etanol; contactar a corrente de alimentagao com um ou mais catalisadores durante uma destilagao, em que a corrente de alimentagao reage na presenga de um ou mais catalisadores para produzir um produto de reagao compreendendo acetato de etila, butanol e agua, em que o butanol e o acetato de etila reagem para produzir um produto de reagao compreendendo o acetato de butila; e remover o acetato de butila durante a destilagao a partir da coluna de destilagao reativa como uma corrente de fundo.

2. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a remogao de acetato de etila, butanol ou ambos, durante a destilagao a partir da coluna de destilagao reativa na corrente de fundo.

3. Metodo de acordo com a reinvindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente aumentar a razao da quantidade do acetato de butila para o acetato de etila, butanol ou ambos, na corrente de fundo pelo aumento da pressao na coluna de destilagao reativa.

4. Metodo de acordo com a reinvindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente aumentar a razao da quantidade do acetato de butila para o acetato de etila, butanol ou ambos, na corrente de fundo, pelo fornecimento de um recheio nao reativo em uma porgao inferior da coluna de destilagao reativa.

5. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: contactar a corrente de fundo com um catalisador de hidrogenagao e hidrogenio para hidrogenar, pelo menos, uma porgao de um contaminante na corrente de fundo, em que o catalisador de hidrogenagao compreende um metal do Grupo VIII, um metal do Grupo VI, ou qualquer combinagao dos mesmos; e separar a porgao hidrogenada do contaminante a partir da corrente de fundo.

6. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende um catalisador de reaqao de Guerbet, um catalisador de oxido multicomponente de base solido, um catalisador bifuncional acido/base solido, um zeolito com contra-fons alcalinos, um catalisador de oxido de magnesio, um catalisador em po de oxido, ou qualquer combinaqao dos mesmos.

7. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende um catalisador de reaqao de Guerbet de hidroxiapatita, uma catalisador da reaqao de Guerbet de base solido, ou uma combinaqao dos mesmos.

8. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende um componente de catalisador representado pela formula: M/MgO/Al2O3, em que M representa paladio, rodio, mquel, ou cobre, ou oxidos dos mesmos.

9. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende uma hidroxiapatita representada pela formula: Ca10 (PO4)6(OH)2 em que a razao de calcio para fosforo (Ca: P) esta entre cerca de 1,5 e cerca de 1,8.

10. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende uma estrutura de apatita atendendo a formula: Ma(M’Ob)cX2 em que M representa calcio, estroncio, magnesio, bario, chumbo, cadmio, ferro, cobalto, niquel, zinco, ou hidrogenio, em que M' representa fosforo, vanadio, arsenio, carbono, ou enxofre, em que X representa um fluor, cloro, bromo ou um hidroxido, e em que a e cerca de 10, b e cerca de 3, c e cerca de 6 e a razao de a para c esta entre cerca de 1,5 e cerca de 1,8.

11. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende um fosfato de calcio, um fosfato carbonato de calcio, um pirofosfato de calcio, um fosfato de magnesio, um fosfato carbonato de magnesio, um pirofosfato de magnesio ou qualquer combinapao dos mesmos.

12. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende oxido de magnesio, hidroxido de magnesio, hidrato de fosfato de magnesio (Mgs(PO4)2^8H2O), oxido de calcio, hidroxido de calcio, fluoreto de calcio, silicato de calcio (wollastonita), sulfato de calcio di-hidratado (gesso), fosfato de lftio, fosfato de alumfnio, dioxido de titanio, fluorapatita (Ca1o(PO4)6F2) fosfato tetracalcico (Ca4(PO4)2O), hidrotalcita, talco, caulim, sepiolita, ou qualquer combinapao dos mesmos.

13. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende pelo menos um componente catalftico selecionado dentre o grupo consistindo em: cobre, oxido de cobre, bario, oxido de bario, rutenio, oxido de rutenio, rodio, oxido de rodio, platina, oxido de platina, paladio, oxido de paladio, renio, oxido de renio, prata, oxido de prata, cadmio, oxido de cadmio, zinco, oxido de zinco, zirconio, oxido de zirconio, ouro, oxido de ouro, talio, oxido de talio, magnesio, oxido de magnesio, manganes, oxido de manganes, alummio, oxido de aluminio, cromo, oxido de cromo, mquel, oxido de mquel, ferro, oxido de ferro, molibdenio, oxido de molibdenio, sodio, oxido de sodio, carbonato de sodio, estroncio, oxido de estroncio, estanho, oxido de estanho e qualquer misturas dos mesmos.

14. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende um catalisador multicomponente, em que o catalisador multicomponente compreende um primeiro componente de catalisador e um segundo componente de catalisador, em que o primeiro componente de catalisador e configurado para converter em uma porqao do etanol na corrente de alimentaqao para o acetato de etila e em que o segundo componente de catalisador e configurado para converter pelo menos uma porqao do etanol na corrente de alimentaqao para o butanol e agua.

15. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: remover uma corrente lateral a partir da coluna de destilaqao reativa; contactar a corrente lateral com o catalisador em pelo menos um reator lateral, em que a corrente lateral reage na presenqa do catalisador para produzir acetato de butila; e reintroduzir o acetato de butila produzido na presenqa do catalisador para a coluna de destilaqao reativa.

16. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: remover uma corrente lateral a partir da coluna de destilaqao reativa; contactar a corrente lateral com um catalisador de reator lateral, em que a corrente lateral reage na presenqa do catalisador de reator lateral para produzir pelo menos um de acetato de etila ou butanol; e reintroduzir o pelo menos um de acetato de etila ou butanol produzido na presenga do catalisador de reator lateral para a coluna de destilagao reativa.

17. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: remover uma pluralidade de correntes laterais da coluna de destilagao reativa; introduzir de cada uma da pluralidade de correntes laterais em uma correspondente pluralidade de reatores laterais, em que cada reator lateral da pluralidade de reatores laterais compreende pelo menos um dos um ou mais catalisadores; contactar cada respectiva corrente lateral com pelo menos um dos um ou mais catalisadores no reator lateral correspondente, em que cada respectiva corrente lateral reage na presenga de pelo menos um dos um ou mais catalisadores para produzir pelo menos um dentre acetato de etila, butanol ou acetato de butila; e reintroduzir o pelo menos um dentre acetato de etila, butanol ou acetato de butila produzido em cada reator lateral na coluna de destilagao reativa.

18. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente introduzir uma segunda corrente de alimentagao compreendendo hidrogenio na coluna de destilagao reativa.

19. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais catalisadores estao dispostos na coluna de destilagao reativa.

20. Metodo de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais catalisadores sao dispostos em um reator lateral em comunicagao flmdica com a coluna de destilagao reativa.

21. Sistema de destilagao reativa, caracterizado pelo fato de compreender: uma corrente de alimentagao compreendendo etanol; uma coluna de destilagao reativa, em que a coluna de destilagao reativa compreende: um ou mais catalisadores dispostos dentro da coluna de destilagao reativa, uma alimentagao de etanol configurada para passar a corrente de alimentagao compreendendo etanol sobre pelo menos uma porgao de um ou mais catalisadores para produzir acetato de etila e butanol, em que o um ou mais catalisadores sao configurados para levar o acetato de etila e butanol a reagir na prcscupa de um ou mais catalisadores para produzir acetato de butila; uma passagem de remopao de hidrogenio produto de topo, e uma passagem de remopao de acetato de butila produto de fundo.

22. Sistema de acordo com a reinvindicação 21, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: um reator lateral em comunicapao flufdica com a coluna de destilapao reativa, em que o reator lateral compreende um segundo catalisador; uma entrada em comunicapao flufdica com o reator lateral e a coluna de destilapao reativa e configurado para passar um fluido a partir da coluna de destilapao reativa sobre o segundo catalisador, e uma sai'da em comunicapao flufdica com o reator lateral e a coluna de destilapao reativa e configurado para passar o fluido a partir da sai'da do reator lateral para a coluna de destilapao reativa.

23. Sistema de acordo com a reinvindicação 22, caracterizado pelo fato de que a entrada e acoplada a coluna de destilapao reativa abaixo da sai'da.

24. Sistema de acordo com a reinvindicação 23, caracterizado pelo fato de que o fluido e um vapor.

25. Sistema de acordo com a reinvindicação 22, caracterizado pelo fato que a entrada e acoplada a coluna de destilagao reativa acima da sai'da.

26. Sistema de acordo com a reinvindicação 22, caracterizado pelo fato de que o fluido e um liquido.

27. Sistema de acordo com a reinvindicação 22, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: um segundo reator lateral em comunicagao flufdica com a coluna de destilagao reativa, em que o segundo reator lateral compreende um terceiro catalisador; uma segunda entrada em comunicagao flufdica com o segundo reator lateral e a coluna de destilagao reativa e configurado para passar um segundo fluido a partir da coluna de destilagao reativa sobre o terceiro catalisador, e uma segunda sai'da em comunicagao flufdica com o segundo reator lateral e a coluna de destilagao reativa e configurado para passar o segundo fluido a partir da segunda sai'da do segundo reator lateral para a coluna de destilagao reativa.

28. Sistema de acordo com a reinvindicação 21, caracterizado pelo fato de que a coluna de destilagao compreende adicionalmente um catalisador de hidrogenaqao disposto dentro da coluna de dcstilacao reativa; e em que o sistema de destilaqao reativa ainda compreende: uma alimentaqao de hidrogenio em comunicacao flufdica com a coluna de destilaqao reativa e configurado para passar hidrogenio sobre pelo menos uma porcao do catalisador de hidrogenacao.

29. Metodo de destilacao reativa, caracterizado pelo fato de compreender: contactar uma primeira corrente de alimentagao compreendendo etanol com um primeiro catalisador; produzir acetato de etila em uma primeira corrente de produto em resposta ao contato da primeira corrente de alimentagao com o primeiro catalisador; separar, pelo menos, uma porgao do acetato de etila a partir da primeira corrente de produto; contactar uma segunda corrente de alimentagao compreendendo etanol com um segundo catalisador; produzir butanol em uma segunda corrente de produto em resposta ao contato da segunda corrente de alimentagao com o segundo catalisador; separar pelo menos uma porgao do butanol a partir da segunda corrente de produto; introduzir a porgao do acetato de etila e a porgao do butanol em uma coluna de destilagao reativa como uma ou mais correntes de alimentagao; contactar o acetato de etila e butanol dentro da coluna de destilagao reativa; produzir um produto de reagao compreendendo acetato de butila com base no contato; e remover acetato de butila durante a destilagao a partir da coluna de destilagao reativa como uma corrente de fundo.

30. Metodo de acordo com a reinvindicação 29, caracterizado pelo fato de que contactar acetato de etila e butanol na coluna de destilaqao reativa ocorre na presenqa de um ou mais catalisadores.

31. Metodo de acordo com a reinvindicação 30, caracterizado pelo fato de que o um ou mais catalisadores estao dispostos em um ou mais reatores laterais.