MX2008006359A - Proceso para la separacion de hidrocarburos de c5 presentes en corrientes que contienen de forma predominante productos de c4 usados para la produccion de compuestos de hidrocarburo de alto octano por la dimerizacion selectiva de isobuteno - Google Patents
Proceso para la separacion de hidrocarburos de c5 presentes en corrientes que contienen de forma predominante productos de c4 usados para la produccion de compuestos de hidrocarburo de alto octano por la dimerizacion selectiva de isobutenoInfo
- Publication number
- MX2008006359A MX2008006359A MXMX/A/2008/006359A MX2008006359A MX2008006359A MX 2008006359 A MX2008006359 A MX 2008006359A MX 2008006359 A MX2008006359 A MX 2008006359A MX 2008006359 A MX2008006359 A MX 2008006359A
- Authority
- MX
- Mexico
- Prior art keywords
- alcohol
- products
- branched
- isobutene
- linear
- Prior art date
Links
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 44
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 44
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 30
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 83
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 32
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000000539 dimer Substances 0.000 claims description 16
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 14
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 14
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 13
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims description 12
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical group COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- NUMQCACRALPSHD-UHFFFAOYSA-N tert-butyl ethyl ether Chemical compound CCOC(C)(C)C NUMQCACRALPSHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 6
- -1 octane hydrocarbon compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 3
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims 1
- 150000003509 tertiary alcohols Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 9
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 7
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 239000003446 ligand Substances 0.000 abstract 2
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 abstract 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 abstract 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 abstract 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 abstract 1
- MUJIDPITZJWBSW-UHFFFAOYSA-N palladium(2+) Chemical class [Pd+2] MUJIDPITZJWBSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N hydrofluoric acid Substances F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 3
- 150000005673 monoalkenes Chemical class 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000013638 trimer Substances 0.000 description 3
- PZHIWRCQKBBTOW-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxybutane Chemical compound CCCCOCC PZHIWRCQKBBTOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FVNIMHIOIXPIQT-UHFFFAOYSA-N 2-methoxybutane Chemical compound CCC(C)OC FVNIMHIOIXPIQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- HVZJRWJGKQPSFL-UHFFFAOYSA-N tert-Amyl methyl ether Chemical compound CCC(C)(C)OC HVZJRWJGKQPSFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1C=C CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical class CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dimethoxyphenyl)-5-hydroxy-7-methoxychromen-4-one Chemical compound C=1C(OC)=CC(O)=C(C(C=2)=O)C=1OC=2C1=CC=C(OC)C(OC)=C1 HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFRVYYGHSPLXSZ-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxy-2-methylbutane Chemical compound CCOC(C)(C)CC KFRVYYGHSPLXSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229940023913 cation exchange resins Drugs 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005649 metathesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004817 pentamethylene group Chemical class [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000006833 reintegration Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011973 solid acid Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 150000003458 sulfonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Abstract
Se describe un proceso para la separación de hidrocarburos de 05 presentes, en una cantidad que varía de 0.2 a 20%en peso, en corrientes que contienen de forma predominante productos de 04 usados para la producción en compuestos de hidrocarburo de alto octano, por la dimerización selectiva de isobuteno, caracterizado en que la reacción de dimerización se llevóa cabo en la presencia de alcoholes lineales o ramificados yéteres alquílicos en una cantidad que es tal para tener una relación molar de alcoholes/éteres alquílicos/isobuteno en la alimentación mayor que 0.01.
Description
PROCESO PARA LA SEPARACIÓN DE HIDROCARBUROS DE C5 PRESENTES EN CORRIENTES QUE CONTIENEN DE FORMA PREDOMINANTE PRODUCTOS
DE C4 USADOS PARA LA PRODUCCIÓN DE COMPUESTOS DE HIDROCARBURO DE ALTO OCTANO POR LA DIMERIZACIÓN SELECTIVA DE ISOBUTENO
Campo de la Invención La presente invención se refiere a un proceso para la separación de hidrocarburos de C5 presentes en las cargas de C usadas para la producción de compuestos de hidrocarburo de alto octano por la reacción de dimerización selectiva de isobuteno y a un grado menor de posibles olefinas lineales, en la presencia de alcoholes lineales y ramificados y éteres alquilicos, que favorecen la producción de altas selectividades en la parte del catalizador. La mezcla obtenida se puede hidrogenar entonces con métodos convencionales para obtener un producto con características mejoradas de octano, adicionales.
Antecedentes de la Invención Principalmente por razones ambientales, la composición de las gasolinas se están reformulando y la tendencia general es hacia la producción de combustibles que se quemen mejor y tengan menos emisiones evaporatorias . Las medidas principales para lograr este objetivo se listan a
continuación (D. Sanfilippo, F. Ancillotti, M. Marchionna, Chi & Ind. , 76, (1994) , 32) : reducción en el contenido de compuestos aromáticos y eliminación de benceno; - reducción en la volatilidad de gasolinas para reducir al minimo las pérdidas evaporatorias; - reducción en el contenido de olefinas ligeras, reactivas de forma extrema fotoquimicamente; - reducción en el contenido de azufre y el punto de ebullición final de las gasolinas. Todas estas medidas crean en consecuencia la necesidad de proyectar nuevos procesos de producción de compuestos puramente de hidrocarburos capaces de contribuir de manera positiva a las demandas anteriores. Entre éstos, los productos alquilados son extremadamente importantes puesto que tienen un alto número de octano, una baja volatilidad y están prácticamente libres de olefinas y compuestos aromáticos. El proceso de alquilación en la fase liquida es una reacción entre hidrocarburos isoparafinicos, tal como isobuteno, y olefinas, por ejemplo propileno, butenos, pentenos y mezclas relativas de los mismos, en la presencia de un catalizador ácido para la producción de hidrocarburos de C7-C9 con un alto número de octano para ser usados en gasolinas (A. Corma, A. Martinez, Catal . Rev.- Sci. Eng., 35, (1993),
El problema principal de los procesos de alquilación es debido al hecho que, con las crecientes regulaciones ambientales, ambos de los procesos tradicionales (con ácido hidrofluórico y sulfúrico) se encuentran dificultades considerables, que crean incertidumbres para el futuro; el proceso con ácido hidrofluórico debido a la toxicidad de este ácido, especialmente en áreas pobladas, y aquél que usa ácido sulfúrico, como resultado de la mayor producción de sedimento ácido asi como la naturaleza considerablemente corrosiva del catalizador. Se están desarrollando procesos alternativos con catalizadores ácidos sólidos pero aún se tiene que demostrar su aplicabilidad industrial. Un producto de hidrocarburo de este tipo, por otra parte, está llegando a ser cada vez más requerido debido a sus características de octano (tanto el Número de Octano de Investigación (RON) y el Número de Octano de Motor (MON) son altos) y aquéllos con relación al punto de ebullición (volatilidad limitada pero bajo punto de equivalencia) que lo coloca en el grupo de composiciones de gran interés para obtener gasolinas que son más compatibles con los requerimientos ambientales actuales. Un proceso de refinería alternativa para obtener
productos con características similares a aquéllos de los productos alquilados se puede ofrecer por la hidrogenación de la llamada gasolina de "polímero". En los años 30 y 40 se usaron ampliamente procesos de oligomerización (frecuentemente llamados de forma inexacta polimerización en la industria de refinación) para convertir olefinas de C3-C4 de bajo punto de ebullición en gasolinas. El proceso conduce a la producción de una gasolina con un alto número de octano (RON de aproximadamente 97) pero con una alta sensibilidad (diferenta entre RON y MON) debido a la naturaleza puramente olefinica del producto (J. H. Gary, G. E. Handwerk, "Petroleum Refining: Technology and Economics", 3rd Ed. , M. Dekker, Nueva York, (1994), 250). Las olefinas típicas que se oligomerizan son principalmente propileno, que da dimeros u oligómeros ligeramente superiores dependiendo del proceso usado, e isobuteno que da principalmente dimeros pero siempre se acompaña por una cantidad considerable de oligómeros superiores. Con atención particular a la oligomerización de isobuteno, se conoce que esta reacción se puede llevar a cabo ya sea por lotes, por semi-lotes o de manera continua, ya sea en fase liquida o gaseosa, en general a temperaturas que varían de 50 a 300°C y a presión atmosférica o presiones
tal como para mantener los reactivos en fase liquida, si es necesario . Los catalizadores típicos para el proceso industrial de oligomerización de isobuteno se representan por ácido fosfórico, soportado en general en un sólido (por ejemplo, kieselguhr) , o resinas acidas de intercambio catiónico. Estas últimas permiten que se usen condiciones más insulsas en comparación con ácido fosfórico soportado tanto en términos de temperatura como de presión (50-100°C y 0.2-3 MPa con respecto a 200-220°C y 3-10 MPa). También se reivindican en la literatura otros catalizadores, tanto ácidos líquidos tal como H2S04 y derivados de ácidos sulfónicos, y sólidos tal como silico-alúminas, óxidos mezclados, zeolitas, alúminas fluoradas o cloradas, etc.; ninguno de estos catalizadores sin embargo se ha habilitado a un proceso industrial para establecerlo, como en el caso de ácido fosfórico soportado (F. Asinger, "Mono-olefins : chemistry and Technology", Pergamon Press, Oxford, páginas 435-456) y aquél de resinas catiónicas (G. Scharfe, Hydrocarbon Proc, Abril 1973, 171). Desde el punto de vista del producto, el problema principal de este proceso está en el hecho que se producen en la fase de oligomerización porcentajes excesivos de oligómeros pesados tal como trímeros (selectividad de 20-40 %) y tetrámeros (selectividad de 1-5 %) de isobuteno. Los
tetrámeros están completamente fuera de la fracción de gasolina puesto que son de punto de ebullición demasiado alto y representan por lo tanto una pérdida neta en la producción a gasolina; con respecto a lo que se refiere a los trímeros, su concentración se debe reducir en su mayor parte puesto que tienen un punto de ebullición (170-180°C) en el limite de las especificaciones futuras en el punto final de gasolinas reformuladas . El problema de reducir la formación de oligómeros mayores que los dimeros a porcentajes por debajo de 15 % es, por otra parte, un problema típico de la oligomerización de isobuteno, como también se indica en la literatura (C.T.O'Connor, M. Kojima, K. . Shcumann, Appl. Catal., 16, (1985), 193). Este nivel de compuestos pesados es ligeramente mayor que aquél de un producto alquilado y aún se tolera en la mezcla de gasolina. De lo que se especifica anteriormente, es evidentemente grande el interés en obtener un nuevo proceso de dimerización de isobuteno que permita la síntesis de un producto de mayor calidad, a través de alcanzar mayores selectividades . Al llevar a cabo la reacción de dimerización selectiva de isobuteno en la presencia de cantidades moderadas de alcoholes lineales y ramificados y éteres alquilicos, se obtiene de forma selectiva la producción de
una fracción de oligómeros, que es en particular rica en dimeros (>85 %) y prácticamente libre de tetrámeros y oligómeros superiores (<0.5 %). El producto de reacción entonces se hidrogena de manera preferente para dar un producto final completamente saturado con un alto número de octano y baja sensibilidad. La hidrogenación se puede llevar a cabo con métodos convencionales como se describe, por ejemplo, en F. Asinger, "Mono-olefins : Chemistry and Technology", Pergamon Press, Oxford, página 455.
Descripción de la Invención Para propósitos ilustrativos, la Tabla 1 indica el número de octano y los puntos de ebullición relativos de algunos de los productos obtenidos, por medio del proceso, objeto de la presente invención.
Tabla 1
El proceso, objeto de la presente invención, para
la separación de hidrocarburos de C5 presentes, en una cantidad que varia de 0.2 a 20 % en peso, en corrientes que contienen de forma predominante productos de C4 usados para la producción de hidrocarburos de alto octano, por la reacción de dimerización selectiva de isobuteno, se caracteriza en que la reacción se lleva a cabo en la presencia de alcoholes lineales y ramificados y éteres en una cantidad que es tal para tener una relación molar de alcoholes + éteres/isobuteno en la alimentación de 0.01 y de manera preferente menor de 0.7. También se debe señalar que en el caso de corrientes de hidrocarburos que comprendan también olefinas de C4 y C5, se ha observado que al menos una parte de estas últimas se puede convertir por reacción con isobuteno en el producto de hidrocarburo sin alterar el valor de octano. Por lo tanto, se prefiere efectuar un tratamiento de enriquecimiento, por medio de pre-isomerización, de las olefinas lineales internas, a fin de favorecer el número de octano total de la mezcla. El proceso reivindicado en la presente se puede aplicar para cortes que contienen principalmente isobutano, isobuteno, n-butano, n-butenos e hidrocarburos de C5 saturados y olefinicos. Aunque está disponible una amplia variedad de fuentes para el suministro de estas corrientes, las más
comunes son aquéllas que se derivan de procesos de deshidrogenación de iso-parafinas, de unidades de FCC, Pirrólisis en Vapor o procesos para la producción de isobuteno puro tal como la deshidratación de alcohol ter- butilico (TBA) o la Pirrólisis de MTBE y/o ETBE; estas corrientes difieren entre si en el contenido de isobuteno y butenos lineales, como se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2
Si las corrientes de la Pirrólisis en Vapor contienen diolefinas además de las mono-olefinas deseadas, éstas se deben eliminar por medio de tratamiento tipico de remoción (por ejemplo, extracción con . solvente o hidrogenación selectiva) . Los hidrocarburos de C5 saturados y olefinicos pueden estar presentes en estas corrientes, en varias cantidades (0.2-20 % en peso), dependiendo de la eficiencia del paso de separación de C4-C5. Las olefinas de C5 presentes posiblemente pueden estar comprendidas en las reacciones de dimerización.
La corriente enviada a los pasos de reacción puede contener alcoholes ramificados o una mezcla de alcoholes y éteres alquilicos, además de los componentes de hidrocarburos . Los alcoholes usados son lineales, que contienen de manera preferente un número de átomos de carbono que varia de 1 a 6, de manera preferente de 4 a 7 átomos de carbono; los alcoholes lineales preferidos son metanol y/o etanol, en tanto que los alcoholes ramificados preferidos son alcohol ter-butilico (TBA) y/o alcohol ter-amilico (TAA) . El éter alquilico usado se puede seleccionar de aquéllos que contienen un número de átomos de carbono que varia de 5 a 10; se prefieren MTBE (éter ter-butilico de metilo, ETBE (éter ter-butilico de etilo) , MSBE (éter seg-butilico de metilo) , ESBE (éter seg-butilico de etilo) , TAME (éter ter-amilico de metilo) , TAEE (éter ter-amilico de etilo) o mezclas de los mismos. Se envia isobuteno, junto con la corriente de hidrocarburo en la cual está contenido, con la mezcla de alcoholes y éteres alquilicos, en defecto estequiométrico, en contacto con el catalizador ácido donde toma lugar la dimerización. El alcohol primario lineal, además de interactuar con el catalizador, también ayuda a limitar el posible pirrólisis del éter alquilico y puede reaccionar
posiblemente con los dimeros y olefinas de C4 lineales, en tanto que el alcohol ramificado (terciario) no reacciona con las olefinas debido a su impedimento esférico. A fin de obtener el producto de dimerización con la selectividad deseada a dimeros, es esencial mantener un nivel constante de productos oxigenados en el ambiente de reacción pero por arriba de toda la presencia contemporánea de los tres compuestos oxigenados (alcohol lineal, alcohol ramificado y éter alquilico) que, debido a un efecto sinérgico, son capaces de formar las especies catalíticas con la actividad y estabilidad correctas. El nivel óptimo de la suma de alcoholes y éteres alquilicos que debe estar presente en el ambiente de reacción para obtener selectividades a dimeros cercanas a 85 % en peso, depende de la composición de la carga de hidrocarburo. Entre mayor sea el contenido de olefina en la carga, menor será la cantidad de productos oxigenados que se use. Se puede usar una amplia variedad de catalizadores ácidos para éste proceso, pero aquellos preferidos son resinas poliméricas de estireno-divinil-benceno que tienen grupos sulfónicos como centros catalíticos. Se puede usar una gran variedad de condiciones operativas para producir hidrocarburos de alto octano a partir de isobuteno en las selectividades deseadas. Es posible operar en fase vapor o liquido-vapor, pero se
prefieren condiciones de operación en fase liquida. La presión es preferentemente mayor que el valor atmosférico, a fin de mantener los reactivos en fase liquida, en general por debajo de 5 MPa, de manera más preferente entre 0.2-2.5 MPa. La temperatura de reacción varia de manera preferente de 30 a 120°C. Las velocidades espaciales de alimentación de la corriente de hidrocarburo oxigenada son preferentemente menores que 30 h"1, de manera más preferente que varían de 1 a 15 h"1. Principalmente, se convierte isobuteno en la zona de reacción, sin embargo, parte de las olefinas de C4-Cs presentes también se pueden convertir al producto útil; en principio, no hay limites a la concentración de iso-olefinas en la fracción de hidrocarburo, aún se prefieren concentraciones que varían de 2 a 60 %; en el caso de corrientes que tienen una alta concentración de isobuteno (deshidratación o pirrólisis) por lo tanto es conveniente diluir la carga con hidrocarburos de C4-C7. No hay limites, por el contrario, para la relación entre isobuteno y olefinas lineales. El proceso, objeto de la presente invención, se puede efectuar por lotes o de forma continua, teniendo en mente sin embargo que este último es mucho más ventajoso en la práctica industrial. La configuración seleccionada del
reactor en general es un paso doble de reacción que comprende uno o más reactores de lecho fijo que se pueden seleccionar de manera opcional de un reactor tubular y adiabático. La presencia de hidrocarburos de C5 en la alimentación, sin embargo, complica los esquemas de proceso, puesto que estos compuestos tienen temperaturas intermedias de ebullición entre C4 y productos oxigenados, y también forman mezclas azeotrópicas con los alcoholes ramificados como se muestra en la Tabla 3, lo que indica los puntos de ebullición de los componentes más representativos de bajo punto de ebullición presentes en las corrientes.
Tabla 3
Por lo tanto, los productos de C5 no se pueden remover de la planta junto con los productos de C , puesto que introducirán productos oxigenados (alcoholes ramificados y éteres) en la corriente, que son difíciles de remover por medio de las técnicas tradicionales usadas para remover metanol (lavado con agua) y que son tóxicos para los subsiguientes procesos de tratamiento de las corrientes (polimerización, alquilación y metátesis). Los productos de C5, por otra parte, no se pueden mantener en la corriente oxigenada puesto que se acumularán rápidamente. Con respecto a los esquemas mostrados en la literatura (US 6,011,191), por lo tanto es necesario introducir un paso de separación azeotrópica de C5/alcohol ramificado, que se puede insertar en diferentes posiciones de la planta con relación al contenido de C5 en la carga y también la concentración relativa de los productos de C5 presentes. La separación del producto azeotrópico de C5/alcohol ramificado se puede efectuar usando columnas tradicionales de fraccionamiento en las cuales la mezcla
azeotrópica se puede recuperar en la parte superior, fondo o como un corte lateral. El proceso, objeto de la presente invención, se puede llevar a cabo, en particular, por medio de los siguientes pasos esenciales: a) alimentar una corriente que contenga isobuteno e hidrocarburos de C5, junto con una o más corrientes que contengan productos oxigenados (alcoholes lineales o ramificados), éteres y agua), a uno o más pasos de reacción (que consisten de uno o más reactores); b) separar el producto azeotrópico de C4/alcohol lineal y posiblemente los productos de C4 de los hidrocarburos de C5, de los productos oxigenados restantes y del producto de hidrocarburo, en una o más columnas de destilación; c) recuperar el alcohol lineal de la mezcla azeotrópica con los productos de C4 por medio de procesos convencionales tal como lavado con agua o absorción en sólidos inorgánicos; d) separar los productos de C5 (como un compuesto azeotrópico con el alcohol ramificado) de los productos oxigenados restantes y del producto de reacción, en una o más columnas de destilación, a fin de obtener tres corrientes con la pureza deseada; e) reciclar la corriente que contiene los
productos oxigenados restantes y aquélla que contiene el alcohol lineal recuperado, a los dos pasos de reacción; f) alimentar alcohol lineal y agua (que forma el alcohol ramificado en los reactores por reacción con la olefina terciaria) a los pasos de reacción para compensar las pérdidas de alcohol lineal, que puede reaccionar con los dimeros y olefinas de C4 lineales, y el alcohol ramificado que, por el contrario, deja la planta junto con los productos de C5; g) reciclar parte de los productos de C , con o sin alcohol lineal, a los pasos de reacción a fin de aumentar al máximo la conversión de isobuteno. Para el proceso que comprende los pasos esenciales indicados anteriormente, los productos de C5 están presentes en las corrientes que contienen de forma predominante productos de C4 en una cantidad que varia de manera preferente de 0.5 a 10 % en peso. La separación del producto azeotrópico de Cs/alcohol ramificado se lleva a cabo de manera preferente iniciando de mezclas de: a) productos de C5-oxigenados (éteres y alcoholes ramificados) , producto de reacción, en donde dos hidrocarburos de C5 se recuperan como un compuesto azeotrópico con el alcohol ramificado como efluente de cabezal usando un esquema basado en una columna, con
recuperación de los productos oxigenados restantes como corte lateral, o dos columnas de fraccionamiento; b) productos de Cs-oxigenados (éteres y alcoholes ramificados), dimeros, en donde los hidrocarburos de C5 se recuperan como un compuesto azeotrópico con el alcohol ramificado como efluente de cabezal de una columna de fraccionamiento; c) productos de C4-C5-oxigenados (éteres y alcoholes ramificados) , producto de reacción, efluente de un paso de reacción, en donde los hidrocarburos de C5 se recuperan como un compuesto azeotrópico con el alcohol ramificado como corte lateral, de una columna de fraccionamiento de cuyo cabezal se recuperan el producto azeotrópico de C4/alcohol lineal y posiblemente los productos de C , en tanto que se recupera en el fondo una mezcla que contiene los productos oxigenados y el producto de reacción; d) productos de C4-C5-oxigenados (alcoholes lineales y ramificados) , en donde los hidrocarburos de C5 se recuperan como un compuesto azeotrópico con el alcohol ramificado como el efluente de fondo de una columna de fraccionamiento de cuyo cabezal se recuperan el producto azeotrópico de C4/alcohol lineal y posiblemente los productos de C . En las figuras 1-6 se muestran seis esquemas de
proceso, a fin de ilustrar claramente la presente invención. La Figura 1 muestra un esquema de proceso en donde no están presentes hidrocarburos de C5 en la carga y los productos oxigenados son metanol (alcohol lineal) , TBA (alcohol ramificado) y MTBE (éter alquilico) . La corriente (1) que contiene isobuteno, junto con la alimentación de reintegración de metanol y agua (2) y las corrientes recicladas de productos oxigenados (MTBE y TBA)
(15) y metanol (18), se envia a un primer paso Rl de reacción, que puede consistir de una o más reactores, en los cuales la iso-olefina de C4 se convierte de forma selectiva a dimeros. El efluente (4) del primer paso de reacción, se envia a una primera columna Cl de separación en la cual se mueve desde el cabezal una corriente (5) que contiene esencialmente hidrocarburos de C4 y metanol, en tanto que se recolecta en el fondo una corriente (6) que contiene esencialmente el producto de reacción y los compuestos oxigenados restantes. La corriente (5) de cabezal entonces se alimenta, junto con las corrientes recicladas de productos oxigenados
(16) y metanol (17) a un segundo paso R2 de reacción, que puede consistir de uno o más reactores, en donde el isobuteno presente se convierte de manera selectiva a dimeros.
El efluente (8) del segundo paso de reacción se separa en una columna C2 de cuyo fondo se remueve una corriente (10) que contiene esencialmente MTBE, TBA, el producto de dimerización y parte de los productos de C4 y se envia a la columna Cl para la recuperación del producto y productos oxigenados. La corriente (9) de cabezal, que consiste de productos de C4 y la mezcla azeotrópico de C /metanol se envia, por otra parte, a una unidad de MR para la recuperación del alcohol que puede consistir, por ejemplo, de un sistema de absorción en tamices moleculares o una columna de lavado con agua. En ambos casos, el alcohol recuperado (14) se puede enviar de regreso a los dos pasos de reacción (corrientes 17 y 18) en tanto que la corriente (13) de hidrocarburo se puede usar en operaciones subsiguientes. La corriente (6) de fondo de la columna Cl se envia a una columna C3 de separación adicional en donde se remueve en el cabezal una corriente (11) que contiene esencialmente MTBE, TBA y dimeros y se recicla a los dos pasos de reacción (corrientes 15 y 16) , en tanto que el producto (12) de reacción que consiste esencialmente de dimeros, trímeros y cantidades pequeñas de oligómeros y éteres de dimeros, se recupera en el fondo. Cuando están presentes hidrocarburos de C5 en la carga, por el contrario, de acuerdo a la presente invención,
se pueden usar diferentes configuraciones de planta, esquematizadas en las siguientes figuras 2 a 6, para recuperar el producto azeotrópico de C5/TBA, dependiendo de la cantidad de producto de C5 presentes y la pureza requerida de las corrientes. Por lo tanto, la Figura 2 muestra un posible esquema de proceso que difiere del esquema anterior, ya que la corriente que contiene productos oxigenados que se van a reciclar (11) (éteres y TBA) se remueve de la columna C3 como corte lateral, en tanto que el producto (19) azeotrópico de C5/TBA se recupera del cabezal de la columna y se puede unir de manera opcional con el producto de reacción . El esquema de proceso llega a ser más complejo cuando se va a efectuar una separación más eficiente de la mezcla de productos de C5/productos oxigenados/producto de reacción, puesto que se debe insertar una nueva columna C4 de fraccionamiento, como se muestra en la figura 3. En este nuevo esquema, la corriente de cabezal de la columna C3 (11) se envia a una nueva columna C4 donde la mezcla azeotrópico (20) de C5/TBA se separa en el cabezal y la corriente de productos oxigenados (19) se separa en el fondo y se recicla a los dos pasos de reacción. De manera alternativa, los hidrocarburos de C5 se pueden recuperar usando las dos columnas de fraccionamiento
de los productos de C en donde la mezcla azeotrópica de C5/TBA de esta manera se puede recuperar como corte lateral (19) tanto en la columna Cl (figura 4) y en la columna C2 (figura 5). Sin embargo, una opción adicional consiste en efectuar la separación de los productos de C-C5 en una última columna C5 nueva, como se muestra en la figura 6, en la cual se recupera como la corriente (19) de fondo del producto azeotrópico de C5/TBA.
Claims (17)
- REIVINDICACIONES 1. Proceso para la separación de hidrocarburos de C5 presentes, en una cantidad que varia de 0.2 a 20 % en peso, en corrientes de hidrocarburos que contienen de manera predominante productos de C4 usados para la producción de compuestos de hidrocarburos de alto octano, por la dimerización selectiva de isobuteno, caracterizado en que la reacción de dimerización se lleva a cabo en la presencia de alcoholes lineales y ramificados y éteres alquilicos en una cantidad tal como para tener una relación molar de alcoholes + éteres alquilicos/isobuteno en la alimentación mayor de 0.01, que es la separación del producto azeotrópico de Cs/alcohol ramificado efectuado usando columnas tradicionales de fraccionamiento.
- 2. Proceso según la reivindicación 1, en donde la relación molar de alcoholes + éteres alquilicos/isobuteno es menor de 0.7.
- 3. Proceso según la reivindicación 1, en donde la reacción se lleva a cabo a una temperatura que varia de 30 a 120°C, a una presión menor de 5 MPa y a velocidades espaciales de alimentación menores de 30 h"1.
- 4. Proceso según la reivindicación 1, en donde las velocidades espaciales de alimentación varian de 1 a 15 h"1.
- 5. Proceso según la reivindicación 1, en donde el alcohol lineal tiene un número de átomos de carbono que varia de 1 a 6.
- 6. Proceso según la reivindicación 5, en donde el alcohol lineal se selecciona de metanol y/o etanol.
- 7. Proceso según la reivindicación 1, en donde el alcohol ramificado tiene un número de átomos de carbono que varia de 4 a 7.
- 8. Proceso según la reivindicación 7, en donde el alcohol ramificado se selecciona de alcohol ter-butilico o alcohol ter-amilico.
- 9. Proceso según la reivindicación 1, en donde el éter alquilico tiene un número de átomos de carbono que varia de 5 a 10.
- 10. Proceso según la reivindicación 9, en donde el éter alquilico se selecciona de MTBE, ETBE, MSBE, ESBE, TAME, TAEE o mezclas de los mismos.
- 11. Proceso según la reivindicación 1, en donde otras posibles olefinas presentes en la carga reaccionan para formar productos de alto octano.
- 12. Proceso según la reivindicación 1, en donde el contenido de isobuteno en la carga se modifica por dilución con corrientes de C-C7.
- 13. Proceso según al menos una de las reivindicaciones anteriores, que comprende los siguientes pasos esenciales: a) alimentar el corte de hidrocarburo de C4-C5 que contiene isobuteno, junto con una o más corrientes que contienen productos oxigenados, alcoholes lineales y ramificados, éteres y agua, a uno o más pasos de reacción, que consiste de uno o más reactores; b) separar el producto azeotrópico de C4/alcohol lineal y posiblemente los productos de C4 de los hidrocarburos de C5, de los productos oxigenados restantes y del producto de hidrocarburo, en una o más columnas de destilación; c) recuperar el alcohol lineal de la mezcla azeotrópica con los productos de C4 por medio de procesos convencionales tal como lavado con agua o absorción en sólidos inorgánicos; d) separar los hidrocarburos de C5, como un compuesto azeotrópico con el alcohol ramificado, de los productos oxigenados restantes y del producto de reacción, en una o más columnas de fraccionamiento, a fin de obtener tres corrientes con la pureza deseada; e) reciclar las corrientes que contienen los productos oxigenados, alcohol ramificado y éter, y el alcohol lineal recuperado, a los dos pasos de reacción; f) alimentar alcohol lineal y agua, que forma el alcohol ramificado en los reactores por reacción con la olefina terciaria, a los pasos de reacción para compensar las pérdidas de alcohol lineal, que puede reaccionar con los dimeros y olefinas de C4 lineales, y alcohol ramificado que, por el contrario, deja la planta junto con los productos de C5; g) reciclar parte de los productos de C4, con o sin alcohol lineal, a los pasos de reacción a fin de aumentar al máximo la conversión de isobuteno.
- 14. Proceso según las reivindicaciones 1 y 13, en donde la separación del producto azeotrópico de Cs/alcohol ramificado se lleva a cabo iniciando de mezclas de: a) productos de Cs-oxigenados, éteres y alcoholes ramificados, productos de reacción, en donde los hidrocarburos de C5 se recuperan como un compuesto azeotrópico con el alcohol ramificado como efluente de cabezal usando un esquema basado en una columna, con recuperación de los productos oxigenados restantes como corte lateral, o dos columnas de fraccionamiento; b) productos de C5-oxigenados, éteres y alcoholes ramificados, dimeros, en donde los hidrocarburos de C5 se recuperan como un compuesto azeotrópico con el alcohol ramificado como efluente de cabezal de una columna de fraccionamiento; c) productos de C4-Cs-oxigenados, éteres y alcoholes ramificados, productos de reacción, efluente de un paso de reacción, en donde los hidrocarburos de C5 se recuperan como un compuesto azeotrópico con el alcohol ramificado como corte lateral de una columna de fraccionamiento de cuyo cabezal se recuperan el producto azeotrópico de C4/alcohol lineal y posiblemente los productos de C , en tanto que se recupera en el fondo una mezcla que contiene los productos oxigenados y el producto de reacción; d) productos de C -Cs-oxigenados, alcoholes lineales y ramificados, en donde los hidrocarburos de C5 se recuperan como un compuesto azeotrópico con el alcohol ramificado como el efluente de fondo de una columna de fraccionamiento de cuyo cabezal se recuperan el producto azeotrópico de C4/alcohol lineal y posiblemente los productos de C .
- 15. Proceso según las reivindicaciones 1, 13 y 14, en donde la mezcla azeotrópica de C5/alcohol ramificado se une al producto de reacción.
- 16. Proceso según las reivindicaciones 1 y 13, en donde la reacción de dimerización se lleva a cabo en uno o más reactores de lechos fijos, tubulares y/o adiabáticos.
- 17. Proceso según la reivindicación 13, en donde los hidrocarburos de C5 están presentes en corrientes que contienen predominantemente productos de C4 en una cantidad que varia de 0.5 a 10 % en peso.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MIMI2005A002198 | 2005-11-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MX2008006359A true MX2008006359A (es) | 2008-09-02 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6011191A (en) | Process for the production of hydrocarbons with a high octane number by the selective dimerization of isobutene | |
| KR102835854B1 (ko) | 뷰텐의 제어된 올리고머화 방법 | |
| WO2010065234A2 (en) | Oligomerization process | |
| WO2020092774A1 (en) | Selective dimerization and etherification of isobutylene via catalytic distillation | |
| US6433238B1 (en) | Process for the production of hydrocarbons with a high octane number by the selective dimerization of isobutene | |
| EP1948577B1 (en) | Process for the production of high-octane hydrocarbon compounds by the selective dimerization of isobutene contained in a stream which also contains c5 hydrocarbons | |
| US20040192994A1 (en) | Propylene production | |
| US10618857B2 (en) | Process for the separation of C5 hydrocarbons present in streams prevalently containing C4 products used for the production of high-octane hydrocarbon compounds by the selective dimerization of isobutene | |
| US9403744B2 (en) | Process for the production of alkyl ethers by the etherification of isobutene | |
| US5108719A (en) | Reactor system for ether production | |
| US4988366A (en) | High conversion TAME and MTBE production process | |
| JPH04225093A (ja) | 軽質オレフィンのエーテル富有ガソリンへの転化方法 | |
| MX2008006359A (es) | Proceso para la separacion de hidrocarburos de c5 presentes en corrientes que contienen de forma predominante productos de c4 usados para la produccion de compuestos de hidrocarburo de alto octano por la dimerizacion selectiva de isobuteno | |
| US7339086B2 (en) | Process for the hydrogenation of branched olefins deriving from the dimerization of isobutene | |
| RU2771814C1 (ru) | Селективные димеризация и этерификация изобутилена путем каталитической перегонки | |
| KR102918162B1 (ko) | 촉매 증류를 통한 c5 올레핀의 다이머화 및 트라이머화 | |
| BRPI0714442B1 (pt) | Process for the production of rent etheres |