MXPA98001343A - Proceso de produccion de olefinas terciarias porla descomposicion del eter alquilico terciario - Google Patents
Proceso de produccion de olefinas terciarias porla descomposicion del eter alquilico terciarioInfo
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Abstract
La presente invención se refiere a un proceso de producción de una olefina terciaria por la descomposición deléter alquilico terciario que comprende a) la descomposición de al menos unéter en un producto que contiene un alcohol y una olefina terciaria, b) el fraccionamiento de al menos una parte del producto salido de a) hacia una zona de fraccionamiento (C1) que permite obtener por una parte la olefina terciaria y por otra parte el alcohol, c) la purificación de al menos una parte de la olefina terciaria obtenida en la etapa b) en la cual dicha parte es enviada hacia una zona de extracción (L1) por el lavado con el agua a partir de la cual se recupera una fracción (D) que contiene la olefina terciaria, y d) y una etapa en la cual al menos una parte de la fracción (D) salida de C) es enviada hacia una zona de separación (Co) a partir de la cual se recupera una fracción líquida acuosa (Le) y una fracción líquida hidrocarbonada (LC) que contiene la mayor parte de la olefina terciaria.
Description
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE OLEFINAS TERCIARIAS POR LA DESCOMPOSICIÓN DEL ÉTER ALQUÍLICO TERCIARIO
Campo de la Invención
La presente invención se refiere a un proceso de descomposición de la(s) olefina (s) terciaria (s) , de alta pureza. La misma se refiere en particular a un proceso de producción de isobuteno de muy alta pureza, y de metanol, a partir del éter metílico del alcohol tertiobutílico (MTBE) por las iniciales inglesas de Methyl Tertio-Butyl-Ether) . El proceso según la presente invención se aplica a la síntesis de cualquier olefina terciaria a partir del éter alquílico terciario [por ejemplo ETBE (éter etílico del alcohol tertiobutílico por las iniciales inglesas de Ethyl-Tertio-Butyl-Ether) , ETAE (éter metílico del alcohol tertioamílico por las iniciales inglesas de Tertio-Ayl-Methyl-Eter) , TAME, éter isopropil-tertio-butil-éter]. La descripción que sigue, y muy particularmente las condiciones operativas, son dadas a título indicativo para la síntesis del isobuteno a partir del MTBE.
Ref.026813 Antecedentes de la Invención
Existen diversas vías de producción del isobuteno de alta pureza explotadas industrialmente. La más antigua es el proceso por la extracción del ácido sulfúrico, pero es caro y obsoleto; el mismo es famoso contaminador porque produce rechazos del ácido utilizado. Además, el rendimiento de isobuteno no pasa del 90 %. La firma ARCO utiliza la ruta por deshidratación del alcohol tertio-butílico (ABT) , este último es un subproducto obtenido con su proceso de producción del óxido de propileno. El procedimento para la deshidrogenación del isobutano ha sido desarrollado en el transcurso de estos últimos años debido a una demanda importante y creciente del MTBE. Sin embargo, este proceso no es utilizado de manera rentable más que para capacidades muy altas de producción. La producción de isobuteno de alta pureza por el fraccionamiento del MTBE también se ha adaptado bien tanto para las capacidades pequeñas como para las capacidades grandes. Además, esta vía beneficia a cualquier infraestructura con relación a la importancia creciente de los éteres en las esencias reformuladas . Numerosas refinerías, en todo el mundo, poseen instalaciones de producción de MTBE por ejemplo. Por otra parte existe igualmente un mercado de intercambio del MTBE a nivel mundial. Esto significa que la producción del isobuteno de alta pureza, a partir del MTBE, puede ser obtenida o puesta a funcionar en todo el mundo, incluso en forma externa a las refinerías. La idea de producir el isobuteno por descomposición del éter, y más particularmente del MTBE, ya se conoce desde hace tiempo, pero los procesos de obtención propuestos por la técnica anterior presentan ciertos inconvenientes. Así en el proceso desarrollado por SUMITOMO, descrito por ejemplo en la solicitud de patente EP-A-68 785, la reacción de descomposición del MTBE es realizada en fase líquida, en la presencia de un catalizador sólido ácido del tipo de resina de intercambio de iones. Dos flujos del producto son obtenidos: el isobuteno y el metanol. Tal como lo describe el esquema, el isobuteno es obtenido directamente en la parte superior de una columna de destilación sin otra etapa de purificación. El isobuteno así obtenido contiene un cierto número de impurezas, comenzando por una fracción pequeña de metanol que es destilada por azeotropía, el éter dimetílico (DME) compuesto volátil formado por la condensación del metanol en la presencia de un catalizador ácido. Es probable que la pureza del isobuteno sea insuficiente entonces para una utilización tal como en la fabricación del poliisobuteno o de otros copolímeros. Además, ningún medio permite aparentemente evitar la acumulación de impurezas pesadas tales como los dímeros del isobuteno o el éter metílico del alcohol butílico secundario (MSBE) , lo que al final se traduce fatalmente en una pureza baja de los productos. En el proceso desarrollado por ERDOLCHEMIE, descrito por ejemplo en la patente US-A-4 409 421, la purificación del isobuteno, que consiste en eliminar el alcohol residual arrastrado con la olefina terciaria, es realizada por' adsorción. Este método, presenta el inconveniente de tener que regenerar regularmente el adsorbente. Además la recuperación de la mayor parte del alcohol salido de la descomposición no es solucionada. Más recientemente, la misma sociedad describe, en la patente US-A-5 095 164 la puesta en funcionamioento de la reacción de descomposición en un aparato de destilación. El catalizador es colocado entonces en el fondo de la columna al nivel del rehervidor. Esta puesta en funcionamiento particular es limitativa sobre el plano de la temperatura de la reacción, impuesta directamente por la naturaleza del éter y la presión operativa. Además, la misma favorece probablemente la formación de los subproductos de la reacción tales como la formación de los dímeros del isobuteno y/o la formación del éter dimetílico. Para este propósito, la calidad y/o el desarrollo de los productos no es explicada claramente. Por otra parte, la sociedad BASF describe, en la patente US-A-4 287 379, un esquema que integra a la vez la etapa de síntesis del éter, su separación luego la etapa de descomposición del éter para producir el isobuteno. Sin embargo, para evitar ciertas etapas de la purificación, la eterificación se hace con un alcohol con 3 o 4 átomos de carbono, lo que es un inconveniente principal frente al mercado internacional del MTBE. Por último, se pueden citar los dos esquemas del proceso SNAMPROGETTI presentados en Chemical Economy & Engineering Review, vol. 14 No. 6 Junio de 1982, que incluyen a la vez la etapa de síntesis del MTBE y la etapa de descomposición del MTBE para la producción del isobuteno. Parece en estos esquemas que una cierta pérdida de agua por arrastre y/o la saturación del flujo del isobuteno, al nivel del lavado del isobuteno para eliminar el alcohol, no es tomada en cuenta. Esto se puede traducir al final ya sea en una reducción del caudal del agua de lavado, o en una pérdida de la eficacia de esta sección de lavado. Esto puede perjudicar entonces a la calidad del isobuteno producido. Por otra parte según estos esquemas la fracción hidrocarbonada salida de la columna de extracción del agua que contiene una cantidad relativamente importante del agua libre, es enviada en su totalidad hacia la columna de fraccionamiento que permite recuperar el isobuteno purificado, lo que implica que esta columna debe tratar una cantidad del producto importante y así tener las características de dimensionamiento importantes lo cual hace al proceso particularmente oneroso y delicado para su puesta en funcionamiento. El proceso según la invención permite remediar los inconvenientes precitados. El mismo se refiere a un proceso de producción de la(s) olefina (s) terciaria (s) caracterizada (s) por una pureza muy elevada, a partir de un éter alquílico terciario. La invención se refiere a un proceso de descomposición del (de los) éter (es) alquílico (s) terciario (s) , en particular tal (es) como el (los) definido (s) precedentemente, de preferencia el MTBE o ETBE, para la producción de olefina (s) terciaria (s) , de isobuteno en particular, de alta pureza. En el caso de la descomposición de otros éteres, se puede obtener una mezcla que contiene una pluralidad de olefinas terciarias. Así en el caso de la descomposición del TAME se obtiene una mezcla que contiene el 2-metil l-buteno y el 2-metil 2-buteno. Además de la zona de reacción propiamente dicha, el proceso según la invención comprende zonas de purificación o recuperación o el reciclaje de los diversos productos de manera que se optimice la valoración de los productos obtenidos y minimizar las pérdidas. La presente invención se refiere a un proceso de producción de olefinas terciarias por la descomposición del éter alquílico terciario que comprende :
a) una etapa de descomposición de al menos un éter alquílico terciario en una zona de reacción que comprende al menos un reactor (Rl) que contiene un catalizador de descomposición de dicho éter, la etapa es efectuada en las condiciones que permiten la descomposición al menos parcial de dicho éter alquílico terciario en un producto que contiene al menos un alcohol y al menos una olefina terciaria,
b) una etapa de fraccionamiento de al menos una parte del producto salido de la etapa a), y de preferencia de la totalidad de este producto, en una zona de fraccionamiento (Cl) que permite obtener por una parte una fracción (A) que contiene la mayor parte de la olefina terciaria y eventualmente una fracción menor del alcohol y los compuestos ligeros eventuales contenidos en general inicialmente en el producto salido de la etapa a) , y por otra parte una fracción (B) que contiene la mayor parte del alcohol formado en la etapa a) y eventualmente el éter no descompuesto en la etapa a) ,
c) una etapa de purificación de al menos una parte de la fracción (A) en la cual dicha parte es enviada hacia una zona de extracción (Ll) por el lavado con agua, a partir de la cual se obtiene una fracción acuosa (C) que contiene la mayor parte del alcohol presente inicialmente en dicha parte y una fracción (D) que contiene la mayor parte de la olefina terciaria presente inicialmente en dicha parte, la fracción (D) contiene la olefina terciaria, el agua, eventualmente compuestos ligeros y están substancialmente libres de alcohol,
el proceso está caracterizado porque lleva una etapa d) en la cual al menos una parte de la fracción (D) salida de la etapa c) es enviada hacia una zona de separación (Co) a partir de la cual se recupera una fracción líquida acuosa (Le) y una fracción líquida (Lc) que contiene la mayor parte de la olefina terciaria presente inicialmente en la fracción (D) , la fracción (Lc) contiene la olefina terciaria, una cantidad reducida de agua y eventualmente compuestos ligeros. En una forma particular de realización del proceso según la invención, que permite obtener en general una olefina terciaria de pureza elevada, al menos una parte de la fracción líquida (Lc) recuperada en la etapa d) es enviada hacia una etapa e) hacia una zona de fraccionamiento (C2) en la cual la parte de la fracción (Lc) es fraccionada por una parte en una fracción (E) que contiene la olefina terciaria y por otra parte una fracción (F) que contiene la mayor parte de los compuestos ligeros eventuales y ocasionalmente una cantidad reducida del agua residual. La fracción (F) puede ser escindida en una fracción gaseosa que se evacúa por ejemplo hasta la antorcha y en una fracción líquida que es enviada nuevamente al menos en parte hacia la zona de fraccionamiento (C2) de la etapa e) [línea (20b) salida de la línea (20) y/o de la línea (22)]. Según esta forma particular, habitualmente es preferible que la zona de fraccionamiento de la etapa e) lleve al menos un medio que permita recuperar a partir de la fracción (F) una fracción ligera sensiblemente anhidra. Más frecuentemente este medio permitirá escindir o separar al menos una parte de la fracción (F) en una fracción ligera sensiblemente anhidra y en una fracción acuosa. Este medio será por ejemplo un matraz de bola separador provisto de al menos un medio, por ejemplo una bota, que permite la decantación y el trasiego de una fracción acuosa. En este caso al menos una parte de la fracción acuosa obtenida en la etapa e) es reciclada de preferencia hacia la etapa c) en la zona (Ll) de extracción por lavado con el agua. Entonces, la fracción ligera sensiblemente anhidra habitualmente es escindida o separada en una fracción gaseosa que se evacúa por ejemplo hacia la antorcha y en una fracción líquida en general substancialmente anhidra que se vuelve a enviar al menos en parte hacia la zona de fraccionamiento (C2) de la etapa e) . Según otro modo de funcionamiento la fracción (F) [o la fracción ligera obtenida a partir de dicha fracción (F)] que ha salido de la etapa e) es enviada nuevamente al menos en forma parcial hacia una zona de fraccionamiento catalítico. Según otra variante, la fracción (F) [o la fracción ligera obtenida a partir de la fracción (F)], que ha salido de la etapa e) , es enviada nuevamente al menos en forma parcial hacia una zona de síntesis del éter por la reacción entre al menos una olefina terciaria y al menos un alcohol. Según todavía otra variante, la fracción (F) [o la fracción ligera obtenida a partir de la fracción (F)], que ha salido de la etapa e) , es enviada al menos parcialmente hacia la antorcha. Más frecuentemente el proceso de la presente invención comprende una etapa f) en la cual al menos una parte de la fracción acuosa (C) salida de la etapa c) es enviada hacia una zona de fraccionamiento (C3) a partir de la cual se recupera una fracción (G) que contiene la mayor parte del alcohol presente inicialmente en dicha parte y una fracción acuosa (H) retirada de la mayor parte del alcohol presente inicialmente en dicha parte. Según este modo de funcionamiento, al menos una parte de la fracción (G) obtenida en la etapa f) que contiene el alcohol puede ser enviada hacia una zona de síntesis del éter por la reacción entre al menos una olefina terciaria y al menos un alcohol. Igualmente es posible enviar la totalidad de este alcohol hacia la zona de síntesis del éter. De igual manera se puede recuperar parcialmente o en su totalidad este alcohol para otros usos. Según este modo de funcionamiento, al menos una parte de la fracción acuosa (H) obtenida en la etapa f) también puede ser reciclada al menos en parte hacia la etapa c) en la zona
(Ll) de extracción por lavado con agua. Según este modo de funcionamiento, al menos una parte de la fracción acuosa (H) obtenida en la etapa f) también puede ser enviada al menos parcialmente hacia una sección de tratamiento de las aguas. En una forma preferida de funcionamiento del proceso de la presente invención, al menos una parte de la fracción (B) obtenida en la etapa b) , que contiene la mayor parte del alcohol formado en la etapa a) y eventualmente del éter no descompuesto en la etapa a) , puede ser enviado hacia una zona de síntesis del éter por la reacción entre al menos una olefina terciaria y al menos un alcohol. Igualmente es posible enviar la totalidad de esta fracción hacia la zona de síntesis del éter. De igual manera se puede recuperar en parte o en su totalidad esta fracción para otros usos. En una forma preferida de funcionamiento del proceso de la presente invención, al menos una parte de la fracción acuosa (Le) obtenida en la etapa d) es reciclada a la etapa c) en la zona de extracción (Ll) por el lavado con agua. Estos diversos reciclajes del agua son independientes entre sí y pueden ser realizados conjunta o separadamente. El agua que no es reciclada generalmente es purgada luego enviada habitualmente hacia una zona de tratamiento de las aguas utilizadas. Esta purga está presente más frecuentemente al menos sobre la fracción acuosa (H) obtenida en la etapa f) . Esta purga permite en particular evitar una acumulación eventual de los compuestos llamados pesados, por ejemplo alcoholes pesados. Las condiciones de funcionamiento de la etapa a) de la presente invención son las condiciones clásicas de descomposición del éter alquílico terciario bien conocidas por el experto en la técnica. En una forma preferida de realización esta etapa a) será puesta en funcionamiento sin la adición de agua suplementaria al producto introducido en la zona de descomposición. Sin embargo será posible agregar una cierta cantidad de agua por ejemplo hasta el límite de la solubilidad del agua en el éter que se desea descomponer. Habitualmente las condiciones de puesta en funcionamiento de esta etapa a) son elegidas de manera que la mayor parte del éter alquílico terciario se descomponga para obtener un alcohol y una olefina terciaria. En esta zona de descomposición la presión absoluta está comprendida habitualmente entre aproximadamente 1 y aproximadamente 12 barias (1 bar es igual a 0.1 Mpa), la temperatura está comprendida habitualmente entre 50 °C y 300 °C, y de preferencia entre 100 °C y 250 °C, la WH (velocidad espacial por hora) está comprendida habitualmente entre 0.1 y 200 h_1 y más frecuentemente entre Ó.5 y 100 h"1. En esta zona se pueden utilizar todos los catalizadores ácidos bien conocidos por el experto en la técnica. Se prefiere habitualmente emplear catalizadores sólidos ácidos. También el catalizador puede ser elegido del grupo formado por las resinas acidas orgánicas y las resinas acidas minerales, generalmente sólidas en las condiciones de la reacción de descomposición de dicho éter. Entre estos compuestos, se emplean más frecuentemente aquellos elegidos del grupo formado por los sólidos minerales injertados que llevan al menos un grupo orgánico del tipo alquil-sulfónico, aril-sulfónico o alquilaril-sulfónico. Una de las formas preferidas de puesta en funcionamiento de esta etapa a) utiliza un catalizador elegido del grupo formado por los polisiloxanos injertados por al menos un grupo alquilsulfónico. Las condiciones generales de puesta en funcionamiento de la etapa b) de fraccionamiento del producto salido de la etapa a) de descomposición del éter, es una etapa cuyas condiciones son elegidas en particular en función de las características del alcohol y de la olefina terciaria formados. El experto en la técnica tiene que escoger asimismo estas condiciones para obtener la separación deseada entre una fracción que contiene la mayor parte del alcohol y una fracción que contiene la mayor parte de la olefina. Así, como por ejemplo, en el caso de la descomposición del MTBE y de la formación del metanol y de isobuteno, la presión absoluta en la columna de destilación es de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 15 barias, de preferencia de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 barias, idéntica o diferente de aquella reinante en la zona de descomposición. La temperatura del fondo de la columna depende a la vez de la presión reinante en dicha columna y de la composición del producto del fondo, en particular de la relación molar entre el metanol y el MTBE presente eventualmente enseguida de una descomposición parcial de este éter en la etapa a) . En el caso de una unidad que trata 1 kg/h de MTBE, la columna de destilación lleva habitualmente entre 3 . y 80 platos teóricos y más frecuentemente entre 10 y 50 platos teóricos. En la etapa c) de purificación de al menos una parte de la fracción (A) , la parte de la fracción es enviada hacia una zona de extracción (Ll) por el lavado con agua; la cantidad de agua utilizada para este lavado es habitualmente tal que la relación volumétrica entre el volumen de dicha cantidad de agua introducida en la zona de extracción y aquella de la parte de la fracción (A) introducida en la zona de extracción (Vagua/VA) es de aproximadamente 0.005 hasta aproximadamente 20. Más frecuentemente esta cantidad de agua es tal que la relación Vagua/VA es de aproximadamente 0.005 hasta aproximadamente 10, de preferencia de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 5 de manera todavía más preferida de aproximadamente 0.02 hasta aproximadamente 1. El caudal de agua en esta zona de lavado (Ll) es regulado más frecuentemente en función del mantenimiento del nivel del fondo en la zona de fraccionamiento (C3) del agua y el alcohol en el caso de la presencia de tal zona (C3) . Este nivel del fondo puede estar definido como el nivel mínimo necesario para el buen funcionamiento de la zona (C3) . Este parámetro es un parámetro clásico bien conocido por el experto en la técnica. Esta regulación se hace frecuentemente en un modo manual para los operadores, pero es posible que esta regulación sea efectuada por un circuito de regulación automático llamado LCR por las iniciales anglasajonas Level Control Regulation (Regulación por Control del Nivel) . Cualquiera que sea el modo de regulación elegido, la cantidad de agua puede ser ajustada en general con la ayuda de un medio de introducción del agua de complemento en la zona (Ll) . Este complemento de agua permite en particular compensar las pérdidas de agua debidas al arrastre del agua y/o a la saturación del flujo hidrocarbonado tratado así como el remplazo del agua purgada eventualmente. Esta zona de extracción (Ll) es habitualmente una columna de platos que opera a una temperatura de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 100 °C, de preferencia de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 60 °C. La presión absoluta en esta zona será de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 barias, más frecuente en forma aproximada de 1 hasta aproximadamente 15 barias, idéntica o diferente a aquella reinante en la zona de fraccionamiento de la etapa b) . La etapa d) que comprende una zona de separación de al menos una parte de la fracción (D) de una fracción líquida acuosa (Le) y una fracción líquida hidrocarbonada (Lc) en una zona (Co) , es una etapa clásica bien conocida por el experto en la técnica. Esta etapa es habitualmente puesta en funcionamiento en un aparato denominado coalescedor, en el cual el agua se recoge en la parte inferior del aparato para la coalescencia. Las condiciones de temperatura y de presión reinantes en esta zona están en las mismas gamas que aquellas reinantes en la etapa c) de extracción del agua. La presión (respectivamente la temperatura) puede ser idéntica o diferente de aquella reinante en la zona (Ll) de la etapa c) . En esta zona se separa así el agua libre contenida en el producto salido de la etapa c) . Además esta zona tiene igualmente en forma más frecuente una función de zona o bola de descarga para la zona de purificación (C2) del isobuteno, en el caso de la presencia de una de tales zonas (C2) . Cualquier otro medio conocido por el experto en la técnica puede ser empleado en el marco de la presente invención. A título de ejemplo, se puede citar la utilización de un absorbente que tiene una selectividad preferida para una de las fracciones acuosa u orgánica. La etapa e) eventual de fraccionamiento de la fracción (Lc) en una zona (C2) de una fracción (E) que contiene la olefina terciaria y una fracción (F) que contiene la mayor parte de los compuestos ligeros eventualmente presentes en dicha fracción (Lc) y el agua residual contenida en la fracción líquida (Lc) , es efectuada habitualmente en una columna de destilación que funciona bajo una presión absoluta de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 barias, más frecuentemente en forma aproximada desde 3 hasta aproximadamente 10 barias, idéntica o diferente de aquella reinante en la zona de separación de la etapa d) . Para una unidad que produce 0.6 kg/h del isobuteno, esta columna tiene habitualmente en forma aproximada 3 hasta aproximadamente 80 platos teóricos y más frecuentemente en forma aproximada 5 hasta aproximadamente 50 platos teóricos. La temperatura del fondo de la columna depende en particular de la presión reinante en la columna. La etapa eventual f) de fraccionamiento, en una zona (C3), de la fracción acuosa (C) , que contiene la mayor parte del alcohol inicialmente presente en la fracción (A) , de una fracción (G) que contiene la mayor parte del alcohol presente inicialmente en la fracción (C) y de una fracción acuosa (H) liberada de la mayor parte del alcohol presente inicialmente en la fracción (C) , es realizada u obtenida habitualmente en una columna de destilación (C3) bajo una presión absoluta de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 12 barias, de preferencia de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 8 barias, idéntica o diferente de aquella reinante en la zona de extracción del agua de la etapa c) . La temperatura del fondo de la columna depende en particular de la presión reinante en la columna; la misma es habitualmente en forma aproximada de 50 hasta aproximadamente 300 °C y más frecuentemente en forma aproximada de 65 a aproximadamente 200 °C. La columna lleva habitualmente en forma aproximada 2 hasta aproximadamente 80 platos y más frecuentemente en forma aproximada 3 hasta aproximadamente 60 platos teóricos. La figura 1 es un esquema del principio que ilustra una de las variantes preferidas de puesta en funcionamiento de la presente invención. Los trazos con líneas punteadas muestran las diversas opciones posibles. La carga que contiene el éter alquílico terciario es introducida por la línea 1 hacia el reactor (Rl) de descomposición de dicho éter. Este reactor contiene un catalizador ácido. El producto de descomposición sale del reactor (Rl) y es enviado hacia una columna de fraccionamiento (Cl) por la línea 2 a partir de la cual se recupera por la línea 4 un producto que contiene una efina terciaria y por la línea 3 un producto que contiene un alcohol y llegado el caso el éter no descompuesto. El producto que sale de la columna
(Cl) por la línea 3 puede ser enviado parcialmente por ejemplo por la línea 18 hacia una zona de síntesis del éter alquílico terciario. El producto que contiene la olefina terciaria es introducido por la línea 4 hacia una zona de extracción del agua (Ll) en la cual el agua es introducida por la línea llb y a partir de la cual se recupera una fracción (D) pobre en alcohol por la línea 5, que se envía hacia la zona de separación Co, a partir de la cual se recupera por la línea 23 una fracción líquida acuosa (Le) y por la línea 24 una fracción líquida hidrocarbonada (Lc) que contiene la mayor parte de la olefina terciaria presente inicialmente en la fracción (D), dicha fracción (Lc) contiene la olefina terciaria, una cantidad reducida de agua y eventualmente compuestos ligeros que son enviados por la línea 24 hacia una zona de fraccionamiento (C2) . Por la línea 6 se recupera un producto acuoso que contiene el alcohol que se introduce en la zona de fraccionamiento (C3). A partir de la zona de fraccionamiento (C2) se recupera por la línea 8 la olefina terciaria muy frecuentemente ultrapura y por la línea 7 los productos ligeros que son enviados parcialmente por ejemplo a la antorcha, pero que también pueden ser enviados hacia una zona de fraccionamiento catalítico o bien hacia una zona de síntesis del éter, y en parte reciclados, a título de reflujo por las líneas 19, 20 y 20b hacia la zona de fraccionamiento (C2). También es posible, en una forma preferida de realización, enviar al menos una parte de estos productos ligeros por las líneas 19 y 21 hacia una zona de separación (DI) a partir de la cual se recupera por la línea 13 una fracción constituida en su mayor parte de agua, por la línea 22 una fracción líquida de los productos ligeros que se vuelve a enviar a título de reflujo hacia la columna (C2) por la línea 20b; se recupera por la línea 12 al menos una parte de los productos ligeros gaseosos que son enviados por ejemplo en parte a la antorcha, pero que también pueden ser enviados hacia una zona de fraccionamiento catalítico o bien hacia una zona de síntesis del éter. Todavía es posible combinar las dos formas de realización descritas precedentemente. La fracción acuosa puede ser recuperada por la línea 13 o puede ser enviada nuevamente por ejemplo en parte por las líneas 14, 15, 11 y llb hacia la zona de extracción del agua Ll, además de un aporte eventual exterior de agua por la línea 15b. A partir de la zona de fraccionamiento (C3) se recupera por la línea 10 el alcohol que pueden ser enviado nuevamente por ejemplo parcialmente por la línea 16 hacia una zona de síntesis del éter alquílico terciario. A partir de esta zona (C3), se recupera igualmente una fracción acuosa por la línea 9 que puede ser enviada al menos parcialmente hacia una zona de tratamiento de las aguas por la línea 17b o reciclada por las líneas 17, 11 y llb al menos en parte hacia la zona de extracción del agua (Ll) . La fracción líquida acuosa (Le) recuperada por la línea 23 a partir de la zona de separación (Co) puede ser enviada al menos en parte hacia una zona de tratamiento de las aguas por la línea 26 o reciclada por las líneas 25, 15, 11 y llb al menos en parte hacia la zona de extracción del agua (Ll) .
El siguiente ejemplo ilustra la invención sin limitar lo expuesto anteriormente.
Ejemplo 1
Se utiliza un equipo de tipo piloto que comprende un reactor tubular (Rl), de 10 mililitros de volumen, que funciona bajo una presión relativa de 7 barias, a una temperatura promedio de 160 °C que contiene 3 gramos de catalizador del tipo de polisiloxano injertado por los grupos alquil sulfónicos. Se utiliza un catalizador comercial a base de polisiloxanos injertados por el menos un grupo alquil-sulfónico. Se alimenta el reactor (Rl) por una carga que contiene 100 % en peso de MTBE, bajo una WH de 15 h"1. La tabla 1 presenta la composición de la carga introducida en el reactor Rl de descomposición del MTBE y la composición del producto recogido a la salida del reactor (Rl) .
Tabla 1
Con la ayuda del logicial comercializado por la sociedad americana SIMSCI (SIMulation SCIence INC.) bajo la denominación comercializada Pro II, se calculan las diversas secciones de purificación. Una columna de destilación (Cl), que funciona bajo una presión relativa de 7 barias y que lleva 10 platos teóricos, es utilizada en la etapa b) del procedimiento de la invención para obtener un producto del fondo (B) y un producto de la parte superior (A) . Una columna de extracción por lavado con agua Ll, que es una columna de platos y que funciona a una temperatura de 30 °C bajo una presión relativa de 12 barias, es utilizada en la etapa c) del procedimiento de la invención para obtener una fracción acuosa (C) y una fracción orgánica (D) . Un sistema de extracción del agua libre arrastrada a la etapa c) en la fracción (D) , del tipo de coalescedor (Co) , permite obtener una fracción acuosa (Le) y una fracción orgánica (Lc) . La misma funciona bajo una presión relativa de 12 barias a una temperatura de 30 °C.
Una columna de destilación (C2), última etapa de purificación del isobuteno, que funciona bajo una presión relativa de 7 barias, y que lleva 10 platos teóricos, es utilizada en la etapa e) para obtener un producto del fondo (E) que es isobuteno purificado y un producto de la parte superior (F) que contiene compuestos ligeros. La columna (Cl) es alimentada por el efluente de (Rl) . El producto (A) recogido en la parte superior de (Cl) es enviada hacia la columna de extracción (Ll) en donde el mismo es lavado con una cantidad de agua cuyo caudal volumétrico es igual a la décima parte del caudal de (A) . Se recupera una fracción acuosa (C) que contiene la mayor parte del metanol contenido en (A) , y una fracción hidrocarbonada (D) que contiene una cantidad pequeña de agua libre arrastrada. Esta fracción de agua libre es eliminada por último después de la decantación en el sistema de decantación (Co) bajo la forma de una fracción (Le) y se recupera una fracción orgánica hidrocarbonada (Lc) . Por último, la fracción hidrocarbonada (Lc) es tratada en la columna (C2) para producir en el fondo de la columna una fracción (E) que es de isobuteno de alta pureza y en la parte superior una fracción ligera (F) que contiene en particular éter dimetílico (DME) .
Los balances de materiales obtenidos se dan en la tabla 2 y la tabla 3 posteriores. Tabla 2
Tabla 3
Así, el procedimiento según la invención permite obtener una pureza del isobuteno muy elevada.
Ejemplo 2
Supóngase un equipo de tipo piloto que comprende un reactor tubular Rl, que funciona bajo una presión relativa de 7 barias, a una temperatura promedio de 140 °C. El reactor Rl que contiene el Deloxan ASP (catalizador del tipo del polisiloxano injertado por los grupos alquil sulfónicos) . Se alimenta Rl por una carga que contiene 100 % en peso de TAME, bajo una WH de 6 h-1. El producto recogido a la salida de Rl posee la composición dada en la tabla 4:
Tabla 4 : Sección de reacción de descomposición del MTBE
Con la ayuda del logicial Pro II, las diversas secciones de purificación son calculadas como en el ejemplo precedente.
El balance de materiales sumario se da en la tabla 5 a título de ilustración.
Tabla 5
Se producen así los isoamilenos con un rendimiento mínimo del 84 % (rendimiento que puede ser mejorado por la desviación o cauce de reciclaje del éter no convertido) y con una pureza superior al 99 %.
Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes
Claims (18)
1. Un procedimiento de producción de una olefina terciaria por la descomposición del éter alquílico terciario, que comprende: a) una etapa de descomposición de al menos un éter alquílico terciario en una zona de reacción que comprende al menos un reactor que contiene un catalizador de descomposición de dicho éter, la etapa es efectuada en condiciones que permiten la descomposición al menos parcial del éter alquílico terciario en un producto que contiene al menos un alcohol y al menos una olefina terciaria, b) una etapa de fraccionamiento de al menos una parte del producto salido de la etapa a) en una zona de fraccionamiento que permite obtener por una parte una fracción (A) que contiene la mayor parte de la olefina terciaria y eventualmente una fracción menor de alcohol y de los compuestos ligeros eventuales, y por otra parte una fracción (B) que contiene la mayor parte del alcohol formado en la etapa a) y eventualmente del éter no descompuesto en la etapa a), c) una etapa de purificación de al menos una parte de la fracción (A) en la cual dicha parte es enviada hacia una zona de extracción por el lavado con el agua a partir de la cual se obtiene una fracción acuosa (C) que contiene la mayor parte del alcohol presente inicialmente en dicha parte y una fracción (D) que contiene la mayor parte de la olefina terciaria inicialmente presente en dicha parte, la fracción (D) contiene la olefina terciaria, el agua, eventualmente compuestos ligeros y está substancialmente libre de alcohol, el procedimiento está caracterizado porque lleva una etapa d) en la cual al menos una parte de la fracción (D) salida de la etapa c) es enviada hacia una zona de separación (Co) a partir de la cual se recupera una fracción líquida acuosa (Le) y una fracción líquida (Lc) que contiene la mayor parte de la olefina terciaria presente inicialmente en la fracción (D) , la fracción (Lc) contiene la olefina terciaria, una cantidad reducida de agua y eventualmente compuestos ligeros.
2. Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una parte de la fracción líquida (Lc) recuperada en la etapa d) es enviada hacia una etapa e) en una zona de fraccionamiento (C2) en la cual dicha parte de la fracción (Lc) es fraccionada por una parte en una fracción (E) que contiene la defina terciaria y por otra parte en una fracción (F) que contiene la mayor parte de los compuestos ligeros eventuales y ocasionalmente una cantidad reducida de agua residual.
3. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la zona de fraccionamiento de la etapa e) lleva al menos un medio que permite recuperar a partir de la fracción (F) una fracción ligera sensiblemente anhidra.
4. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el medio comprende un balón o matraz de bola separador, provisto de al menos un medio que permite la decantación y el trasiego de una fracción acuosa.
5. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la fracción acuosa obtenida en la etapa e) es reciclada al menos en parte hacia la etapa c) en la zona de extracción (Ll) por el lavado con agua.
6. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque al menos una parte de la fracción (F) o de la fracción ligera sensiblemente anhidra obtenida en la etapa e) a partir de la fracción (F) es al menos enviada parcialmente hacia una zona de fraccionamiento catalítico.
7. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque al menos una parte de la fracción (F) o de la fracción ligera sensiblemente anhidra obtenida en la etapa e) a partir de dicha fracción (F), es al menos en parte enviada hacia una zona de síntesis del éter por la reacción entre al menos una olefina terciaria y al menos un alcohol.
8. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende una etapa f) en la cual al menos una parte de la fracción (C) salida de la etapa c) es enviada hacia una zona de fraccionamiento (C3) a partir de la cual se recupera una fracción (G) que contiene la mayor parte del alcohol presente inicialmente en dicha parte y "una fracción acuosa (H) liberada de la mayor parte del alcohol presente inicialmente en dicha parte.
9. Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque al menos una parte de la fracción (G) es enviada hacia una zona de síntesis del éter por la reacción entre al menos una olefina terciaria y al menos un alcohol.
10. Un procedimiento de conformidad con una de las revindicaciones 8 o 9, caracterizado porque al menos una parte de la fracción acuosa (H) es enviada al menos en parte hacia una sección de tratamiento de las aguas.
11. Un procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque al menos una parte de la fracción acuosa (H)es reciclada al menos en parte a la etapa c) en la zona de extracción por el lavado con el agua.
12. Un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque al menos una parte de la fracción (B) es enviada hacia una zona de síntesis del éter por la reacción entre al menos una olefina terciaria y al menos un alcohol.
13. Un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque al menos una parte de la fracción acuosa (Le) obtenida en la etapa d) es reciclada al menos en parte a la etapa c) en la zona de extracción por el lavado con el agua.
14. Un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque, en la etapa c) de purificación de al menos una parte de la fracción (A) , se introduce en la zona de extracción por lavado con el agua una cantidad de agua tal que la relación volumétrica entre el volumen de dicha cantidad de agua introducida en la zona de extracción y aquella de la parte de la fracción (A) (Vagua/VA) sea de 0.005 hasta 20.
15. Un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la zona de extracción por el lavado con el agua de la etapa c) lleva al menos un medio de introducción del agua de complemento.
16. Un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el catalizador de la etapa a) es elegida del grupo formado por las resinas acidas orgánicas y las resinas acidas minerales .
17. Un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el catalizador de la etapa a) se elige del grupo formado por los sólidos minerales injertados que llevan al menos un grupo orgánico de tipo alquil-sulfónico, aril-sulfónico o alquilaril-sulfónico.
18. Un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque el catalizador de la etapa a) se elige del grupo formado por los polisiloxanos injertados por al menos un grupo alquil-sulfónico.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR97/02.194 | 1997-02-21 | ||
| FR9702194 | 1997-02-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MXPA98001343A true MXPA98001343A (es) | 2000-06-05 |
Family
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