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BRPI0213116B1 - método para separar dimetil éter e propano de uma corrente olefínica fabricada a partir de um processo de reação de oxigenado para olefina, e método para remover dimetil éter de uma corrente olefínica - Google Patents

método para separar dimetil éter e propano de uma corrente olefínica fabricada a partir de um processo de reação de oxigenado para olefina, e método para remover dimetil éter de uma corrente olefínica Download PDF

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BRPI0213116B1
BRPI0213116B1 BRPI0213116A BRPI0213116A BRPI0213116B1 BR PI0213116 B1 BRPI0213116 B1 BR PI0213116B1 BR PI0213116 A BRPI0213116 A BR PI0213116A BR PI0213116 A BRPI0213116 A BR PI0213116A BR PI0213116 B1 BRPI0213116 B1 BR PI0213116B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
dimethyl ether
stream
propane
olefinic
weight
Prior art date
Application number
BRPI0213116A
Other languages
English (en)
Inventor
R Lumgair David Jr
Lauermann Gerhard
Fritz Helmut
A Kabin Jeffrey
J Phillips Jeffrey
R Shutt John
Kunkel Josef
Muller Klaus
P Nicoletti Michael
Cheng Minquan
Walzl Roland
Borgmann Wilried
Original Assignee
Exxonmobil Chemical Patents Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10150479A external-priority patent/DE10150479A1/de
Priority claimed from US10/196,530 external-priority patent/US6855858B2/en
Application filed by Exxonmobil Chemical Patents Inc filed Critical Exxonmobil Chemical Patents Inc
Publication of BRPI0213116B1 publication Critical patent/BRPI0213116B1/pt

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02—Alkenes

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  • Water Supply & Treatment (AREA)
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Abstract

"método para remover dimetil éter de uma corrente olefínica". a presente invenção refere-se a um método para remover dimetil éter de uma corrente olefínica. o método inclui destilar a corrente olefínica, de tal modo que o dimetil éter seja separado da corrente olefínica com propano. a corrente olefínica pode ser destilada adicionalmente para fornecer uma corrente de etileno grau de polimérico e uma corrente de propileno grau polimérico, cada corrente contendo não mais do que cerca de 10 ppm em peso de dimetil éter.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA SEPARAR DIMETIL ÉTER E PROPANO DE UMA CORRENTE OLEFÍNICA FABRICADA A PARTIR DE UM PROCESSO DE REAÇÃO DE OXIGENADO PARA OLEFINA, E MÉTODO PARA REMOVER DIMETIL ÉTER DE UMA CORRENTE OLEFÍNICA.
[0001] Este pedido de patente reivindica prioridade para o pedido de patente alemã no 101 50 479.9, depositado em 16 de outubro de 2001, no de série US 60/345.666, depositado em 31 de dezembro de 2001, e no de série US 10/196.530, depositado em 15 de julho de 2002, cujos teores são aqui inteiramente incorporados como referência. CAMPO DA INVENÇÃO [0002] Esta invenção refere-se à remoção de dimetil éter de uma corrente olefínica. Particularmente, esta invenção refere-se à remoção de dimetil éter de uma corrente olefínica por destilação, para formar correntes de etileno de grau polimérico e propileno de grau polimérico. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0003] As olefinas, particularmente as olefinas de C2 e C3, são desejáveis como uma fonte de alimentação para fabricar produtos derivados, tais como oligômeros, como por exemplo, olefinas superiores, e polímeros tais como polietileno e polipropileno. As fontes de alimentação de olefinas têm sido produzidas tradicionalmente por craqueamento de insumos de petróleo.
[0004] A patente US no 5.090.977 descreve um método para fabricar olefinas por craqueamento a vapor. O método inclui separar o produto olefínico em metano, hidrogênio, etano, etileno, propileno e correntes de C5+. A separação descrita produz, de preferência, propileno, e não são produzidas quaisquer correntes de propano, butano, buteno, ou butadieno.
[0005] As matérias-primas oxigenadas, entretanto, estão se tornando uma alternativa aos insumos de petróleo para fabricar olefinas,
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2/39 particularmente quantidades grandes de etileno e propileno para a produção de olefinas superiores e materiais plásticos. Genericamente, as olefinas são formadas colocando os componentes oxigenados em contato com um catalisador de peneira molecular para converter cataliticamente os oxigenados em olefinas. Tais processos operam, por exemplo, cataliticamente, de acordo com a equação global 2CH3OH C2H4 + 2H2O.
[0006] Por exemplo, a patente US no 4.499.327 descreve um processo para fabricar olefinas a partir de metanol, usando uma série de catalisadores de peneiras moleculares de aluminofosfato de silício (SAPO). O processo é conduzido em uma temperatura entre 300oC e 500oC, uma pressão de 0,1 atm e 100 atm, e uma velocidade espacial horária ponderal (WHSV) entre 0,1 e 40 h-1. O processo é altamente seletivo para fabricar etileno e propileno.
[0007] A patente US no 6.121.504 também descreve um método para fabricar produto olefínico a partir de uma alimentação oxigenada, usando catalisadores de peneiras moleculares. Água e outros subprodutos indesejados são removidos do produto olefínico colocando-o em contato com um meio atenuador. Depois do contato com o meio atenuador, é obtida uma fração de produtos leves que compreende as olefinas desejadas, mas inclui também dimetil éter, metano, CO, CO2, etano, propano e outros componentes secundários, tais como água e insumo oxigenado não reagido.
[0008] Um dos subprodutos mais particularmente indesejados é o dimetil éter. O problema de remover dimetil éter de uma corrente de produtos olefínicos não foi resolvido satisfatoriamente até agora. Materiais absorventes especiais, que são usados supostamente para remover o dimetil éter da corrente de produtos já foram considerados. Entretanto, é difícil encontrar um absorvente ou material absorvente apropriado para este propósito.
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3/39 [0009] Freqüentemente é necessário reduzir ou remover a quantidade de subprodutos de hidrocarbonetos indesejáveis que estão presentes na composição olefínica, para processar adicionalmente as olefinas, particularmente etileno, propileno e butileno. Por isso é que os processos de fabricação de derivados podem usar catalisadores que são muito sensíveis à presença de certos hidrocarbonetos. Por exemplo, descobriu-se que o subproduto dimetil éter indesejável atua como um veneno para certos catalisadores que são usados para converter etileno, propileno ou butileno em outros produtos.
[00010] A patente US no 4.474.647 descreve, por exemplo, que o dimetil éter pode impactar adversamente a oligomerização de certas olefinas. A patente descreve um processo para remover dimetil éter de uma corrente de olefinas de C4 e/ou C5 usando destilação. A corrente é destilada e separada em uma corrente de topo e uma de fundo. A corrente do topo contém dimetil éter, água e vários hidrocarbonetos, e a corrente do fundo contém olefinas purificadas.
[00011] A patente US no 5.609.734 descreve um método para remover metanol e dimetil éter de uma corrente de hidrocarbonetos mistos. A corrente de hidrocarbonetos, contendo metanol e dimetil éter, é destilada de tal modo que o dimetil éter e o metanol sejam removidos em uma corrente de topo. Metanol adicional é recuperado em uma corrente lateral na qual uma membrana permeável a metanol é usada para obter a separação adicional. O hidrocarboneto purificado é removido de uma corrente de fundo.
[00012] A remoção de dimetil éter de correntes de olefinas é particularmente difícil, pois níveis muito baixos de dimetil éter podem atuar como venenos de catalisadores. Isto significa que correntes de olefinas, tais como olefinas de C2-C4 devem conter pouco, se algum, dimetil éter, caso um processamento catalítico adicional da corrente olefínica seja desejado. Portanto, é altamente desejável encontrar
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4/39 métodos adicionais para remover dimetil éter de correntes de olefinas. SUMÁRIO DA INVENÇÃO [00013] Esta invenção fornece um método para remover dimetil éter de correntes olefínicas. O resultado do método é que podem ser obtidas correntes de olefinas separadas, particularmente correntes de etileno, propileno e butileno, que têm teor de dimetil éter substancialmente reduzido.
[00014] O dimetil éter é separado da corrente de produtos olefínicos nesta invenção de uma maneira inovadora, porém econômica. Em uma modalidade, a invenção fornece um método para remover dimetil éter de uma corrente que contém olefinas, método este que inclui fracionar a corrente que contém olefinas. A corrente que contém olefinas compreende uma corrente de hidrocarbonetos de C3 e dimetil éter, e a corrente que contém olefinas é fracionada para separar a corrente de hidrocarbonetos de C3, junto com o dimetil éter, da corrente que contém olefinas. A corrente de hidrocarbonetos de C3, contendo o dimetil éter, é então enviada para uma coluna de retificação. Propileno é removido de uma parte do topo da coluna de retificação, e o propano é removido de uma porção inferior da coluna de retificação. O dimetil éter também é removido da porção inferior da coluna de retificação, junto com o propano.
[00015] Em outra modalidade, a invenção fornece um método para separar dimetil éter de uma corrente olefínica fabricada a partir de um processo de reação de oxigenado para olefina. O método compreende colocar o oxigenado em contato com um catalisador de peneira molecular, para formar a corrente olefínica. A corrente de olefinas compreende, entre outros, água, propileno, propano e dimetil éter. A corrente de olefinas é seca e destilada para separar o dimetil éter e o propano do propileno.
[00016] Nesta invenção é desejável que corrente olefínica seca
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5/39 contenha não mais do que cerca de 1.000 ppm em peso de água. De preferência, a corrente olefínica seca contém não mais do que cerca de 500 ppm em peso de água; mais preferivelmente, a corrente olefínica seca contém não mais do que cerca de 10 ppm em peso de água.
[00017] Em uma modalidade, o propileno destilado da corrente olefínica seca é substancialmente isento de dimetil éter. De preferência, o propileno destilado da corrente olefínica seca contém não mais do que cerca de 25 ppm em peso de dimetil éter.
[00018] Em outra modalidade, a corrente de olefinas contém pelo menos cerca de 0,05% em peso de dimetil éter. Em ainda outra modalidade, a corrente olefínica compreende ainda butileno e compostos com ponto de ebulição mais alto, e a corrente olefínica seca é destilada para separar o dimetil éter e propano do propileno, butileno e compostos com ponto de ebulição mais alto. Em tal modalidade, a corrente olefínica compreende de forma desejável entre cerca de 2% em peso e 45% em peso de propano, entre cerca de 0,05 e cerca de 5% em peso de dimetil éter, e entre cerca de 30% em peso e cerca de 95% em peso de butileno mais compostos com ponto de ebulição mais alto.
[00019] A invenção pode compreender ainda colocar o propano e o dimetil éter em contato com água, para separar o dimetil éter do propano. O dimetil éter separado pode ser então colocado em contato com um catalisador de peneira molecular, para formar uma olefina.
[00020] Opcionalmente, a invenção compreende ainda polimerizar o propileno separado para formar polipropileno. Além disso, qualquer quantidade de butileno e compostos com ponto de ebulição mais alto pode ser separada do propileno, e o butileno pode ser reagido adicionalmente. Por exemplo, o butileno separado pode ser convertido em aldeídos, ácidos, álcoois, ésteres fabricados a partir de ácidos monocarboxílicos de C5-C13 e monoálcoois de C5-C13 ou alfa-olefinas
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6/39 lineares.
[00021] Em outra modalidade da invenção, a corrente olefínica compreende ainda etileno e a corrente olefínica seca é destilada para separar o dimetil éter e o propano do etileno e propileno. O etileno separado pode ser polimerizado, caso desejado.
[00022] A invenção fornece ainda um método para remover dimetil éter de uma corrente de olefinas, onde a corrente de olefinas compreende água, propileno, propano e dimetil éter. A corrente de olefinas é seca e destilada de modo a separar o propano e o dimetil éter do propileno. Em tal modalidade, prefere-se que a corrente de propano e dimetil éter compreenda entre cerca de 4,0 e cerca de 99% em peso de propano e entre cerca de 1,0 e cerca de 96% em peso de dimetil éter, dependendo da extensão da conversão do oxigenado.
[00023] Em outra modalidade da invenção, a corrente de olefinas é seca colocando a corrente de olefinas em contato com um absorvente de água ou adsorvente de água. O absorvente de água é de forma desejável um hidrocarboneto polar. O adsorvente de água é de forma desejável uma peneira molecular. É desejável também comprimir a corrente olefínica antes de colocar em contato com o absorvente ou adsorvente de água.
[00024] A invenção fornece ainda um método para polimerizar propileno fabricado a partir de um oxigenado. O método compreende colocar o oxigenado em contato com um catalisador de peneira molecular para formar uma corrente de olefinas, onde a corrente de olefinas compreende propileno, propano e dimetil éter. A corrente olefínica é destilada para separar o propileno do propano e do dimetil éter, e o propileno separado é polimerizado. De preferência, a corrente de propileno separado contém não mais do que cerca de 25 ppm em peso de dimetil éter. É também desejável secar a corrente olefínica antes de destilar.
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7/39 [00025] A invenção fornece ainda um método para polimerizar etileno e propileno. O método compreende secar uma corrente olefínica que compreende, entre outros, etileno, propileno, propano e dimetil éter. A corrente olefínica seca é destilada para separar uma corrente de etileno, uma corrente de propileno, e uma corrente de propano e dimetil éter, de tal modo que a corrente de etileno e a corrente de propileno contenham cada uma não mais do que cerca de 10 ppm em peso de dimetil éter. As correntes de etileno e propileno separadas podem ser então polimerizadas. De preferência, a corrente olefínica seca contém não mais do que cerca de 1.000 ppm em peso de água.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00026] Os exemplos de várias modalidades desta invenção estão ilustrados nas figuras anexas, onde:
A Figura 1 é um fluxograma que indica como fabricar uma olefina a partir de um oxigenado, secar a olefina, e separar uma corrente de propano e dimetil éter da olefina seca;
A Figura 2 é um fluxograma de uma primeira modalidade de fracionamento desetanizador desta invenção;
A Figura 3 é um fluxograma de uma primeira modalidade de fracionamento divisor de C3 desta invenção;
A Figura 4 é um fluxograma de uma primeira modalidade de fracionamento desmetanizador a desetanizador desta invenção;
A Figura 5 é um fluxograma de uma primeira modalidade de fracionamento desmetanizador desta invenção; e
A Figura 6 é um fluxograma de uma primeira modalidade de fracionamento desetanizador desta invenção.
[00027] DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [00028] Esta invenção fornece um método para remover dimetil éter de uma corrente olefínica, particularmente uma corrente de olefinas que contém etileno e/ou propileno. Genericamente, o método compreende
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8/39 destilar a corrente olefínica de modo a separar o propano e o dimetil éter em uma corrente comum. O etileno e/ou propileno na corrente olefínica destilada é de qualidade suficiente, isto é, qualidade de grau polimérico, para usar como alimentação para um processo de polimerização.
[00029] A invenção oferece a vantagem de que nenhum dispositivo adicional é necessário para separar o dimetil éter da corrente de produto de propileno. Um divisor de C3, que seria usado convencionalmente para separar propano do propileno, também pode ser usado para separar o dimetil éter indesejável do propileno.
[00030] Em outro aspecto da invenção, o problema para remover dimetil éter de uma corrente de olefinas é resolvido de acordo com a invenção separando pelo menos uma corrente parcial, que contém primordialmente hidrocarbonetos de C3, de uma corrente de produtos olefínicos, por fracionamento. A corrente separada, contendo os hidrocarbonetos de C3, é enviada para uma coluna de retificação (divisor de C3) para separação de propileno e propano. Uma corrente de produto de propileno é retirada do topo desta coluna de retificação; e o propano, e possivelmente outros hidrocarbonetos de C3, bem como dimetil éter, são removidos da porção inferior da coluna de retificação, de tal modo que a corrente de produto de propileno, contendo no máximo somente traços de dimetil éter, é obtida.
[00031] Outro aspecto da invenção baseia-se no fracionamento da corrente olefínica, de tal modo que o dimetil éter siga com os hidrocarbonetos de C3 no processo de separação. Assim sendo, o dimetil éter é enviado com propileno, propano, e possivelmente outros hidrocarbonetos de C3, para um divisor de C3 ou coluna de retificação no processo de fracionamento. Surpreendentemente, descobriu-se agora que o dimetil éter vai quase que completamente para dentro da porção inferior da coluna de retificação, junto com o propano. O propileno é retirado da porção superior da coluna, e é substancialmente
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9/39 isento de dimetil éter.
[00032] Em ainda outro aspecto desta invenção, é desejável destilar uma corrente olefínica que tenha um baixo teor de água, para separar o propano e o dimetil éter. Um baixo teor de água tenderá a evitar problemas de clatrado e/ou formação de água livre no vaso de destilação. Os clatrados e a formação de água livre podem impedir significativamente a transmissão de calor e massa, tornando extremamente difícil separar produtos com pontos de ebulição relativamente próximos. Em alguns casos, o teor de água da corrente olefínica pode precisar ser reduzido secando a corrente olefínica, para reduzir substancialmente os efeitos de clatrado e formação de água livre.
[00033] A corrente olefínica, que vai ser destilada para separar o dimetil éter, contém, de preferência, não mais do que cerca de 1.000 ppm em peso de água. De preferência, a corrente olefínica contém não mais do que cerca de 500 ppm em peso de água, mais preferivelmente, não mais do que cerca de 100 ppm em peso de água, e com a maior preferência, não mais do que cerca de 10 ppm em peso de água.
[00034] O método desta invenção é particularmente útil para remover dimetil éter de correntes de etileno e/ou propileno, que contêm também propano. Destilando tal corrente em uma pressão e temperatura eficazes para separar dimetil éter junto com o propano, o resultado do método é que a porção remanescente da corrente olefínica pode ser destilada adicionalmente para fornecer correntes de etileno de grau polimérico e propileno de grau polimérico, cada uma sendo produzida com alta eficiência global.
[00035] De acordo com esta invenção, as correntes de etileno e/ou propileno, que contêm propano e dimetil éter, podem ser obtidas a partir de qualquer fonte. Algumas fontes, entretanto, conterão mais quantidade de um componente do que do outro. Por exemplo, o
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10/39 craqueamento de vários materiais de hidrocarbonetos formará etileno e propileno, porém pouco, se tanto, dimetil éter, dependendo do material craqueado. Converter oxigenados, tal como metanol, em olefinas por reação catalítica com catalisadores de peneira molecular, formará também etileno e propileno, porém significativamente mais dimetil éter do que craquear hidrocarbonetos. Contudo, desde que uma corrente olefínica contenha propano e dimetil éter, o método desta invenção será eficaz. Ele é particularmente eficaz, entretanto, em remover dimetil éter de correntes olefínicas fabricadas a partir de um processo de reação de oxigenado para olefinas, devido ao teor relativamente alto de dimetil éter encontrado nessas correntes.
[00036] Em uma modalidade desta invenção, disponibiliza-se uma corrente olefínica que contém etileno e/ou propileno, dimetil éter e propano. Opcionalmente, a corrente contém etano, bem como butileno e compostos com ponto de ebulição mais alto. A corrente olefínica é destilada, de preferência por técnicas de destilação contínua convencionais, de modo a separar o etileno e/ou propileno, e opcionalmente, etano, caso presente, do propano e dimetil éter. Caso o butileno e compostos com ponto de ebulição mais alto estejam incluídos na corrente olefínica, prefere-se que a corrente de propano e dimetil éter separada inclua o butileno e os compostos com ponto de ebulição mais alto.
[00037] Em outra modalidade da invenção, disponibiliza-se uma corrente olefínica que compreende entre cerca de 2% em peso e cerca de 45% em peso de propano. De preferência, a corrente olefínica compreende entre cerca de 5% em peso e cerca de 40% em peso de propano, e mais preferivelmente, entre cerca de 10% em peso e cerca de 35% em peso de propano.
[00038] A corrente olefínica disponibilizada contém também dimetil éter; de forma desejável, pelo menos cerca de 0,05% em peso. De
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11/39 preferência, a corrente olefínica disponibilizada contém entre cerca de 0,05% em peso e cerca de 5% em peso e dimetil éter; mais preferivelmente, entre cerca de 0,1% em peso e cerca de 3% em peso de dimetil éter; e com a maior preferência, entre cerca de 0,2% em peso e cerca de 2% em peso de dimetil éter.
[00039] Opcionalmente, a corrente disponibilizada compreende butileno mais compostos com ponto de ebulição mais alto. Esta corrente está presente tipicamente quando o propano e o dimetil éter forem separados de uma corrente olefínica que contém uma série de olefinas de C2 e com ponto de ebulição mais alto. Nesta modalidade, o propileno e compostos com ponto de ebulição mais baixo são removidos de uma corrente olefínica, que compreende olefinas de C2 e com ponto de ebulição mais alto, por destilação.
[00040] A quantidade de butileno mais compostos com ponto de ebulição mais alto, que podem estar incluídos na corrente olefínica disponibilizada, pode variar dependendo da fonte ulterior da olefina. Nos casos em que a corrente olefínica inclui etileno e propileno, o butileno e materiais com ponto de ebulição mais alto estão em uma concentração mais baixa. Nos casos em que o etileno e o propileno foram separados da fonte de olefina, o butileno e os compostos com ponto de ebulição mais alto estão em uma concentração mais alta. Genericamente, a corrente olefínica disponibilizada inclui entre cerca de 30% em peso e cerca de 95% em peso de butileno mais compostos com ponto de ebulição mais alto. De preferência, nesta modalidade, a corrente olefínica disponibilizada foi destilada anteriormente, para remover etileno e propileno, e a corrente disponibilizada contém entre cerca de 40% em peso e cerca de 95% em peso de butileno mais compostos com ponto de ebulição mais alto; mais preferivelmente, entre cerca de 50% em peso e cerca de 90% em peso de butileno mais compostos com ponto de ebulição mais alto; e com a maior preferência, entre cerca de
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60% em peso e cerca de 80% em peso de butileno mais compostos com ponto de ebulição mais alto.
[00041] Em outra modalidade desta invenção, o dimetil éter é separado da corrente de propano colocando a corrente de propano e dimetil éter em contato com água, de preferência na fase líquida. O contato pode ser realizado em qualquer tipo convencional de vaso de lavagem ou de contato líquido/líquido. A quantidade de água usada deve ser suficiente para recuperar uma corrente de propano que contém pelo menos cerca de 85% em peso de propano, de preferência pelo menos cerca de 90% em peso de propano, e mais preferivelmente, pelo menos cerca de 95% em peso de propano.
[00042] A corrente de água que entra em contato com a corrente de dimetil éter e propano absorverá uma quantidade substancial do dimetil éter. A corrente de água será recuperada como corrente de fundo do vaso de contato e contém pelo menos cerca de 1% em peso de dimetil éter, de preferência pelo menos cerca de 3% em peso de dimetil éter, e mais preferivelmente, pelo menos cerca de 5% em peso de dimetil éter. O dimetil éter pode ser separado da água por vaporização, de preferência por vaporização a arco, onde a pressão é reduzida para vaporizar o dimetil éter, de tal modo que ele possa ser separado facilmente da água. O dimetil éter separado pode ser então processado como desejado. Por exemplo, o dimetil éter recuperado pode ser usado como alimentação para um processo de reação de oxigenado para olefinas.
[00043] Em uma modalidade da invenção, uma corrente olefínica é obtida colocando um oxigenado em contato com um catalisador de peneira molecular. O oxigenado compreende pelo menos um composto orgânico que contém pelo menos um átomo de oxigênio, tal como álcoois alifáticos, éteres alifáticos compostos carbonílicos alifáticos (aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, carbonatos, ésteres, e
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13/39 similares). Quando o oxigenado é um álcool, o álcool inclui um grupamento alifático que tem entre 1 e 10 átomos de carbono, mais preferivelmente entre 1 e 4 átomos de carbono. Os álcoois representativos incluem, porém não necessariamente a eles limitados, álcoois alifáticos inferiores com cadeia linear e ramificada e seus equivalentes insaturados. Os exemplos de compostos oxigenados apropriados incluem, porém sem limitações: metanol; etanol; npropanol; isopropanol; álcoois de C4-C20; metil-etil-éter; dimetil éter; dietil-éter; diisopropil-éter; formaldeído; carbonato de dimetila; dimetilcetona; ácido acético; e misturas deles. Os compostos oxigenados preferidos são metanol, dimetil éter, ou uma mistura deles.
[00044] As peneiras moleculares capazes de converter um oxigenado em um composto olefínico incluem zeólitas, bem como nãozeólitas, e são do tipo com poros grandes, médios ou pequenos. Entretanto, as peneiras moleculares com poros pequenos são preferidas em uma modalidade desta invenção. Como aqui definido, as peneiras moleculares com poros pequenos têm um tamanho de poro menor do que cerca de 5,0 angstrons. Geralmente, os catalisadores apropriados têm um tamanho de poro na faixa entre cerca de 3,5 e cerca de 5,0 angstrons, de preferência entre cerca de 4,0 e cerca de 5,0 angstrons, e mais preferivelmente, entre cerca de 4,3 e cerca de 5,0 angstrons.
[00045] Os materiais zeolíticos, naturais e também sintéticos, demonstraram ter propriedades catalíticas para vários tipos de processos de conversão de hidrocarbonetos. Além disso, os materiais zeolíticos foram usados como adsorventes, carreadores de catalisadores para vários tipos de processos de conversão de hidrocarbonetos, e outras aplicações. As zeólitas são aluminossilicatos cristalinos complexos que formam uma rede de tetraedros de AlO2- e SiO2 ligados por átomos de oxigênio compartilhados. O caráter negativo
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14/39 dos tetraedros é contrabalançado pela inclusão de cátions tais como íons de metais alcalinos ou alcalino-terrosos. Na fabricação de algumas zeólitas, cátions não-metálicos, tais como tetrametil-amônio (TMA) ou tetrapropil-amônio (TPA), estão presentes durante a síntese. Os espaços intersticiais ou canais formados pela rede cristalina permitem que as zeólitas sejam usadas como peneiras moleculares em processos de separação, como catalisadores de reações químicas, e como carreadores de catalisadores em uma ampla série de processos de conversão de hidrocarbonetos.
[00046] As zeólitas incluem materiais que contêm sílica e opcionalmente alumina, e materiais nos quais as partes de sílica e alumina foram substituídas no todo ou em parte por outros óxidos. Por exemplo, óxido de germânio, óxido de estanho e misturas deles podem substituir a parte de sílica. Óxido de boro, óxido de ferro, óxido de gálio, óxido de índio, e misturas deles podem substituir a parte de alumina. A menos que diferentemente especificado, os termos zeólita e material zeolítico, como aqui utilizados, devem significar não somente materiais que contêm átomos de silício e opcionalmente átomos de alumínio na sua estrutura de treliça cristalina, mas também materiais que contêm átomos substitutos apropriados para tais átomos de silício e alumínio.
[00047] Um tipo de catalisador formador de olefinas capaz de produzir grandes quantidades de etileno e propileno é uma peneira molecular de silicoaluminofosfato (SAPO). As peneiras moleculares de silicoaluminofosfatos são classificadas geralmente como sendo materiais microporosos, tendo estruturas anelares com 8, 10 ou 12 membros. Estas estruturas anelares podem ter um tamanho médio de poro na faixa entre cerca de 3,5 e cerca de 15 angstrons. As preferidas são as peneiras moleculares de silicoaluminofosfato com poros pequenos, tendo um tamanho médio de poro menor do que cerca de 5 angstrons, de preferência um tamanho médio de poro na faixa entre
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15/39 cerca de 3,5 e cerca de 5 angstrons, mais preferivelmente entre cerca de 3,5 e cerca de 4,2 angstrons. Estes tamanhos de poro são típicos de peneiras moleculares que têm anéis com 8 membros.
[00048] De acordo com uma modalidade, os silicoaluminofosfatos substituídos também podem ser usados nos processos de reação de oxigenados para olefinas. Estes compostos são conhecidos geralmente como MeSAPOs ou silicoaluminofosfatos que contêm metal. O metal pode ser íons de metais alcalinos (Grupo IA), íons de metais alcalinoterrosos (Grupo IIA), íons terras-raras (Grupo IIIB, inclusive elementos lantanóides: lantânio, cério, praseodímio, neodímio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio e lutécio; e escândio ou ítrio) e os cátions de transição adicionais dos Grupos IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB e IB.
[00049] De preferência, Me representa átomos tais como Zn, Mg, Mn, Co, Ni, Ga, Fe, Ti, Zr, Ge, Sn e Cr. Estes átomos podem ser inseridos dentro do esqueleto tetraédrico através de uma unidade tetrédrica [MeO2]. A unidade tetraédrica [MeO2] porta uma carga elétrica líquida que depende do estado de valência do substituinte metálico. Quando o componente metálico tem um estado de valência de +2, +3, +4, +5 ou +6, a carga elétrica líquida é entre -2 e +2. A incorporação do componente metálico é realizada tipicamente adicionando o componente metálico durante a síntese da peneira molecular. Entretanto, a troca iônica pós-síntese também pode ser usada. Na troca pós-síntese, o componente metálico introduzirá cátions dentro das posições de troca iônica em uma superfície aberta da peneira molecular, e não dentro do esqueleto em si.
[00050] As peneiras moleculares de silicoaluminofosfato apropriadas incluem SAPO-5, SAPO-8, SAPO-11, SAPO-16, SAPO-17, SAPO-18, SAPO-20, SAPO-31, SAPO-34, SAPO-35, SAPO-36, SAPO-37, SAPO40, SAPO-41, SAPO-42, SAPO-44, SAPO-47, SAPO-56, as formas
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16/39 delas que contêm metal, e misturas delas. As preferidas são SAPO-18, SAPO-34, SAPO-35, SAPO-44 E SAPO-47, particularmente SAPO-18 e SAPO-34, inclusive as formas delas que contêm metal, e misturas delas. Como aqui utilizado, o termo mistura é sinônimo de combinação e é considerado uma composição de matéria que tem dois ou mais componentes em proporções variadas, independentemente do seu estado físico.
[00051] Uma peneira molecular de aluminofosfato (ALPO) também pode ser incluída na composição do catalisador. As peneiras moleculares de aluminofosfato são óxidos cristalinos microporosos que podem ter uma estrutura ALPO4. Elas podem ter elementos adicionais dentro da estrutura, têm tipicamente dimensões de poros uniformes na faixa entre cerca de 3 angstrons e cerca de 10 angstrons, e são capazes de fazer separações seletivas de peneiras moleculares. Mais do que duas dúzias de tipos de estruturas foram relatadas, inclusive análogos topológicos de zeólitas. Uma descrição mais detalhada dos fundamentos e da síntese de aluminofosfatos pode ser encontrada na patente no US 4.310.440, que é aqui incorporada como referência em sua totalidade. As estruturas de ALPO preferidas são ALPO-5, ALPO11, ALPO-18, ALPO-31, ALPO-34, ALPO-34, ALPO-36, ALPO-37 e ALPO-46.
[00052] Os aluminofosfatos podem incluir também um substituinte metálico na sua estrutura. De preferência, o metal é selecionado no grupo que consiste de magnésio, manganês, zinco, cobalto, e misturas deles. Estes materiais apresentam, de preferência, propriedades de adsorção e propriedades de troca iônica e/ou catalíticas similares a composições de peneiras moleculares de aluminossilicato, aluminofosfato e silicoaluminofosfato. Os membros desta classe e sua preparação estão descritos na patente no US 4.567.029, aqui incorporada como referência em sua totalidade.
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17/39 [00053] Os aluminofosfatos que contêm metal têm uma estrutura com estrutura cristalina microporosa tridimensional com unidades tetraédricas de MO2, AlO2 e PO2. Estas estruturas como fabricadas (que contêm modelo antes da calcinação) podem ser representadas por uma composição química empírica, em base anidra, tal como: mR:(MxAlyP2)O2, [00054] onde R representa pelo menos um agente modelador orgânico presente no sistema de poros intracristalinos; m representa os moles de R presentes por mol de (MxAlyP2)O2 e tem um valor entre zero e 0,3, o valor máximo em cada caso dependendo das dimensões moleculares do agente modelador e do volume vazio disponível do sistema de poros do aluminofosfato metálico específico envolvido; x, y e z representam as frações molares do metal M (isto é, magnésio, manganês, zinco e cobalto), alumínio e fósforo, respectivamente, presentes como óxidos tetraédricos.
[00055] Os aluminofosfatos que contêm metal são referidos algumas vezes pelo acrônimo MeAPO. Também nos casos em que o metal Me na composição é magnésio, o acrônimo MAPO é aplicado à composição. Similarmente, ZAPO, MnAPO e CoAPO são aplicados às composições que contêm zinco, manganês e cobalto, respectivamente. Para identificar as várias espécies estruturais que perfazem cada uma das classes subgenéricas MAPO, ZAPO, CoAPO e MnAPO, cada espécie recebe um número e é identificada, por exemplo, como ZAPO5, MAPO-11, CoAPO-34, e assim por diante.
[00056] A peneira molecular de silicoaluminofosfato é tipicamente misturada (isto é, mesclada) com outros materiais. Quando mesclada, a composição resultante é referida tipicamente como um catalisador SAPO, com o catalisador compreendendo a peneira molecular de SAPO.
[00057] Os materiais que podem ser mesclados com a peneira
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18/39 molecular podem ser vários materiais inertes ou cataliticamente ativos, ou vários materiais ligantes. Estes materiais incluem composições tais como caulim e outras argilas, várias formas de metais terras-raras, óxidos metálicos, outros componentes de catalisadores não-zeolíticos, componentes de catalisadores de zeólitas, alumina ou sol de alumina, titânia, zircônia, magnésia, tória, berília, quartzo, sílica ou sílica sol, e misturas deles. Estes componentes são eficazes também em reduzir, entre outros, o custo global de catalisador, atuar como escoadouro térmico para auxiliar na blindagem térmica do catalisador durante a regeneração, densificar o catalisador e aumentar a resistência do catalisador. É particularmente desejável que os materiais inertes, que são usados no catalisador para atuar como um escoadouro térmico, tenham uma capacidade térmica entre cerca de 0,05 e cerca de 1 cal/g.oC, mais preferivelmente entre cerca de 0,1 e cerca de 0,8 cal/g.oC, e mais preferivelmente, entre cerca de 0,1 e cerca de 0,5 cal/g.oC.
[00058] Materiais adicionais de peneiras moleculares podem ser incluídos como parte da composição do catalisador SAPO ou eles podem ser usados como catalisadores de peneiras moleculares separados em mistura com o catalisador de SAPO, caso desejado. Os tipos de estruturas de peneiras moleculares com poros pequenos, que são apropriados para uso nesta invenção, incluem AEI, AFT, APC, ATN, ATT, ATV, AWW, BIK, CAS, CHA, CHI, DAC, DDR, EDI, ERI, GOO, KFI, LEV, LOV, LTA, MON, PAU, PHI, RHO, ROG, THO e suas formas substituídas. Os tipos estruturais de peneiras moleculares com poros médios, que são apropriados para uso nesta invenção, incluem MFI, MEL, MTW, EUO, MTT, HEU, FER, AFO, AEL, TON, e suas formas substituídas. Estas peneiras moleculares com poros pequenos e médios estão descritas mais detalhadamente no Atlas of Zeolite Structural Types, W.M. Meier e D.H. Olsen, Butterworth Heineman, 3a edição, 1997, cuja descrição detalhada é aqui explicitamente incorporada como
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19/39 referência. As peneiras moleculares preferidas, que podem ser combinadas com um catalisador de silicoaluminofosfato, incluem ZSM5, ZSM-34, erionita e cabazita.
[00059] A composição do catalisador, de acordo com uma modalidade, compreende de preferência entre cerca de 1% e cerca de 99%, mais preferivelmente entre cerca de 5% e cerca de 90%, e mais preferivelmente, entre cerca de 10% e cerca de 80% em peso de peneira molecular. Prefere-se também que a composição do catalisador tenha um tamanho de partícula entre cerca de 20 angstrons e cerca de 3.000 angstrons, mais preferivelmente entre cerca de 30 angstrons e cerca de 200 angstrons, e mais preferivelmente, entre cerca de 50 angstrons e cerca de 150 angstrons.
[00060] O catalisador pode ser submetido a uma série de tratamentos para atingir as características físicas e químicas desejadas. Tais tratamentos incluem, porém não necessariamente limitados a eles, tratamento hidrotérmico, calcinação, tratamento ácido, tratamento básico, moagem, moagem com moinho de esferas, trituração, secagem por atomização, e combinações deles.
[00061] Um catalisador de peneira molecular particularmente útil para fabricar etileno e propileno é um catalisador que contém uma combinação de peneira molecular de SAPO-34 e SAPO-18 ou ALPO18. Em uma modalidade específica, a peneira molecular é um intercrescimento cristalino de SAPO-34 e SAPO-18 ou ALPO-18.
[00062] Para converter o oxigenado em olefina, podem ser usados sistemas de reatores convencionais, inclusive sistemas de leito fixo, leito fluido ou leito móvel. Os reatores preferidos de uma modalidade são reatores riser e corrente no mesmo sentido e curto tempo de contato, reatores de queda livre contracorrente. De forma desejável, o reator é um no qual um insumo de oxigenado pode ser colocado em contato com uma catalisador de peneira molecular em uma velocidade espacial
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20/39 horária ponderai (WHSV) de pelo menos cerca de 1 h-1, de preferência na faixa entre cerca de 1 h-1 e cerca de 1.000 h-1, mais preferivelmente na faixa entre cerca de 20 h-1 e cerca de 1.000 h-1, e com a maior preferência, na faixa entre cerca de 50 h-1 e cerca de 500 h-1. WHSV é aqui definida como o peso de oxigenado, e o hidrocarboneto reativo que pode estar opcionalmente na alimentação, por hora por peso da peneira molecular no reator. Devido ao fato de que o catalisador ou a matériaprima (insumo) pode conter outros materiais que atuam como inertes ou diluentes, a WHSV é calculada na base ponderal da alimentação de oxigenado, e qualquer hidrocarboneto reativo que possa estar presente com a alimentação de oxigenado, e a peneira molecular contida no reator.
[00063] De preferência, a alimentação de oxigenado é colocada em contato com o catalisador quando o oxigenado está na fase vapor. Alternativamente, o processo pode ser conduzido em fase líquida ou em uma fase mista vapor/líquido. Quando o processo é conduzido em uma fase líquida ou uma fase mista vapor/líquido, diferentes conversões e seletividades de alimentação para produto podem resultar, dependendo do catalisador e das condições da reação.
[00064] O processo pode ser conduzido geralmente em uma ampla faixa de temperaturas. Uma faixa eficaz de temperaturas operacionais pode ser entre cerca de 200oC e cerca de 700oC, de preferência entre cerca de 300oC e cerca de 600oC, e mais preferivelmente entre cerca de 350oC e cerca de 550oC. Na extremidade inferior da faixa de temperaturas, a formação dos produtos olefínicos desejados pode tornar-se acentuadamente lenta com um teor relativamente alto de subprodutos oxigenados de olefinas sendo encontrado no produto olefínico. Entretanto, a seletividade para etileno e propileno em temperaturas reduzidas pode ser aumentada. Na extremidade superior da faixa de temperaturas, o processo pode não formar uma quantidade
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21/39 ótima de etileno e propileno, mas a conversão da alimentação de oxigenado será genericamente alta.
[00065] A pressão operacional também pode variar em uma faixa ampla, inclusive pressões autógenas. As pressões eficazes incluem, porém não necessariamente limitadas a elas, uma pressão total de pelo menos 1 kPa (1 psia), de preferência pelo menos cerca de 34 kPa (5 psia). O processo é particularmente eficaz em pressões totais mais altas, inclusive uma pressão total de pelo menos 138 kPa (20 psia). De preferência, a pressão total é de pelo menos cerca de 172 kPa (25 psia), mais preferivelmente pelo menos cerca de 207 kPa (30 psia). Com propósitos práticos de projeto, é desejável usar metanol como o componente primário de alimentação de oxigenado, e operar em uma pressão não maior do que cerca de 3.445 kPa (500 psia), de preferência não maior do que 2.756 kPa (400 psia), e com a maior preferência, não maior do que cerca de 2.067 kPa (300 psia).
[00066] Subprodutos indesejáveis podem ser evitados operando em uma velocidade superficial de gases apropriada. Conforme a velocidade superficial de gases aumenta, a conversão diminui, evitando subprodutos indesejáveis. Como aqui utilizado, o termo velocidade superficial de gases é definido como a vazão volumétrica combinada da matéria-prima vaporizada, que inclui diluente quando presente na matéria-prima, bem como produtos da conversão, dividido pela área da seção transversal da zona da reação. Devido ao fato de que o oxigenado é convertido em um produto que tem quantidades significativas de etileno e propileno enquanto flui através da zona de reação, a velocidade superficial de gás pode variar em locais diferentes dentro da zona de reação. O grau de variação depende do número total de moles de gás presente e da seção transversal de um local específico na zona de reação, da temperatura, pressão e outros parâmetros relevantes da reação.
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22/39 [00067] Em uma modalidade, a velocidade superficial de gases é mantida em uma proporção de 1 metro por segundo (m/s) em pelo menos um ponto na zona da reação. Em outra modalidade, é desejável que a velocidade superficial de gases seja maior do que cerca de 2 m/s em pelo menos um ponto na zona de reação. Mais preferivelmente, a velocidade superficial de gases é maior do que cerca de 2,5 m/s em pelo menos um ponto na zona de reação. Mais preferivelmente ainda, a velocidade superficial de gases é maior do que cerca de 4 m/s em pelo menos um ponto na zona de reação. Mais preferivelmente ainda, a velocidade superficial de gases é maior do que cerca de 8 m/s em pelo menos um ponto na zona de reação.
[00068] De acordo com ainda outra modalidade da invenção, a velocidade superficial de gases é mantida relativamente constante na zona da reação, de tal modo que a velocidade superficial de gases seja mantida em uma proporção maior do que 1 m/s em todos os pontos na zona de reação. É também desejável que a velocidade superficial de gases é maior do que cerca de 2 m/s em todos os pontos da zona de reação. Mais preferivelmente, a velocidade superficial de gases é maior do que cerca de 2,5 m/s em todos os pontos da zona de reação. Mais preferivelmente ainda, a velocidade superficial de gases é maior do que cerca de 4 m/s em todos os pontos da zona de reação. Mais preferivelmente, a velocidade superficial de gases é maior do que cerca de 8 m/s em todos os pontos da zona de reação.
[00069] A quantidade de etileno e propileno produzida no processo de reação de oxigenado para olefina pode ser aumentada reduzindo a conversão do oxigenado na reação de oxigenado para olefinas. Entretanto, reduzir a conversão dos oxigenados da alimentação na reação de conversão de oxigenado tende a aumentar a quantidade de hidrocarbonetos oxigenados, inclusive particularmente dimetil éter, que estão presentes no produto olefínico. Assim sendo, o controle da
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23/39 conversão da alimentação para o processo de reação do oxigenado pode ser importante.
[00070] De acordo com uma modalidade, a conversão do oxigenado primário, como por exemplo, metanol, é entre 90% em peso e 98% em peso. De acordo com outra modalidade, a conversão de metanol é entre 92% em peso e 98% em peso, de preferência, entre 94% em peso e 98% em peso.
[00071] De acordo com outra modalidade, a conversão de metanol é acima de 98% em peso até menos do que 100% em peso. De acordo com outra modalidade, a conversão de metanol é entre 98,1% em peso e menos do que 100% em peso; de preferência, entre 98,2% em peso e 99,8% em peso. De acordo com outra modalidade, a conversão de metanol é entre 98,2% em peso e menos do que 99,5% em peso; de preferência, entre 98,2% em peso e 99% em peso.
[00072] Nesta invenção, a conversão ponderal percentual é calculada na base isenta de água, a menos que diferentemente especificado. A conversão ponderal percentual na base isenta de água é calculada como: 100 x (peso da alimentação de oxigenado na base isenta de água - peso de hidrocarboneto oxigenado no produto na base isenta de água). A base isenta de água do oxigenado é calculada subtraindo a parte de água do oxigenado do produto, e excluindo a água formada no produto. Por exemplo, a vazão ponderal de metanol na base isenta de oxigenado é calculada multiplicando a vazão ponderal de metanol por 14/32 para remover o componente água do metanol. Como outro exemplo, a vazão de dimetil éter na base isenta de oxigenado é calculada multiplicando a vazão ponderal de dimetil éter por 28/46 para remover o componente água do dimetil éter. Caso haja uma mistura de oxigenados na alimentação ou no produto, traços de oxigenados não são incluídos. Quando se usa metanol e/ou dimetil éter como alimentação, somente o metanol e o dimetil éter são usados para
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24/39 calcular a conversão na base isenta de água.
[00073] Nesta invenção, a seletividade também é calculada na base isenta de água, a menos que diferentemente especificado. A seletividade é calculada como: 100 x % em peso do componente/(100 % em peso de água - % em peso de metanol - % em peso de dimetil éter), quando metanol e/ou dimetil éter é usado como alimentação.
[00074] Quanto maior a quantidade de dimetil éter no produto olefínico de uma reação de oxigenado para olefinas, menor a conversão percentual. Como é desejável operar a reação em conversão mais baixa, para aumentar a seletividade para etileno e propileno, é desejável ter alguma quantidade de dimetil éter na olefina produzida. Entretanto, a quantidade de dimetil éter presente não deve ser tão alta para que torne o processo global ineficiente ou a remoção de dimetil éter mais difícil.
[00075] De forma desejável, o dimetil éter deve estar presente na olefina produzida em um processo de reação de oxigenado para olefina em uma quantidade de pelo menos cerca de 100 ppm em peso na base isenta de água. De preferência, o dimetil éter está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 500 ppm em peso, e mais preferivelmente, pelo menos cerca de 1.000 ppm em peso. De preferência, a quantidade de dimetil éter na corrente olefínica do processo de reação de oxigenado para olefina, em base isenta de água, não é maior do que cerca de 10% em peso, mais preferivelmente não maior do que cerca de 5% em peso, e com a maior preferência, não maior do que cerca de 2% em peso.
[00076] O processo de oxigenado para olefina forma uma quantidade substancial de água como subproduto. A maior parte desta água como subproduto pode ser removida antes da destilação resfriando a corrente até uma temperatura abaixo da temperatura de condensação do vapor d'água na corrente. De preferência, a temperatura da corrente de
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25/39 produto é resfriada até uma temperatura abaixo da temperatura de condensação da alimentação de oxigenado. Em certas modalidades, é desejável resfriar a corrente de produto até abaixo da temperatura de condensação do metanol.
[00077] É desejável resfriar a corrente olefínica do processo de reação de oxigenado para olefina, e depois separar a corrente olefínica resfriada em uma corrente condensada contendo água e uma corrente de vapor de olefina. A corrente condensada contendo água compreende a maior parte da água da corrente olefínica, e uma parte significativa dos hidrocarbonetos oxigenados da corrente olefínica. A corrente de vapor de olefina compreende a maior parte das olefinas, como por exemplo, etileno e propileno.
[00078] Em um aspecto da invenção, a corrente olefínica do processo de reação de oxigenado para olefina é resfriada de tal modo que uma corrente de vapor, rica em olefinas, possa ser separada da corrente condensada contendo água. É desejável que a corrente de vapor contenha não mais do que cerca de 20% em peso de água, de preferência, não mais do que cerca de 15% em peso de água, mais preferivelmente não mais do que cerca de 12% em peso de água.
[00079] Uma coluna de resfriamento é um tipo de equipamento que é eficaz para resfriar a corrente olefínica do processo de reação de olefina para oxigenado. Em uma coluna de resfriamento, um fluido arrefecedor é colocado em contato rapidamente com a corrente olefínica, para resfriar acorrente até a temperatura de condensação desejada. A condensação produz a corrente condensada contendo água, que é referida também como uma corrente de fundo pesada. A parte olefínica da corrente de produtos olefínicos permanece um vapor, e sai da coluna de resfriamento como uma corrente de vapor de topo. A corrente de vapor do topo é rica em produto olefínico, e pode conter também alguns subprodutos de hidrocarbonetos oxigenados, bem como
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26/39 água.
[00080] Em uma modalidade, o fluido arrefecedor é uma corrente de reciclagem da corrente do fundo pesada condensada contendo água da coluna de resfriamento. Esta corrente contendo água é resfriada de forma desejável, por exemplo, por um trocador de calor, e injetada de volta para dentro da coluna de resfriamento. Prefere-se nesta modalidade não injetar meio refrigerante a partir de uma fonte externa para dentro da coluna de resfriamento, embora possa ser desejável fazê-lo em outro equipamento de separação a jusante da coluna de resfriamento.
[00081] Em uma modalidade da invenção, a corrente olefínica que contém o dimetil éter é seca antes que a corrente de propano e dimetil éter seja separada. Nesta modalidade, pode ser usado um sistema de secagem sólido ou líquido, para remover água da corrente olefínica que contém o dimetil éter (isto é, secar a corrente olefínica), antes da destilação, para remover mais eficazmente o dimetil éter.
[00082] No sistema de secagem sólido, a corrente olefínica é colocada em contato com um adsorvente sólido para remover ainda mais água até níveis muito baixos. Qualquer método convencional pode ser usado. Tipicamente, o processo de adsorção é conduzido em um ou mais leitos fixos que contêm um adsorvente sólido apropriado.
[00083] A adsorção é útil para remover baixas concentrações de água, bem como para remover certos hidrocarbonetos oxigenados que possam não ser normalmente removidos usando outros sistemas de tratamento. De preferência, um sistema adsorvente usado como parte desta invenção tem múltiplos leitos adsorventes. Múltiplos leitos permitem separação contínua sem a necessidade de desligar o processo para regenerar o adsorvente sólido. Por exemplo, em um sistema de três leitos, tipicamente um leito é em linha, um leito é regenerado fora da linha, e um terceiro leito fica em espera.
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27/39 [00084] O sólido ou sólidos adsorventes específicos, usados nos leitos adsorventes, dependem dos tipos de contaminantes que estão sendo removidos. Os exemplos de adsorventes sólidos para remover água e vários compostos orgânicos polares, tais como hidrocarbonetos oxigenados e líquidos absorventes, incluem aluminas, sílica, peneiras moleculares, e aluminossilicatos. Os leitos que contêm misturas destas peneiras ou múltiplos leitos que têm diferentes sólidos adsorventes podem ser usados eficazmente para remover água até níveis muito baixos.
[00085] Os leitos adsorventes podem ser operados em temperatura ambiente ou em temperatura elevada, conforme necessário, e com fluxo ascendente ou descendente. A regeneração dos materiais adsorventes pode ser conduzida por métodos convencionais, inclusive tratamento com uma corrente de um gás inerte seco, tal como nitrogênio, em temperatura elevada.
[00086] No sistema de secagem líquido, um absorvente de água é usado para remover água da corrente olefínica que contém o dimetil éter. O absorvente de água pode ser qualquer líquido eficaz para remover água de uma corrente olefínica. A quantidade de absorvente de água a ser usada é uma quantidade eficaz para reduzir substancialmente clatrado e formação de água livre durante o processo de destilação.
[00087] Prefere-se que o absorvente de água seja adicionado a um vaso de absorção de água em uma razão molar de absorvente de água para alimentação total que entra no vaso de absorção entre cerca de 1:1 e cerca de 1:5.000, mais preferivelmente entre cerca de 1:10 e cerca de 1:1.000, e mais preferivelmente, entre cerca de 1:25 e cerca de 1:500.
[00088] Os absorventes de água que podem ser usados nesta invenção são líquidos a 1 atm. Estes absorventes têm também de forma
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28/39 desejável um ponto de ebulição médio de pelos menos 38oC (100oF), de preferência, pelo menos 49oC (120oF), e mais preferivelmente, pelo menos 66oC (150oF). O ponto de ebulição médio, como aqui definido, leva em consideração o ponto de ebulição de cada composto no absorvente em base ponderal média. Por exemplo, um absorvente que contém 90% em peso de um composto que tem um ponto de ebulição de 100 graus e 10% em peso de um composto que tem um ponto de ebulição de 200 graus teria um ponto de ebulição médio de 110 graus. [00089] Os absorventes de água são também, de preferência, composições de hidrocarbonetos polares. Tais composições contêm, de preferência, compostos tais como álcoois monoídricos, álcoois poliídricos, aminas, ou misturas deles. Os álcoois monoídricos preferidos incluem metanol, etanol e propanol. Os álcoois poliídricos preferidos incluem glicóis. Os glicóis preferidos incluem etilenoglicol e trietilenoglicol. É desejável que a composição absorvente contenha pelo menos cerca de 75% em peso de absorvente de água líquido. O restante da composição pode ser um diluente, desde que o diluente não afete adversamente a absorção de água. De preferência, a composição absorvente de água contém pelo menos cerca de 85% em peso de um composto absorvente de água; mais preferivelmente, pelo menos cerca de 90% em peso, e com a maior preferência, pelo menos cerca de 95% em peso. O metanol é mais preferido como absorvente de água.
[00090] Os sistemas de absorção convencionais podem ser usados nesta invenção, para colocar o absorvente em contato com a olefina. Em uma modalidade, o sistema de absorção usa colunas compactadas, embora colunas de absorção em placas também possam ser usadas. Em outra modalidade, a coluna de absorção tem uma entrada de líquido localizada em uma porção superior da coluna de absorção. O líquido absorvente fica distribuído uniformemente por todo o topo da coluna. De forma desejável, uma distribuição uniforme do líquido absorvente é
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29/39 conseguida usando uma placa distribuidora ou bicos de borrifamento. No fundo da coluna de absorção fica uma entrada de gás onde a olefina, contendo água e dimetil éter, entra na coluna de absorção. Os componentes no estado de vapor movem-se para cima da coluna em contracorrente com o absorvente líquido que se move para baixo da coluna. Isso é conhecido como absorção contracorrente.
[00091] A compactação ou as placas na coluna proporcionam uma superfície para contato íntimo entre os componentes em estado de vapor ou líquido dentro da coluna. Em uma coluna de absorção contracorrente, a concentração de gases solúveis nas fases de vapor e líquido é maior no fundo da coluna, e menor no topo da coluna. A saída para o vapor fica no fundo da coluna de absorção, tipicamente abaixo da entrada de gás. A saída para a fase gasosa desviada nos gases mais solúveis no absorvente líquido fica no topo da coluna de absorção, tipicamente acima da entrada de líquido.
[00092] Uma ou mais colunas de absorção podem ser usadas em série ou em paralelo para diminuir a concentração de água até níveis desejados, e para lidar com volumes maiores de composição olefínica do processo de oxigenado para olefina. Após a absorção, a corrente olefínica pode ser destilada para remover uma corrente de propano e dimetil éter.
[00093] O líquido absorvente pode ser regenerado por meios convencionais. Em uma modalidade, o líquido absorvente que contém os gases absorvidos é alimentado para dentro de uma coluna de destilação, e a água é removida como um produto de topo. O líquido absorvente regenerado é removido como um produto de fundo.
[00094] Em outra modalidade da invenção, a corrente olefínica arrefecida e/ou seca pode ser processada adicionalmente por compressão, de preferência, compressão em múltiplos estágios. Dois, três, quatro ou mais estágios podem ser usados, sendo preferido dois
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30/39 ou três estágios.
[00095] De forma desejável, a corrente olefínica arrefecida e/ou seca é comprimida até uma pressão que é maior do que aquela na qual o processo de reação de oxigenado para olefina é conduzido. De preferência, a corrente olefínica é comprimida até uma pressão de pelo menos cerca de 207 kPa (30 psia), mais preferivelmente pelo menos cerca de 345 kPa (50 psia), e com a maior preferência, pelo menos cerca de 689 kPa (100 psia). Faixas de alta pressão são particularmente preferidas, sendo o limite superior uma pressão prática, baseado no custo do projeto e facilidade de operação. Os limites práticos de alta pressão são considerados genericamente como sendo até cerca de 34.450 kPa (5.000 psia), com limites inferiores de cerca de 6.895 kPa (1.000 psia), cerca de 5.171 kPa (750 psia), e cerca de 3.447 kPa (500 psia), sendo crescentemente preferidos.
[00096] As técnicas de destilação convencionais podem ser usadas nesta invenção. Em uma modalidade da invenção, a separação da corrente de propano e dimetil éter da corrente olefínica ocorre em uma coluna do tipo destilação e a pressão de operação da coluna é mantida de tal modo que a porção inferior da coluna esteja em uma temperatura relativamente baixa de modo a limitar incrustações no equipamento. Esta fração do fundo conterá a maior parte dos componentes olefínicos de C4+ da alimentação olefínica. Nesta modalidade, prefere-se que a fração do fundo tenha uma temperatura média não maior do que cerca de 149oC (300oF), mais preferivelmente, não maior do que cerca de 135oC (275oF), e com a maior preferência, não maior do que cerca de 121oC (250oF).
[00097] Nesta invenção, é desejável conduzir a destilação em uma temperatura que permita o fracionamento da corrente de alimentação de olefina entre o ponto de ebulição do propileno e do propano. Separar o propano desta maneira resultará em uma corrente que contém o
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31/39 propano mais o dimetil éter contido na corrente olefínica. Os compostos olefínicos mais leves, como por exemplo, etileno e propileno, são então destilados adicionalmente para obter correntes separadas de etileno e propileno. Estas correntes terão uma qualidade com grau substancialmente polimérico, contendo não mais do que cerca de 10 ppm em peso de dimetil éter, de preferência não mais do que cerca de 5 ppm em peso de dimetil éter, mais preferivelmente, não mais do que cerca de 1 ppm em peso de dimetil éter.
[00098] Nesta invenção, a corrente olefínica que contém o dimetil éter é destilada de modo a separar uma corrente que contém propano e dimetil éter dos outros componentes da corrente olefínica. De preferência, a corrente olefínica que contém o dimetil éter é destilada de modo a separar uma corrente de propano e dimetil éter da corrente olefínica, que contém entre cerca de 4% em peso e cerca de 99% em peso de propano; mais preferivelmente entre cerca de 10% em peso e cerca de 85% em peso de propano; e com a maior preferência, entre cerca de 15% em peso e cerca de 90% em peso de propano. A corrente de propano e dimetil éter contém também dimetil éter em uma quantidade entre cerca de 1% em peso e cerca de 96% em peso; de preferência, entre cerca de 15% em peso e cerca de 90% em peso; e mais preferivelmente, entre cerca de 20% em peso e cerca de 85% em peso. A quantidade relativa de propano e dimetil éter na corrente pode variar quando as olefinas de um processo de conversão de oxigenado para olefinas é usado, devido à conversão desejada de oxigenado para olefina. A conversão de oxigenado para olefina é, de preferência, entre cerca de 95% e cerca de 99%.
[00099] Em outra modalidade da invenção, uma corrente de etileno e/ou propileno é recuperada após destilação. A corrente de etileno e/ou propileno é substancialmente isenta de dimetil éter, substancialmente isenta significando substancialmente baixa na concentração de dimetil
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32/39 éter de modo a não afetar adversamente de forma substancial o processamento a jusante do etileno e propileno. De preferência, a corrente separada de etileno e/ou propileno conterá não mais do que cerca de 25 ppm em peso, de preferência, não mais do que cerca de 10 ppm em peso, mais preferivelmente, não mais do que cerca de 6 ou 3 ou 1 ppm em peso de dimetil éter, e com a maior preferência, mão mais do que cerca de 0,5 ppm em peso de dimetil éter.
[000100] Em outra modalidade, pelo menos cerca de 75% do dimetil éter na corrente olefínica que contém o dimetil éter serão separados na destilação. De preferência pelo menos 85% do dimetil éter na corrente olefínica serão separados na destilação, mais preferivelmente pelo menos cerca de 95%, e com a maior preferência, pelo menos cerca de 99%.
[000101] Os exemplos da destilação de uma corrente olefínica para separar uma corrente de propano e dimetil éter, de acordo com esta invenção, estão indicados nas Figuras 1-5. Estes exemplos demonstram que há inúmeras maneiras para destilar correntes olefínicas, dependendo da qualidade da alimentação de partida e da rota escolhida. Entretanto, o fator comum nesta invenção é a separação de dimetil éter junto com o componente propano da corrente olefínica, usando técnicas convencionais de destilação.
[000102] A Figura 1 é um fluxograma que ilustra como fabricar uma olefina a partir de um oxigenado, secar a olefina, e separar uma corrente de propano e dimetil éter da olefina seca. Metanol é usado como oxigenado, e o metanol é enviado através da linha 100 para um reator 102 de oxigenado para olefina, onde o metanol é convertido em uma corrente olefínica que compreende metano, etileno, propileno, acetaldeído, olefinas de C4+, água e outros componentes hidrocarbonetos. A corrente olefínica é enviada através da linha 104 para uma torre de resfriamento 106, onde a olefina é resfriada e a água
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33/39 e outros componentes condensáveis são condensados.
[000103] Os componentes condensados, que compreendem uma quantidade substancial de água, são retirados da torre de resfriamento 106 através de uma linha 108 para corrente de fundo. Uma parte dos componentes condensados é reciclada através da linha 110 de volta para o topo da torre de resfriamento 106. A linha 110 contém uma unidade de resfriamento, como, por exemplo, um trocador de calor (não ilustrado) para resfriar ainda mais os componentes condensados de modo a proporcionar um meio de resfriamento para resfriar ainda mais os componentes na torre de resfriamento 106.
[000104] O vapor de olefina deixa a porção superior da torre de resfriamento 106 através da linha 112. O vapor de olefina é comprimido no compressor 114 e a olefina comprimida é passada através da linha 116 para uma unidade de secagem 118, para remover mais água do vapor de olefina. A olefina seca é enviada através da linha 120 para uma unidade de destilação 122. A unidade de destilação é operada para separar os componentes leves e pesados de uma corrente de propano e dimetil éter (DME). Estão incluídos nos componentes leves etileno e/ou propileno que podem ser enviados para processamento adicional, tal como polimerização ou outro processamento de derivados. O dimetil éter é separado do propano por lavagem com água, e o dimetil éter separado é reciclado para o reator de olefinas para entrar em contato com o catalisador de peneira molecular no reator de olefinas, para formar mais olefina (não ilustrado).
[000105] A Figura 2 ilustra uma primeira modalidade desetanizadora. Na Figura 2, uma corrente olefínica 120 que compreende etano, etileno, propano, propileno, dimetil éter, e olefinas de C4+ e outros hidrocarbonetos, é alimentada para uma coluna de desetanização 202. A coluna de desetanização 202 fraciona ou destila a corrente olefínica 120, para produzir uma corrente de topo 204 que compreende etano,
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34/39 etileno e componentes com ponto de ebulição mais baixo, e uma corrente de fundo 206 que compreende propileno, propano, dimetil éter e olefinas de C4+ e outros hidrocarbonetos. A corrente de topo 204 é alimentada para a coluna de desmetanização 207. A coluna de desmetanização 207 produz uma corrente do topo 208 que compreende metano e componentes com ponto de ebulição mais baixo e uma corrente do fundo 210 que compreende etano e etileno. A corrente de fundo 210 é alimentada para dentro de um divisor de C2 212. O divisor de C2 212 produz uma corrente de topo 214 que compreende etileno e uma corrente do fundo 216 que compreende etano. A corrente do fundo 206 do desetanizador 202 é alimentada para o divisor de C3 218. O divisor de C3 fraciona ou destila a corrente do fundo 206, para produzir uma corrente de topo 220 que compreende propileno e uma corrente do fundo 222 que compreende propano, dimetil éter e olefinas de C4+ e outros hidrocarbonetos. A corrente do fundo 222 é alimentada para uma coluna de destilação 224. A coluna de destilação 224 fraciona ou destila a corrente do fundo 222, para produzir uma corrente de topo 226 que compreende propano e dimetil éter, e uma corrrente do fundo 228 que compreende olefinas de C4+ e outros hidrocarbonetos.
[000106] A Figura 3 é uma primeira modalidade de fracionamento ou destilação do divisor de C3. Na Figura 3, a corrente olefínica 120 é primeiramente alimentada para um divisor de C3 302, para produzir uma corrente de topo 304 que compreende propileno, etano, etileno, e compostos com ponto de ebulição mais baixo, e uma corrente do fundo 305 que compreende propano, dimetil éter e olefinas de C4+, e outros hidrocarbonetos. A corrente de topo 304 é alimentada para a coluna de desetanização 306, para produzir uma corrente de topo 308 que compreende etano, etileno, e compostos com ponto de ebulição mais baixo, e uma corrente do fundo 310 que compreende propileno. A corrente de topo 308 é alimentada para o desmetanizador 312, para
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35/39 produzir uma corrente de topo 314 que compreende metano e componentes com ponto de ebulição mais baixo, e uma coluna do fundo 316 que compreende etano e etileno. A corrente do fundo 316 é alimentada para o divisor de C2 318, para produzir uma corrente de topo 320 que compreende etileno, e uma corrente do fundo 322 que compreende etano. A corrente do fundo do divisor de C3 302 é alimentada para a coluna de destilação 324, para produzir uma corrente de topo 326 que compreende propano e dimetil éter, e uma corrente do fundo 328 que compreende olefinas de C4+ e outros hidrocarbonetos.
[000107] A Figura 4 é uma primeira modalidade de fracionamento de desmetanizador para desetanizador. Na Figura 4, a corrente olefínica 120 é alimentada para a coluna de desmetanização 402, para produzir uma corrente de topo 404 que compreende metano e compostos com ponto de ebulição mais baixo, e uma corrente do fundo 406 que compreende etano, etileno, propano, propileno, dimetil éter e hidrocarbonetos de C4+. A corrente do fundo 406 é alimentada para a coluna de desetanização 408 para produzir uma corrente de topo 410 que compreende etano e etileno, e uma corrente do fundo 412 que compreende propileno, propano, dimetil éter e olefinas de C4+, e outros hidrocarbonetos. A corrente de topo 410 é alimentada para um divisor de C2, para produzir uma corrente de topo 416, uma corrente de alimentação de etileno e uma corrente do fundo 418 que compreende etano. A corrente do fundo 412 é alimentada para dentro do divisor de C3 420, para produzir uma corrente de topo 422 que compreende propileno, e uma corrente do fundo 424 que compreende propano, dimetil éter e olefinas de C4+, e outros hidrocarbonetos. A corrente do fundo 424 é alimentada para a coluna de destilação 426, para produzir uma corrente de topo 428 que compreende propano e dimetil éter, e uma corrente de fundo 340 que compreende olefinas de C4+ e outros hidrocarbonetos.
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36/39 [000108] A Figura 5 é um desmetanizador para a primeira modalidade de fracionamento do divisor de C3. Na Figura 5, a corrente olefínica 120 é alimentada para a coluna de desmetanização 502, para produzir uma corrente de topo 504 que compreende metano e compostos de ponto de ebulição mais baixo, e um corrente do fundo 506 que compreende etano, etileno, propano, propileno, dimetil éter e olefinas de C4+, e outros hidrocarbonetos. A corrente do fundo 506 da coluna de desmetanização é alimentada para dentro do divisor de C3 508, para produzir uma corrente de topo 510 que compreende propileno, etano, e etileno, e uma corrente do fundo 512 que compreende propano, dimetil éter e olefinas de C4+, e outros hidrocarbonetos. A corrente de topo 510 é alimentada para dentro da coluna de desetanização 514, para produzir uma corrente de topo 516 que compreende etano e etileno, e uma corrente do fundo 518 que compreende propileno. A corrente de topo 516 é alimentada para o divisor de C2 520, para produzir uma corrente de topo 522 que compreende etileno, e uma corrente do fundo 524 que compreende etano. A corrente do fundo 512 do divisor de C3 é alimentada para a coluna de destilação 526, para produzir uma corrente de topo 528 que compreende propano e dimetil éter, e uma corrente do fundo 530 que compreende olefinas de C4+ e outros hidrocarbonetos.
[000109] A figura 6 ilustra outro tipo de primeira modalidade de desetanizador da invenção. De acordo com a figura 6, uma corrente de produto que contém olefina de um reator para síntese de olefinas a partir de metanol (não ilustrado na figura) é enviada por intermédio de um tubo (7) para uma etapa de pré-resfriamento e secagem (10). O condensado acumulado (predominantemente água) é removido através do tubo (31). A corrente de produto pré-resfriada e seca é então enviada para uma etapa de separação de C2/C3 (11). Os hidrocarbonetos de C1/C2 são separados e enviados através do tubo (32) para uma etapa de separação de C1/C2 (12). Os hidrocarbonetos de C1 separados são
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37/39 recuperados como um gás combustível de alta pressão (HP) e baixa pressão (LP) através dos tubos (34) e (35). Os hidrocarbonetos de C2 separados são enviados através do tubo (36) para um divisor de C2 (13). [000110] No divisor de C2, o etileno é separado de etano e removido através do tubo (37). O etileno, que pode conter algum acetileno, é enviado para uma etapa de hidrogenação de acetileno (14) e recuperado como produto etileno (38) através do tubo (39). O gás de combustão de C2 (predominantemente etano) é retirado do divisor de C2 e enviado através do tubo (39).
[000111] Os hidrocarbonetos de C3+ (isto é, hidrocarbonetos que têm um ponto de ebulição maior ou igual ao propileno), que são separados da corrente olefínica na etapa de separação de C2/C3 (11), são enviados através do tubo (33) para uma etapa de separação de C3/C4 (15), onde ocorre a separação dos hidrocarbonetos de C3 dos hidrocarbonetos mais pesados (isto é, hidrocarbonetos de C4+). Os hidrocarbonetos de C4+ mais pesados são enviados através do tubo (43) para uma etapa de separação de C4/C5 (17). Os hidrocarbonetos de C5+ são separados dos hidrocarbonetos de C4 e ulteriormente enviados através da linha (45) para uso como uma fração de gasolina. Os hidrocarbonetos de C4 são separados e enviados através da linha (44) para uma etapa de dimerização de buteno (18), para formar hidrocarbonetos dimerizados. Os hidrocarbonetos dimerizados são enviados ulteriormente através da linha (45) para uso como uma fração de gasolina.
[000112] Os hidrocarbonetos de C3, que são separados na etapa de separação de C3/C4 (15), são enviados através do tubo (40) para um divisor de C3 (16). O dimetil éter, que está presente na corrente olefínica, também vai para o divisor de C3, junto com os hidrocarbonetos de C3, pois ele comporta-se como o propano nas etapas de fracionamento precedentes. No divisor de C3 (16), o dimetil éter, junto com o propano, vai para o fundo do divisor, e ambos são removidos através do tubo (42).
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Produto propileno substancialmente puro, contendo, por exemplo, menos do que 3 ppm de dimetil éter, é obtido no topo do divisor de C3 (16) através do tubo (41).
[000113] As correntes de etileno e propileno separadas de acordo com esta invenção podem ser polimerizadas para formar composições de plásticos, como por exemplo, poliolefinas, particularmente polietileno e polipropileno. Qualquer processo convencional para formar polietileno ou polipropileno pode ser usado. Os processos catalíticos são preferidos. Os sistemas catalíticos particularmente preferidos são metalocenos, Ziegler-Natta, óxido de cromo e ácidos. Vide, por exemplo, as patentes n— US 3.258.455, US 3.305.538, US 3.364.190, US 5.892.079, US 4.659.685, US 4.076.698, US 3.645.992, US 4.302.565, e US 4.243.691, o catalisador e as descrições dos processos de cada uma delas sendo aqui expressamente incorporadas como referência. Genericamente, estes métodos envolvem colocar etileno ou propileno em contato com um catalisador formador de poliolefina em uma pressão e temperatura eficazes para formar o produto poliolefínico. [000114] Em uma modalidade desta invenção, o etileno ou propileno é colocado em contato com um catalisador de metaloceno, para formar uma poliolefina. De forma desejável, o processo formador de poliolefina é conduzido em uma temperatura na faixa entre cerca de 50oC e cerca de 320oC. A reação pode ser conduzida em pressão baixa, média ou alta, sendo qualquer uma dentro da faixa entre cerca de 1 bar e cerca de 3.200 bar. Para processos realizados em solução, um diluente inerte pode ser usado. Neste tipo de operação, é desejável que a pressão fique em uma faixa entre cerca de 10 bar e cerca de 150 bar, e de preferência, em uma temperatura na faixa entre cerca de 120oC e cerca de 250oC. Para processos em fase gasosa, prefere-se que a temperatura fique genericamente na faixa entre cerca de 60oC e 120oC, e que a pressão operacional seja entre cerca de 5 bar e cerca de 50
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39/39 bar.
[000115] Além de poliolefinas, inúmeros outros derivados de olefinas podem ser formados a partir de etileno, propileno e olefinas de C4+, particularmente butileno, separados de acordo com esta invenção. As olefinas separadas de acordo com esta invenção podem ser usadas também na fabricação de compostos tais como aldeídos, ácidos tais como ácidos monocarboxílicos de C2-C13, álcoois tais como monoálcoois de C2-C12, ésteres fabricados a partir de ácidos monocarboxílicos de C2-C12 e os monoálcoois de C2-C12, alfa-olefinas lineares, acetato de vinila, dicloreto de etileno e cloreto de vinila, etilbenzeno, óxido de etileno, cumeno, acroleína, cloreto de alila, óxido de propileno, ácido acrílico, borrachas de etileno-propileno, e acrilonitrila, e trímeros e dímeros de etileno e propileno. As olefinas de C4+, particularmente butileno, são particularmente apropriadas para a fabricação de aldeídos, ácidos, álcoois, ésteres fabricados a partir de ácidos monocarboxílicos de C5-C13 e monoálcoois de C5-C13, e alfaolefinas lineares.
[000116] Tendo sido agora completamente descrita esta invenção, os versados nessas técnicas devem avaliar que a invenção pode ser realizada dentro de uma ampla faixa de parâmetros dentro do que é reivindicado, sem fugir do espírito e do âmbito da invenção.

Claims (16)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para separar dimetil éter e propano de uma corrente olefínica fabricada a partir de um processo de reação de oxigenado para olefina, caracterizado pelo fato de que compreende:
    colocar o oxigenado (100) em contato com um catalisador de peneira molecular, para formar a corrente olefínica (104), em que a corrente olefínica (104) compreende água, propileno, propano e dimetil éter;
    secar a corrente olefínica (104); e destilar a corrente olefínica seca (120) para separar o dimetil éter e propano, como porções inferiores, do propileno, em que a corrente olefínica seca (120) contém menos do que 1.000 ppm, em peso, de água.
  2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a corrente olefínica (104) compreende ainda butileno e compostos com ponto de ebulição mais alto, e a corrente olefínica seca é destilada para separar o dimetil éter e o propano do propileno, butileno e compostos com ponto de ebulição mais alto.
  3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda colocar o propano e o dimetil éter em contato com água, para separar o dimetil éter do propano.
  4. 4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda colocar o dimetil éter separado em contato com um catalisador de peneira molecular, para formar uma olefina.
  5. 5. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a corrente olefínica (120) compreende de 2%, em peso, a 45%, em peso, de propano, de 0,05 a 5%, em peso, de dimetil éter, e de 30%, em peso, a 95%, em peso, de butileno mais compostos com ponto de ebulição mais alto.
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  6. 6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda polimerizar o propileno separado, para formar polipropileno.
  7. 7. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda separar o butileno e os compostos com ponto de ebulição mais alto do propileno.
  8. 8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a corrente olefínica compreende ainda etileno e a corrente olefínica seca (104) é destilada para separar o dimetil éter e o propano do etileno e propileno.
  9. 9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda polimerizar o etileno separado.
  10. 10. Método para remover dimetil éter de uma corrente olefínica (104), como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende:
    disponibilizar uma corrente olefínica (104) que compreende água, propileno, propano e dimetil éter;
    secar a corrente olefínica (104);
    destilar a corrente olefínica seca (120) a uma temperatura entre o ponto de ebulição do propileno e do propano de modo a separar o propano e o dimetil éter, como porções inferiores, do propileno, em que a corrente de propano e dimetil éter compreende entre 4,0 a 99%, em peso, de propano e entre 1,0 a 96%, em peso, de dimetil éter; e em que não há dispositivos adicionais para separar o dimetil éter da corrente olefínica, e em que a corrente olefínica seca (120) contém menos do que 1.000 ppm, em peso, de água.
  11. 11. Método de acordo com a reivindicação 10,
    Petição 870190101094, de 09/10/2019, pág. 6/11
    3/4 caracterizado pelo fato de que a corrente olefínica (104) disponibilizada compreende pelo menos 0,05%, em peso, de dimetil éter.
  12. 12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a corrente olefínica (104) é seca colocando a corrente olefínica em contato com um absorvente de água.
    13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o absorvente de água é um hidrocarboneto polar. 14. Método de acordo com a reivindicação 10,
    caracterizado pelo fato de que o adsorvente de água é uma peneira molecular.
  13. 15. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a corrente olefínica (104) disponibilizada é comprimida antes de entrar em contato com o absorvente de água.
  14. 16. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda colocar a corrente de propano e dimetil éter em contato com água, para separar o dimetil éter do propano.
  15. 17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda colocar o dimetil éter separado em contato com um catalisador de peneira molecular, para formar uma olefina.
    18. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda polimerizar o propileno separado. 19. Método de acordo com a reivindicação 10,
    caracterizado pelo fato de que a corrente olefínica (104) compreende
    Petição 870190101094, de 09/10/2019, pág. 7/11
    4/4 ainda etileno, e a corrente olfínica seca é destilada para separar o dimetil éter e o propano do etileno e propileno.
  16. 20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreendendo ainda polimerizar o etileno separado.
BRPI0213116A 2001-10-16 2002-09-30 método para separar dimetil éter e propano de uma corrente olefínica fabricada a partir de um processo de reação de oxigenado para olefina, e método para remover dimetil éter de uma corrente olefínica BRPI0213116B1 (pt)

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