BE440054A

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Publication number: BE440054A
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  PROCEDE POUR LA PRODUCTION DU BUTADIENE EN PARTANT DU BUTANE ET DES GAZ QUI EN   CONTIENNENT.   



   Il est connu que par la déshydrogénation catalytique du butane on obtient des gaz oontenant du butylène et du butadiène, Il est aussi prévu dans un brevet préoédent que la déshydrogéna- tion du butylène en butadiène donne un rendement plus grand si on traite en présence de CO2. Mais si on part du butane il est très difficile de réaliser direotement un bon rendement de trans- formation en butadiène si on n'utilise pas des tempéra:bures très élevées, pour lesquelles il y a des pertes oonsidérables par l'ef- fet des réaotions secondaires qui se produisent en même temps. 



  La cause de cette diminution de rendement dépend du fait que, par l'effet de la loi de l'action de masse, la molécule d'hydrogène qui se forme pendant la déshydrogénation du butane en butylène, s'oppose à la déshydrogénation subséquente du butylène en buta-   diène* @  
Un procédé permettant d'obtenir un rendement élevé dans la transformation du butane en butadiène présenterait un grand intérêt pour l'emploi important du butadiène dans la fabri- cation des polymères qui sont intéressants dans l'industrie du oaoutohouo synthétique. La présente invention permet de réaliser 

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 ce résultat en évitant les pertes dues aux réactions secondaires. 



   Suivant la présente invention on déshydrogène le butane en présence de CO2 à des températures relativement réduites, par exemple à 500 - 600 . Dans ces conditions la déshydrogénation est seulement partielle, mais on évite les pertes des réactions secondaires. Après les produits de la réaction, consistant en un mélange gazeux du butane inaltéré, butylène, butadiène, hydrogène, CO2, 00 et vapeurs d'eau, sont refroidis, éventuellement comprimés et soumis à une température et à une pression établies de manière que pratiquement tout le butadiène, le butylène et le butane se séparent à l'état liquide de l'hydrogène et du CO qui restent à l'état gazeux.

   Le CO2 reste en partie dissous dans le mélange des hydrocarbures liquides, et en partie reste mélangé aux gaz desquels on peut éventuellement le séparer et récupérer au moyen de dissolvants appropriée, suivant des procédés connus. 



   On fait encore passer le mélange obtenu du butane, butylène, butadiène, éventuellement additionné de CO2, à une température quelque peu plus élevée (600  - 650 ) sur un catalyseur déshydrogénant pour produire une autre déshydrogénation du butane encore présent et du butylène précédemment formé, en butadiène. Si on voulait obtenir un mélange très riche en butadiène on pourrait faire un troisième traitement après une nouvelle séparation de l'hydrogène et des autres gaz difficilement   oonden-   sables. 



   Ce procédé permet la production de gaz très riches en butadiène qu'on peut directement employer pour la production des polymères du butadiène, ou utiliser pour la production du butadiène pur, par exemple moyennant une absorption fractionnée suivant un autre brevet précédent. Dans tous les cas, si le butadiène est employé pour la production du caoutchouc synthétique par polymérisation (par exemple avec du sodium, ou en émulsion par exemple dans le styrol), le butylène et éventuellement le 

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 butane qui l'accompagnent et qui ne polymérisent pas, peuvent être récupérés sous la forme de gaz, après la polymérisation, pour être à nouveau déshydrogénés en butadiène. 



   Ce procédé peut être appliqué non seulement au butane, mais aussi à ses mélanges avec le butylène qu'on obtiei dans la liquéfaction et rectification des gaz engendrés dans la stabilisation des benzines de oracking ou d'hydrogénation,ainsi qu'au butylène oonstituant un produit secondaire de la fabrica- tion du   caoutchouc synthétique   ou obtenu par déshydratation de l'alcool butylique. On peut en outre l'appliquer à la fraction C4 obtenue par distillation et rectification des hydrocarbures obtenus du gaz à l'eau par la synthèse Fischer effectuée à une température et à une pression plus élevées que d'ordinaire. 



   Par exemple les hydrocarbures formés par synthèse de CO avec hydrogène sur catalyseurs à base de cobalt à une temp rature dépassant 200 , contiennent des proportions considérables (dépassant même 20   %)   de butane et de butylène, Ces fractions, séparées des autres hydrocarbures, et déshydrogénées en présence de CO sur un catalyseur déshydrogénant (par exemple nickel réduit sur support en bentonite) suivant le procédé décrit, peuvent don- ner après deux ou trois traitements un mélange riche en butadiène utilisable pour la production du caoutchouc synthétique. On peut ainsi obtenir pour 1 m3 de gaz à l'eau, 30 gr. à peu prés de buta- diène et 100 gr. d'hydrocarbures, produits secondaires de la syn- thèse du gaz à l'eau après la séparation de la fraction C4. 



   Ces résultats sont intéressants et ils peuvent per- mettre la production industrielle du caoutchouc synthétique en partant du gaz à l'eau obtenu par gazéification des combustibles pauvres. Si la récupération de l'hydrogène provenant de la   déshy.   drogénation du butane n'intéresse pas, on pourra éventuellement ajouter une petite quantité d'eau, ou d'xygène, au mélange du bu- tane avec CO2, Dans ce cas, en employant des catalyseurs permet- tant la combustion sélective de l'hydrogène, tels que les métaux   @   du groupe VIII du système périodique, on peut améliorer le 

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 rendement de chaque opération de déshydrogénation et obtenir par une ou seulement deux opérations, un produit riche en butadiène. 



   Ce dernier procédé doit être réalisé en présence de quantités bien déterminées d'air pour éviter la formation de mélanges explosifs et autres réactions secondaires. A cet effet, la quantité d'oxygène présente dans le mélange doit être moindre que la quantité nécessaire pour la combustion totale de l'hydrogène provenant de la déshydrogénation du butane en butadiène. 



   Si le butane est obtenu du gaz à l'eau au moyen de la synthèse   Fisoher   sous la pression de   10-20   atm., on peut utiliser pour la déshydrogénation du butane le CO2 provenant du lavage sous pression du gaz à l'eau pour le purifier du CO2 qu'il contient toujours.

Claims

REVENDICATIONS ET .RESUME.

1. Procédé pour la production du butadiène en partant du butane et des gaz qui en contiennent, caractérisé en ce que le butane est soumis à plusieurs processus successifs de déshydrogénation oatalytique, avec séparation, après chaque traitement, de l'hydrogène produit et des autres gaz difficilement liquéfiables, qui se dégagent pendant la déshydrogénation* 2. Procédé tel que revendiqué sous 1, dans lequel au moins une des d'hydrogénations est faite en présence de CO2 éventuellement mélangé avec de petites quantités d'air.

3. Procédé tel que revendiqué sous 1 ou 2, dans lequel la première déshydrogénation est faite à une température relativement réduite (550 à 600 ) et la dernière à une température plus élevée (600 à 650 ).

4. Procédé tel que revendiqué sous 2. dans lequel en opérant en présence d'un mélange de CO2 et air, on utilise un catalyseur constitué par exemple par un métal du groupe VIII sur support oapable de déshydrogéner le butane et de favoriser la combustion sélective de l'hydrogène à l'égard de la oombustion des hydrocarbures. <Desc/Clms Page number 5>

5. Procédé tel que revendiqué dans:les revendications 1 à 4, dans lequel on part d'un mélange de butane et de butylène provenant de la rectification des hydrocarburés obtenus par synthèse du CO avec l'hydrogène effectuée sous une température de 200 -230 et sous une pression relativement élevée.

6. Procédé tel que revendiqué sous 1 à 5, dans lequel on obtient par déshydrogénation du butane un mélange de butadiène et butylène oontenant éventuellement encore du butane, mais riche en butadiène, qu'on sépare par polymérisation avec produotion du oaoutohouo et synthétique, tandis que le butylène,/éventuellement le butane ainsi séparés du butadiène sont reportés en cycle pour être déshy drogénés en butadiène.