BR112013004518B1

BR112013004518B1 - Processo de dessorção por deslocamento para seperação de olefinas leves

Info

Publication number: BR112013004518B1
Application number: BR112013004518-3A
Authority: BR
Inventors: Jong Nam Kim; Jong Ho Park; Hee Tae Beum; Seong Jun Lee; Jang Jae Lee; Dong Wook Kim; Chang Hyun Ko; Sang Sup Han; Soon Haeng Cho
Original assignee: Korea Institute Of Energy Reseaech; Sk Innovation Co.,Ltda.
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2019-04-16
Also published as: JP2013536223A; WO2012026786A3; EP2609061B1; EP2609061A2; CN103068779A; WO2012026786A2; TWI507393B; KR101470675B1; CA2810849A1; CA2810849C; KR20120033368A; TW201209036A; US9376354B2; SA111320720B1; US20130206581A1; CN103068779B; BR112013004518A2; EP2609061A4; JP5738415B2

Abstract

processo de dessorção por deslocamento para separação de olefinas leves são revelados aqui um processo e equipamento para separação de uma olefina a partir de gases mistos contendo olefinas leves. o processo compreende: adsorção da olefina de um gás misto contendo olefina em uma coluna de adsorção empacotada com um adsorvente, que seletivamente adsorve a olefina; descarga de gases diferentes da olefina através da saída da coluna de adsorção; dessorção da olefina adsorvida por deslocamento usando um dessorvente, e separação da olefina do adsorvente, por meio disto produzindo uma olefina de elevada pureza. o equipamento compreende uma pluralidade de colunas de adsorção empacotadas com um adsorvente, que seletivamente adsorve uma olefina, pelo menos duas colunas de destilação para separação de uma mistura de olefina i adsorvente e de uma corrente pobre em olefina i dessorvente em seus componentes. se a concentração de olefina do gás residual, a partir de uma etapa de enxágüe com olefina, for maior do que aquela de um gás de matéria-prima, é realizada uma etapa de recuperação de recuperação da olefina a partir do gás residual antes ou depois da etapa de adsorção.

Description

[001] A presente invenção se refere a um processo e a um equipamento para recuperação de uma olefina de elevada pureza em concentração, a partir de gases mistos contendo olefinas leves (etileno, propileno, etc.), tais como um gás misto de etileno/etano, gás misto de propileno/propano, gás residual (off-gas) de craqueamento catalítico fluidizado (FCC), gás residual de polietileno (PE), gás residual de polipropileno (PP).

Antecedentes da Técnica [002] Técnicas de destilação têm sido usadas para separar misturas de olefina/parafina, tal como uma mistura etileno/etano ou uma mistura propileno/propano. Em tais técnicas de destilação, porque existe uma pequena diferença de pontos de ebulição entre a olefina e a parafina, são usadas colunas de destilação tendo um grande número de bandejas de destilação, incorrendO-se, assim, em elevados custos em energia e em equipamentos. Embora o gás residual de processos de craqueamento catalítico fluidizado (FCC), que produzem gasolina e propileno por tratamento do resíduo atmosférico ou do resíduo de vácuo gerados em processos de refino de petróleo bruto, contenha cerca de 20 % em volume de etileno, a concentração de etileno no gás residual do FCC é baixa e o gás residual do FCC contém vários gases. Por essa razão, o etileno ainda não tem sido recuperado a partir do gás residual do FCC de uma maneira econômica, e o gás residual do FCC tem sido usado como gás combustível.

[003] Em anos recentes, a tecnologia para redução dos custos de separação de olefinas, por uso de um processo de separação de olefinas por adsorção, tem sido estudada como um substituto para processos de separação de olefinas por destilação. [004] Técnicas convencionais de separação de olefinas leves (etileno, propileno, butileno, etc.) e parafinas (etano, propano, butano, etc.) por adsorção são como se seguem.

[005] A Patente Norte-Americana de número 6.867.166 revela uma técnica de separação de olefinas por um processo de adsorção com variação de pressão (pressure swing) ou por um processo de adsorção com variação de temperatura (temperature swing) usando um adsorvente com íon de metal de transição suportado tendo seletividade em relação ao etileno ou ao propileno.

[006] Além disso, a Patente Norte-Americana de número 6.293.999 revela uma técnica de separação de propileno, a partir de um gás misto de propano/propileno, por um processo de adsorção com variação de pressão ou de adsorção com variação de temperatura, usando um adsorvente de ALPO-14 tendo uma função de peneira molecular, que adsorve de maneira seletiva somente propileno. Além disso, a Patente

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Norte-Americana de número 6.488.741 revela uma técnica de separação de C2-C4olefinas por um processo de adsorção com variação de pressão ou por uma combinação de processo de adsorção com variação de pressão com um processo de destilação usando um adsorvente de zeólita. Em adição a Patente Norte-Americana de número 6.488.741 revela uma técnica de separação de propileno, a partir de um gás misto de propano/propileno, usando um adsorvente de anel com 8 membros tendo uma função de peneira molecular, tal como SAPO.

[007] Conforme descrito acima, os processos para separação de etileno ou de propileno por adsorção são realizados por adsorção em fase gasosa ao invés de por adsorção em fase líquida, porque 0 etileno ou 0 propileno não são fáceis de liquefazer. Além disso, a regeneração dos adsorventes é realizada por adsorção com variação de pressão ou por adsorção com variação de temperatura. A elevação ou o abaixamento da temperatura de uma coluna de adsorção no processo de adsorção com variação de temperatura exige bastante tempo, do modo que a produtividade do processo de separação de gás em volume é baixa, e, assim, os custos em equipamentos são elevados. O processo de adsorção com variação de pressão ou o processo de adsorção com variação de vácuo não são adequados para separação de grandes quantidades de gases mistos, porque os compressores e as bombas de vácuo têm capacidades limitadas.

[008] O Registro de Patente Coreana de número 0849987, registrado em nome da requerente, revela um processo de adsorção/separação capaz de separar etileno de um gás residual do FCC, contendo uma baixa concentração de etileno, usando um adsorvente seletivo para etileno. O processo revelado é um processo de adsorção por deslocamento de dessorção de etileno adsorvido, usando um dessorvente e é uma técnica de concentração e de recuperação de etileno a partir do gás residual do FCC através das etapas de adsorção seqüenciais, enxágüe de etileno e dessorção por deslocamento. Além disso, o Registro de Patente Coreana de número 0822847 revela um processo de dessorção por deslocamento para separação de uma C4-olefina a partir de parafina, o qual compreende uma etapa de adsorção, uma etapa de enxágüe de C4olefina e uma etapa de dessorção.

[009] O processo de dessorção por deslocamento de olefina/parafina, descrito acima, baseia-se em etapas de adsorção de olefina e de dessorção por enxágüe. Nesse processo, a quantidade de olefina, que é descarregada para fora da coluna de adsorção em uma etapa de enxágüe, é aumentada, dependendo da concentração de olefina na matéria-prima, das propriedades de adsorção da olefina e da parafina e da concentração de olefina necessária nos produtos, reduzindo, assim, a taxa de recuperação de olefina. [0010] A presente invenção fornece um processo de dessorção por deslocamento, que aumenta tanto a recuperação de olefina, quanto a eficiência econômica do processo, por recuperação de olefina, que é descarregada nas etapas de adsorção e de enxágüe.

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Revelação da Invenção

Problema Técnico [0011] É um objeto da presente invenção fornecer um processo e um equipamento para separação de uma olefina de elevada pureza, a partir de gases mistos contendo olefina leve (etileno, propileno, etc.), tal como um gás misto de etileno/etano, um gás misto de propileno/propano, um gás residual do craqueamento catalítico fluidizado, um gás residual de polietileno e um gás residual de polipropileno, em uma elevada taxa de recuperação.

[0012] Porque um processo de dessorção por deslocamento convencional se baseia em etapas de adsorção de olefina e de dessorção por enxágüe, a olefina é descarregada para fora da coluna de adsorção nas etapas de adsorção e de enxágüe da olefina, reduzindo, assim, a recuperação da olefina. A presente invenção fornece um processo de dessorção por deslocamento que aperfeiçoa uma taxa de recuperação de olefina, compreendendo adicionalmente, antes ou depois da etapa de adsorção, a introdução de uma descarga de gás a partir de etapa de adsorção ou de enxágüe com olefina, na coluna de adsorção, por meio disto recuperando uma olefina a partir do gás descarregado.

[0013] Na tecnologia convencional descrita acima, a quantidade de olefina, que é descarregada para fora da coluna de adsorção nas etapas de adsorção e de enxágüe, é grande, de modo que a recuperação de olefina e a eficiência econômica do processo não são elevadas. A presente invenção fornece um processo de separação de etileno por adsorção, no qual etileno, que é descarregado nas etapas de adsorção e de enxágüe, é recuperado para aumentar a recuperação de etileno e a eficiência econômica do processo.

Breve Descrição dos Desenhos [0014] Os acima e outros objetos, características e vantagens da presente invenção serão mais claramente entendidos a partir da seguinte descrição detalhada, tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes, nos quais:

A FIG. 1 é uma vista esquemática mostrando um processo e um equipamento para recuperação de uma olefina de elevada concentração, a partir de um gás misto contendo olefina, de acordo com a presente invenção, em que o equipamento compreende quatro colunas de adsorção (AD-1, AD-2, AD-3 e AD-4), que seletivamente adsorvem uma olefina, e duas colunas de destilação (D1 e D2), que separam uma mistura olefina/dessorvente e um gás/dessorvente contendo parafina em seus componentes; e

A FIG. 2 é uma vista esquemática mostrando a operação em um ciclo do processo de dessorção por deslocamento para separação de olefina pelas etapas de recuperação, adsorção, recuperação, enxágüe e dessorção.

A FIG. 3 é uma vista esquemática mostrando a operação em um ciclo do processo

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4/11 de dessorção por deslocamento para separação de olefina pelas etapas de recuperação, adsorção, enxágüe e dessorção.

A FIG. 4 é um gráfico mostrando a pureza e a taxa de recuperação de etileno em um produto obtido no Exemplo 1 da presente invenção, realizado para separar etileno de um gás de matéria-prima tendo uma composição similar àquela de gás residual do craqueamento catalítico fluidizado (FCC), por um processo de dessorção por deslocamento.

Modo da Invenção [0015] O processo de dessorção por deslocamento da presente invenção ou compreende as etapas seqüenciais de adsorção, recuperação, enxágüe com olefina e dessorção ou compreende as etapas seqüenciais de recuperação, adsorção, enxágüe com olefina e dessorção. Nas partes que se seguem, um aspecto da invenção será descrito com referência à FIG. 1.

[0016] No processo de dessorção por deslocamento aperfeiçoado, para recuperação de uma olefina de acordo com a presente invenção, as etapas seqüenciais de adsorção, recuperação, enxágüe e dessorção ou as etapas seqüenciais de recuperação, adsorção, enxágüe e dessorção são realizadas repetidamente em um equipamento compreendendo uma pluralidade de colunas de adsorção empacotadas com adsorvente, que seletivamente adsorve a olefina, e pelo menos duas colunas de destilação, incluindo uma coluna de destilação para separação de uma corrente rica em olefina, a partir de um dessorvente, e uma coluna de destilação para separação de uma corrente pobre em olefina, a partir de um dessorvente, por meio disto separando uma olefina de elevada pureza de um gás misto contendo olefina.

[0017] O método para separação de uma olefina a partir de um gás misto contendo olefina, usando pelo menos uma coluna de adsorção e pelo menos duas colunas de destilação, compreende as etapas de:

i) etapa de adsorção: introdução do gás misto contendo olefina em uma coluna de adsorção empacotada com um adsorvente seletivo em relação à olefina, para adsorver uma olefina a partir do gás misto, e envio dos componentes não adsorvidos e um dessorvente, alimentado na coluna de adsorção durante a dessorção, através da saída da coluna de adsorção para uma coluna de destilação, para separação de uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente nos componentes;

ii) etapa de enxágüe: introdução de uma olefina de elevada concentração, obtida a partir de uma coluna de destilação para separação de uma olefina de um dessorvente, na coluna de adsorção, por meio disto removendo parafina e outros gases da coluna de adsorção, para aumentar a pureza da olefina na coluna de adsorção; e iii) etapa de dessorção: introdução de um dessorvente na coluna de adsorção, que foi submetida à etapa ii), para dessorver a olefina da coluna de adsorção, e, então,

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5/11 envio da mistura de olefina/dessorvente a uma coluna de destilação, para separação da mistura de olefina/dessorvente nos componentes, por meio disto produzindo uma olefina de elevada pureza; e antes ou depois da etapa i), iv) etapa de recuperação: introdução de um gás (gás contendo olefina), resultante do enxágüe com olefina, na coluna de adsorção, por meio disto recuperando uma olefina do gás contendo olefina.

[0018] Além disso, as etapas i) a iv) podem ser realizadas repetidamente em uma pluralidade de colunas de adsorção.

[0019] De preferência, uma pluralidade de colunas de adsorção, tendo diferentes configurações de processo, podem ser realizadas repetidamente em cada etapa, para aperfeiçoar a eficácia do processamento.

[0020] Conforme mostrado nas FIGs. 2 e 3 abaixo, em uma modalidade, o processo de recuperação de uma olefina de elevada concentração a partir do gás misto contendo olefina, usando o processo de dessorção por deslocamento, pode ser feito por realização das etapas de recuperação, adsorção, enxágüe com olefina e dessorção em quatro colunas de adsorção (AD-1, AD-2, AD-3 e AD-4).

[0021] Como o adsorvente seletivo em relação ao etileno, pode ser usado um adsorvente de complexo π, que forme um complexo π com a olefina, um adsorvente de zeólita X, um adsorvente de zeólita Y ou um adsorvente de zeólita A. De preferência, pode ser usado um adsorvente de zeólita 13X.

[0022] A etapa de adsorção ou de dessorção pode ser preferencialmente realizada sob condições de uma pressão de 1-30 atm e de uma temperatura de 20~150°C.

[0023] O dessorvente, separado pela coluna de destilação para separação da mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente e pela coluna de destilação para separação da mistura de corrente rica em olefina / dessorvente, pode ser reciclado para coluna de adsorção.

[0024] O dessorvente que é usado na presente invenção varia dependendo do tipo de olefina no gás misto contendo olefina e pode ser principalmente um hidrocarboneto de C3-C6, mas não está limitado a eles.

[0025] Em uma modalidade da presente invenção, um equipamento para separação, de maneira seletiva, de uma olefina a partir de um gás misto contendo olefina, por dessorção por deslocamento, compreende uma pluralidade de colunas de adsorção empacotadas com um adsorvente, que seletivamente adsorve a olefina; e pelo menos duas colunas de destilação, incluindo uma coluna de destilação (D1) para separação de uma mistura de corrente rica em olefina / dessorvente nos componentes, e uma coluna de destilação (D2) para separação de uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente nos componentes. A pluralidade de colunas de adsorção está interconectada com uma tubulação de fornecimento de gás misto contendo olefina, uma tubulação de descarga de

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6/11 corrente rica em olefina / dessorvente conduzindo a uma coluna de destilação (D1) para separação de corrente rica em olefina / dessorvente nos componentes, e uma tubulação para fornecimento de uma dada quantidade de uma corrente rica em olefina a partir da coluna de destilação (D1); uma tubulação para introdução de um gás descarregado a partir da etapa ii) em uma coluna de adsorção, que foi submetida à adsorção, e uma tubulação para guiar uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente descarregada a partir da etapa i); e uma tubulação para fornecimento do dessorvente, separado nas colunas de destilação (D1, D2), para coluna de adsorção.

[0026] Em uma modalidade da presente invenção, conforme mostrado na FIG. 1, um equipamento para separação, de maneira seletiva, de uma olefina a partir de um gás misto contendo olefina, por dessorção por deslocamento, pode compreender quatro colunas de adsorção (AD1, AD-2, AD-3 e AD-4) empacotadas com um adsorvente, que seletivamente adsorve a olefina, e duas colunas de destilação, incluindo uma coluna de destilação (D1), para separação de uma mistura de corrente rica em olefina / dessorvente nos componentes e uma coluna de destilação (D2) para separação de uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente nos componentes.

[0027] Referindo-se à FIG. 1, o equipamento para separação, de maneira seletiva, olefina a partir de um gás misto contendo olefina, por dessorção por deslocamento, compreende:

uma coluna de adsorção AD-1 empacotada com adsorvente seletivo em relação à olefina, que está conectada com uma tubulação de fornecimento de gás misto contendo olefina via uma válvula 1a, é conectada via uma válvula 2a com uma tubulação 2 de descarga de corrente rica em olefina / dessorvente, que conduz a uma coluna de destilação D1, é conectada via uma válvula 3a com uma tubulação 3, para fornecimento de uma dada quantidade de uma corrente rica em olefina a partir da coluna de destilação D1, é conectada via uma válvula 6a e uma válvula 4a com a tubulação 6 e a tubulação 4, para introdução de um gás descarregado a partir de uma etapa de enxágüe com olefina, em uma coluna de adsorção, que foi submetida à adsorção, é conectada via uma válvula 5a com uma tubulação 5, para guiar uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente descarregada a partir da etapa de adsorção, e é conectada via uma válvula 7a com uma tubulação 7, para fornecimento do dessorvente, separado na coluna de destilação D1 e na coluna de destilação D2, para coluna de adsorção;

uma coluna de adsorção AD-2 empacotada com adsorvente seletivo em relação à olefina, que está conectada com uma tubulação de fornecimento de gás misto contendo olefina via uma válvula 1b, é conectada via uma válvula 2b com uma tubulação 2 de descarga de corrente rica em olefina / dessorvente, que conduz a uma coluna de destilação D1, é conectada via uma válvula 3b com uma tubulação 3, para fornecimento de uma dada quantidade de uma corrente rica em olefina a partir da coluna de destilação

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D1, é conectada via uma válvula 6b e uma válvula 4b com a tubulação 6 e a tubulação 4, para introdução de um gás descarregado a partir de uma etapa de enxágüe com olefina, em uma coluna de adsorção, que foi submetida à adsorção, é conectada via uma válvula 5b com uma tubulação 5, para guiar uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente descarregada a partir da etapa de adsorção, e é conectada via uma válvula 7b com uma tubulação 7, para fornecimento do dessorvente, separado na coluna de destilação D1 e na coluna de destilação D2, para coluna de adsorção;

uma coluna de adsorção AD-3 empacotada com adsorvente seletivo em relação à olefina, que está conectada com uma tubulação de fornecimento de gás misto contendo olefina via uma válvula 1c, é conectada via uma válvula 2c com uma tubulação 2 de descarga de corrente rica em olefina / dessorvente, que conduz a uma coluna de destilação D1, é conectada via uma válvula 3c com uma tubulação 3, para fornecimento de uma dada quantidade de uma corrente rica em olefina a partir da coluna de destilação D1, é conectada via uma válvula 6c e uma válvula 4c com a tubulação 6 e a tubulação 4, para introdução de um gás descarregado a partir de uma etapa de enxágüe com olefina, em uma coluna de adsorção, que foi submetida à adsorção, é conectada via uma válvula 5c com uma tubulação 5, para guiar uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente descarregada a partir da etapa de adsorção, e é conectada via uma válvula 7c com uma tubulação 7, para fornecimento do dessorvente, separado na coluna de destilação D1 e na coluna de destilação D2, para coluna de adsorção;

uma coluna de adsorção AD-4 empacotada com adsorvente seletivo em relação à olefina, que está conectada com uma tubulação de fornecimento de gás misto contendo olefina via uma válvula 1 d, é conectada via uma válvula 2d com uma tubulação 2 de descarga de corrente rica em olefina / dessorvente, que conduz a uma coluna de destilação D1, é conectada via uma válvula 3d com uma tubulação 3, para fornecimento de uma dada quantidade de uma corrente rica em olefina a partir da coluna de destilação D1, é conectada via uma válvula 6d e uma válvula 4d com a tubulação 6 e a tubulação 4, para introdução de um gás descarregado a partir de uma etapa de enxágüe com olefina, em uma coluna de adsorção, que foi submetida à adsorção, é conectada via uma válvula 5d com uma tubulação 5, para guiar uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente descarregada a partir da etapa de adsorção, e é conectada via uma válvula 7d com uma tubulação 7, para fornecimento do dessorvente, separado na coluna de destilação D1 e na coluna de destilação D2, para coluna de adsorção; e pelo menos duas colunas de destilação, incluindo uma coluna de destilação D1 para separação de uma mistura de corrente rica em olefina / dessorvente nos componentes e uma coluna de destilação D2 para separação de uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente nos componentes;

sendo que as etapas de adsorção, recuperação, enxágüe com olefina e

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8/11 dessorção podem ser realizadas repetidamente nas quatro colunas de adsorção.

[0028] Nesse momento, cada uma das colunas de adsorção, tendo diferentes configurações de processo, podem ser realizadas repetidamente em cada etapa, para aperfeiçoar a eficiência do processamento.

[0029] Nas partes que se seguem, em uma modalidade, será descrita a operação em um ciclo do processo de separação de maneira seletiva de uma olefina a partir de um gás misto contendo olefina, por dessorção por deslocamento, com referência à FIG. 2.

[0030] Primeiro, é realizada uma etapa de adsorção, na qual um gás misto contendo olefina é introduzido, através da tubulação 1 e da válvula 1a, na coluna de adsorção AD1, de modo que a olefina seja adsorvida, e o dessorvente que permanece na coluna de adsorção e o gás pobre em olefina são alimentados na coluna de destilação D2, através da válvula 5a e da tubulação 5, para recuperar o dessorvente. Enquanto a coluna de adsorção AD-1 sofra a etapa de adsorção, a coluna de adsorção AD-2 é submetida a uma etapa de dessorção, na qual a coluna de adsorção AD-2 é alimentada com o dessorvente, através da tubulação 7 e da válvula 7b, para dessorver a olefina adsorvida. A corrente rica em olefina, que é descarregada em conjunto com o dessorvente, é introduzida na coluna de destilação D1, através da válvula 2b e da tubulação 2, de modo que uma olefina de elevada pureza seja separada do dessorvente. O dessorvente usado é aquele obtido a partir do fundo das colunas de destilação D1 e D2. Ao mesmo tempo, a coluna de adsorção AD-3 sofre uma etapa de enxágüe com olefina, na qual uma porção de uma olefina de elevada pureza, a partir da coluna de destilação D1, é introduzida na coluna de adsorção AD-3, através da tubulação 3 e da válvula 3c, de modo que quantidades traço de parafina e de outros gases adsorvidos em conjunto com a olefina sejam removidas, aumentando, assim, a pureza da olefina. O gás descarregado da coluna de adsorção AD-3 é passado seqüencialmente através da válvula 6c, da tubulação 4 e da válvula 4d, até a coluna de adsorção AD-4, na qual a olefina contida no gás descarregado é recuperada por adsorção, e gases diferentes da olefina são alimentados na coluna de destilação D2, através da válvula 5d e da tubulação 5 (etapa de recuperação).

[0031] Conforme mostrado na Tabela 1 acima, quando a etapa de adsorção, na coluna de adsorção AD-1, estiver completa, a coluna de adsorção AD-1 é submetida à etapa de recuperação para adsorver o componente de olefina a partir do gás descarregado da coluna de adsorção AD-4 (etapa de enxágüe de etileno), e a coluna de adsorção AD-2, que foi submetida à etapa de dessorção, sofre a etapa de adsorção de adsorver uma olefina a partir de um gás de matéria-prima contendo olefina, introduzido na coluna de adsorção AD-2. Ao mesmo tempo, a coluna de adsorção AD-3 sofre a etapa de dessorção de dessorver a olefina adsorvida com o dessorvente, e a coluna de adsorção AD-4 é submetida à etapa de enxágüe, na qual pequenas quantidades de parafina e de

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9/11 outros gases são removidas em conjunto com a olefina de elevada concentração, obtida na coluna de destilação D1, e a concentração da olefina é aumentada. Quando uma coluna de adsorção for submetida às adsorção, recuperação, enxágüe com olefina e de dessorção, conforme descrito acima, um ciclo da operação que se completar será seguido pelo próximo ciclo.

[0032] Além disso, conforme mostrado na Tabela 2 acima, o processo para separação, de maneira seletiva, de uma olefina a partir de um gás misto contendo olefina por dessorção por deslocamento, pode ser operado na ordem de etapa de recuperação etapa de adsorção - etapa de enxágüe com olefina - etapa de dessorção dependendo da concentração da olefina do gás misto e da pureza da olefina de um produto desejado. Especificamente, o processo para separação, de maneira seletiva, de uma olefina, a partir de um gás misto contendo olefina por dessorção por deslocamento, também pode ser feito na ordem da etapa de recuperação de introdução dos gases, descarregados a partir das etapas de adsorção e de enxágüe com olefina, na coluna de adsorção, que foi submetida à dessorção, por meio disto recuperando uma olefina a partir dos gases exauridos, a etapa de adsorção de introdução de um gás de matéria-prima contendo olefina na coluna de adsorção, que foi submetida à etapa de recuperação, por meio disto adsorvendo uma olefina a partir do gás de matéria-prima, a etapa de enxágüe com olefina de introdução de uma porção de uma olefina de elevada concentração, obtida da coluna de destilação D2, na coluna de adsorção, que foi submetida à etapa de adsorção, por meio disto removendo impurezas da coluna de adsorção e aumentando a pureza de uma olefina na coluna de adsorção, e a etapa de dessorção de introdução de um dessorvente na coluna de adsorção, que foi submetida à etapa de enxágüe com olefina, por meio disto dessorvendo a olefina da coluna de adsorção.

[0033] Em adição, quando a pressão da etapa de adsorção for mais elevada do que a pressão atmosférica, o processo com etileno para separação, de maneira seletiva, uma olefina a partir de um gás misto contendo olefina por dessorção por deslocamento, pode compreender adicionalmente, antes da etapa de recuperação, uma etapa de despressurização em cocorrente de descarga de componentes diferentes de uma olefina a partir da etapa de adsorção.

[0034] Nas partes que se seguem, serão descritos em detalhes exemplos preferidos da presente invenção.

Exemplo 1 [0035] Um processo de dessorção por deslocamento, para separação de uma olefina a partir de um gás misto contendo olefina, foi operado de acordo com a configuração mostrada na Tabela 1 acima, usando-se o equipamento da invenção para separação de uma olefina a partir de um gás misto contendo olefina, conforme mostrado na FIG. 1. Conforme mostrado na Tabela 3 abaixo, a composição de uma matéria-prima usada no

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10/11 experimento era similar àquela do gás residual de craqueamento catalítico fluidizado (FCC) e tinha uma concentração de etileno de 19,6 %. Zeólita X foi usada como um adsorvente para separação de etileno, e um gás misto de C4 (85 % de isobutano e 15 % de n-butano) foi usado como um dessorvente. A etapa de adsorção foi feita à 80°C e 8 bar, e como etileno necessário para o enxágüe de etileno de elevada pureza, foi usado etileno de elevada pureza (99,95 %) comercialmente disponível.

Tabela 1

Gás de Matéria-Prima	Composição (% vol.)
Hidrogênio	21,0
Nitrogênio	14,4
Metano	30,7
Etano	12,2
Etileno	19,6
Propano	0,2
Propileno	1,9

[0036] A Tabela 2, abaixo, mostra a concentração de etileno descarregado a partir da etapa de enxágüe de etileno, quando 0 processo foi feito de acordo com a configuração descrita acima, sob as condições acima. Conforme pode ser visto na Tabela 4, 0 etileno foi descarregado em concentrações maiores do que a concentração de etileno na matéria-prima, sugerindo que, quando 0 etileno descarregado for descartado sem ser recuperado, a elevada taxa de recuperação de etileno não poderá ser alcançada. A FIG. 2 mostra a pureza e a taxa de recuperação de etileno obtidas pelo experimento. Conforme mostrado na FIG. 2, a vazão de gás de enxágüe de etileno, usado na operação, era de 840 mL/min, 99,5% em volume de etileno poderíam ser separados da matéria-prima em uma taxa de recuperação de 91%.

Tabela 2 [Tabe a21

Vazão (mL/min) de gás de enxágüe de etileno	Concentração de etileno (% vol.) de gás descarregado a partir da etapa de enxágüe de etileno
730	35,3
760	27,0
790	30,2
840	41,2

<Concentração de etileno no gás descarregado a partir da etapa de enxágüe de etileno> [0037] Um processo de dessorção por deslocamento convencional, para recuperação de uma olefina a partir de um gás misto contendo olefina, não contém uma etapa de recuperação capaz de recuperar, de maneira eficiente, uma olefina a partir do gás descarregado a partir da etapa de enxágüe com olefina. Portanto, quando a concentração

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11/11 de olefina, no gás descarregado a partir da etapa de enxágüe com olefina, for maior do que a concentração de olefina em um gás de matéria-prima, uma grande quantidade de olefina será perdida, reduzindo, assim, a taxa de recuperação de olefina. Por outro lado, na presente invenção, a etapa de recuperação é realizada antes ou depois da etapa de adsorção, para recuperar uma olefina a partir do gás descarregado a partir da etapa de enxágüe com olefina, e, assim, pode ser alcançada uma taxa de recuperação de olefina mais elevada do que aquela do processo convencional.

[0038] Embora as modalidades preferidas da presente invenção tenham sido descritas para finalidades ilustrativas, os técnicos especializados no assunto apreciarão que várias modificações, adições e substituições são possíveis, sem se desviar do escopo e do espírito da invenção, conforme definida nas reivindicações apensas.

Claims

1. Método para separação de uma olefina a partir de um gás misto contendo olefina, usando pelo menos uma coluna de adsorção (AD-1, AD-2, AD-3, AD-4) e pelo menos duas colunas de destilação (D1, D2), incluindo uma coluna de destilação (D1) para separação de uma corrente rica em olefina a partir de um dessorvente e uma coluna de destilação (D2) para separação de uma corrente pobre em olefina a partir de um dessorvente, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:

i) introdução do gás misto contendo olefina em uma coluna de adsorção empacotada com um adsorvente seletivo em relação à olefina, para adsorver uma olefina a partir do gás misto, e envio dos componentes não adsorvidos e um dessorvente, alimentado na coluna de adsorção durante a dessorção, através da saída da coluna de adsorção para uma coluna de destilação (D2), para separação de uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente nos componentes;

ii) introdução de uma olefina de elevada concentração, obtida a partir de uma coluna de destilação para separação de uma olefina de um dessorvente, na coluna de adsorção, por meio disto removendo parafina e outros gases da coluna de adsorção, para aumentar a pureza da olefina na coluna de adsorção;

iii) introdução de um dessorvente na coluna de adsorção, tendo sido submetida à etapa ii), para dessorver a olefina da coluna de adsorção, de modo a formar uma mistura de olefina/dessorvente, e, então, envio da mistura de olefina/dessorvente a uma coluna de destilação para separação da mistura de olefina/dessorvente nos componentes, por meio disto produzindo uma olefina de elevada pureza; e antes ou depois da etapa i), iv) introdução de um gás (gás contendo olefina), resultante do enxágüe com olefina, na coluna de adsorção, por meio disto recuperando uma olefina do gás contendo olefina.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as etapas i) a iv) são realizadas repetidamente em uma pluralidade de colunas de adsorção.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, se a pressão da etapa i) for maior do que a pressão atmosférica, o processo compreenderá adicionalmente, antes da etapa ii), uma etapa de descarga dos componentes diferentes da olefina, a partir da coluna de adsorção por pressurização em cocorrente.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o adsorvente seletivo em relação à olefina é um adsorvente de complexo π, que forme um complexo π com etileno, um adsorvente de zeólita X, um adsorvente de zeólita Y ou um adsorvente de zeólita A.

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5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dessorvente é um hidrocarboneto de C3-C6.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa i) ou iii) é realizada sob condições de uma pressão de 1-30 atm e de uma temperatura de 20~150°C.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dessorvente, separado na coluna de destilação para separação da mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente e na coluna de destilação para separação da mistura de corrente rica em olefina / dessorvente, é reciclado para coluna de adsorção.

8. Equipamento para separação de uma olefina a partir de um gás contendo olefina, o equipamento compreende: uma pluralidade de colunas de adsorção empacotadas com um adsorvente, que adsorva seletivamente a olefina; e pelo menos duas colunas de destilação, incluindo uma coluna de destilação para separação de uma mistura de corrente rica em olefina / dessorvente nos componentes e uma coluna de destilação para separação de uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente nos componentes;

caracterizado pelo fato de que a pluralidade de colunas de adsorção compreende:

uma coluna de adsorção (AD-1) empacotada com adsorvente seletivo em relação à olefina, que está conectada com uma tubulação de fornecimento de gás misto contendo olefina via uma válvula (1a), é conectada via uma válvula (2a) com uma tubulação (2) de descarga de corrente rica em olefina / dessorvente, que conduz a uma coluna de destilação (D1), é conectada via uma válvula (3a) com uma tubulação (3), para fornecimento de uma dada quantidade de uma corrente rica em olefina a partir da coluna de destilação (D1), é conectada via uma válvula (6a) e uma válvula (4a) com a tubulação (6) e a tubulação (4), para introdução de um gás descarregado a partir de uma etapa de enxágüe com olefina, em uma coluna de adsorção, que foi submetida à adsorção, é conectada via uma válvula (5a) com uma tubulação (5), para guiar uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente descarregada a partir da etapa de adsorção, e é conectada via uma válvula (7a) com uma tubulação (7), para fornecimento do dessorvente, separado na coluna de destilação (D1) e na coluna de destilação (D2), para coluna de adsorção;

uma coluna de adsorção (AD-2) empacotada com adsorvente seletivo em relação à olefina, que está conectada com uma tubulação de fornecimento de gás misto contendo olefina via uma válvula (1b), é conectada via uma válvula (2b) com uma tubulação (2) de descarga de corrente rica em olefina / dessorvente, que conduz a uma coluna de destilação (D1), é conectada via uma válvula (3b) com uma tubulação (3), para fornecimento de uma dada quantidade de uma corrente rica em olefina a partir da coluna

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3/4 de destilação (D1), é conectada via uma válvula (6b) e uma válvula (4b) com a tubulação (6) e a tubulação (4), para introdução de um gás descarregado a partir de uma etapa de enxágüe com olefina, em uma coluna de adsorção, que foi submetida à adsorção, é conectada via uma válvula (5b) com uma tubulação (5), para guiar uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente descarregada a partir da etapa de adsorção, e é conectada via uma válvula (7b) com uma tubulação (7), para fornecimento do dessorvente, separado na coluna de destilação (D1) e na coluna de destilação (D2), para coluna de adsorção;

uma coluna de adsorção (AD-3) empacotada com adsorvente seletivo em relação à olefina, que está conectada com uma tubulação de fornecimento de gás misto contendo olefina via uma válvula (1c), é conectada via uma válvula (2c) com uma tubulação (2) de descarga de corrente rica em olefina / dessorvente, que conduz a uma coluna de destilação (D1), é conectada via uma válvula (3c) com uma tubulação (3), para fornecimento de uma dada quantidade de uma corrente rica em olefina a partir da coluna de destilação (D1), é conectada via uma válvula (6c) e uma válvula (4c) com a tubulação (6) e a tubulação (4), para introdução de um gás descarregado a partir de uma etapa de enxágüe com olefina, em uma coluna de adsorção, que foi submetida à adsorção, é conectada via uma válvula (5c) com uma tubulação (5), para guiar uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente descarregada a partir da etapa de adsorção, e é conectada via uma válvula (7c) com uma tubulação (7), para fornecimento do dessorvente, separado na coluna de destilação (D1) e na coluna de destilação (D2), para coluna de adsorção;

uma coluna de adsorção (AD-4) empacotada com adsorvente seletivo em relação à olefina, que está conectada com uma tubulação de fornecimento de gás misto contendo olefina via uma válvula (1d), é conectada via uma válvula (2d) com uma tubulação (2) de descarga de corrente rica em olefina / dessorvente, que conduz a uma coluna de destilação (D1), é conectada via uma válvula (3d) com uma tubulação (3), para fornecimento de uma dada quantidade de uma corrente rica em olefina a partir da coluna de destilação (D1), é conectada via uma válvula (6d) e uma válvula (4d) com a tubulação (6) e a tubulação (4), para introdução de um gás descarregado a partir de uma etapa de enxágüe com olefina, em uma coluna de adsorção, que foi submetida à adsorção, é conectada via uma válvula (5d) com uma tubulação (5), para guiar uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente descarregada a partir da etapa de adsorção, e é conectada via uma válvula (7d) com uma tubulação (7), para fornecimento do dessorvente, separado na coluna de destilação (D1) e na coluna de destilação (D2), para coluna de adsorção; e pelo menos duas colunas de destilação, incluindo uma coluna de destilação (D1) para separação de uma mistura de corrente rica em olefina / dessorvente nos

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4/4 componentes e uma coluna de destilação (D2) para separação de uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente nos componentes.

9. Equipamento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de colunas de adsorção está interconectada com uma tubulação de fornecimento de gás misto contendo olefina, uma tubulação de descarga de corrente rica em olefina / dessorvente conduzindo a uma coluna de destilação para separação de corrente rica em olefina / dessorvente nos componentes, e uma tubulação para fornecimento de uma dada quantidade de uma corrente rica em olefina a partir da coluna de destilação;

uma tubulação para introdução de um gás descarregado a partir da etapa ii) em uma coluna de adsorção, que foi submetida à adsorção, e uma tubulação para guiar uma mistura de corrente pobre em olefina / dessorvente descarregada a partir da etapa i); e uma tubulação para fornecimento do dessorvente, separado nas colunas de destilação, para coluna de adsorção.