BR112015011834B1

BR112015011834B1 - processo de desidratação de etanol em etileno, utilizando um pré-tratamento da carga

Info

Publication number: BR112015011834B1
Application number: BR112015011834-8A
Authority: BR
Inventors: Vincent Coupard; Natacha Touchais; Thomas Plennevaux; Emilie Kobel; Stephanie FLEURIER; Walter Veirmeiren; Delphine Minoux; Philip DE SMEDT; Cindy Adam; Nikolai Nesterenko
Original assignee: IFP Energies Nouvelles; Total Research & Technology Feluy
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2021-02-02
Also published as: US9725376B2; BR112015011834A2; EP2925707A1; US20150291485A1; WO2014083261A1; FR2998567A1; EP2925707B1; FR2998567B1

Abstract

PROCESSO DE DESIDRATAÇÃO DE ETANOL EM ETILENO, UTILIZANDO UM PRÉ-TRATAMENTO DA CARGA. A invenção refere-se a um processo de desidratação de uma carga de etanol em etileno, compreendendo pelo menos as etapas: a) uma etapa de pré-tratamento da carga de etanol sobre um sólido ácido que opera a uma temperatura compreendida entre 100 e 130°C, de maneira a produzir uma carga de etanol pr é-tratada; b) uma etapa de vaporização de uma carga de vaporização que compreende essa carga de etanol pré-tratada em um trocador de calor, essa carga de vaporização sendo introduzida nessa etapa de vaporização a uma pressão compreendida entre 0,1 e 2,5 MPa, de maneira a produzir uma carga vaporizada; c) uma etapa de superaquecimento dessa carga vaporizada, de maneira a levá-la a uma temperatura de entrada compatível com a temperatura da reação de desidratação; d) uma etapa de desidratação dessa carga oriunda da etapa d) em pelo menos um reator adiabático contendo pelo menos um catalisador de desidratação e no qual a reação de desidratação ocorre, operando a uma temperatura de entrada compreendida entre 350 e 550°C e a uma pressão de entrada compreendida entre 0,3 e 1,8 MPa.

Description

Campo da invenção

[0001] A presente invenção se refere a um processo de transformação do etanol em etileno e, em particular, a um processo de desidratação do etanol.

[0002] A reação de desidratação do etanol em etileno é conhecida e detalhada, a partir do fim de século XIX. "The Deshydratation of Alcohols over Alumina. I. The reaction scheme", H. Knozinger, R. Kohne, Journal of Catalysis (1966), 5, 264-270 é considerada como a publicação de base sobre os trabalhos de desidratação dos álcoois, dos quais o etanol. É conhecido que essa reação é muito endotérmica, equilibrada e deslocada em direção ao etileno à alta temperatura. A queda de temperatura correspondente à conversão total do etanol puro em um reator adiabático é de 380°C. A mais baixa temperatura, o etanol é convertido em dietil (DEE). Esse "intermediário" de reação pode estar presente em processos de desidratação, nos quais a conversão é parcial ou entre dois reatores em processos multirreatores. O DEE pode em seguida ser convertido em etileno a mais alta temperatura. O catalisador de referência frequentemente utilizado é um catalisador monofuncional ácido, a alumina gama sendo o catalisador o mais citado. As zeólitas são também utilizadas para essa aplicação, em particular a ZSM5, a partir dos anos 80, como, por exemplo, em "Reactions of etanol over ZSM-5", S.N. Chaudhuri & al., Journal of Molecular Catalysis 62: 289-295 (1990).

[0003] A patente US 4.232.179 descreve um processo de desidratação do etanol em etileno no qual o calor necessário à reação é fornecido pela introdução no reator de um fluido portador de calor em mistura com a carga. O fluido portador de calor é seja o vapor d' água proveniente de uma fonte externa, seja um fluxo externo proveniente do processo, seja a reciclagem de uma parte do efluente do reator de desidratação, isto é, o etileno produzido. A introdução da mistura da carga com esse fluido portador de calor permite fornecer o calor necessário à manutenção da temperatura da camada catalítica a um nível compatível com as conversões desejadas. No caso em que o fluido portador de calor é o efluente do reator de desidratação, um compressor de reciclagem desse efluente é necessário. Todavia, a reciclagem do etileno produzido pela reação é um inconveniente, pois a introdução do etileno modifica o equilíbrio da reação de desidratação. Além disso, o etileno participa das reações secundárias de oligomerização, de transferência de hidrogênio e de desproporcionação das olefinas que são reações de ordem superior em 0 em relação a seu reagente. O aumento da concentração em etileno, a partir do início da reação multiplica a formação de produtos secundários. A perda em etileno é, portanto, mais importante, o que se traduz por uma baixa de seletividade.

[0004] O pedido de patente WO 2007/134415 descreve um processo de desidratação do etanol em etileno melhorado em relação àquele da patente US 4 232 179, permitindo um custo de investimento reduzido, graças a um número reduzido de equipamentos e um custo operacional reduzido, graças à não utilização de vapor d'água externo ao processo. Nesse processo, pelo menos uma parte do efluente do reator de desidratação (mistura de etileno produzido e de vapor d'água) e do vapor d'água superaquecido obtido, a partir da água produzida pela desidratação do etanol e condensada no reator, são utilizados como fluido portador de calor e entram no reator de desidratação em mistura com o etanol. Esse pedido de patente nada revela sobre a condição de pressão a respeitar entre a carga de etanol e o efluente com a finalidade de maximizar a troca de calor.

[0005] A patente US 4.396.789 descreve também um processo de desidratação do etanol em etileno no qual o etanol e o vapor d'água agindo como fluido portador de calor são introduzidos no primeiro reator a uma temperatura compreendida entre 400 e 520°C e a uma pressão elevada compreendida entre 20 e 40 atm, de modo que o efluente produzido pela reação de desidratação é estirado do último reator a uma pressão pelo menos superior a 18 atm, esse produto de reação, isto é, o etileno, podendo sofrer, após resfriamento, a etapa de destilação criogênica final sem etapa de compressão intermediária. Esse processo se caracteriza também por uma troca de calor entre esse produto da reação de desidratação e a carga introduzida no primeiro reator, esse produto de reação sendo utilizado para vaporizar a carga que entra no primeiro reator. O etanol não convertido, pelo menos uma parte da água formada no decorrer das reações do processo e a água acrescentada para a lavagem final dos gases são reciclados para assegurar a conversão completa do etanol.

[0006] O pedido de patente WO 2011/002699 divulga um processo de desidratação de uma carga de etanol em etileno, compreendendo a vaporização de uma mistura de etanol e de água, e a reação dessa mistura em um reator adiabático. Esse pedido descreve a possibilidade de converter o etanol em dietil éter no primeiro reator de desidratação em uma faixa de temperatura que vai de 200 a 450°C . Ele não menciona nem a utilização de resina nesse primeiro reator, nem o aumento da atividade do catalisador dos reatores seguintes, devido à separação dos venenos. Além disso, esse pedido não endereça o problema da maximização da recuperação de calor, visando reduzir o consumo energético do processo.

[0007] A patente WO 2010/060981 descreve uma solução de pré- tratamento de uma carga de etanol eventualmente biofonte antes de sua passagem em um reator contendo um catalisador ácido. Pode, em particular, se aplicar à desidratação do etanol em etileno. A finalidade do pré-tratamento descreve nessa patente é de limitar a inibição ou o envenenamento do catalisador por componentes contidos na carga de etanol. O pré-tratamento pode ser feito, graças a um absorvente ou graças a um catalisador de hidrogenação, permitindo converter pelo menos uma parte dos componentes nocivos para o catalisador em componentes neutros. Essa patente não descreve a possibilidade de utilizar um catalisador ou uma resina no pré-tratamento levando à desidratação do etanol em dietil éter.

[0008] A patente JP 11043452A descreve uma solução de pré- tratamento de uma carga de etanol utilizando uma resina trocadora de íon, do caulim ou uma zeólita para reduzir a quantidade de composto nitrogenado básicos abaixo de 10 ppm em peso. Ele não menciona a formação ou o efeito do dietil éter sobre a vaporização de carga.

[0009] Um objetivo da invenção é de fornecer um processo de desidratação do etanol em etileno, compreendendo uma etapa de pré- tratamento da carga de etanol com o auxílio de um sólido ácido, a fim de limitar a quantidade de nitrogênio orgânico, que reduz a duração de vida do catalisador, e converter parcialmente o etanol em DEE.

Sumário e interesse da invenção

[00010] A invenção descreve um processo de desidratação de uma carga de etanol em etileno, compreendendo uma etapa de pré- tratamento. Essa etapa de pré-tratamento reduz a taxa de nitrogênio orgânico ou básico contida nessa carga e converte uma fração do etanol em DEE.

[00011] Essa invenção apresenta a vantagem em relação aos processos da técnica anterior de aumentar o tempo de ciclo do catalisador de desidratação do etanol, aprisionando as impurezas catiônicas ou aniônicas, as impurezas básicas, complexantes, quelantes, as impurezas inorgânicas ou orgânicas como, por exemplo, o nitrogênio presente na carga sob a forma básica, por exemplo, sob a forma de amoníaco e/ou espécies orgânicas e básicas, por exemplo, sob a forma de amina, amida, imina ou nitrila, quando da etapa de pré- tratamento. O aprisionamento dos compostos nitrogenados tem, em particular, por efeito melhorar a atividade dos catalisadores ácidos utilizados em desidratação.

[00012] Em uma disposição preferida compreendendo uma compressão da carga vaporizada, a presente invenção apresenta a vantagem, em relação aos processos da técnica anterior, de maximizar a troca de calor entre a carga e o efluente oriundo do último reator de desidratação, isto é, trocar a totalidade da entalpia de vaporização da carga e a maior parte da entalpia de condensação desse efluente, graças à introdução da carga na etapa a) de vaporização a uma pressão inferior à pressão do efluente na saída do último reator.

[00013] A requerente descobriu que, de maneira surpreendente, essa etapa de pré-tratamento levada nas condições operacionais, de acordo com a invenção, chegava à conversão parcial de etanol em DEE e permitia diminuir significativamente o consumo energético da produção de etileno.

Descrição da invenção

[00014] A invenção se refere a um processo de desidratação de uma carga de etanol em etileno, compreendendo pelo menos as etapas a seguir: a) uma etapa de pré-tratamento da carga de etanol sobre um sólido ácido operando a uma temperatura compreendida entre 100 e 130°C, de maneira a produzir uma carga de etanol pré-tratada; b) uma etapa de vaporização de uma carga de vaporização que compreende essa carga de etanol pré-tratada em um trocador de calor, essa carga de vaporização sendo introduzida nessa etapa de vaporização a uma pressão compreendida entre 0,1 e 2,5 MPa, de maneira a produzir uma carga vaporizada; c) uma etapa de superaquecimento dessa carga vaporizada, de maneira a levá-la a uma temperatura de entrada compatível com a temperatura da reação de desidratação; d) uma etapa de desidratação dessa carga oriunda da etapa c) em pelo menos um reator adiabático contendo pelo menos um catalisador de desidratação e no qual a reação de desidratação ocorre, operando a uma temperatura de entrada compreendida entre 350 e 550°C e a uma pressão de entrada compreendida entre 0,3 e 1,8 MPa.

Carga

[00015] De acordo com a invenção, a carga tratada no processo de desidratação é uma carga de etanol.

[00016] Essa carga de etanol é vantajosamente uma carga de etanol concentrada. Entende-se por carga de etanol concentrada uma carga de etanol compreendendo uma percentagem mássica em etanol superior ou igual a 35 % em peso. De preferência, essa carga de etanol concentrada compreende uma percentagem mássica em etanol compreendido entre 35 e 99,9 % em peso.

[00017] A carga de etanol que compreende menos de 35 % em peso de etanol pode ser concentrada por quaisquer meios conhecidos do técnico, por exemplo, por destilação, por absorção, por pervaporação.

[00018] Essa carga de etanol compreende também vantajosamente, além da água, um teor em álcoois diferentes do etanol, tais como, por exemplo, o metanol, o butanol e/ou o isopentanol inferior a 10 % em peso e, de preferência, inferior a 5 % em peso, um teor em compostos oxigenados diferentes e dos álcoois, tais como, por exemplo, os éteres, os ácidos, as cetonas, os aldeídos e/ou os ésteres inferior a 1 % em peso, e um teor em nitrogênio e em enxofre, orgânico e mineral, inferior a 0,5 % em peso, as percentagens em peso sendo expressas em relação à massa total dessa carga.

[00019] A carga de etanol tratada no processo, de acordo com a invenção, é eventualmente obtida por um processo de síntese de álcool, a partir de recursos fósseis, tais como, por exemplo, a partir do carvão, do gás natural ou dos dejetos carbonados.

[00020] Essa carga pode também provir de recursos não fósseis. De preferência, a carga de etanol tratada no processo, de acordo com a invenção, é uma carga de etanol produzida a partir de fonte renovável oriunda da biomassa, frequentemente denominada "bioetanol". O bioetanol é uma carga produzida por via biológica, de preferência por fermentação de açúcares oriundos, por exemplo, das culturas de plantas açucareiras como a cana-de-açúcar (sacarose, glicose, frutose, e sacarose). Beterrabas, ou ainda plantas amiláceas (amido) ou da biomassa lignocelulósica ou de celulose hidrolisada (glicose majoritário e xilose, galactose), contendo quantidades variáveis de água.

[00021] Para uma descrição mais completa dos processos fermentários clássicos, pode-se reportar à obra "Os biocarburantes, Estado dos locais, perspectivas e apostas do desenvolvimento, Daniel Ballerini, Edições Technip".

[00022] Essa carga pode também vantajosamente ser obtida a partir de gás de síntese.

[00023] Essa carga pode também vantajosamente ser obtida por hidrogenação dos ácidos ou ésteres correspondentes. Nesse caso, o ácido acético ou os ésteres acéticos são vantajosamente hidrogenados com o auxílio de hidrogênio em etanol. O ácido acético pode vantajosamente ser obtido por carbonilação do metanol ou por fermentação dos carboidratos.

[00024] De preferência, a carga de etanol tratada no processo, de acordo com a invenção, é uma carga de etanol produzida a partir de fonte renovável oriunda da biomassa.

[00025] De acordo com a invenção, a carga de etanol sofre uma etapa a) de pré-tratamento, de maneira a produzir uma carga de etanol pré-tratada. Essa etapa de pré-tratamento permite eliminar os compostos nitrogenados presentes nessa carga, de maneira a limitar a desativação do catalisador de desidratação colocado a jusante.

[00026] Essa etapa a) de pré-tratamento é utilizada sobre um sólido ácido, de preferência, uma resina ácida, e a uma temperatura compreendida entre 100 e 130°C e, preferencialmente, entre 110°C e 130°C.

[00027] A carga de etanol é vantajosamente aquecida à temperatura da etapa a) de tratamento em um trocador de calor, graças a uma troca de calor com uma fonte de calor externo ao processo, por exemplo, por aquecimento direto (por exemplo, em um forno) ou qualquer outra técnica conhecida do técnico.

[00028] Essa etapa a) de pré-tratamento permite eliminar as impurezas, básicas e/ou orgânicas, e as espécies catiônicas, a fim de se obter uma carga de etanol pré-tratada, respondendo ao nível de impurezas compatíveis com o catalisador de desidratação.

[00029] O pré-tratamento sobre o sólido ácido nas condições operacionais, de acordo com a invenção, permite converter entre 3 % em peso e 20 % em peso, preferencialmente entre 8 e 12 % em peso do etanol presente nessa carga em DEE, a percentagem em peso sendo determinada em relação ao peso total de etanol presente nessa carga em entrada da etapa a) de pré-tratamento.

[00030] O sólido ácido compreende todos os sólidos ácidos conhecidos pelo técnico; sílica-aluminas, argilas ácidas, zeólitas, zircônios sulfatados, resinas ácidas, etc. O essencial é que o sólido ácido possui uma capacidade de troca elevada para captar o máximo possível as espécies básicas e catiônicas, e uma força de acidez suficientemente elevada para efetuar a transformação do etanol em DEE.

[00031] Sólidos ácidos que são comumente disponíveis comercialmente são as argilas tratadas com ácidos para torna-los ácidos (como a montmorilonita) e as zeólitas, tendo uma relação sílica sobre alumina na rede cristalina de 2.5 a 100 molares. As resinas ácidas compreendem grupos sulfônicos, enxertados sobre um suporte orgânico composto de cadeias aromáticas e/ou haloalifáticas. De preferência, os sólidos ácidos possuem uma capacidade de troca de pelo menos de 0,1 mmol H+ equivalente por grama.

[00032] A resina ácida compreende grupos sulfônicos ácidos e é preparada por polimerização ou copolimerização de grupos vinílicos aromáticos seguida de uma sulfonação, esses grupos vinílicos aromáticos sendo escolhidos dentre o estireno, o vinil tolueno, o vinila naftaleno, o vinila etila benzeno, o metila estireno, o vinil cloro benzeno e o vinil xileno, essa resina apresentando uma taxa de reticulação compreendida entre 20 e 35 %, de preferência entre 25 e 35 %, e, de maneira preferida, igual a 30 % e uma força ácida dosada por potenciometria, quando da neutralização por uma solução de KOH, de 0,2 a 6 mmol H+ equivalente por grama e, de preferência, entre 0,2 e 2,5 mmol H+ equivalente por grama.

[00033] Essa resina trocadora de íons de ácido contém entre 1 e 2 grupos sulfônicos terminais por grupo aromático. Seu tamanho está compreendido entre 0,15 e 1,5 mm. Por tamanho da resina, entende-se o diâmetro da menor esfera englobando a partícula de resina. Medem- se as classes de tamanho de resina por peneirações em peneiras adaptadas, segundo uma técnica conhecida do técnico.

[00034] Uma resina preferida é uma resina constituída por copolímeros de monovinila aromáticos e polivinila aromáticos, e, de maneira muito preferida, de copolímero de divinila benzeno e de poliestireno apresentando uma taxa de reticulação compreendida entre 20 e 45 %, de preferência entre 30 e 40 %, e, de maneira preferida, igual a 35 % e uma força ácida, representando o número de locais ativos dessa resina, dosada 'por potenciometria, quando da neutralização por uma solução de KOH, compreendido entre 1 e 10 mmol H+ equivalente por grama e, de preferência, compreendido entre 3,5 e 6 mmol H+ equivalente por grama. Por exemplo, a resina é uma resina TA801 vendida por sociedade Axens.

[00035] Os sólidos ácidos podem ser regenerados de tempos em tempos, uma vez que a capacidade de troca é quase saturada pela adsorção das espécies básicas e catiônicas in situ ou ex situ. No caso dos sólidos ácidos inorgânicos, como as argilas e as zeólitas, a regeneração pode consistir em um simples aquecimento à alta temperatura, a fim de dessorver as espécies básicas em presença de um fluxo inerte ou contendo o oxigênio. Os cátions podem ser retirados por troca iônica. As resinas ácidas podem ser regeneradas por troca iônica. As resinas ácidas podem ser regeneradas por troca iônica, tipicamente por um tratamento com um ácido em fase líquida. Os sólidos ácidos podem também ser utilizados uma vez até a saturação e substituídos por sólido virgem.

[00036] O sólido ácido pode ser utilizado sozinho ou em mistura com outros tipos de sólidos ácidos. Misturas de diferentes sólidos ácidos ou sequências de sólidos ácidos podem ser utilizadas, a fim de otimizar a capacidade de adsorver as espécies básicas e catiônicas e a capacidade de transformar parcialmente o etanol em DEE.

[00037] O pré-tratamento descrito acima pode vantajosamente ser completado por um pré-tratamento, utilizando uma resina trocadora de ânion. Essa resina pode, por exemplo, ser uma resina carregada em sódio, ou trimetil amônio, caracterizada pelo fato de apresentar uma capacidade de troca medida em mg(OH)/litro. Essa resina pode, por exemplo, ser a resina Amberlite IRN78. Essa resina suplementar permite reter os íons de sulfatos EO42-, a fim de prolongar a via do catalisador.

[00038] Denomina-se carga de vaporização a carga que compreende essa carga de etanol pré-tratada. Essa carga de vaporização compreende também vantajosamente um fluxo de água reciclada, segundo a etapa e) de reciclagem ou um fluxo de água externa ao processo. Nesse caso, a relação mássica do fluxo de água, quer seja reciclado ou externo ao processo, sobre um fluxo de etanol pré-tratado está vantajosamente compreendido entre 1 e 4, com a finalidade de diminuir as pressões parciais de etanol no(s) reator(es) de desidratação e tornar o processo mais seletivo em etileno.

[00039] De acordo com a invenção, o processo de desidratação compreende uma etapa b) de vaporização dessa carga de vaporização, de maneira a produzir uma carga vaporizada. Essa vaporização é realizada, graças a uma troca de calor em um trocador de calor com uma fonte de calor que pode ser um fluxo interno ou externo ao processo, ou por aquecimento direto (por exemplo, em um forno) ou qualquer outra técnica conhecida do técnico.

[00040] De maneira surpreendente, à pressão determinada, a temperatura de vaporização é diminuída em relação àquela de uma carga obtida por um encadeamento que não compreenderia a etapa a) de pré-tratamento.

[00041] Essa carga de vaporização é introduzida nessa etapa de b) de vaporização a uma pressão compreendida entre 0,1 e 2,5 MPa.

Etapa opcional de compressão

[00042] Em uma disposição preferida, essa carga vaporizada, sofre uma compressão em uma etapa de compressão, de maneira a produzir uma carga comprimida. Essa etapa de compressão é vantajosamente utilizada em qualquer tipo de compressor conhecido do técnico. Em particular, a etapa de compressão é vantajosamente utilizada em um compressor de tipo compressor radial com multiplicador integrado ou em um compressor que compreende uma ou várias sopradoras com uma roda radial colocada em série sem resfriamento intermediário ou em um compressor de tipo volumétrico com ou sem lubrificação.

[00043] A etapa opcional de compressão permite fabricar uma bomba a calor integrada a esse processo, utilizando os fluxos oriundos do processo, permitindo vaporizar a carga de vaporização da etapa b) por troca de calor com o efluente oriundo da etapa d) de desidratação.

[00044] No caso em que se efetua a etapa opcional de compressão, essa carga de vaporização é introduzida nessa etapa b) de vaporização a uma pressão compreendida entre 0,1 e 1,4 MPa, preferencialmente entre 0,2 e 0,6 MPa.

[00045] A pressão dessa carga comprimida ao final da etapa opcional de compressão está vantajosamente compreendida entre 0,3 e 1,8 MPa, preferencialmente entre 0,5 e 1,3 MPa. A pressão de saída dessa carga é suficientemente elevada para que a temperatura de condensação do efluente oriundo do último reator seja superior à temperatura de vaporização da carga que entra na etapa b), o que é uma condição necessária à realização da etapa b).

[00046] De maneira surpreendente, à pressão determinada, a temperatura de vaporização da carga de vaporização é diminuída em relação àquela de uma carga obtida por um encadeamento que não compreenderia a etapa a) de pré-tratamento. Para uma temperatura de condensação do efluente da etapa d) de desidratação determinada e uma abordagem térmica fixada no trocador de calor, permitindo a troca de calor entre essa carga de vaporização e esse efluente da etapa d), pode-se, portanto, ajustar a pressão a montante da etapa b) de vaporização a um valor mais elevado que o que ela teria sido em um encadeamento que não compreende a etapa a) de pré-tratamento. A taxa de compressão necessária na etapa opcional de compressão é assim reduzido para atingir uma pressão determinada ao final dessa etapa, reduzindo o consumo energético dessa etapa.

[00047] A combinação das condições operacionais específicas da etapa b) e da etapa opcional de compressão permite evitar o fornecimento de fluido portador de calor externo ao processo para assegurar a vaporização dessa carga de vaporização, recuperando a maior parte do calor latente da fase aquosa do efluente oriundo da etapa d) para vaporizar a carga de vaporização. Assim, só os fluxos oriundos do processo são utilizados. Etapa c) de superaquecimento

[00048] Essa carga vaporizada, eventualmente comprimida, é aquecida em um trocador de tipo monofásico gás, graças a uma troca de calor com qualquer fluxo interno ou externo ao processo, de preferência, graças a uma troca de calor com o efluente oriundo do último reator adiabático da etapa d). Nesse trocador de tipo monofásico gás, essa carga, eventualmente comprimida, é superaquecida. No caso em que a troca de calor é realizada com o efluente oriundo, no estado gasoso, do último reator adiabático da etapa d), este é "dessuperaquecido" sem ser condensado.

[00049] No caso em que se realiza a etapa opcional de compressão esse trocador de tipo monofásico gás é um trocador de uma tecnologia conhecida do Técnico que permite minimizar as perdas de carga, tendo uma grande superfície de troca. Essa troca gás/gás à baixa pressão induz uma densidade de fluxo de calor fraca, através da parede do trocador (coeficiente de transferência baixo), o que força a ter uma grande superfície de troca. Além disso, a perda de pressão deve ser minimizada, a fim de limitar a carga do compressor da etapa opcional de compressão. Por exemplo, esse trocador pode ser um trocador com placas pressurizadas em uma calandra, de tipo Packinox fornecido por Alphalaval.

[00050] Essa carga vaporizada, eventualmente comprimida, eventualmente aquecida nesse trocador de tipo monofásico gás, é, em seguida, introduzida em um equipamento de superaquecimento, de preferência um forno, de maneira a levá-lo a uma temperatura de entrada em pelo menos um reator adiabático compatível com a temperatura da reação de desidratação.

[00051] A presença da etapa a) de pré-tratamento permite aumentar a atividade do catalisador e diminuir a temperatura de entrada da carga na etapa d) de desidratação. Etapa d) de desidratação

[00052] De acordo com a invenção, essa carga oriunda da etapa c) sofre uma etapa d) de desidratação em pelo menos um reator adiabático, contendo pelo menos uma camada fixa de catalisador de desidratação e no qual a reação de desidratação ocorre.

[00053] A etapa d) de desidratação é vantajosamente realizada em um ou dois reatores.

[00054] No caso em que a etapa d) é utilizada em um reator adiabático, essa carga comprimida, e eventualmente aquecida, é vantajosamente introduzida nesse reator a uma temperatura de entrada compreendida entre 350 e 550°C e e, de preferência, entre 400 e 500°C, e a uma pressão de entrada compreendida entre 0,3 e 1,8 MPa, e, de preferência, entre 0,4 e 0,8 MPa.

[00055] O efluente oriundo desse reator adiabático da etapa d) apresenta vantajosamente uma temperatura compreendida entre 270 e 450°C e, de preferência, entre 340 e 430°C, e uma pressão de saída compreendida entre 0,2 e 11,6 MPa, e, de preferência, entre 0,3 e 0,8 MPa.

[00056] No caso em que a etapa d) é utilizada em dois reatores adiabáticos, essa carga comprimida, e, eventualmente, aquecida, é vantajosamente introduzida no primeiro reator a uma temperatura de entrada compreendida entre 350 e 550°C, e, de preferência, a uma temperatura compreendida entre 370 e 500°C, e a uma pressão de entrada compreendida entre 0,3 e 1,8 MPa, e, de preferência, entre 0,4 e 1,1 MPa.

[00057] O efluente oriundo do primeiro reator sai vantajosamente desse primeiro reator a uma temperatura compreendida entre 270 e 450°C, e, de preferência, entre 290 e 390°C, e a uma pressão compreendida entre 0,3 e 1,7 MPa e, de preferência, entre 0,3 e 1,0 MPa.

[00058] Esse efluente é, em seguida, vantajosamente introduzido em um forno, de maneira que a temperatura de entrada desse efluente no segundo reator adiabático esteja compreendida entre 350 e 550°C e, de preferência, entre 400 e 500°C. Esse efluente apresenta uma pressão de entrada nesse segundo reator vantajosamente compreendida entre 0,3 e 1,7 MPa e, de preferência, entre 0,3 e 0,9 MPa.

[00059] O efluente oriundo do segundo reator adiabático sai desse segundo reator adiabático a uma temperatura vantajosamente compreendida entre 270 e 450°C, e, de preferência, entre 340 e 430°C. A pressão de saída desse efluente oriundo do segundo reator adiabático está vantajosamente compreendida entre 0,2 e 1,6 MPa, e, de preferência, entre 0,3 e 0,8 MPa.

[00060] A temperatura de entrada do(s) reator(es) pode vantajosamente ser aumentada gradualmente para evitar a desativação do catalisador de desidratação.

[00061] A reação de desidratação que ocorre em pelo menos um reator adiabático da etapa d) do processo, de acordo com a invenção, opera vantajosamente a uma velocidade ponderal horária compreendida entre 0,1 e 20 h-1 e, de preferência, entre 0,5 e 15 h-1. A velocidade ponderal horária é definida como sendo a relação da vazão mássica da carga de etanol puro sobre a massa de catalisador.

[00062] O catalisador de desidratação utilizado na etapa d) é um catalisador conhecido do Técnico. Esse catalisador é um catalisador ácido amorfo, um catalisador ácido zeolítico, um catalisador com base sílica-alumina, um catalisador à base de alumina ou um catalisador à base de alumina silicada.

[00063] O catalisador é, de preferência, um catalisador ácido amorfo ou um catalisador ácido zeolítico.

[00064] No caso em que o catalisador de desidratação utilizado na etapa d) é um catalisador zeolítico, esse catalisador compreende pelo menos uma zeólita escolhida dentre as zeólitas que têm pelo menos aberturas de poros contendo 8, 10 ou 12 átomos de oxigênio (8 MR, 10 MR ou 12 MR). É conhecido, com efeito, definir o tamanho dos poros das zeólitas pelo número de átomos de oxigênio formando a seção anular dos canais das zeólitas, denominados "membre ring" ou MR em inglês. De maneira preferida, esse catalisador de desidratação zeolítica compreende pelo menos uma zeólita que apresenta um tipo estrutural escolhido dentre os tipos estruturais MFI, FAU, MOR, FER, SAPO, TON, CHA, EUO, MEL e BEA. De preferência, esse catalisador de desidratação zeolítica compreende uma zeólita de tipo estrutural MFI e, de maneira preferida, uma zeólita ZSM-5.

[00065] A zeólita utilizada no catalisador de desidratação, utilizado na etapa d) do processo, de acordo com a invenção, pode vantajosamente ser modificada por desaluminação ou dessilicação, segundo qualquer método de desaluminação ou dessilicação conhecida do técnico.

[00066] A zeólita utilizada no catalisador de desidratação, utilizado na etapa d) do processo, de acordo com a invenção, ou no catalisador final pode vantajosamente ser modificada por um agente de natureza a atenuar sua acidez total e a melhorar suas propriedades de resistência hidrotermais. De preferência, essa zeólita ou esse catalisador compreende vantajosamente o fósforo, de preferência acrescentado sob a forma de H3PO4 seguido de um tratamento ao vapor, após neutralização do excesso de ácido por um precursor básico, tais como, por exemplo, o cálcio Ca. De maneira preferida, essa zeólita compreende um teor em fósforo compreendido entre 1 e 4.5 % em peso, de preferência entre 1.5 e 3.1 % em peso em relação à massa total do catalisador.

[00067] De preferência, o catalisador de desidratação utilizado na etapa d) do processo, de acordo com a invenção, é o catalisador descrito nos pedidos de patente WO/2009/098262, WO/2009/098267, WO/2009/098268 ou WO/2009/098269.

[00068] No caso em que o catalisador de desidratação utilizado na etapa d) é um catalisador ácido amorfo, esse catalisador compreende pelo menos um óxido refratário poroso escolhido dentre a alumina, a alumina ativada por um depósito de ácido mineral e a sílica alumina.

[00069] Esse catalisador de desidratação amorfo ou zeolítico utilizado na etapa d) do processo, de acordo com a invenção, pode vantajosamente também compreender pelo menos uma matriz de tipo óxida também denominado ligante. Entende-se por matriz, de acordo com a invenção, uma matriz amorfa, cristalizada, ou compreendendo partes amorfas e cristalizadas. Essa matriz é vantajosamente escolhida dentre os elementos do grupo formado pelas argilas (tais como, por exemplo, dentre as argilas naturais, tais como o caulim ou a bentonita), a magnésia, as aluminas, as sílicas, as sílico-aluminas, os aluminatos, o óxido de titânio, o óxido de boro, o zircônio, os fosfatos de alumínio, os fosfatos de titânio, os fosfatos de zircônio e o carvão, utilizados sozinhos ou em mistura. De preferência, essa matriz é escolhida dentre os elementos do grupo formado pelas aluminas, pelas sílicas e pelas argilas.

[00070] Esse catalisador de desidratação utilizado na etapa d) do processo, de acordo com a invenção, é vantajosamente enformado sob a forma de grãos de diferentes formas e dimensões. Ele é vantajosamente utilizado sob a forma de extrudados cilíndricos ou polilobados, tais como bilobados, trilobados, polilobados de forma reta ou torcida, mas pode eventualmente ser fabricado e empregado sob a forma de pó amontoado, de tabletes, de anéis, de esferas, de rodas, de esferas. De preferência, esse catalisador está sob a forma de extrudados.

[00071] Esse catalisador de desidratação utilizado na etapa d) do processo, de acordo com a invenção, é vantajosamente utilizado em pelo menos um reator, em camada fixa ou em camada móvel.

[00072] Na etapa d) do processo, de acordo com a invenção, os catalisadores utilizados e as condições operacionais são escolhidos de maneira a maximizar a produção de etileno. As reações globais de desidratação utilizadas na etapa d) do processo, de acordo com a invenção, são as seguintes:

[00073] A conversão da carga de etanol na etapa d) é superior a 90 %, de preferência 95 % e, de maneira preferida, superior a 99 %.

[00074] Uma conversão inferior a 90 % tem por efeito baixar o rendimento global do processo, uma quantidade mais importante de DEE não convertido em etileno sendo perdida nas etapas de separação inferior.

[00075] A conversão da carga de etanol é definida, em percentagem, pela seguinte fórmula: [1- (massa horária de etanol na saída / massa horária de etanol na entrada)] x 100.

[00076] A massa horária de etanol na entrada e na saída é medida, de maneira clássica, por exemplo, por cromatografia.

[00077] A etapa d), na qual a reação de desidratação ocorre, é vantajosamente realizada em um ou dois reatores. Um reator preferido é um reator radial que funciona em modo ascendente ou descendente. Quando da etapa d) do processo, de acordo com a invenção, a transformação da carga é acompanhada da desativação do catalisador de desidratação por coqueifação e/ou por adsorção de compostos inibidores. O catalisador de desidratação deve, portanto, sofrer periodicamente uma etapa de regeneração. De preferência, o reator é utilizado em um modo de regeneração alternado, também denominado reator swing, a fim de alternar as fases de reação e de regeneração desse catalisador de desidratação. O objetivo desse tratamento de regeneração é de queimar os depósitos orgânicos, assim como as espécies contendo o nitrogênio e o enxofre, contidas na superfície e no meio desse catalisador de desidratação. A etapa a) de pré-tratamento utilizada nessa invenção permite reduzir a quantidade de impurezas, básicas e orgânicas, assim como as espécies catiônicas que vão vir alterar a duração do ciclo do catalisador. A eliminação dessas espécies permite assim limitar o número de regeneração do catalisador.

[00078] Opcionalmente, por exemplo, no caso em que a carga de vaporização não compreende fluxo de água reciclada ou fluxo de água externa ao processo, o número de reatores pode ser aumentado, a fim de compensar a endotermicidade da reação pela presença de fornos intermediários no avanço da reação de desidratação do etanol.

[00079] A regeneração do catalisador de desidratação utilizado nessa etapa d) é vantajosamente realizada por oxidação do coque e dos compostos inibidores sob fluxo de ar ou sob uma mistura ar/nitrogênio, por exemplo, utilizando uma recirculação do ar de combustão com ou sem água, a fim de diluir o oxigênio e controlar a exoterma de regeneração. Nesse caso, pode-se vantajosamente ajustar o teor em oxigênio na entrada do reator por um fornecimento de ar. A regeneração ocorre à pressão compreendida entre a pressão atmosférica e a pressão de reação.

[00080] A temperatura de regeneração é vantajosamente escolhida entre 400 e 600°C; ela pode vantajosamente variar em curso de regeneração. O fim da regeneração é detectado, quando não há mais consumo de oxigênio, sinal de uma combustão total do coque.

[00081] O efluente oriundo do último reator adiabático da etapa d) é eventualmente enviado em um trocador de tipo monofásico gás, no qual é "dessuperaquecido" sem ser condensado por troca de calor com a carga comprimida oriunda da etapa opcional de compressão, que ela é superaquecida.

[00082] Esse efluente "dessuperaquecido" é, em seguida, vantajosamente enviado em um segundo trocador de tipo gás / líquido, no qual é condensado parcialmente por uma troca de calor que serve para vaporizar a carga de vaporização.

[00083] Esse efluente é, em seguida, preferencialmente ainda resfriado por troca de calor com a carga de etanol, quando do pré- aquecimento da carga de etanol. Etapa e) de purificação e reciclagem

[00084] Opcionalmente, o efluente oriundo da etapa d) de desidratação sofreu, em seguida, resfriamento, por exemplo, em uma coluna de separação gás / líquido.

[00085] O efluente oriundo da etapa d) sofreu, em seguida, de preferência, uma etapa de compressão e uma etapa de purificação, segundo meios conhecidos do Técnico. De preferência, essas etapas permitem separar os componentes que deterioram a polimerização do etileno, em particular o acetaldeído e o CO2.

Descrição das figuras

[00086] A figura 1 representa esquematicamente uma disposição particular do processo de desidratação de uma carga de etanol utilizando um pré-tratamento com uma reciclagem de pelo menos uma parte da água tratada, quando da etapa (e) do processo.

[00087] A carga de etanol 1 é introduzida em uma zona de pré- tratamento a. A carga de etanol pré-tratada 2 é, em seguida, misturada no conduto 3 com uma parte do fluxo de água tratada oriundo da zona de purificação f que é reciclada, de maneira a servir de diluente reacional via o conduto 14. Essa mistura, que constitui a carga de vaporização, é introduzida via o conduto 3 em um trocador gás / líquido E1, no qual essa mistura sofre uma troca de calor com o efluente oriundo da seção de desidratação e que penetra no trocador via o conduto 9, de maneira a produzir uma carga vaporizada. O calor latente, dito também entalpia de condensação, do efluente oriundo da zona de desidratação e, é utilizado para vaporizar a carga de vaporização, sem fornecimento de calor externo.

[00088] A carga vaporizada é, em seguida, enviada via a condução (4) em um compressor C1.

[00089] Essa carga vaporizada e comprimida é, em seguida, enviada via o conduto 5 em um trocador E2 de tipo monofásico gás, no qual essa carga é aquecida, graças a uma troca de calor com o efluente oriundo da seção de desidratação e que é introduzido em E2 via a condução 8. Nesse trocador de tipo monofásico gás, essa carga vaporizada e comprimida é superaquecida e o efluente oriundo, no estado gasoso, da seção de desidratação e é "dessuperaquecido", sem ser condensado.

[00090] Essa carga vaporizada, comprimida e aquecida no trocador de tipo monofásico gás E2, é, em seguida, introduzida em um forno H1 via a condução 6, de maneira a leva-lo a uma temperatura de entrada na seção de desidratação e compatível com a temperatura da reação de desidratação.

[00091] O efluente oriundo da seção de desidratação e sofre, em seguida, as duas trocas sucessivas descritas anteriormente nos trocadores E2 e E1 via as conduções 8 e 9.

[00092] O efluente oriundo do trocador E1 é enviado via a condução 10 na seção de purificação f na qual é separado em pelo menos um efluente que compreende o etileno 12, pelo menos uma purificação que compreende a água 13, pelo menos um efluente que compreende a água e a totalidade (opcionalmente uma parte) do etanol não reagido 14, e pelo menos um efluente compreendendo os gases leves 11. EXEMPLOS Exemplo 1: de acordo com a invenção

[00093] O exemplo 1 ilustra um processo, de acordo com a invenção.

[00094] A carga de etanol considerada é produzida por fermentação de trigo, sem extração dos glútens, por um processo de tipo dry milling, conforme o termo anglo-saxônico. Etapa a)

[00095] A carga de etanol é introduzida, a uma vazão de 45 664 kg/h, a uma temperatura de 120°C e uma pressão de 1.15 MPa sobre uma resina de pré-tratamento TA801, a fim de eliminar os traços de compostos nitrogenados. Quando desse pré-tratamento, uma parte do etanol é convertida em DEE. As características da carga de etanol bruto e pré-tratada são dadas na Tabela 1.

Tabela 1: características da carga de etanol antes e depois do pré-tratamento (percentagens mássicas) Etapa b)

[00096] A carga de vaporização, constituída da carga de etanol pré-tratada em mistura com 141 252 kg/h de água tratada e de etanol não convertido reciclados segundo a etapa (f), é despressurizada e introduzida em um trocador E1 a uma pressão igual a 0,27 MPa. A temperatura de bolha dessa carga a essa pressão é de 127°C, considerando-se a presença de DEE. A carga de vaporização entra no trocador E1 a 113°C e é, portanto, já vaporizada a 8,6 % mássico. A pressão na entrada do trocador E1 foi ajustada de tal maneira, que a abordagem térmica com o fluxo oriundo do último reator adiabático da etapa e) seja no mínimo de 15°C.

[00097] Na etapa b), a maioria do calor latente da fase aquosa do efluente oriundo do último reator adiabático da etapa e) é recuperada para vaporizar a carga de vaporização, sem fornecimento de calor externo. Assim, 93,6 MW são trocados entre essa carga de vaporização e esse efluente. Etapa opcional de compressão

[00098] A carga vaporizada é em seguida comprimida na etapa opcional de compressão, graças a um compressor radial com multiplicador integrado, de maneira que a pressão dessa carga vaporizada seja igual a 0,695 MPa na saída da compressão. Etapa c)

[00099] A carga comprimida é, em seguida, aquecida em um trocador E2 de tipo monofásico gás, graças a uma troca de calor com o efluente oriundo do reator adiabático da etapa d). Nesse trocador de tipo monofásico gás, essa carga comprimida é superaquecida a uma temperatura de 405°C e o efluente oriundo, no estado gasoso, do último reator adiabático da etapa d) é "dessuperaquecido", sem ser condensado e apresenta uma temperatura de 253°C.

[000100] Essa carga comprimida e aquecida nesse trocador de tipo monofásico gás é, em seguida, introduzida em um forno, de maneira a levá-la a uma temperatura de entrada no primeiro reator adiabático da etapa d) compatível com a temperatura da reação de desidratação e de conversão do DEE em etileno altamente endotérmico, isto é, a uma temperatura de 440°C. Etapa d)

[000101] O aprisionamento dos compostos nitrogenados na etapa a) de pré-tratamento permite reduzir significativamente a temperatura na entrada do primeiro reator adiabático da etapa d).

[000102] Essa carga comprimida e aquecida é introduzida no primeiro reator adiabático a uma pressão de entrada de 0,595 MPa. A pressão do efluente na saída do último reator adiabático da etapa e) é de 0,500 MPa. A etapa d) de desidratação é operada a uma velocidade ponderal horária de 7 h-1.

[000103] O reator adiabático contém uma camada fixa de catalisador de desidratação, esse catalisador compreendendo 80 % em peso de zeólita ZSN-5 tratada com H2PO4, de maneira que o teor em fósforo P seja de 3 % em peso.

[000104] A conversão da carga de etanol na etapa d) é de 95 %.

[000105] A temperatura de saída do último reator adiabático da etapa d) é de 420°C. Etapa e)

[000106] O efluente oriundo do último reator adiabático da etapa d) sofre, em seguida, duas trocas de calor anteriormente descritas e é enviado na seção de purificação e reciclagem.

[000107] Um efluente compreendendo o etileno nas especificações finais é separado. Um efluente compreendendo a água correspondente à purificação do processo é também separado.

[000108] Um fluxo contendo os gases leves e as impurezas é também separado por uma ou várias destilações, eventualmente criogênicas.

[000109] Um fluxo de água tratada em mistura com uma parte do etanol não convertido é reciclado a montante da etapa b) de vaporização nas proporções descritas na etapa b).

[000110] Os diferentes fluxos, em kg/h, são ensinados nas tabelas 2 e 3.

Tabela 2: composição dos principais fluxos (1/2)

Tabe a 3: Composição dos principais fluxos (2/2)

[000111] Os compostos C3 e C4 são compostos hidrocarbonados em C3 e C4.

[000112] A seletividade do processo em etileno é de 99 %.

[000113] Ela é calculada da seguinte forma: (etileno contido no efluente, compreendendo o etileno) /(0.61 *quantidade de etanol convertido) onde a quantidade de etanol convertido é o etanol contido na carga de etanol antes do pré-tratamento subtraído do etanol contido nos fluxos de água purificada e no efluente compreendendo o etileno. 0,61 g é a quantidade máxima de etileno obtida desidratando 1 g de etanol puro.

[000114] O balanço energético do esquema, segundo o exemplo 1, conforme a invenção, é ensinado na tabela 4:

Tabela 4: balanço energético

[000115] A estimativa do consumo em energia primária foi realizada, utilizando-se as seguintes bases: - eficácia de 0,8 sobre os fornos - eficácia de 0,375 sobre a produção de eletricidade.

[000116] O esquema, de acordo com a invenção, apresenta um consumo em energia primária equivalente ou consumo específico de 6,0 GJ equivalente por tonelada de etileno produzido. Exemplo 2: comparativo

[000117] O exemplo 2 ilustra um processo no qual a etapa de pré- tratamento não ocorre. O etanol não é convertido em DEE e o processo aciona a etapa b). Etapa b)

[000118] A carga de vaporização, constituída da carga de etanol não pré-tratada em mistura com 141 258 kg/h de água tratada e de etanol não convertido reciclados segundo a etapa e), é introduzida, a uma vazão de 186 922 kg/h no trocador E1 a uma pressão igual a 0,24 MPa e a uma temperatura de 120°C.

[000119] Em relação ao exemplo 1, a pressão foi diminuída de 0,03 MPa. Sem presença de DEE, a temperatura de bolha da carga de vaporização a 0,27 MPa é de 115°C e (127°C e no exemplo 1). A pressão de entrada é modificada de 0,03 MPa, de maneira a conservar uma abordagem térmica mínima de 15°C como efluente oriundo do último reator adiabático da etapa d).

[000120] Na etapa c, a maior parte do calor latente da fase aquosa do efluente oriundo do reator adiabático da etapa d) é recuperada para vaporizar a carga de vaporização, sem fornecimento de calor externo. Assim, 98 MW são trocados entre a carga de vaporização e o efluente do reator.

[000121] A carga vaporizada é, em seguida, comprimida na etapa opcional de compressão, graças a um compressor radial com multiplicador integrado, de maneira que a pressão dessa carga vaporizada ao final da compressão seja igual a 0,695 MPa. Etapa c)

[000122] A carga comprimida é, em seguida, aquecida em um trocador E2 de tipo monofásico gás, graças a uma troca de calor com o efluente oriundo do último reator adiabático da etapa d). Nesse trocador de tipo monofásico gás, essa carga comprimida é superaquecida a uma temperatura de 405°C e o efluente oriundo, no estado gasoso, do último reator adiabático da etapa d) é "dessuperaquecido" sem ser condensado e apresenta uma temperatura de 269°C. Etapa d)

[000123] Essa carga comprimida e aquecida nesse trocador de tipo monofásico gás é, em seguida, introduzida em um forno de maneira a levá-lo a uma temperatura de entrada no primeiro reator adiabático da etapa d) compatível com a temperatura da reação de desidratação, isto é, a uma temperatura de 470°C. A temperatura de saída do ultimo reator adiabático da etapa d) é de 420°C.

[000124] Essa carga comprimida e aquecida é introduzida no reator adiabático a uma pressão de entrada de 0,595 MPa. A pressão do efluente na saída do último reator adiabático da etapa d) é de 0,500 MPa. A etapa d) de desidratação é operada a uma velocidade ponderal horária de 7 h-1.

[000125] A conversão da carga de etanol na etapa d) é de 95 %. Etapa e)

[000126] O efluente oriundo do último reator adiabático da etapa d) sofre em seguida as duas trocas de calor anteriormente descritos e é enviado na seção de purificação e reciclagem.

[000127] Um efluente compreendendo o etileno nas especificações finais é separado. Um efluente compreendendo água correspondente à purificação do processo é também separado.

[000128] Um fluxo contendo os gases leves e as impurezas é também separado por uma ou várias destilações, eventualmente criogênicas.

[000129] Um fluxo de água tratada em mistura com uma parte do etanol não convertido é reciclado a montante da etapa b) de vaporização nas proporções descritas na etapa b).

[000130] Os diferentes fluxos, em kg/h, são informados nas tabelas 5 e 6.

Tabela 5: composição dos principais fluxos (1/2)

Tabela 6: Composição dos principais fluxos (2/2)

[000131] Os compostos C3 e C4 são compostos hidrocarbonados em C3 e C4.

[000132] A seletividade do processo em etileno é de 99 %.

[000133] O balanço energético do esquema, segundo o exemplo 2, é informado na tabela 7.

Tabela 7: balanço energético

[000134] O esquema, segundo o exemplo 2, comparativo à invenção apresenta um consumo em energia primária equivalente ou consumo específico de 7.23 GJ equivalente por tonelada de etileno produzido.

[000135] Sem pré-tratamento, o consumo em energia primária aumenta, portanto, de 1,2 GJ equivalente por tonelada de etileno produzido.

Claims

1. Processo de desidratação de uma carga de etanol em etileno, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos as seguintes etapas: a) uma etapa de pré-tratamento da carga de etanol sobre um sólido ácido selecionado dentre sílica-aluminas, argilas ácidas, zeólitas, zircônios sulfatados ou resinas ácidas operando a uma temperatura compreendida entre 100 e 130°C e, de maneira a produzir uma carga de etanol pré-tratada; b) uma etapa de vaporização de uma carga de vaporização que compreende a referida carga de etanol pré-tratada em um trocador de calor, a referida carga de vaporização sendo introduzida na referida etapa de vaporização a uma pressão compreendida entre 0,1 e 2,5 MPa, de maneira a produzir uma carga vaporizada; c) uma etapa de superaquecimento a referida carga vaporizada, de maneira a levá-la a uma temperatura de entrada compatível com a temperatura da reação de desidratação, isto é, a uma temperatura compreendida entre 350 e 550°C; d) uma etapa de desidratação a referida carga oriunda da etapa c) em pelo menos um reator adiabático contendo pelo menos um catalisador de desidratação e no qual a reação de desidratação ocorre, operando a uma temperatura de entrada compreendida entre 350 e 550°C e a uma pressão de entrada compreendida entre 0,3 e 1,8 MPa.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida carga de etanol é produzida a partir de fonte renovável oriunda da biomassa, em que a referida carga de etanol é o bioetanol, e em que o bioetanol é uma carga produzida por via biológica, de preferência por fermentação de açúcares oriundos das culturas de plantas açucareiras como a cana-de-açúcar (sacarose, glicose, frutose, e sucrose), beterrabas, ou ainda plantas amiláceas (amido) ou da biomassa lignocelulósica ou de celulose hidrolisada (glicose majoritário e xilose, galactose), contendo quantidades variáveis de água.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a referida carga de vaporização ser introduzida n a referida etapa b) de vaporização a uma pressão compreendida entre 0,1 e 1,4 MPa e compreendendo uma etapa de compressão a referida carga vaporizada previamente à referida etapa c) de superaquecimento.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de a pressão da carga comprimida estar compreendida entre 0,3 e 1,8 MPa.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de a referida carga vaporizada, eventualmente comprimida, ser aquecida em um trocador de tipo monofásico gás, graças a uma troca de calor com o efluente oriundo do último reator adiabático da etapa d).

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de o efluente oriundo do último reator adiabático da etapa d) apresentar na saída do último reator adiabático da etapa d) uma temperatura compreendida entre 270 e 450°C.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de o efluente oriundo do último reator adiabático da etapa d) apresentar na saída do último reator adiabático da etapa d) uma pressão compreendida entre 0,2 e 1,6 MPa.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de a etapa d) de desidratação ser realizada em um ou dois reatores.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de o referido catalisador de desidratação utilizado na etapa d) ser um catalisador ácido amorfo ou um catalisador ácido zeolítico.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de a referida carga de etanol ser uma carga de etanol concentrada, isto é, uma carga de etanol compreendendo uma percentagem mássica em etanol superior ou igual a 35 % em peso.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a referida carga de etanol concentrada compreender uma percentagem mássica em etanol compreendido entre 35 e 99,9 % em peso.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de a etapa a) de pré- tratamento ser completada por um pré-tratamento utilizando uma resina trocadora de ânion.