BR112015012582B1

BR112015012582B1 - processo para remoção de componentes leves de fluxo de etileno

Info

Publication number: BR112015012582B1
Application number: BR112015012582-4A
Authority: BR
Inventors: Manuela Arratia; Catherine Boutrot; Walter Vermeiren
Original assignee: IFP Energies Nouvelles; Total Research & Technology Feluy
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2021-05-04
Also published as: US20190024971A1; PL2931688T3; KR20150095677A; US11255604B2; EP2931688A1; EP2931688B1; CA2891553C; CN104870408B; EA201590803A1; EA029323B1; KR102129644B1; WO2014091015A1; US10101083B2; US20150330706A1; UA117118C2; BR112015012582A2; CN104870408A; CA2891553A1; JP2016501267A; ES2622371T3

Abstract

PROCESSO PARA REMOÇÃO DE COMPONENTES DE LUZ DE FLUXO DE ETILENO A presente invenção é um processo para a remoção de componentes de luz a partir de um fluxo de etileno compreendendo: a) proporcionar um fluxo de etileno seco (A) que compreende, essencialmente, etileno, etano, CO, CO2, H2, CH4, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, b) enviar o referido fluxo total (A) para um extrator (também referido como um removedor de metano) para produzir - um fluxo de topo compreendendo essencialmente de etileno, CO, H2 e CH4, - um fluxo de fundo, compreendendo essencialmente o etileno, o etano, o CO2, Hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, em que, a fase gasosa na parte superior do extrator é condensada em um permutador de calor arrefecido por um fluxo de refrigerante, para obter uma primeira fase gasosa e uma primeira fase líquida, em uma forma de realização preferida, o fluxo de refrigerante consiste em um ou mais hidrocarbonetos C3 ou C4, vantajosamente ele consiste em propano ou propileno líquido ou gasoso e a primeira fase gasosa é condensada em um permutador de calor arrefecido por etano líquido ou etileno líquido para obter uma segunda fase gasosa referida como a fluxo de topo, compreendendo essencialmente (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção é um processo para a remoção de componentes leves a partir de um fluxo de etileno. Opcionalmente contaminantes oxigenados também podem ser removidos.

[0002] Olefinas são tradicionalmente produzidas a partir de matérias-primas de petróleo por processos de craqueamento catalítico ou vapor. Estes processos de craqueamento, especialmente de craqueamento a vapor, produz olefinas leves (s), tais como o etileno e/ou propileno, a partir de uma variedade de hidrocarbonetos de alimentação. O etileno e propileno são importantes produtos de base petroquímica úteis em uma variedade de processos para a fabricação de plásticos e outros compostos químicos. A oferta limitada e aumento do custo do petróleo levou a busca de processos alternativos para a produção de produtos a partir de hidrocarbonetos.

[0003] Olefinas podem ser produzidas por remoção de água do álcool correspondente. O etanol pode ser obtido por fermentação de hidratos de carbono, a partir do gás de síntese, uma mistura de CO e H2 ou qualquer outro processo. Composta de matéria orgânica a partir de organismos vivos, a biomassa é a fonte líder mundial de energia renovável. O efluente produzido pela remoção de água do etanol compreende essencialmente etanol não convertido, água, etileno, acetaldeído, bem como componentes leves. O etanol é removido e pode ser reciclado para o reator de remoção de água. Assim, permanece um fluxo compreendendo essencialmente etileno, etano, CO, CO2, H2, CH4, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados. Em uma forma de realização o referido fluxo compreende essencialmente etileno, etano, CO, CO2, H2, CH4, Hidrocarbonetos C3 +, bem como até 1 % em peso de oxigenados. A proporção em peso de etano + CO + CO2 + H2 + Hidrocarbonetos C3 + + CH4 ao etileno é a maior parte do tempo inferiores a 20/80. A remoção dos componentes leves, CO, H2 e CH4, podem causar uma perda de etileno.

[0004] Entre os compostos oxigenados, o acetaldeído pode provocar problemas nas operações de recuperação de etileno, por conseguinte, seria desejável remover o referido aditivo oxigenado, se houver.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0005] No processo para a produção de etileno o fluxo a ser purificado é composto essencialmente de etileno, etano, CO, CO2, H2, CH4, Hidrocarbonetos C3 +, bem como os oxigenados são enviados para um extrator (também referido como um removedor de metano) para produzir um fluxo de topo compreendendo essencialmente CO, H2 e CH4 e um fluxo de fundo, composto essencialmente de etileno, oxigenados, etano, CO2 e Hidrocarbonetos C3 +. Separação de componentes leves depende da sua proporção no fluxo. Se a proporção de componentes leves é relativamente elevada, uma temperatura muito baixa irá ser necessária para separá - los do fluxo de etileno, e, por conseguinte, um fluxo de água fria será necessário.

[0006] Os seguintes estados da técnica já descreviam a purificação de olefinas, mas eles precisam de uma lavagem cáustica ou uma coluna de lavagem para remover os compostos oxigenados ou ambos.

[0007] O US 20030098281 A1 descreve um método de controle de água e / ou concentrações de oxigenados de um fluxo de olefina. O método inclui o contato do fluxo de olefina com um absorvente líquido. O absorvente líquido é selecionado a partir do grupo que consiste em um poliol, amina, amida, nitrilo, nitrogênio hetero cíclico contendo o composto, e as suas misturas. O fluxo gasoso que compreende essencialmente vapor, etileno, propileno e menos de 2% de produtos oxigenados em peso são condensados em uma torre de arrefecimento. A sobrecarga da referida torre de arrefecimento é lavada com uma solução cáustica para remover o CO2 e depois posta em contato com o absorvente líquido para remover os produtos oxigenados.

[0008] O WO 03 020670 A1 proporciona um método para a remoção de componentes oxigenados, tais como acetaldeído, CO2 e / ou de água a partir de um fluxo de olefina. Ele explica que é desejável remover tais componentes oxigenados, uma vez que podem envenenar catalisadores que são utilizados para o processo de outra composição de olefina. Além disso, a presença de certos compostos oxigenados tais como acetaldeído, pode causar a incrustação em outras unidades de purificação de olefinas, por exemplo, unidades de tratamento de gás de ácido. O método compreende o fornecimento de um fluxo de olefina que contenha etileno, propileno, C4 + olefinas e acetaldeído. O fluxo de olefina é separado em uma primeira fração e uma segunda fração, em que a primeira fração compreende, pelo menos, a maioria do etileno e / ou propileno contido no fluxo de olefina, e a segunda fração compreende, pelo menos, a maioria do C4 + olefinas e acetaldeído presente no fluxo de olefinas. A primeira fração é então tratada com gás ácido por meio de hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio. O fluxo de olefina é separado por destilação, de preferência, a destilação é de destilação extrativa utilizando um agente de extração. O agente de extração preferido é uma composição polar tendo um ponto de ebulição médio de pelo menos 38° C a 1 atm (0,1 MPa). O metanol é um tipo de agente de extração preferido.

[0009] O WO 03 020672 A1 descreve um método de remoção de éter dimetílico a partir de um copolímero de etileno e / ou propileno contido no fluxo. O fluxo de olefina é passado para uma coluna de absorção de água, o metanol é utilizado como o absorvente de água. O metanol e a água arrastada, bem como alguns hidrocarbonetos oxigenados, são recuperados como fluxo de fundo da referida coluna de absorção de água, uma olefina sobrecarga é recuperada e enviada para uma coluna de destilação. A coluna de destilação separa etileno e propileno, bem como os componentes de ponto de ebulição mais leves a partir do éter dimetílico e componentes mais pesados do ponto de ebulição, incluindo componentes + C4 e metanol restantes da lavagem com metanol. Adiciona - se mais metanol à coluna de destilação para reduzir a clatrato e / ou a formação de água livre na coluna de destilação. O fluxo de etileno e propileno contendo sai da coluna de destilação como em cima e os componentes mais pesados do ponto de ebulição que incluem o éter dimetílico e C4 + componentes sair da coluna de destilação como as partes inferiores. Etileno e propileno, em seguida, fluem para uma coluna de lavagem cáustica.

[0010] O WO 03 033438 A1 descreve um método para o processamento de um fluxo de olefina contendo compostos oxigenados e água, que compreende: o fornecimento de um fluxo de olefina contendo compostos oxigenados e água; eliminação de água do fluxo de olefina; compressão do fluxo de olefina desidratada; lavagem do fluxo de olefina com metanol para remover pelo menos uma porção do oxigenado a partir do fluxo de olefina; contatar o metanol lavado com água do fluxo de olefina; e fracionamento da água que ficou em contato com o fluxo de olefinas. O fluxo de olefina recuperado (lavado com metanol e depois com água) é ainda enviado para uma lavagem alcalina e um passo de secagem. O fluxo de olefina contendo compostos oxigenados e água é o efluente de um processo MTO.

[0011] O EP 0 669 389 descreve um sistema de recuperação de etileno criogênico no qual o gás de alimentação contendo etileno é arrefecido e condensado, antes do fracionamento. Em particular, este documento descreve um método melhorado que utiliza uma combinação de um ou mais condensadores parciais seguidos por um ou mais deflamadores. Neste documento, a purificação é realizada com a ajuda de dois removedores de metano. O fluxo de topo do primeiro removedor de metano 117 é passado diretamente para o segundo removedor de metano 119 sem qualquer outro tratamento.

[0012] O US 6.444.869 descreve um processo para a produção de etileno a partir de um fluxo efluente da conversão de compostos oxigenados. O fluxo de efluente compreende a conversão de compostos oxigenados de hidrogênio, metano, etileno, etano, propileno, propano e olefinas C4 +. Este efluente é comprimido, tratado para remover compostos oxigenados, passado para uma zona de remoção de dióxido de carbono em que o dióxido de carbono é absorvido pelo contato de uma solução de soda cáustica ou por contato de uma solução de amina, em combinação com uma solução cáustica de uma maneira convencional para remover o dióxido de carbono, que é seco, em seguida, o fracionamento é feito por meio de um removedor de etano e um removedor de metano.

[0013] O US 2005 - 0283038 A1 descreve um processo para a produção de um fluxo de olefinas a partir de um primeiro fluxo de efluente de vapor a partir de um composto oxigenado a uma reação de conversão de olefina, o referido primeiro fluxo de efluente de vapor compreendendo olefinas C2 e C3, os hidrocarbonetos C4 e C2 a C6 de compostos de carbonilo. No processo, a temperatura e a pressão do primeiro fluxo de efluente de vapor são ajustadas para produzir um segund006F fluxo de efluente de vapor tendo uma pressão que varia entre cerca de 100 psig a cerca de 350 psig (790 - 2514 kPa) e uma temperatura que varia entre cerca de 70 ° F a cerca de 120 ° F (21 - 49 ° C), o referido segundo fluxo de efluente contendo vapor de cerca de 50 % em peso ou mais hidrocarbonetos em C4 com base no peso total de hidrocarbonetos em C4 no primeiro fluxo de efluente de vapor. O segundo fluxo de efluente de vapor é então lavado com um fluxo de líquido contendo álcool para produzir um terceiro fluxo de efluente de vapor, após o que o terceiro fluxo de efluente de vapor é lavado com água no estado líquido para fornecer um quarto fluxo de efluente de vapor compreendendo as olefinas C2 e C3 e cerca de 1 % em peso ou menos de compostos C2 a C6 de carbonilo. Em uma forma de realização de um tal processo de recuperação, pelo menos uma parte do quarto fluxo de efluente de vapor é posto em contato com um componente de base, tal como uma amina ou soda cáustica, para remover a maior parte do dióxido de carbono dos mesmos (eliminando, assim, "gás ácido" do vapor do quarto fluxo de efluente), após o que o CO2 fluxo esgotado é seco.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0014] A presente invenção é um processo para a remoção de componentes leves a partir de um fluxo de etileno compreendendo: - ) proporcionar um fluxo de etileno seco (A) que compreende, essencialmente, etileno, etano, CO, CO2, H2, CH4, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, b) enviar o referido fluxo (A) para um extrator (também referido como um removedor de metano) para produzir - um fluxo de topo que é composto essencialmente de etileno, CO, H2 e CH4, - um fluxo de fundo, que é composto essencialmente de etileno, etano, CO2, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, em que, a fase gasosa na parte superior do extrator é condensada em um permutador de calor arrefecido por um fluxo de refrigerante para obter uma primeira fase gasosa e uma primeira fase líquida, em uma forma de realização preferida, o fluxo de refrigerante consiste em um ou mais hidrocarbonetos C3 ou C4, vantajosamente, que consiste em propano líquido e gasoso ou propileno, a primeira fase gasosa é condensada em um permutador de calor arrefecido por líquido etano ou etileno líquido para obter uma segunda fase gasosa referida como o fluxo de topo, compreendendo essencialmente etileno CO, H2 e CH4 e uma segunda fase líquida, a primeira e a segunda fases líquidas são o refluxo do extrator.

[0015] Foi descoberto que quando a proporção dos componentes leves no fluxo a ser purificado é suficientemente baixa a fonte de arrefecimento do condensador na parte superior do extrator pode ser de propano líquido ou de propileno líquido e apenas uma pequena quantidade de etileno escapa com componentes leves. Quando a proporção dos componentes leves no fluxo a ser purificado é superior a propano ou propileno líquido não é suficientemente fria, uma parte superior de etileno escapa com os componentes leves. É necessária uma fonte de arrefecimento mais fria. Em vez de usar uma fonte de arrefecimento frio do que o propano ou propileno para condensar toda a parte superior do extrator foi descoberto que, particularmente, para manter o condensador arrefecido com propano líquido ou de propileno líquido e inserir um condensador subsequente utilizando etano líquido ou etileno líquido como uma fonte de frio.

[0016] Opcionalmente, o processo da presente invenção compreende um equipamento adicional para remover os compostos oxigenados, bem como de CO2, e obtenção de etileno substancialmente puro, vantajosamente, etileno de grau polimérico. No referido processo não há lavagem cáustica para remover o CO2 e nenhuma coluna de lavagem para remover os produtos oxigenados.

[0017] O referido processo é referido como o processo básico.

[0018] O etano líquido ou etileno líquido é, de fato, uma mistura de líquido e gás, o fluxo de refrigerante é na verdade uma mistura de líquido e gás, como, por exemplo, uma mistura de líquidos e gases de hidrocarbonetos em C3 ou C4. Vantajosamente que consiste em propano ou propileno líquido ou gasoso.

[0019] Sem se afastar do âmbito do invento é possível utilizar uma mistura de propano - propeno em vez de propano ou propileno.

[0020] O propano líquido ou propileno líquido sob pressão varia vantajosamente de 0,3 - 2 barg (30 kPag a 200 kPag).

[0021] O etano líquido ou etileno líquido fica sob pressão que varia vantajosamente de 0,3 - 5 barg (30 kPag a 500 kPag).

[0022] A pressão de iso - butano líquido vantajosamente varia de 0,3 bara a 0,7 bara (30 kPaa a 70 kPaa).

[0023] Os condensadores de fase gasosa na parte superior do extrator podem ser dispostos em várias formas, desde que a fase gasosa que compreenda essencialmente etileno CO, H2 e CH4 seja arrefecida por etano líquido ou etileno líquido antes de finalmente deixar a zona de remoção.

[0024] O condensador arrefecido por propano líquido ou propileno líquido (o primeiro condensador) e o condensador arrefecido por etano líquido ou etileno líquido (o segundo condensador) podem ser dispostos em série, na fase gasosa que sai da primeira passagem para a segunda. Eles podem ser dispostos na mesma concha, tendo dois conjuntos de tubos, um para cada fluido de arrefecimento.

[0025] O primeiro condensador pode ser providenciado convencionalmente com o tambor de refluxo e o segundo condensador é na saída do tambor de refluxo para arrefecer a fase gasosa compreendendo essencialmente etileno, CO, H2 e CH4 por etano líquido ou líquido de etileno antes de finalmente uma saída da zona de remoção.

[0026] A Figura 1 descreve uma forma de realização do processo anterior. O fluxo de etileno seco 2 compreende, essencialmente, etileno, etano, CO, CO2, H2, CH4, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados e é enviado para o extrator. Um fluxo de fundo 4, que compreende essencialmente o etileno, o etano, o CO2, Hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados é recuperado e, opcionalmente, enviado para uma purificação adicional, a fase gasosa na parte superior do extrator é condensada em um permutador de calor arrefecido por propano líquido ou propileno líquido para obter uma primeira fase gasosa e uma primeira fase líquida recuperada no tambor de refluxo, a primeira fase gasosa é condensada em um permutador de calor arrefecido por etano líquido ou etileno líquido 7 para obter uma segunda fase gasosa 3 referida como o fluxo de topo, compreendendo essencialmente etileno CO, H2 e CH4 e uma segunda fase líquida recuperada no tambor de refluxo (também conhecido como decantador).

[0027] Em uma forma de realização o fluxo de fundo do extrator que consiste essencialmente de etileno, etano, CO2, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados é adicionalmente purificado para remover compostos oxigenados opcionais, bem como o CO2, e obter substancialmente etileno puro de etileno de grau polimérico. Vantajosamente, uma parte do etileno é expandido para obter líquido de etileno e o referido etileno líquido é enviado como um fluido de arrefecimento para condensar a primeira fase gasosa na parte superior do extrator. Vantajosamente etileno é expandido para uma pressão na gama 0,3 - 5 barg (30 kPag a 500 kPag) para obter uma mistura fria de gás e líquido. Durante a condensação da primeira fase gasosa na parte superior do extrator de etileno retorna à fase gasosa e é vantajosamente reciclado. Se o processo da presente invenção relaciona - se com a produção de etileno por remoção de água etanol referido etileno a baixa pressão a partir do condensador pode ser reciclado em qualquer ponto entre a saída do reator de remoção de água e do extrator.

[0028] Em uma primeira forma de realização o processo básico compreende ainda (i) c) o envio da referida fluxo de fundo do passo b) a um removedor de etano para produzir - um fluxo de fundo, compreendendo essencialmente etano, Hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, - um fluxo de topo que consiste essencialmente de etileno e CO2, d) enviar o referido fluxo de fundo do passo c) para uma zona de adsorção de CO2 em leito fixo para recuperar um fluxo de etileno, essencialmente livre de CO2, ou (ii) e) ) enviar o referido fluxo de fundo da etapa b) para uma zona de adsorção de CO2 em leito fixo, para recuperar um fluxo essencialmente isento de CO2, em seguida, enviar o referido fluxo a uma removedor de etano para produzir f) um fluxo de fundo, compreendendo essencialmente etano, Hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, - um fluxo de topo que consiste essencialmente de etileno, essencialmente isenta de CO2.

[0029] O processo acima é referida como uma forma de realização 1.

[0030] De um modo vantajoso na referida forma de realização 1, uma parte de etileno líquido no tambor de refluxo (também conhecido como decantador) do removedor de etano é expandido e enviado como um fluido de arrefecimento para condensar a primeira fase gasosa na parte superior do extrator.

[0031] Em uma forma de realização a razão em peso de etano + CO + CO2 + H2 + CH4 + Hidrocarbonetos C3 + em etileno em (A) é inferior a 10/90.

[0032] Em uma forma de realização a razão em peso de etano + CO + CO2 + H2 + CH4 + Hidrocarbonetos C3 + em etileno em (A) é inferior a 10/90 e, acima de 0,1 / 99,9.

[0033] Em uma forma de realização a razão em peso de etano + CO + CO2 + H2 + CH4 + Hidrocarbonetos C3 + em etileno em (A) é inferior a 5/95.

[0034] Em uma forma de realização, a proporção de produtos oxigenados em (A) é de 50 ppm em peso a 10000 ppm em peso.

[0035] Em uma forma de realização, a proporção de produtos oxigenados em (A) é de até 3000 ppm em peso.

[0036] Em uma forma de realização, a proporção de produtos oxigenados em (A) é de até 2000 ppm em peso.

[0037] Em uma forma de realização, a proporção de H2 em (A) é o 2 % em peso.

[0038] Em uma forma de realização, a proporção de H2 em (A) é de 1 % em peso.

[0039] Em uma forma de realização, a proporção de H2 em (A) é de até 0,5 % em peso.

[0040] Em uma forma de realização, a proporção de H2 em (A) é de até 0,1 % em peso.

[0041] Em uma forma de realização, a proporção de CO2 em (A) é de até 400 ppm em volume.

[0042] Vantajosamente “o fluxo de etileno seco” no passo a) significa um teor de água inferior a 5 ppm em peso, vantajosamente menos do que 3 ppm em peso e de preferência menos do que 1 ppm em peso.

[0043] Em uma forma de realização, quando o fluxo de etileno seco (A) foi feito por remoção de água de etanol o referido fluxo (A) substancialmente não contém o acetileno.

[0044] O etileno tratado em conformidade com a presente invenção é particularmente adequado para utilização como matéria - prima para a tomada de alfa - olefinas, etilbenzeno / estireno, óxido de etileno / etilenoglicol, dicloreto de etileno e polímeros correspondente, como homo ou copolímero de polietileno (PE, EPR, EPDM, etc.), poliestireno (PS), copolímeros de estireno com butadieno, isopreno, acrilonitrilo ou combinações (SBS, SIS, SBR, ABS, SAN), poliésteres (PET) e polivinilcloretos (PVC).

[0045] Em uma outra forma de realização, a invenção diz respeito a um processo para a remoção de componentes leves a partir de um fluxo de etileno compreendendo: a) proporcionar um fluxo de etileno seco (A) que compreende etano, etileno, CO, CO2, H2, CH4, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, oxigenados, b) separação do referido fluxo de etileno seco (A), em um meio de separação sendo preferencialmente um removedor de metano ou de um extrator - um fluxo gasoso de topo (B) que compreende etileno, CO, H2 e CH4, - um fluxo de fundo (C) que compreende etileno, etano, CO2, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, em que, c) o arrefecimento do fluxo gasoso de topo (B) a uma temperatura que varia de - 10 ° C a - 45 ° C para obter um primeiro fluxo gasoso (D) e um primeiro fluxo líquido (E), d) arrefecimento do primeiro fluxo gasoso (D) a uma temperatura compreendida entre - 10 ° C a - 45 ° C, mais baixa do que a temperatura da etapa c) para obter um segundo fluxo gasoso (F) que compreende etileno CO, H2 e CH4 e um segundo fluxo líquido (G), e) envio dos primeiro e segundo fluxos de líquido (E) e (G) para o referido meio de separação tal como um refluxo.

[0046] Em uma outra concretização, o referido processo é notável em que o arrefecimento do passo c) é realizado com um fluxo de refrigerante, que compreende uma mistura de líquidos e, opcionalmente, hidrocarbonetos gasosos C3 a C4, mais preferivelmente propano líquido e, opcionalmente, gasosos e / ou propileno líquido e, opcionalmente, gasoso com pressão variando de 30 kPag a 200 kPag.

[0047] Em uma outra concretização, o referido processo é notável em que o arrefecimento do passo d) é realizado com etano líquido ou etileno líquido a pressão na gama de 30 kPag a 500 kPag.

[0048] Em uma outra concretização, o referido processo é notável em que + hidrocarbonetos da fluxo de fundo (C), que compreende essencialmente o etileno, o etano, o CO2, C3 e opcionalmente oxigenados é adicionalmente purificado para remover compostos oxigenados, bem como de CO2, e obter o fluxo de etileno substancialmente puro (H), sendo de preferência, um etileno de grau polimérico.

[0049] Em uma outra concretização, o referido processo é notável na medida em que parte do referido fluxo de etileno é substancialmente puro (H) é expandido, de preferência a uma pressão na gama de 0,3 - 5 barg (30 kPag a 500 kPag), para obter uma mistura fria de líquido e de, opcionalmente, gás, o referido líquido de etileno é utilizado como fluxo de refrigerante para arrefecer a fluxo gasosa em cima (B).

[0050] Em uma outra concretização, o referido processo é notável na medida em que durante o arrefecimento do fluxo gasoso de topo (B) o etileno do referido fluxo de etileno substancialmente puro (H) retorna à fase gasosa e é reciclado.

[0051] Em uma outra forma de realização, a invenção diz respeito à instalação para a execução dos processos acima: - uma primeira unidade de separação, sendo de preferência um removedor de metano ou de um extrator, para separar a partir do fluxo (A) o fluxo gasoso de topo (B) e o fluxo de fundo (C) - uma segunda unidade de separação, sendo de preferência um tambor de refluxo ou um extrator, para separar o primeiro fluxo gasoso (C) a partir do primeiro fluxo líquido (D) - uma primeira unidade de arrefecimento, sendo de preferência um permutador de calor, para arrefecer a fluxo gasoso de topo (B) - uma segunda unidade de arrefecimento, sendo de preferência um permutador de calor, para arrefecer o primeiro fluxo gasoso (C) - meios para transmitir o fluxo de etileno seco (A) para a primeira unidade extratora, os meios para transmitir o fluxo gasoso de topo (B) para a primeira unidade de arrefecimento, meios para transmitir o primeiro fluxo gasoso (D) para a segunda unidade de arrefecimento e meios para transmitir os primeiro e segundo fluxos líquidos (E) e (G) para a referida primeira unidade de extrator.

[0052] Todas as formas de realização descritas acima estão ligadas em conjunto e devem ser consideradas em combinação umas com as outras.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0053] No que diz respeito aos contaminantes oxigenados também referidos como compostos oxigenados, pode - se citar, metanol, etanol, álcoois C3; éteres, tais como éter dietílico e éter metil etílico e éter dimetílico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético; aldeídos tais como acetaldeído; cetonas tais como a acetona; e ésteres tais como ésteres de metilo; e derivados de vinilo. Particularmente contaminantes oxigenados problemáticos em uma remoção de água de álcool são aldeídos.

[0054] No que diz respeito ao fluxo de etileno (A) do passo a), que pode ser proveniente da remoção de água de etanol. A referida remoção de água pode ser feita em um ou mais reatores de remoção de água de etanol. No que se refere a remoção de água do álcool, tal processo é descrito em WO - 2009 - 098262, WO - 2009 - 098267, WO - 2009 - 098268 e WO - 2009 - 098269 cujo conteúdo é incorporado no presente pedido. O presente invento é muito eficiente para a purificação de etileno produzido por remoção de água de etanol.

[0055] A saída do referido reator de remoção de água é composto essencialmente de etileno e de vapor, bem como pequenas quantidades de compostos oxigenados, etano, CO, hidrocarbonetos de CO2, H2, CH4 e C3 +. "Quantidades menores" entende - se a razão em peso de etano + CO + CO2 + H2 + CH4 + Hidrocarbonetos C3 + para etileno é inferior a 20/80 e mais de tempo inferior a 10/90.

[0056] A referida saída de remoção de água reator é inicialmente arrefecido, tipicamente em uma torre de arrefecimento utilizando água como o meio de arrefecimento rápido. Na torre de arrefecimento, a maior parte da água contida na saída do reator de remoção de água é condensada e é removida da parte inferior da torre, como um fluxo de fundo de água líquida. Uma parte da referida fluxo de fundo da água é arrefecida num permutador de calor e reciclada como meio de extinção para o topo da coluna de arrefecimento. A parte da fluxo de fundo da água, que não é reciclada como meio de têmpera pode conter uma parte dos produtos oxigenados e etanol na maior parte não convertida, se houver. A referida fluxo pode ser tratada de uma coluna de separação para se recuperar um fluxo de água pura. Etileno, oxigenados, etano, CO, CO2, H2, CH4 e hidrocarbonetos C3 + são removidas do topo da torre de arrefecimento, tipicamente a uma pressão tal como 1 a 16 bares absolutos (0,1 MPAA para 1,6 mPa) e são referidos como o fluxo de etileno contaminado. Vantajosamente, o referido fluxo de etileno contaminado é sucessivamente comprimido e arrefecido em um ou mais passos para remover a maior parte da água, ainda alimentado para uma zona de secagem em leito fixo e, finalmente, para o processo da invenção.

[0057] Nos passos da compressão anterior a água recuperada contém uma parte dos contaminantes dissolvidos e de hidrocarbonetos oxigenados. O fluxo de hidrocarbonetos contaminados também pode ser arrefecido antes da primeira etapa de compressão e água recuperada. Em uma forma de realização a água recuperada após cada arrefecimento ainda tem um passo de compressão e mediante arrefecimento, se for o caso, antes da primeira etapa de compressão é enviado para uma coluna de extração para produzir um fluxo de topo compreendendo essencialmente contaminantes e hidrocarbonetos oxigenados e um fluxo de fundo essencialmente puro de água. Opcionalmente, a fluxo de topo é queimado para destruir os contaminantes oxigenados e recuperar calor.

[0058] Após a compressão as etapas a fluxo de etileno contaminado é adicionalmente alimentado para uma zona de secagem em leito fixo e, finalmente, para o processo da presente invenção. A zona de secagem de leito fixo é conhecida por si só.

[0059] No que se refere ao extrator, o objetivo do referido extrator é recuperar uma sobrecarga que compreende essencialmente H2, CH4 e CO. É vantajosamente uma coluna de destilação.

[0060] No que se refere às condições de funcionamento, o perito na arte de hidrocarbonetos de destilação pode selecionar as condições de funcionamento, tendo em conta a proporção de componentes leves na carga de etileno para o extrator e as propriedades termodinâmicas dos fluidos de arrefecimento. A base do presente processo é a utilização de principalmente propano ou propileno para condensar o topo do extrator e "finalização" da condensação por meio de arrefecimento com etano ou etileno para reduzir a quantidade de etileno que escapa com os componentes leves na parte de cima de remoção. Vantajosamente, a parte da energia de arrefecimento no segundo condensador, um fornecido pelo etano ou etileno, na parte superior do extrator é de até 10 % da energia total requerida de arrefecimento no topo do extrator.

[0061] O extrator tem que estar a uma pressão alta o suficiente para operar em temperaturas que não são demasiadas baixas para usar propano líquido ou principalmente propileno líquido como fluido de arrefecimento no topo. Um descascador para recuperar uma sobrecarga compreendendo H2, CH4 e CO e essencialmente de etileno líquido nas partes inferiores operando a 40 barg (4 MPaG) tem uma temperatura de cabeça de cerca de 0 a - 10 ° C e uma temperatura de fundo de cerca de 0 ° C. O mesmo extrator operando a 21 barg (2,1 MPaG) tem uma temperatura de cabeça de - 30 ° C e uma temperatura de fundo de cerca de - 24 ° C. Estas temperaturas e pressões são uma função da proporção de H2, CH4 e CO na fluxo de etileno (A) e, principalmente, da proporção de H2.

[0062] No que se refere à temperatura do fluxo de massa (D), ou seja, a temperatura na parte superior do extrator e depois o primeiro condensador, que varia de - 5 ° C, - 10 ° C ou - 15 ° C a - 45 ° C, - 40 ° C ou - 35 ° C. No que se refere à temperatura do fluxo de refrigerante do passo c) varia de - 10 ° C; - 15 ° C ou - 20 ° C a - 50 ° C, - 45 ° C ou - 40 ° C. No que se refere à temperatura etano líquido ou etileno utilizado na etapa d), que varia de - 60 ° C; - 65 ° C ou - 70 ° C a - 80 ° C, - 85 ° C ou - 90 ° C.

[0063] No que respeita à primeira forma de realização e a zona de adsorção de CO2 de leito fixo, pode ser qualquer componente capaz de remover seletivamente o CO2. A título de exemplo é um comercial de adsorção em leito fixo disponível (PSA para adsorção de pressão oscilante ou TSA para a temperatura de adsorção com modulação), utilizando crivos moleculares ou óxidos básicos, óxidos básicos suportados, átomos de carbono de elevada área superficial, componentes de estrutura de organo - metálico (MOF do) ou mistura dos mesmos. As zeólitas são peneiras moleculares de sílica, tendo de preferência baixos 8 (entre os quais o zeólita A) ou 12 membros (entre os quais o zeólita X) e anéis trocados com alcalino, alcalino - terrosos ou lantanídeos cátions. Outras peneiras moleculares são titanosilicatos cristalinas (materiais da família ETS). Óxidos básicos suportados são de preferência, metais alcalinos, lantanídeos ou terras alcalinas de óxidos suportados em carbonos com alta área superficial, alumina, sílica, zircônia, titânia ou argilas. A remoção de CO2 pode ser levada a cabo com um fluxo de líquido ou com um fluxo gasoso de etileno em função da pressão e temperatura. Um fluxo essencialmente livre de CO2 é recuperado. Uma vez que apenas quantidades vestigiais de CO2 tem que ser removido a partir do etileno, o processo preferido é o ciclo de adsorção oscilante térmico (TSA) tipo. A adsorção de CO2 pode ser realizada em dois ou mais leito adsorvente fixo. O referido adsorvente de leito fixo, uma vez saturado com CO2, pode ser regenerado, enquanto o fluxo principal é tratado por outro leito de adsorção ou em qualquer combinação. Durante a regeneração a dessorção produz um fluxo que pode ser tratada em qualquer lugar. Num processo de ciclo de TSA, a regeneração é feita ao mesmo tempo em que varre o adsorvente saturado com um gás inerte através do aumento da temperatura até dessorção do CO2 ocorre. Eventualmente, o adsorvente saturado pode ser substituído por novo adsorvente e o adsorvente saturado ou ser eliminados ou regenerada ex - situ para utilização posterior. "Essencialmente" deve ser interpretado à luz da continuação da utilização de etileno. No caso de etileno está a ser polimerizado ou oligomerizado de CO2 tem que ser de 1 ppm volume ou menos, e de preferência de 0,5 ppm em volume ou menos.

[0064] Em uma forma de realização a pressão do divisor C2 também referido como um removedor de etano é selecionado para ter uma temperatura de as partes inferiores C2 divisor / removedor de etano, tais como não há oligomerização ou polimerização de compostos oxigenados. Não A título de exemplo, a referida temperatura que não deve exceder 150 ° C e, vantajosamente, superior a 100 ° C. Esta temperatura é função da pressão e da proporção de produtos oxigenados na mistura de oxigenados etano + Hidrocarbonetos C3 + +. Quanto mais elevada for a proporção de produtos oxigenados quanto maior a temperatura. Quanto maior for a pressão, maior é a temperatura. O divisor de C2 / removedor de etano é vantajosamente uma coluna de destilação.

[0065] Um processo de acordo com a primeira forma de realização está descrita na Fig 2. O fluxo de etileno contaminado (A) que é composto, essencialmente de etileno, etano, CO, CO2, H2, CH4, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados foi seco e enviado para o extrator (também referido como um removedor de metano) para produzir - um fluxo de topo que compreende essencialmente C2H4, CO, H2 e CH4, - um fluxo de fundo, que compreende essencialmente etileno, etano, CO2, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, o referido fluxo de fundo do extrator é enviado para o removedor de etano para produzir - um fluxo de fundo, compreendendo essencialmente etano, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, - um fluxo de topo que consiste essencialmente de etileno e CO2, disse sobrecarga de removedor de etano é enviado para uma zona de adsorção de CO2 leito fixo para recuperar um fluxo de etileno, essencialmente isenta de CO2. Uma parte de etileno líquido no tambor de refluxo (também conhecido como decantador) do removedor de etano é expandido e enviado como um fluido de arrefecimento para condensar a primeira fase gasosa na parte superior do extrator.

[0066] Em uma forma de realização do extrator (removedor de metano) e o divisor de C2 / removedor de etano operam à mesma pressão, exceto a queda de pressão entre a remoção de metano e o divisor de C2 / removedor de etano para transferência de fluidos. Vantajosamente, a pressão está na gama de 15 a 45 barg (1 MPaG 0,5 a 4,5 MPaG).

[0067] Em um exemplo específico a pressão do extrator varia de 15 a 35 barg (1 MPaG 0,5 a 3,5 MPaG) e a pressão do removedor de etano e os adsorventes de CO2 é de cerca de 1 ou 2 barg (0,1 a 0,2 MPaG MPaG) correspondente a menos a queda de pressão devido a tubos e equipamentos. Nesta gama de pressão a temperatura na parte superior do extrator e depois o primeiro condensador varia de - 20 a - 30 ° C, a temperatura na parte inferior do extrator varia de - 15 a - 25 ° C, a temperatura na parte superior do removedor de etano e depois as gamas de condensador de - 30 a - 20 ° C e a temperatura na parte inferior do removedor de etano varia entre 75 e 85 ° C.

[0068] Em um exemplo específico da pressão do extrator varia de 20 a 25 barg (2,0 MPaG a 2,5 MPa) e a pressão do removedor de etano e os adsorventes de CO2 é de cerca de 1 ou 2 barg (0,1 a 0,2 MPaG MPaG) menos correspondente à pressão cair devido às tubulações e equipamentos. Nesta gama de pressão a temperatura na parte superior do extrator e depois dos intervalos de condensador de - 22 a - 26 ° C, a temperatura na parte inferior do extrator varia de - 20 a - 24 ° C, a temperatura na parte superior do removedor de etano e depois o gamas de condensador de - 27 a - 22 ° C e a temperatura na parte inferior do removedor de etano varia 78 - 82 ° C.

[0069] Em um outro exemplo específico a pressão do extrator varia 30 - 45 barg (3,0 MPaG a 4,5 MPaG) e a pressão do removedor de etano e os adsorventes de CO2 é de cerca de 5 a 25 barg (0,5 MPaG a 2,5 MPaG) menos. Vantajosamente, a pressão do removedor de etano varia entre 15 e 30 barg (1 MPaG 0,5 a 3,0 MPaG). Nesta gama de pressão ao topo do extrator é condensado a uma temperatura variando de - 20 a - 45 ° C, a temperatura na parte inferior do extrator varia de - 5 a 5 ° C, a temperatura na parte superior do removedor de etano varia de - 25 a - 35 ° C, é condensado a uma temperatura na gama de - 25 a - 35 ° C e a temperatura na parte inferior do removedor de etano varia entre 75 e 85 ° C.

[0070] De preferência, a pressão do extrator varia de 25 a 35 barg (2,5 MPaG a 3,5 MPaG) e a pressão do removedor de etano e os adsorventes de CO2 varia de 20 a 25 barg (2,0 MPaG a 2,5 MPaG). Nesta gama de pressão ao topo do extrator é condensado a uma temperatura variando de - 10 a - 35 ° C, a temperatura na parte inferior do extrator varia de - 5 a - 25 ° C, a temperatura na parte superior do removedor de etano varia de - 28 a - 32 ° C, é condensado a uma temperatura na gama de - 28 a - 32 ° C e a temperatura na parte inferior do removedor de etano varia de 50 a 80 ° C.

EXEMPLOS

[0071] Exemplo 1, de acordo com a invenção.

[0072] O processo de acordo com as Figuras 2 - 3 é operado. Os resultados estão na tabela 1 seguinte:

[0073] Tabela 1

[0074] Fluxo 1 é a saída do arrefecimento rápido após a remoção de água de etanol, fluxo 7 é reciclado na zona de compressão localizada entre o arrefecimento rápido e o extrator como mostrado na Figura 3.

[0075] 25119 kg de C2H4 são produzidos, 73 kg são perdidos no fluxo 3 e 59 kg são perdidos no fluxo 6, o que significa que cerca de 0,5 % são perdidos.

[0076] Exemplo 2, comparativo.

[0077] O processo de acordo com a Figura 4 é operado.Os resultados estão na tabela 2 que se segue.

[0078] Tabela 2

[0079] Continuação da tabela 2

[0080] Em comparação com o exemplo 1, existem componentes muito menos leves na alimentação do extrator, como consequência um condensador de arrefecimento a - 24 ° C é suficiente. Para obter - 24 ° C no lado do processo, o fluido de arrefecimento pode ser propano líquido a 0,5 barg. A perda de C2H4 no topo do extrator é de 78 kg / h. No exemplo 1 para ter uma perda de C2H4 de 73 kg / h no extrator de topo um segundo condensador alimentado com etileno líquido a - 65 ° C é necessário.

[0081] 25.091 kg de C2H4 são produzidos, 78 kg são perdidos no fluxo 3 e 18 kg são perdidos no fluxo 4, o que significa que cerca de 0, 5% são perdidos.

Claims

1. Processo para a remoção de componentes leves a partir de um fluxo de etileno, caracterizado por compreender: a) proporcionar um fluxo de etileno seco (A) que compreende etileno, etano, CO, CO2, H2, CH4, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, oxigenados, b) enviar o referido fluxo (A) para um extrator, também referido como um removedor de metano, para produzir: c) um fluxo de topo, compreendendo etileno, CO, H2 e CH4, d) um fluxo de fundo, compreendendo etileno, etano, CO2, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, em que, a fase gasosa na parte superior do extrator é condensada em um permutador de calor arrefecido por um fluxo refrigerado para obter uma primeira fase gasosa e uma primeira fase líquida, a primeira fase gasosa é condensada em um permutador de calor arrefecido por etano líquido ou etileno líquido para obter uma segunda fase gasosa referida como o fluxo de topo que compreende etileno, CO, H2 e CH4 e uma segunda fase líquida, as primeira e segunda fases líquidas são o refluxo do extrator.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fluxo refrigerado compreender uma mistura de líquidos e, opcionalmente, hidrocarbonetos gasosos de C3 a C4, de preferência o propano líquido e, opcionalmente, gasoso e/ou líquidos e, opcionalmente, propileno gasoso com uma pressão na gama de 30 kPag a 200 kPag.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela pressão do etano líquido ou do etileno líquido varia de 30 kPag a 500 kPag.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fluxo de fundo do extrator compreender etileno, etano, CO2, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados que é adicionalmente purificado para remover compostos oxigenados, bem como o CO2, e obter etileno puro sendo de preferência um etileno de grau polimérico.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por uma parte do etileno ser expandido, de preferência a uma pressão de 30 kPag a 500 kPag, para obter líquido de etileno e o referido líquido de etileno é enviado como um fluido de arrefecimento para condensar a primeira fase gasosa na parte superior do extrator.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por durante a condensação da primeira fase gasosa na parte superior do extrator o etileno retornar para a fase gasosa e ser reciclado.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fluxo de etileno (A) ser feito por remoção de água de etanol e o referido etileno a baixa pressão a partir do condensador é reciclado em qualquer ponto entre a saída do reator de remoção de água e o extrator.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por ainda compreender: (i) c) o envio do referido fluxo de fundo do passo b) a um removedor de etano para produzir - um fluxo de fundo, compreendendo o etano, os hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, - um fluxo de topo que consiste em etileno e CO2, d) enviar o referido fluxo de topo do passo c) para uma zona de adsorção de CO2 em leito fixo para recuperar um fluxo de etileno livre de CO2, ou (ii) c1) enviar o referido fluxo de fundo da etapa b) para uma zona de adsorção de CO2 em leito fixo para recuperar um fluxo livre de CO2, em seguida, enviar o referido fluxo a um removedor de etano para produzir - um fluxo de fundo, compreendendo o etano, o Hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, - um fluxo de topo que consiste em etileno livre de CO2.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por uma parte de etileno líquido no tambor de refluxo do removedor de etano é expandido, preferencialmente a uma pressão que varia de 30 kPag a 500 kPag para obter uma mistura fria de gás e líquido, e enviado como um fluido de arrefecimento para condensar a primeira fase gasosa na parte superior do extrator.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por durante a condensação da primeira fase gasosa na parte superior do extrator o etileno retornar para a fase gasosa e é reciclado.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fluxo de etileno (A) ser feito por remoção de água de etanol e o referido etileno a baixa pressão a partir do condensador é reciclado em qualquer ponto entre a saída do reator de remoção de água e do extrator.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fluxo de etileno seco (A) ser proveniente da remoção de água de etanol.

13. Processo para a remoção de componentes de leves a partir de um fluxo de etileno, caracterizado por compreender: a) proporcionar um fluxo de etileno seco (A) que compreende etano, etileno, CO, CO2, H2, CH4, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, oxigenados, b) separação do referido fluxo de etileno seco (A), em um meio de separação sendo preferencialmente um removedor de metano ou um extrator - um fluxo gasoso de topo (B) que compreende etileno, CO, H2 e CH4, - um fluxo de fundo (C) que compreende etileno, etano, CO2, hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados, em que, c) o arrefecimento do fluxo gasoso de topo (B) a uma temperatura que varia de - 10 ° C a - 45 ° C para obter um primeiro fluxo gasoso (D) e um primeiro fluxo líquido (E), d) arrefecimento do primeiro fluxo gasoso (D) a uma temperatura compreendida entre - 10 ° C a - 45 ° C mais baixa do que a temperatura da etapa c) para obter um segundo fluxo gasoso (F) que compreende etileno CO, H2 e CH4 e um segundo fluxo de líquido (L), e) envio dos primeiro e segundo fluxos de líquido (E) e (G) para o referido meio de separação como um refluxo.

14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o arrefecimento do passo c) ser realizado com um fluxo refrigerante, que compreende uma mistura de líquidos e, opcionalmente, hidrocarbonetos gasosos C3 a C4, mais preferivelmente propano líquido e, opcionalmente, gasoso e / ou propileno líquido e, opcionalmente, gasoso com uma pressão variando a partir de 30 kPag a 200 kPag.

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 13 a 14, caracterizado por o arrefecimento do passo d) ser realizado com etano líquido ou etileno líquido a pressão na gama de 30 kPag a 500 kPag.

16. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 13 a 15, caracterizado por o fluxo de fundo (C) que compreende etileno, etano, CO2, Hidrocarbonetos C3 + e, opcionalmente, compostos oxigenados ser adicionalmente purificado para remover compostos oxigenados, bem como CO2, e obter o fluxo de etileno puro (H) sendo de preferência, um etileno de grau polimérico.

17. Processo, de acordo com as reivindicações 14 a 16 caracterizado por uma parte do referido fluxo de etileno puro (H) ser expandido, de preferência a uma pressão na gama de 30 kPag a 500 kPag, para obter uma mistura fria de líquido e de gás, opcionalmente, o referido líquido é etileno utilizado como fluxo de refrigerante para arrefecer a fluxo gasoso de topo (B).

18. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por durante o arrefecimento do fluxo gasoso de topo (B) o etileno do referido fluxo de etileno puro (H) retornar para a fase gasosa e ser reciclado.