BR112020003234A2

BR112020003234A2 - desidrogenação oxidativa de etano

Info

Publication number: BR112020003234A2
Application number: BR112020003234-4A
Authority: BR
Inventors: Laura Mariel CALVO; Ivana Daniela Esposito Cassibba; Georgios MITKIDIS; Pejman PAJAND; Guus Van Rossum; Maria San Roman Macia; Ronald Jan Schoonebeek; Peter Anton August Klusener
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij B.V.
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2020-08-18
Also published as: PH12020500334A1; EP3668827A1; IL272434A; IL272434B; KR20200038475A; EA202090300A1; CA3071995A1; PL3668827T3; BR112020003234B1; ZA202000479B; PE20200660A1; US20200223769A1; JP2020531444A; HUE055748T2; EP3668827B1; CN111032601A; AU2018319128B2; UA126816C2; MX2020001661A; WO2019034435A1

Abstract

Trata-se de um processo para desidrogenação oxidativa de etano, que com-preende as etapas de: (a) submeter uma corrente que compreende etano a condições de desidrogenação oxidativa; (b) remover água de pelo menos parte do efluente resultante da etapa (a); (c) opcionalmente remover oxigênio não convertido e/ou monóxido de carbono e/ou acetileno de pelo menos parte da corrente que compre-ende etileno, etano não convertido, dióxido de carbono, opcionalmente oxigênio não convertido, opcionalmente monóxido de carbono e opcionalmente acetileno resultante da etapa (b); (d) remover etileno de pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (b) ou (c) por um método de separação de complexação; (e) remover, parcial e seletivamente, dióxido de carbono de pelo menos parte da corrente que compreende etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (d); (f) reciclar pelo me-nos parte da corrente que compreende etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (d) à etapa (a)

Description

“DESIDROGENAÇÃO OXIDATIVA DE ETANO” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um processo para a desidrogenação oxidativa (ODH) de etano.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] É conhecida a desidrogenação oxidativa de etano em um processo de desidrogenação oxidativa (oxidesidrogenação; ODH). Os exemplos de processos de ODH de etano que incluem catalisadores, e outras condições de processos são divul- gados, por exemplo, nos documentos nº US7091377, WO2003064035, US20040147393, WO2010096909 e US20100256432. Os catalisadores de óxido de metal misturados que contêm molibdênio (Mo), vanádio (V), nióbio (Nb) e, opcional- mente, telúrio (Te) como os metais, podem ser usados como tais catalisadores de oxidesidrogenação.

[003] Além disso, é conhecido o uso de dióxido de carbono como diluente nesses processos de ODH de etano. A alimentação de um diluente que compreende dióxido de carbono a uma etapa de ODH de etano é, por exemplo, divulgada no do- cumento US20160326070. Além de etileno e água, o efluente resultante dessa etapa de ODH de etano também compreende etano não convertido e dióxido de carbono. É desejável reciclar o etano não convertido e o diluente de dióxido de carbono para a etapa de ODH de etano. No entanto, uma desvantagem do processo do documento US20160326070 (consultar as Figuras 1 a 5) é que o dióxido de carbono e o etano não convertido são separados do efluente de ODH de etano em duas etapas diferen- tes. Depois que a água é removida do efluente de ODH de etano resultante do pro- cesso da Figura 1 do documento US20160326070, o dióxido de carbono é removido por lavagem, por exemplo, e reciclado no reator. Finalmente, em uma etapa separada do dito processo, o etano é separado do etileno em um separador de C2, e o etano é reciclado para o reator, separadamente do dióxido de carbono.

[004] É um objetivo da presente invenção fornecer um processo de ODH de etano que compreende a alimentação de dióxido de carbono como um diluente para a etapa de ODH de etano, no qual o processo de etano não convertido e diluente de dióxido de carbono podem ser reciclados para a etapa de ODH de etano e o produto de etileno podem ser recuperados de tal maneira que possam ser tecnicamente van- tajosos, simples, eficientes e acessíveis. Tal processo tecnicamente vantajoso resulta, de preferência, em uma baixa demanda de energia e/ou em um baixo gasto de capital.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] Surpreendentemente, verificou-se que o objetivo acima mencionado pode ser obtido separando o etano não convertido e o diluente de dióxido de carbono juntos, e ao mesmo tempo recuperando o produto de etileno, por meio de uma etapa que envolve a separação da complexação e que compreende o contato de pelo menos parte de uma corrente que compreende o dito etano, dióxido de carbono e etileno com um solvente líquido que compreende um agente de complexação, em que a etapa resulta em uma corrente que compreende etileno e uma corrente que compreende etano não convertido e dióxido de carbono, cuja última corrente é subsequentemente reciclada para a etapa de ODH de etano.

[006] Portanto, a presente invenção refere-se a um processo para a desidro- genação oxidativa de etano que compreende as etapas de: (a) submeter uma corrente que compreende etano a condições de desidroge- nação oxidativa, que compreende colocar o etano em contato com oxigênio na pre- sença de um catalisador que compreende um óxido de metal misto, em que a etapa (a) é alimentada com um diluente que compreende dióxido de carbono, resultando em um efluente que compreende etileno, opcionalmente ácido acético, etano não conver- tido, água, dióxido de carbono, opcionalmente oxigênio não convertido, opcionalmente monóxido de carbono e opcionalmente acetileno; (b) remover água de pelo menos parte do efluente resultante da etapa (a),

resultando em uma corrente que compreende etileno, etano não convertido, dióxido de carbono, opcionalmente oxigênio não convertido, opcionalmente monóxido de car- bono e opcionalmente acetileno e uma corrente que compreende água e opcional- mente ácido acético; (c) opcionalmente remover oxigênio não convertido e/ou monóxido de carbono e/ou acetileno de pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido, dióxido de carbono, opcionalmente oxigênio não convertido, opcional- mente monóxido de carbono e opcionalmente acetileno resultante da etapa (b), resul- tando em uma corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono; (d) remover etileno de pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (b) ou (c) por um mé- todo de separação de complexação, que compreende colocar pelo menos parte da dita corrente em contato com um solvente líquido que compreende um agente de com- plexação, resultando em uma corrente que compreende etileno e uma corrente que compreende etano não convertido e dióxido de carbono; (e) reciclar pelo menos parte da corrente que compreende etano não conver- tido e dióxido de carbono resultante da etapa (d) à etapa (a).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007] A Figura 1 representa uma modalidade que abrange as etapas (a) a (e) do processo da presente invenção.

[008] A Figura 2 representa uma modalidade em relação à etapa (d) do pro- cesso da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[009] O processo da presente invenção compreende as etapas (a) a (e), em que a etapa (c) é uma etapa opcional. Essas etapas e outras etapas opcionais são descritas em mais detalhes abaixo.

[010] Assim, o processo da presente invenção compreende as etapas (a) e (b), etapa opcional (c) e etapas (d) e (e). O dito processo pode compreender uma ou mais etapas intermediárias entre as etapas (a) e (b), entre as etapas (b) e (c), entre as etapas (c) e (d) e entre as etapas (e) e (f). Além disso, o dito processo pode com- preender uma ou mais etapas adicionais que antecedem a etapa (a) e/ou após a etapa (f).

[011] Embora o processo da presente invenção e uma composição ou cor- rente usada no dito processo sejam descritos em termos de “compreender”, “conter” ou “incluir” uma ou mais das várias etapas ou componentes, respectivamente, os mes- mos também podem “consistir essencialmente” ou “consistir” nas ditas uma ou mais várias etapas ou componentes descritos.

[012] No contexto da presente invenção, em um caso que uma composição ou corrente compreende dois ou mais componentes, esses componentes devem ser selecionados em uma quantidade geral que não excede 100% em volume ou 100% em peso.

[013] Dentro do presente relatório descritivo, “substancialmente nenhum(a)” significa que não há quantidade presente detectável do componente em questão.

[014] Dentro do presente relatório descritivo, por “etano fresco” entende-se o etano que não compreende etano não convertido. Dentro do presente relatório descri- tivo, por “etano não convertido” entende-se o metano que foi submetido a condições de desidrogenação oxidativa na etapa (a) do processo da presente invenção, porém que não foi convertido. ETAPA (A)

[015] A etapa (a) do presente processo compreende submeter uma corrente que compreende etano a condições de desidrogenação oxidativa (ODH), que compre- ende colocar o etano em contato com oxigênio (O2) na presença de um catalisador que compreende um óxido de metal misto, em que a etapa (a) é alimentada com um diluente que compreende dióxido de carbono, resultando em um efluente que com- preende etileno, opcionalmente ácido acético, etano não convertido, água, dióxido de carbono, opcionalmente oxigênio não convertido, opcionalmente monóxido de car- bono e opcionalmente acetileno.

[016] Na etapa de ODH de etano (a), o etileno é produzido por desidrogena- ção oxidativa de etano. O etileno é formado inicialmente. No entanto, na mesma etapa, o etileno pode ser oxidado em ácido acético. Além disso, na mesma etapa, o etileno pode ser desidrogenado em acetileno (etino). O etano também pode ser convertido diretamente em ácido acético ou acetileno. Ainda mais, na mesma etapa, o monóxido de carbono (CO) e o dióxido de carbono (CO2) podem ser produzidos, por exemplo, por combustão de etano e/ou etileno e/ou ácido acético e/ou acetileno.

[017] Na etapa de ODH de etano (a), um reator pode ser alimentado com etano, oxigênio (O2) e dióxido de carbono (CO2). O reator pode ser alimentado com os ditos componentes juntos ou separadamente. Isto é, o reator pode ser alimentado com uma ou mais correntes de alimentação, adequadamente, correntes de gás, que compreendem um ou mais dentre os ditos componentes. Por exemplo, o reator pode ser alimentado com uma corrente que compreende oxigênio, etano e dióxido de car- bono. Alternativamente, o reator pode ser alimentado com duas ou mais correntes de alimentação, adequadamente, correntes de gás, sendo que as correntes de alimenta- ção podem formar uma corrente combinada no interior do reator. Por exemplo, o reator pode ser alimentado com uma corrente de alimentação compreendendo oxigênio, ou- tra corrente de alimentação compreendendo etano e ainda outra corrente de alimen- tação compreendendo dióxido de carbono separadamente. Na etapa (a) de ODH de etano, um reator na fase gasosa é adequadamente alimentado com etano, oxigênio e dióxido de carbono .

[018] De preferência, na etapa (a) de ODH de etano, ou seja, durante o con- tato do etano com oxigênio na presença de um catalisador, a temperatura é de 300 a

500 °C. Com mais preferência, a dita temperatura é de 310 a 450 °C, com mais pre- ferência, de 320 a 420 °C, com máxima preferência, de 330 a 420 °C.

[019] Além disso, na etapa (a) de ODH de etano, ou seja, durante o contato do alcano com oxigênio na presença de um catalisador, as pressões típicas são 10 a

3.000 kPa ou 10 a 2.000 kPa, isto é, quilopascal (0,1 a 30 bara ou 0,1 a 20 bara, isto é “bar absoluto”). Além disso, de preferência, a dita pressão é de 10 a 1.500 kPa (0,1 a 15 bara), com mais preferência, de 100 a 1.000 kPa (1 a 10 bara), com máxima preferência, de 300 a 1.000 kPa (3 a 10 bara). A dita pressão refere-se à pressão total.

[020] Além de oxigênio e etano, a etapa (a) de ODH de etano também é ali- mentada com o dióxido de carbono também, como um diluente. A etapa (a) de ODH de etano pode ser alimentada com um ou mais diluentes adicionais, selecionados a partir do grupo que consiste nos gases nobres, nitrogênio (N2), vapor (H2O) e metano, adequadamente nitrogênio e metano. No entanto, uma vez que no presente processo a etapa (a) de ODH de etano já é alimentada com o dióxido de carbono como um diluente, não há necessidade de adicionar qualquer diluente adicional. Portanto, ade- quadamente, a etapa (a) de ODH de etano não é alimentada com diluente adicional algum, em particular vapor algum. Algum metano pode ser alimentado à etapa (a) como uma impureza na alimentação de etano à etapa (a). Além disso, a etapa (a) pode ser alimentada com algum nitrogênio como uma impureza na alimentação com oxigênio da etapa (a). Nesses casos, o metano e o nitrogênio funcionam como diluente adicional, além do dióxido de carbono.

[021] Geralmente, a proporção da corrente de alimentação geral à etapa (a) que é atribuível a um diluente está na faixa de 5 a 90% em volume, preferencialmente de 25 a 75% em volume. De preferência, no caso de um reator operado de forma isotérmica, a proporção da corrente de alimentação geral à etapa (a) que é atribuível a um diluente está na faixa de 5 a 90% em volume, preferencialmente de 25 a 75%

em volume e mais preferencialmente de 40 a 60% em volume. Além disso, de prefe- rência, no caso de um reator adiabaticamente operado, a proporção da corrente de alimentação geral à etapa (a) que é atribuível a um diluente está na faixa de 50 a 95% em volume, preferencialmente de 60 a 90% em volume e mais preferencialmente de 70 a 85% em volume.

[022] De preferência, o diluente, com o qual se alimenta a etapa (a), compre- ende de 1 a 100% em volume, mais preferencialmente 5 a 100% em volume, mais preferencialmente 10 a 100% em volume, mais preferencialmente 20 a 100% em vo- lume, mais preferencialmente 40 a 100% em volume, mais preferencialmente 60 a 100% em volume, mais preferencialmente 80 a 100% em volume, mais preferencial- mente 90 a 100% em volume, mais preferencialmente 95 a 100% em volume e mais preferencialmente 99 a 100% em volume de dióxido de carbono, o restante constituído por um ou mais outros diluentes, selecionado a partir do grupo que consiste nos gases nobres, nitrogênio (N2), vapor (H2O) e metano, adequadamente nitrogênio e metano. Outros diluentes que não sejam dióxido de carbono podem ser utilizados em qualquer razão desejada em relação um ao outro. Quando a etapa (a) é alimentada com um ou mais dos ditos diluentes adicionais que não sejam dióxido de carbono, o limite superior para a proporção de dióxido de carbono no diluente pode ser de 20% em volume, preferencialmente 40% em volume, mais preferencialmente 60% em volume, mais preferencialmente 80% em volume, mais preferencialmente 90% em volume, mais preferencialmente 95% em volume e mais preferencialmente 99% em volume.

[023] O oxigênio fornecido à etapa (a) de ODH de etano é um agente oxidante, resultando na desidrogenação oxidativa de etano. O dito oxigênio pode se originar de qualquer fonte, tal como, por exemplo ar. Intervalos adequados para a razão molar entre oxigênio e etano cobrem razões abaixo, na e acima da razão molar estequiomé- trica (que é de 0,5 para a reação de ODH de etano), adequadamente de 0,01 a 1,1,

mais adequadamente de 0,01 a 1, mais adequadamente de 0,05 a 0,8, mais apropri- adamente de 0,05 a 0,7. Em uma modalidade, a razão molar entre oxigênio e etano é de 0,05 a 0,5, mais adequadamente de 0,05 a 0,47, mais adequadamente de 0,1 a 0,45. Além disso, em outra modalidade, a razão molar entre oxigênio e etano é de 0,5 a 1,1, mais adequadamente de 0,53 a 1, mais adequadamente de 0,55 a 0,9. A dita razão entre oxigênio e etano é a razão antes de o oxigênio e o etano entrarem em contato com o catalisador. Em outras palavras, a dita razão entre oxigênio e etano é a razão de oxigênio, com o qual se alimenta, para etano, com o qual se alimenta. Obviamente, após o contato com o catalisador, pelo menos parte do oxigênio e do etano é consumida. Além disso, o dito "etano" na dita razão molar de oxigênio para etano compreende etano fresco e etano reciclado (não convertido).

[024] De preferência, o oxigênio puro ou substancialmente puro (O2) é usado como agente oxidante na etapa (a) do processo da presente invenção. Dentro do pre- sente relatório descritivo, por “pura ou substancialmente pura de oxigênio” é feita re- ferência a oxigênio que pode conter uma quantidade relativamente pequena de um ou mais contaminantes, incluindo por exemplo, nitrogênio (N2), em que essa última quan- tidade pode ser, no máximo, 1% em volume, adequadamente no máximo 7.000 partes por milhão em volume (ppmv), mais adequadamente no máximo 5.000 ppmv, mais adequado no máximo 3.000 ppmv, mais adequado no máximo 1.000 ppmv, mais ade- quado no máximo 500 ppmv, mais adequado no máximo 300 ppmv, mais adequada- mente no máximo 200 ppmv, mais adequado no máximo 100 ppmv, mais adequado no máximo 50 ppmv, mais adequado no máximo 30 ppmv, mais adequado no máximo 10 ppmv.

[025] Alternativamente, no entanto, também é possível usar ar ou ar enrique- cido com oxigênio como agente oxidante na etapa (a). Esse ar ou ar enriquecido com oxigênio ainda compreenderia nitrogênio (N2), em uma quantidade superior a 1% em volume até 78% em volume (ar), adequadamente de 1 a 50% em volume, mais ade- quadamente de 1 a 30% em volume, mais adequadamente 1 a 20% em volume, mais adequadamente 1 a 10% em volume, mais adequadamente 1 a 5% em volume. O dito nitrogênio funcionaria como diluente adicional, além do dióxido de carbono, e termi- naria na corrente que compreende etano não convertido e dióxido de carbono resul- tantes da etapa de separação da complexação (d) do presente processo, pelo menos parte da qual a corrente é reciclada etapa (a) de ODH de etano do presente processo.

[026] A fim de evitar um acúmulo de nitrogênio no presente processo, o nitro- gênio pode ser removido da corrente mencionada acima resultante da etapa (d) antes da reciclagem na etapa (e), por exemplo, por meio de destilação criogênica que é pesada. Além disso, o dito acúmulo pode ser evitado pela purga de parte da corrente que compreende etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (d) antes da reciclagem, conforme descrito a seguir. No entanto, ao purgar uma parte da dita corrente, uma parte do etano não convertido é perdida e não é reciclada na etapa (a). Portanto, como o dióxido de carbono é usado como diluente que é reciclado no presente processo, o oxigênio puro ou substancialmente puro descrito acima é prefe- rencialmente utilizado como agente oxidante na etapa (a) do processo da presente invenção. No entanto, caso a alimentação de oxigênio da etapa (a) ainda compreenda uma quantidade relativamente pequena de nitrogênio, essa pequena quantidade de nitrogênio ainda poderá ser purgada antes da reciclagem na etapa (e), juntamente com dióxido de carbono adicional resultante da produção de dióxido de carbono na etapa (a) e possivelmente na etapa opcional (c).

[027] Na etapa (a), o catalisador de ODH de etano é um catalisador que com- preende um óxido de metal misturado. De preferência, o catalisador de ODH é um catalisador heterogêneo. Além disso, de preferência, o catalisador de ODH é um ca- talisador de óxido de metal misturado que contêm molibdênio, vanádio, nióbio e opci-

onalmente telúrio como os metais, sendo que o catalisador pode ter a seguinte fór- mula: Mo1VaTebNbcOn em que: a, b, c e n representam a razão da quantidade molar do elemento em questão para a quantidade molar de molibdênio (Mo); a (para V) é de 0,01 a 1, de preferência, 0,05 a 0,60, com mais preferência, 0,10 a 0,40, com mais preferência, 0,20 a 0,35, com máxima preferência, 0,25 a 0,30; b (para Te) é 0 ou de > 0 a 1, de preferência, 0,01 a 0,40, com mais preferên- cia, 0,05 a 0,30, com mais preferência, 0,05 a 0,20, com máxima preferência, 0,09 a 0,15; c (para Nb) é de > 0 a 1, de preferência, 0,01 a 0,40, com mais preferência, 0,05 a 0,30, com mais preferência, 0,10 a 0,25, com máxima preferência, 0,14 a 0,20; e n (para O) é um número que é determinado pela valência e pela frequência de elementos diferentes de oxigênio.

[028] A quantidade do catalisador na etapa (a) de ODH de etano não é essen- cial. De preferência, uma quantidade cataliticamente eficaz do catalisador é usada, ou seja, uma quantidade suficiente para promover a reação de oxidesidrogenação de etano.

[029] O reator de ODH que pode ser usado na etapa (a) de ODH de etano pode ser qualquer reator, incluindo reatores de leito fixo e leito fluidizado. Adequada- mente, o reator é um reator de leito fixo.

[030] Os exemplos de processos de oxidesidrogenação, incluindo condições de catalisadores e processo, são, por exemplo, divulgados nos documentos mencio- nados acima nº US7091377, WO2003064035, US20040147393, WO2010096909 e US20100256432 cujas divulgações são incorporadas no presente documento a título de referência.

[031] Na etapa (a) de ODH de etano, forma-se água que acaba na corrente de produto além do produto de etileno desejado. Além disso, como mencionado acima, ácido acético, acetileno, monóxido de carbono e dióxido de carbono podem ser formados na etapa (a). Além disso, a etapa (a) é alimentada com o dióxido de carbono como um diluente. Além disso, parte do etano não é convertida na etapa (a) e pode ser que nem todo o oxigênio seja convertido na etapa (a). Ou seja, a etapa (a) de etano ODH resulta em um efluente que compreende etileno, opcionalmente ácido acé- tico, etano não convertido, água, dióxido de carbono, opcionalmente oxigênio não con- vertido, opcionalmente monóxido de carbono e opcionalmente acetileno. ETAPA (B)

[032] A etapa (b) do presente processo compreende remover a água de pelo menos parte do efluente resultante da etapa (a), resultando em uma corrente que compreende etileno, etano não convertido, dióxido de carbono, opcionalmente oxigê- nio não convertido, opcionalmente monóxido de carbono e opcionalmente acetileno e uma corrente que compreende água e, opcionalmente, ácido acético.

[033] Na etapa de remoção de água (b), água é removida adequadamente por condensação. A água no efluente resultante da etapa (a) pode ser condensada resfri- ando o último efluente a uma temperatura mais baixa, por exemplo, temperatura am- biente, após a qual a água condensada pode ser separada, resultando em uma cor- rente líquida que compreende água condensada.

[034] Na etapa de remoção de água (b), a temperatura pode ser de 10 a 150 °C, por exemplo, de 20 a 80 °C. Adequadamente, na dita etapa (b), a temperatura é pelo menos 10 °C ou pelo menos 20 °C ou pelo menos 30 °C. Além disso, adequada- mente, na dita etapa (b), a temperatura é, no máximo 150 °C ou, no máximo 120 °C ou máximo 100 °C ou máximo 80 °C ou no máximo 60 °C.

[035] Além disso, na etapa de remoção de água (b), as pressões típicas são

10 a 3.000 ou 10 a 2.000 kPa (0,1 a 30 ou 0,1 a 20 bara (isto é, “bar absoluto”)). Além disso, de preferência, a dita pressão é de 10 a 1.500 kPa (0,1 a 15 bara), com mais preferência, de 10 a 1.000 kPa (1 a 10 bara), com máxima preferência, de 300 a 1.000 kPa (3 a 10 bara). A dita pressão refere-se à pressão total.

[036] Em um caso em que a corrente com a qual a etapa de remoção de água (b) foi alimentada compreende adicionalmente um ácido carboxílico, por exemplo, ácido acético e/ou ácido acrílico, o dito ácido carboxílico é removido na etapa de re- moção de água (b) junto da água da dita corrente, adequadamente junto da água, conforme condensada da dita corrente. Durante ou após a etapa de remoção de água (b), pode-se adicionar mais água para facilitar a remoção de qualquer ácido acético.

[037] Assim, a etapa de remoção de água (b) resulta em uma corrente que compreende etileno, etano não convertido, dióxido de carbono, opcionalmente oxigê- nio não convertido, opcionalmente monóxido de carbono e opcionalmente acetileno e uma corrente que compreende água e opcionalmente ácido acético. A última corrente pode ser uma corrente líquida que compreende água condensada e opcionalmente ácido acético. ETAPA OPCIONAL (C)

[038] A etapa opcional (c) do presente processo compreende a remoção op- cional de oxigênio não convertido e/ou monóxido de carbono e/ou acetileno de pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido, dióxido de carbono, opcionalmente oxigênio não convertido, monóxido de carbono opcional- mente e opcionalmente acetileno resultante da etapa (b), resultando em uma corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono.

[039] Caso a corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (b) compreenda adicionalmente oxigênio não conver- tido e/ou monóxido de carbono e/ou acetileno, esses componentes adicionais podem ser removidos na etapa opcional (c) antes da etapa de separação da complexação

(d). Alternativamente, esses componentes adicionais podem ser removidos durante e/ou após a etapa de separação da complexação (d), conforme descrito abaixo. No entanto, é preferível remover esses componentes adicionais antes da etapa de sepa- ração da complexação (d), para evitar qualquer dificuldade em removê-los durante e/ou após a separação da complexação. Por exemplo, o acetileno pode formar uma ligação forte com o agente de complexação na etapa (d). Assim, por remoção de qual- quer acetileno na etapa opcional (c), problemas potenciais associados à presença de acetileno na etapa (d) podem ser vantajosamente evitados. Da mesma forma, além do produto de etileno desejado, também o monóxido de carbono pode se complexar com o agente de complexação na etapa (d). O monóxido de carbono complexa forte- mente com Cu (I) que pode estar presente no agente de complexação usado na etapa (d). Finalmente, o oxigênio pode oxidar o metal, por exemplo Cu (I), a partir de um sal de metal ou complexo metálico que pode ser usado como agente de complexação na etapa (d). Portanto, a remoção de qualquer oxigênio não convertido e/ou monóxido de carbono antes da etapa de separação da complexação (d) também é preferida.

[040] Na etapa opcional (c) do presente processo, qualquer acetileno pode ser removido de qualquer maneira conhecida. Por exemplo, o acetileno pode ser re- movido por hidrogenação seletiva ou por um processo de absorção que utiliza acetona ou dimetilformamida. Hidrogênio (H2) é um agente de hidrogenação que podem ser utilizados para acetileno em etileno hidrogenado. Além disso, de preferência, é utili- zado um catalisador seletivo de hidrogenação de acetileno que favorece a catalisação da hidrogenação de acetileno em etileno sobre a hidrogenação de etileno em etano.

[041] Além disso, na etapa opcional (c) do presente processo, qualquer oxi- gênio não convertido e/ou monóxido de carbono também pode ser removido de qual- quer maneira conhecida. Por exemplo, o oxigênio não convertido e o monóxido de carbono podem ser removidos por oxidação catalítica do monóxido de carbono em dióxido de carbono, em que adequadamente é usado um catalisador de oxidação con- tendo platina ou paládio (ver, por exemplo, o US20160326070 mencionado acima). Adequadamente, em um caso em que tanto o acetileno quanto o oxigênio não con- vertido e o monóxido de carbono são removidos na etapa opcional (c), isso pode ser feito realizando primeiro a hidrogenação seletiva acima descrita de acetileno usando hidrogênio como agente de hidrogenação, seguido pela oxidação descrita acima de monóxido de carbono em dióxido de carbono, de modo que qualquer hidrogênio resi- dual possa reagir com o oxigênio na água.

[042] Alternativamente, na etapa opcional (c) o oxigênio não convertido e o monóxido de carbono podem primeiro ser removidos por destilação, por exemplo, por destilação criogênica, seguida pela hidrogenação seletiva acima descrita de acetileno usando hidrogênio como agente de hidrogenação. Além disso, é possível realizar pri- meiro a hidrogenação seletiva acima descrita de acetileno usando hidrogênio como um agente de hidrogenação, seguido pela dita destilação para remover o oxigênio não convertido, monóxido de carbono e qualquer hidrogênio residual.

[043] No entanto, nos casos acima descritos, é complicado ter de aplicar vá- rias etapas para remover oxigênio não convertido, monóxido de carbono e acetileno antes da etapa de separação da complexação (d). Verificou-se que em uma modali- dade da etapa opcional (c) do presente processo, em um caso em que a corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (b) compreende adicionalmente oxigênio não convertido, monóxido de carbono e op- cionalmente acetileno, estes componentes adicionais são preferencialmente removi- dos vantajosamente em uma etapa por oxidação de monóxido de carbono e qualquer acetileno em dióxido de carbono. Assim, na dita modalidade preferida, a etapa opcio- nal (c) compreende opcionalmente remover oxigênio não convertido, monóxido de carbono e opcionalmente acetileno de pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido, dióxido de carbono, oxigênio não convertido, monóxido de carbono e opcionalmente acetileno resultante da etapa (b), em que o monóxido de carbono e opcionalmente o acetileno são oxidados em dióxido de carbono, resultando em uma corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono. Como com qualquer oxidação de hidrocarbonetos, como acetileno, na dita modalidade preferida, é produzida água no caso de presença de acetileno.

[044] Na dita modalidade preferida da etapa opcional (c), o oxigênio não con- vertido pode ser vantajosamente usado para oxidar o monóxido de carbono e o aceti- leno em dióxido de carbono. Não seria necessário adicionar um agente oxidante adi- cional ou qualquer outro produto químico, como o hidrogênio, que pode ser usado como um agente de hidrogenação para hidrogenar o acetileno, como descrito acima. Além disso, na dita modalidade preferida, não há necessidade de aplicar uma etapa de destilação pesada (criogênica) para remover oxigênio não convertido, monóxido de carbono e qualquer hidrogênio.

[045] Na dita modalidade preferida da etapa opcional (c), a temperatura pode variar dentro de amplas faixas e é geralmente de 20 a 500 °C, e pode ser de 50 a 500 °C ou de 100 a 400 °C. De preferência, na dita etapa (c), a temperatura está na faixa de 100 a 400 °C, com mais preferência, 150 a 300 °C, com mais preferência 170 a 260 °C, com mais preferência 200 a 260 °C. Na dita etapa (c), a temperatura pode ser pelo menos 20 °C ou pelo menos 50 °C ou pelo menos 100 °C ou pelo menos superior a 100 °C ou pelo menos 110 °C ou pelo menos superior a 110 °C ou pelo menos 120 °C ou pelo menos superior a 120 °C ou pelo menos 130 °C ou pelo menos superior a 130 °C ou pelo menos 140 °C ou pelo menos superior a 140 °C ou pelo menos 150 °C ou pelo menos superior a 150 °C ou pelo menos 160 °C ou pelo menos superior a 160 °C ou pelo menos 170 °C ou pelo menos superior a 170 °C ou pelo menos 180 °C ou pelo menos superior a 180 °C ou pelo menos 190 °C ou pelo menos superior a 190 °C ou pelo menos 200 °C ou pelo menos superior a 200 °C ou pelo menos 210 °C ou pelo menos 220 °C ou pelo menos 230 °C ou pelo menos 240 °C. Além disso,

na edita etapa (c), a temperatura pode ser no máximo 500 °C ou no máximo 400 °C ou no máximo 350 °C ou no máximo 340 °C ou no máximo 330 °C ou no máximo 320 °C ou no máximo 310 °C ou no máximo 300 °C ou no máximo 290 °C ou no máximo 280 °C ou no máximo 270 °C ou no máximo 260 °C ou no máximo 250 °C.

[046] Além disso, na dita modalidade preferida da etapa opcional (c), as pres- sões típicas são de 10 a 3.000 ou 10 a 2.000 kPa (0,1 a 30 ou 0,1 a 20 bara (ou seja, "barra absoluta”)). Além disso, de preferência, a dita pressão é de 10 kPa a 1.500 kPa (0,1 a 15 bara), com mais preferência, de 100 a 800 kPa (1 a 8 bara), com mais pre- ferência, de 200 a 700 kPa (2 a 7 bara). A dita pressão refere-se à pressão total.

[047] Além disso, na dita modalidade preferida da etapa opcional (c), oxigênio adicional pode ser fornecido à dita etapa (c). Tal oxigênio adicional é adicionado além do oxigênio a partir da corrente que compreende etileno, etano não convertido, dióxido de carbono, oxigênio não convertido, monóxido de carbono e opcionalmente uma ace- tileno que é fornecida à dita etapa (c). Tal oxigênio adicional pode ser necessário em um caso que o último fluxo não contém oxigênio não convertido suficiente para oxidar todos dentre monóxido de carbono e qualquer acetileno a partir do mesmo fluxo em dióxido de carbono. Tal oxigênio adicional pode ser adicionado direta ou indiretamente à dita etapa (c), em qualquer ponto antes e/ou durante a etapa (c).

[048] Na dita modalidade preferida da etapa opcional (c), oxigênio, monóxido de carbono e opcionalmente acetileno são removidos da corrente que compreende etileno, etano não convertido, dióxido de carbono, oxigênio não convertido, monóxido de carbono e opcionalmente acetileno por oxidação de monóxido de carbono e qual- quer acetileno em dióxido de carbono. Ou seja, o oxigênio não convertido da última corrente é usado para oxidar monóxido de carbono e qualquer alcetileno em dióxido de carbono. Conforme mencionado acima, pode-se utilizar o oxigênio adicional como alimentação para converter completamente todo o monóxido de carbono e alcetileno (caso haja) em dióxido de carbono. Tal oxidação também pode ser denominada de combustão. Desse modo, a dita etapa (c) resulta em uma corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono.

[049] Também está previsto que, em um caso em que o acetileno seja produ- zido na etapa (a) de ODH de etano, esse acetileno possa ser removido como parte da dita modalidade preferida da etapa opcional (c), após a etapa de remoção de água (b), mas antes do acima mencionado de oxidação descrita, em particular por hidroge- nação de acetileno em etileno, como descrito acima.

[050] De modo adequado, na dita modalidade preferida de etapa opcional (c), oxigênio pode ser removido até tal ponto em que a corrente resultante da dita etapa (c) não compreende oxigênio ou uma quantidade residual de oxigênio que é, no má- ximo, 10.000 partes por milhão em volume (ppmv) ou, no máximo, 1,000 ppmv ou, no máximo, 500 ppmv ou, no máximo, 100 ppmv ou, no máximo, 50 ppmv ou, no máximo, 10 ppmv ou, no máximo, 2 ppmv ou, no máximo, 1 ppmv, com base no volume total do fluxo resultante da dita etapa (c). Além disso, adequadamente, na dita modalidade preferida de etapa opcional (c), o monóxido de carbono e qualquer alcetileno pode ser removido até tal ponto em que a corrente resultante da dita etapa (c) não compreende monóxido de carbono e alcetileno ou uma quantidade residual de monóxido de car- bono e alcetileno que é, no máximo, 15% em volume ou, no máximo, 10% em volume ou, no máximo, 5% em volume ou, no máximo, 1% em volume ou, no máximo, 500 partes por milhão em volume (ppmv) ou, no máximo, 100 ppmv ou, no máximo, 50 ppmv ou, no máximo, 10 ppmv ou, no máximo, 2 ppmv ou, no máximo, 1 ppmv, com base no volume total da corrente resultante da dita etapa (c).

[051] A dita modalidade preferida da etapa opcional (c) pode realizada na pre- sença de um catalisador, adequadamente um catalisador de oxidação. Adequada- mente, o dito catalisador de oxidação catalisa a oxidação de monóxido de carbono e qualquer alcetileno no dióxido de carbono. Em particular, adequadamente, o dito ca-

talisador de oxidação catalisa a conversão de monóxido de carbono e qualquer aceti- leno e oxigênio em dióxido de carbono por meio de oxidação de monóxido de carbono e qualquer alcetileno em dióxido de carbono.

[052] Na dita modalidade preferida da etapa opcional (c), qualquer catalisador de oxidação que catalisa a oxidação de monóxido de carbono em dióxido de carbono pode ser usado. Por exemplo, um dentre os catalisadores de oxidação de monóxido de carbono conforme descrito nos documentos nº EP499402A1, US4956330, EP306945A1, EP421169A1, US5157204 e US5446232 pode ser usado na dita etapa (c), cujas divulgações são incorporadas no presente documento a título de referência. De preferência, o dito catalisador também catalisa a oxidação de qualquer alcetileno em dióxido de carbono.

[053] De preferência, o catalisador de oxidação mencionado acima que pode ser usado na dita modalidade preferida da etapa opcional (c) compreende um metal de transição. Com mais preferência, o dito catalisador compreende um ou mais metais selecionados a partir do grupo que consiste em níquel (Ni), cobre (Cu), zinco (Zn), paládio (Pd), prata (Ag), platina (Pt), ouro (Au), ferro (Fe), manganês (Mn), cério (Ce), estanho (Sn), rutênio (Ru) e cromo (Cr), com mais preferência, um ou mais metais selecionados a partir do grupo que consiste em níquel, cobre, zinco, platina e rutênio, com mais preferência, um ou mais metais selecionados a partir do grupo que consiste em níquel, cobre e zinco. Com máxima preferência, o dito catalisador compreende cobre e/ou platina. De modo adequado, o dito catalisador compreende cobre ou pla- tina, mais adequadamente cobre. Por exemplo, o dito catalisador pode compreender cobre e zinco. Em particular, o dito catalisador pode ser um catalisador de óxido de metal, que pode ser um catalisador de óxido de metal reduzido parcialmente, em que o metal (ou metais) é conforme descrito acima, por exemplo, um catalisador que com- preende óxido de cobre e opcionalmente óxido de zinco. O catalisador pode ser um catalisador sustentado, em que um ou mais dentre os ditos metais são transportados por um suporte ou um catalisador não suportado. Caso o catalisador seja um catali- sador sustentado, o suporte pode ser qualquer suporte, por exemplo, alumina, titânia, sílica, zircônia ou carbeto de silício, adequadamente, alumina. Além disso, o catalisa- dor sustentado pode ter qualquer formato, incluindo comprimidos e extrudados, ou pode ser revestido em um substrato.

[054] Em alguns casos, na dita modalidade preferida da etapa opcional (c), pode não ser possível ou pode-se desejar não remover completamente oxigênio, mo- nóxido de carbono e opcionalmente acetileno por oxidação de monóxido de carbono e opcionalmente acetileno em dióxido de carbono, com o uso de oxigênio não conver- tido e qualquer oxigênio adicional, conforme descrito acima. Se for o caso, e caso seja desejado remover qualquer quantidade restante de oxigênio e/ou monóxido de car- bono e/ou acetileno, após a dita oxidação, um tratamento de remoção adicional pode ser realizado como parte da dita modalidade preferida da etapa opcional (c). Tal tra- tamento de remoção adicional pode compreender passar a corrente através de um leito de proteção que compreende um sorvente (adsorvente e/ou absorvente) que tem capacidade de sorver seletivamente qualquer oxigênio, monóxido de carbono e aceti- leno restante. ETAPA (D)

[055] A etapa (d) do presente processo compreende remover etileno de pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (b) ou (c) por um método de separação de complexação, que compreende colocar pelo menos parte da dita corrente em contato com um sol- vente líquido que compreende um agente de complexação, resultando em uma cor- rente que compreende etileno e uma corrente que compreende etano não convertido e dióxido de carbono.

[056] Na etapa (d) do presente processo, pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa

(b) ou (c) é submetida a um método de separação por complexação. Nesse método de separação por complexação, as olefinas (etileno) podem ser removidas seletiva- mente das não olefinas (etano não convertido). Na presente invenção, vantajosa- mente, o etileno não é apenas seletivamente separado do etano não convertido pelo método de separação da complexação, mas também do diluente de dióxido de car- bono que pode estar presente em uma quantidade relativamente grande e cujo dilu- ente também precisa ser reciclado, assim como o etano não convertido. Na alimenta- ção da etapa (d) do presente processo, a quantidade de dióxido de carbono, com base na quantidade total de etileno, etano não convertido e dióxido de carbono, pode ser de 1 a 99% em volume, preferencialmente de 5 a 95% em volume, mais preferencial- mente de 10 a 90% em volume, mais preferencialmente de 20 a 85% em volume, mais preferencialmente de 30 a 80% em volume, mais preferencialmente de 40 a 75% em volume, mais preferencialmente de 50 a 70% em volume. Além disso, a dita quanti- dade de dióxido de carbono pode ser de pelo menos 1% em volume, ou pelo menos 5% em volume, ou pelo menos 10% em volume, ou pelo menos 20% em volume, ou pelo menos 30% em volume, ou pelo menos 40% em volume ou pelo menos 50% em volume. Além disso, a dita quantidade de dióxido de carbono pode ser de no máximo 99% em volume, ou no máximo de 95% em volume, ou no máximo em 90% em vo- lume, ou em no máximo 85% em volume, ou em no máximo 80% em volume, ou em no máximo 75% em volume, ou no máximo 70% em volume.

[057] Na presente invenção, o método de separação de complexação acima mencionado compreende colocar pelo menos parte da corrente que compreende eti- leno, etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (b) ou (c) em contato com um solvente líquido que compreende um agente de complexação. O agente de complexação é dissolvido no dito solvente líquido. Isto é, o método de se- paração por complexação na etapa (d) do presente processo compreende a chamada separação por complexação por absorção. Nessa separação da complexação por ab- sorção, o etileno é preferencialmente complexado em relação ao agente de comple- xação que é dissolvido no solvente líquido.

[058] Geralmente, a separação de complexação de olefinas usa um agente de complexação para formar seletivamente um complexo reversível, de preferência um complexo de ligação , com as olefinas:

[059] Olefina + Agente de Complexação  Complexo de Agente de Olefina

[060] A reversibilidade da reação de complexação permite que a olefina seja capturada e liberada deslocando a direção do equilíbrio da reação. A reação de com- plexação direta é favorecida por maior pressão parcial de olefina e temperatura mais baixa, enquanto a reação de dessorção reversa é favorecida por menor pressão par- cial de olefina e maior temperatura. Portanto, um ciclo de complexação/dessorção pode ser gerado balançando a pressão, a temperatura ou ambas.

[061] De preferência, na presente invenção, a etapa de separação da com- plexação (d) compreende o seguinte ciclo de subetapas: (d1) colocar pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (b) ou (c) em contato com o sol- vente líquido que compreende o agente de complexação, resultando em uma corrente que compreende etano não convertido e dióxido de carbono, em pelo menos parte da qual a corrente é reciclada na etapa (e) à etapa (a) e uma corrente líquida que com- preende solvente, agente de complexação e etileno complexado; e (d2) dessorver etileno complexado de pelo menos parte da corrente líquida que compreende solvente, agente de complexação e etileno complexado resultante da etapa (d1), resultando em uma corrente que compreende etileno dessorvido e uma corrente líquida que compreende solvente e agente de complexação; e (d3) reciclar pelo menos parte da corrente líquida que compreende solvente e agente de complexação resultante da etapa (d2) à etapa (d1).

[062] Na etapa (d) do presente processo, um agente de complexação ade- quado é aquele que forma seletiva e reversivelmente um complexo com etileno, e não ou substancialmente não com etano não convertido e dióxido de carbono. O agente de complexação pode estar na forma de um sal de metal ou um complexo metálico que é solúvel no solvente líquido. Podem ser utilizados sais ou compostos de prata (I) ou cobre (I), isoladamente ou combinados com outro metal, como o alumínio. O agente de complexação é preferencialmente um sal de metal, que ainda contém preferenci- almente um íon prata (I) ou um íon cobre (I), mais preferencialmente um íon prata (I). Opcionalmente, uma mistura de agentes de complexação pode ser empregada, por exemplo, uma mistura de sais de cobre e prata.

[063] Os sais contendo íon prata (I) adequados incluem nitrato de prata, tetra- fluoroborato de prata, hexafluorossilicato de prata, hidroxitrifluoroborato de prata, tri- fluoroacetato de prata, perclorato de prata, triflato de prata (CF3SO2O-Ag+) e hexaflu- oroantimonato de prata (V) (SbF6-Ag+). Os sais contendo íon cobre (I) adequados in- cluem nitrato cuproso; halogenetos cuprosos, tais como cloreto cuproso; sulfato cu- proso; sulfonato cuproso; carboxilatos cuprosos; sais cuprosos de ácidos fluorocarbo- xílicos, tais como trifluoroacetato cuproso e perfluoroacetato cuproso; acetilacetonato fluoretado cuproso; hexafluoroacetilacetonato cuproso; dodecilbenzenossulfonato cu- proso; halogenetos de cobre-alumínio, como tetracloreto de alumínio cuproso; CuAlCH3Cl3; CuAlC2H5Cl3; e cianotricloreto de alumínio cuproso. O nitrato de prata é o agente de complexação mais preferido.

[064] A concentração do agente de complexação no solvente líquido deve ser tal que substancialmente todo agente de complexação seja dissolvido nesse solvente, o que depende da (máxima) solubilidade do dito agente no dito solvente. Por exemplo, o nitrato de prata tem uma solubilidade (em água) de 10,9 molar (75,4% em peso) a 35 °C. Geralmente, a concentração do agente de complexação pode ser de 1 a 10 molar, mais adequadamente 1 a 8 molar, mais adequadamente 1 a 6 molar, mais adequadamente 2 a 5 molar, mais adequadamente 2,5 a 4 molar.

[065] Qualquer solvente líquido adequado ou mistura de solventes líquidos pode ser utilizado na etapa (d) para dissolver o agente de complexação. Dentro da relatório descritivo, por "solvente líquido" é feita referência a um solvente que está no estado líquido a uma temperatura de 25 °C e a uma pressão de 1 atmosfera. Prefe- rencialmente, o dito solvente líquido é água, um solvente orgânico, um líquido iônico ou uma mistura dos mesmos. A água é a mais preferida.

[066] A água pode ser usada como solvente para sais de prata ou cobre, en- quanto solventes de hidrocarbonetos, como solventes aromáticos, podem ser usados para sais que contêm ligantes orgânicos. A água é o solvente preferido porque o etano e outras não olefinas, como o nitrogênio, são extremamente fracamente solúveis em soluções aquosas. Por outro lado, o etano tem uma maior solubilidade em solventes de hidrocarbonetos. As olefinas, como o etileno, têm solubilidade suficiente em água para que a transferência de massa para o agente de complexação dissolvido ocorra a uma taxa razoável.

[067] Como mencionado acima, o solvente líquido a ser usado para dissolver o agente de complexação pode ser um líquido iônico. Conforme definido por Wassers- cheid e Keim em “Angewandte Chemie” 2000, 112, páginas 3926 a 3945, líquidos iônicos são sais que derretem a uma temperatura relativamente baixa. Portanto, líqui- dos iônicos já são líquidos a temperaturas relativamente baixas. Além disso, eles ge- ralmente não são combustíveis e não têm pressão de vapor mensurável. Dentro do relatório descritivo, "líquido iônico" significa um sal que tem um ponto de fusão ou faixa de fusão abaixo de 100 °C.

[068] Líquidos iônicos são formados a partir de íons positivos e íons negativos (cátions e ânions, respectivamente), mas têm carga neutra em geral. Os íons positivos e também negativos são predominantemente monovalentes, mas também são possí-

veis ânions e/ou cátions multivalentes que têm até cinco, preferencialmente até qua- tro, particularmente preferencialmente até três e particularmente preferencialmente até duas cargas elétricas. As cobranças nos respectivos íons são localizadas ou des- localizadas.

[069] Em um caso em que na presente invenção um líquido iônico é usado para dissolver o agente de complexação, o dito líquido iônico pode compreender um cátion que é um íon N,N'-dialquilimidazólio ou um íon N-alquilpiridínio, preferencial- mente um íon N,N'-dialquilimidazólio.

[070] Os grupos alquila no íon N,N’-dialquilimidazólio mencionado acima e íon N-alquilopiridínio podem ser grupos C1-C10 alquila, preferencialmente grupos C1-C4 alquila. Exemplos de grupos C1-C10 alquila adequados são metila, etila, propila, iso- propila, n-butila, sec-butila, terc-butila, pentila, hexila, heptila, octila, 2-etil-hexila, 2,4,4-trimetilpentila e decila. De preferência, o cátion do líquido iônico é um íon N,N'- dialquilimidazólio, de preferência um íon N,N'-dialquilimidazólio em que os grupos al- quila são grupos C1-C10 alquila, como descrito aqui anteriormente, preferencialmente grupos C1-C4 alquila como descrito acima.

[071] Um íon N,N'-dialquilimidazólio particularmente preferido é o íon 1-butil- 3-metilimidazólio (íon BMIM). Outro íon N,N'-dialquilimidazólio particularmente prefe- rido é o íon 1,3-dimetilimidazólio (íon DMIM). Ainda outro íon N,N'-dialquilimidazólio particularmente preferido é o íon 1-etil-3-metilimidazólio (íon EMIM).

[072] Em um caso em que na presente invenção um líquido iônico é usado para dissolver o agente de complexação, o dito líquido iônico pode compreender um ânion que é selecionado a partir do grupo que consiste em íon tetrafluoroborato (BF4- ), íons alcoxifosfonato, íons alquilssulfonato, íon hexafluorofosfato (PF6-) e íons amida. Mais preferencialmente, o dito ânion é selecionado a partir do grupo que consiste em íon tetrafluoroborato, íons alcoxifosfonato e íons amida. Mais preferencialmente, o dito ânion é o íon tetrafluoroborato.

[073] O íon alcoxifosfonato acima mencionado é da fórmula RO-PH(=O)O-, em que R é um grupo alquila, preferivelmente um grupo C1-C10 alquila, mais preferi- velmente um grupo C1-C4 alquila. Exemplos de grupos C1-C10 alquila adequados são metila, etila, propila, isopropila, n-butila, sec-butila, terc-butila, pentila, hexila, heptila, octila, 2-etil-hexila, 2,4,4-trimetilpentila e decila. Um íon alcoxifosfonato particular- mente preferido é o íon metoxifosfonato.

[074] O íon alquilssulfonato mencionado acima é da fórmula R-S(=O)2O-, em que R é um grupo alquila, preferivelmente um grupo C1-C10 alquilo, mais preferivel- mente um grupo C1-C4 alquila. Exemplos de grupos C1-C10 alquila adequados são metila, etila, propila, isopropila, n-butila, sec-butila, terc-butila, pentila, hexila, heptila, octila, 2-etil-hexila, 2,4,4-trimetilpentila e decila.

[075] O íon amida mencionado acima é da fórmula R-N--R’ em que R e R' podem ser iguais ou diferentes e são de preferência substituintes que retiram elétrons. Substituintes que retiram elétrons, em geral, são substituintes que afastam elétrons de um local rico em elétrons em uma molécula, neste caso do átomo de nitrogênio rico em elétrons no dito íon amida. Preferencialmente, R e R’ são selecionados a partir do grupo que consiste em ciano e alcanossulfonila.

[076] Um íon amida particularmente preferido é o íon dicianamida, isto é, um íon da dita fórmula R-N--R', em que R e R' são ciano.

[077] A dita alcanossulfonila substituinte no dito íon amida é da fórmula R- S(=O)2- em que R é um grupo alquila, preferivelmente um grupo C1-C12 alquila, mais preferivelmente um grupo C1-C4 alquila, por exemplo, metila, etila ou n-butila. Esses grupos alquila podem ser lineares ou ramificados. Além disso, o dito grupo alquila pode ser substituído com um ou mais átomos de halogênio. A dita alcanossulfonila substituinte é de preferência uma trihalogenmetanossulfonila substituinte que é da fór- mula CX3-S(=O)2- em que X é um átomo de halogênio selecionado a partir do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo e iodo. Mais preferencialmente, o dito átomo de halogênio é flúor. Mais preferencialmente, o dito substituinte trihalogenmetanossulfo- nila é trifluorometanossulfonila (CF3-S(=O)2-).

[078] Em um caso em que na presente invenção é usado um líquido iônico para dissolver o agente de complexação, o líquido iônico compreende preferencial- mente um íon N,N'-dialquilimidazólio, como descrito acima, como o cátion e um íon tetrafluoroborato como ânion. De preferência, o dito íon N,N'-dialquilimidazólio é o íon 1-butil-3-metilimidazólio ou o íon 1-etil-3-metilimidazólio, mais preferencialmente o íon 1-butil-3-metilimidazólio.

[079] Geralmente, líquidos iônicos adequados que podem ser usados para dissolver o agente de complexação são divulgados em "Potential of Silver-Based Room-Temperature Ionic Liquids for Ethylene/Ethane Separation", Galan Sanchez et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2009, 48, páginas 10650 a 10656, em particular na Tabela 1 do dito artigo, cuja divulgação é aqui incorporada por referência. Outros líquidos iônicos adequados são divulgados em "Olefin Paraffin Separation Using Ionic Liquids”, Goodrich, Cat. Rev., 2015, 28, páginas 9 a 13, cuja divulgação é aqui incorporada por referência. Ainda outros líquidos iônicos adequados são divulgados nos documentos WO201108664, WO200359483, WO200198239 e GB2383328, cujas divulgações são aqui incorporadas por referência.

[080] Além disso, está previsto que na etapa de separação da complexação (d) do presente processo, um líquido iônico seja usado como solvente líquido que compreende o agente de complexação. Nesse caso, o líquido iônico é simultanea- mente o dito solvente líquido e o dito agente de complexação. De preferência, esse líquido iônico compreende um íon prata (I) ou um íon cobre (I), mais preferencialmente um íon prata (I). Além disso, o ânion em tal líquido iônico pode ser um ânion como descrito acima. Exemplos de tais líquidos iônicos que podem ser utilizados dessa ma- neira são a prata (I) bis(trifluorometanossulfonil) amida que é da fórmula [(CF3-S(=O)2- )2N]-Ag+ (Ag[NTf2]) e fosfato de prata (I) tris(perfluoroetil) trifluoro, que é da fórmula

[(CF3CF2)3F3P]-Ag+ (Ag[FAP]). Estes e outros líquidos iônicos de íons prata (I) ade- quados são divulgados em "Liquid silver tris(perfluoroethyl) trifluoro phosphate salts as new media for propene/propane separation", Pliquette et al., Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18, páginas 28242 a 28253. No entanto, para estes líquidos iônicos, ainda é preferido que um solvente líquido adicional, por exemplo outro líquido iônico que não possua um íon metálico como cátion, seja adicionado para liquefazer e/ou diluir o líquido iônico contendo íons metálicos.

[081] Além do agente de complexação, o solvente líquido pode compreender um modificador ou mistura de modificadores, como um ácido, um sal que não com- plexa olefinas, um agente oxidante ou um composto orgânico funcional. Esse modifi- cador pode ser utilizado para aumentar a solubilidade e/ou estabilidade do agente de complexação no solvente. Exemplos adequados de modificadores de ácido são ácido nítrico (HNO3) e ácido fluorobórico (HBF4). Além disso, esse modificador de ácido, especialmente o ácido nítrico, pode reduzir a solubilidade física do dióxido de carbono no solvente líquido, o que simplifica vantajosamente a separação do dióxido de car- bono do etileno na etapa de separação da complexação (d). Em um caso em que na presente invenção é usado um líquido iônico para dissolver o agente de complexação, é preferível que o ânion do modificador de ácido (por exemplo, HBF4) corresponda ao do líquido iônico.

[082] O nitrato de prata é o agente de complexação mais preferido na prática da presente invenção. O nitrato de prata tem alta solubilidade e é muito estável na água. Além disso, qualquer prata elementar que seria formada pode ser facilmente reconvertida em nitrato de prata, usando uma pequena quantidade de ácido nítrico. Assim, preferencialmente, na etapa (d) da presente invenção, é utilizada uma solução aquosa que compreende nitrato de prata como agente de complexação. A última so- lução aquosa compreende ainda preferencialmente ácido nítrico como um modifica- dor.

[083] Na etapa de complexação acima mencionada (d1), pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resul- tante da etapa (b) ou (c) é colocada em contato com o solvente líquido que compre- ende o agente de complexação. A pressão parcial de etileno na dita etapa (d1) pode ser de 50 a 3.000 kPa (0,5 a 30 bar), mais adequadamente de 100 a 2.000 kPa (1 a 20 bar), mais adequadamente de 200 a 1.000 kPa (2 a 10 bar). A pressão parcial de etileno na etapa (d1) pode ser pelo menos aproximadamente tão alta quanto a pressão parcial de etileno na corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (b) ou (c) ou superior. De preferência, a pressão par- cial de etileno é aumentada antes da etapa (d1), por exemplo, por compressão em um compressor. Além disso, a temperatura do solvente líquido, com o qual se alimenta a dita etapa (d1), é preferencialmente abaixo de 50 °C, mais preferencialmente abaixo de 40 °C, e pode ser de -20 a 75 °C, mais apropriadamente de 0 a 50 °C, mais apro- priadamente de 10 a 40 °C. Durante a etapa (d1), um aumento excessivo da tempe- ratura pode ser evitado pelo resfriamento interno.

[084] A etapa (d1) pode ser realizada em uma coluna de fluxo de contracor- rente. De preferência, o fundo da dita coluna é alimentado com pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resul- tante da etapa (b) ou (c), e o topo da dita coluna é alimentado com o solvente líquido que compreende o agente de complexação. A dita coluna pode conter uma embala- gem ou bandejas, de preferência uma embalagem. A recuperação do etileno na etapa de complexação (d1) é preferencialmente acima de 95%, mais preferencialmente acima de 98%.

[085] Na etapa de dessorção (d2) acima mencionada, o etileno complexado é dessorvido de pelo menos parte da corrente líquida que compreende solvente, agente de complexação e etileno complexado resultante da etapa (d1). Na presente invenção, a dessorção na etapa (d2) pode ser efetuada diminuindo a pressão parcial do etileno ou aumentando a temperatura ou por ambas. É preferida uma combinação de diminuir a pressão parcial de etileno e aumentar a temperatura. A pressão total na dita etapa (d2) pode ser de 0,1 a 500 kPa (1 mbar a 5 bar), mais adequadamente de 0,1 a 300 kPa (1 mbar a 3 bar), mais adequadamente de 50 a 150 kPa (0,5 a 1,5 bar). Além disso, a temperatura da corrente líquida, com a qual se alimenta a dita etapa (d2), pode ser de 55 a 130 °C, mais adequadamente de 65 a 130 °C, mais adequadamente de 80 a 120 °C. Preferencialmente, a temperatura da dita corrente líquida é aumen- tada antes da alimentação da etapa (d2), por exemplo, por aquecimento. A recupera- ção de etileno na etapa de dessorção (d2) é preferencialmente acima de 95%, mais preferencialmente acima de 98%. A corrente líquida que compreende solvente e agente de complexação resultante da etapa de dessorção (d2) é reciclada para a etapa de complexação (d1), preferencialmente após o resfriamento.

[086] Na etapa de complexação acima mencionada (d1), uma parte do etano não convertido e dióxido de carbono pode ser fisicamente absorvida (dissolvida) no solvente líquido, não complexada com o agente de complexação (doravante denomi- nado etano não convertido "absorvido" e dióxido de carbono). Em um caso em que a corrente líquida resultante da etapa (d1) compreende solvente, agente de complexa- ção, etileno complexado e etano não convertido absorvido e dióxido de carbono, é preferível remover o dito etano e dióxido de carbono não convertido da dita corrente líquida antes de alimentá-lo à etapa de dessorção (d2). Nesse caso, preferencial- mente, etano não convertido absorvido e dióxido de carbono são retirados de pelo menos parte da dita corrente líquida entrando em contato com uma corrente que com- preende etileno, resultando em uma corrente que compreende etileno, etano não con- vertido e dióxido de carbono, em que a etapa (d1) é alimentada com pelo menos parte da corrente, e uma corrente líquida que compreende solvente, agente de complexação e etileno complexado, em que a etapa (d2) é alimentada com pelo menos parte de tal corrente líquida. De preferência, na dita etapa de remoção, a pressão parcial de eti- leno e a temperatura não são substancialmente alteradas, de modo a evitar qualquer dessorção prematura antes da etapa (d2).

[087] A etapa de remoção acima mencionada pode ser realizada em uma co- luna de fluxo de contracorrente. Preferencialmente, o topo da dita coluna é alimentado com pelo menos parte da corrente líquida resultante da etapa (d1), e o fundo da dita coluna é alimentado com a corrente de remoção compreendendo etileno.

[088] Se o acetileno for formado na etapa de ODH de etano (a) e não for re- movido na etapa opcional (c), o acetileno pode estar presente no passo de separação da complexação (d). Como mencionado acima, o acetileno pode formar uma ligação forte com o agente de complexação na etapa (d). Os acetilenos que contêm um hidro- gênio ativo podem formar compostos de acetileto de prata ou cobre que possuem solubilidade limitada em solução aquosa e não se decompõem durante a dessorção, para que possam se acumular até precipitar. Isso consome agente de complexação e pode interferir no fluxo e gerar um risco à segurança. Esses precipitados são suscetí- veis à detonação, especialmente quando secos, portanto, é necessário tomar precau- ções para lidar com eles de maneira eficaz. Uma maneira de lidar com isso é manter a concentração de acetileto de prata em um nível seguro usando o permanganato de prata como oxidante. Uma pequena corrente lateral pode ser retirada do dessorvedor e aquecida, por exemplo, a 75 °C, sob vácuo parcial. O permanganato de prata sólido é adicionado para destruir o acetileto, que forma dióxido de carbono e íon prata livre. O dióxido de manganês resultante precipita e é filtrado da solução. Isso recupera a prata sem adicionar um íon estranho. Dados e tratamento de acetiletos de prata são fornecidos em US4174353, cuja divulgação é aqui incorporada por referência.

[089] Se o monóxido de carbono for formado na etapa de ODH de etano (a) e não for removido na etapa opcional (c), o monóxido de carbono poderá estar presente na etapa de separação da alimentação (d). Como mencionado acima, além do produto de etileno desejado, também o monóxido de carbono pode se complexar com o agente de complexação na etapa (d). O monóxido de carbono complexa fortemente com Cu (I) que pode estar presente no agente de complexação usado na etapa (d). No último caso, esse monóxido de carbono complexado não é removido na etapa de remoção acima mencionada, mas seria dessorvido, juntamente com o etileno, na etapa de des- sorção (d2) acima mencionada, resultando em uma corrente que compreende etileno e carbono monóxido.

[090] Se nem todo o oxigênio for convertido na etapa de ODH de etano (a) e o oxigênio não convertido não for removido na etapa opcional (c), o oxigênio poderá estar presente na etapa de separação de alimentação (d). Como mencionado acima, o oxigênio pode oxidar o metal, por exemplo Cu (I), a partir de um sal de metal ou complexo de metal que pode ser usado como agente de complexação na etapa (d). Qualquer oxigênio pode ser removido na etapa de complexação acima mencionada (d1) como parte da corrente que compreende etano não convertido e dióxido de car- bono.

[091] Além disso, o hidrogênio (H2) podem estar presentes na alimentação para o passo de separação de complexação (d). O hidrogênio pode causar uma redu- ção gradual de Ag (I) em prata metálica. É preferível eliminar essa redução de prata para evitar que a prata se perca formando partículas coloidais e plaqueando as super- fícies. A adição de pequenas quantidades de peróxido de hidrogênio juntamente com um nível de manutenção de ácido nítrico na solução pode estabilizar a prata dissolvida contra a precipitação. Mais informações sobre esse método são fornecidas em US4174353, cuja divulgação é aqui incorporada por referência. ETAPA (E)

[092] A etapa (e) do presente processo compreende a reciclagem de pelo me- nos parte da corrente que compreende etano não convertido e dióxido de carbono resultantes da etapa (d) à etapa (a).

[093] A corrente de reciclagem compreendendo etano não convertido e dió- xido de carbono resultante da etapa (d) pode compreender de 5 a 90% em volume de dióxido de carbono, mais adequadamente de 10 a 80% em volume, mais adequada- mente de 20 a 70% em volume. Além disso, a dita corrente de reciclagem pode com- preender de 10 a 95% em volume de etano não convertido, mais adequadamente entre 20 e 90% em volume e mais adequadamente entre 30 e 80% em volume. Além disso, a dita corrente de reciclagem pode compreender metano, nitrogênio, monóxido de carbono e/ou oxigênio. Adequadamente, a quantidade de metano é inferior a 20% em volume, mais adequadamente em menos de 10% em volume, mais adequada- mente em menos de 5% em volume. Além disso, adequadamente, a quantidade total de nitrogênio, monóxido de carbono e/ou oxigênio é inferior a 10% em volume, mais adequadamente em menos de 5% em volume, mais adequadamente em menos de 3% em volume. O dito metano pode se originar da alimentação do etano fresco à etapa (a) de ODH de etano. Além disso, o dito nitrogênio pode se originar da alimentação com oxigênio fresco da etapa (a) de ODH de etano.

[094] Preferencialmente, antes de reciclar o etano para a etapa de ODH (a), a corrente acima mencionada compreendendo etano não convertido e dióxido de car- bono resultante da etapa (d) é dividida em pelo menos duas subcorrentes, em que pelo menos uma subcorrente dividida é reciclada na etapa (a) e pelo menos uma sub- corrente dividida não é reciclada para a etapa (a). A corrente (ou corrente) não reci- clada é removida do processo (purgado) e, portanto, pode ser descartado. A propor- ção de (i) a subcorrente (ou subcorrentes) dividida reciclada na etapa (a) a (ii) a cor- rente total antes da divisão é preferencialmente de 80 a 99,9% em volume, mais pre- ferencialmente de 85 a 99% em volume, mais preferencialmente de 90 a 98% em volume, mais preferencialmente de 90 a 95% em volume. Além disso, a dita proporção pode ser de pelo menos 80% em volume ou pelo menos 85% em volume ou pelo menos 90% em volume ou pelo menos 95% em volume ou pelo menos 97% em vo- lume ou pelo menos 98% em volume ou pelo menos 99% em volume ou pelo menos 99,5% em volume. Além disso, a dita proporção pode ser no máximo 99,9% em vo- lume ou no máximo 99,7% em volume ou no máximo 99,5% em volume ou no máximo 99,3% em volume ou no máximo 99% em volume ou no máximo 98% em volume ou no máximo 95% em volume. Vantajosamente, em um caso em que o dióxido de car- bono adicional é produzido na etapa de ODH de etano (a) e possivelmente na etapa opcional (c), esse dióxido de carbono adicional pode ser removido dividindo a corrente de reciclagem antes da reciclagem, de modo que a quantidade de diluente de dióxido de carbono com a qual a etapa de ODH de etano (a) é alimentada pode ser mantida constante.

[095] Uma vantagem adicional no caso acima mencionado de separação an- tes da reciclagem é que, ao mesmo tempo em que se remove dióxido de carbono adicional produzido na etapa (a) e possivelmente na etapa opcional (c), um acúmulo de certos componentes no presente processo também pode ser vantajosamente evi- tado, purgando uma porção da corrente de reciclagem antes da reciclagem. Os ditos componentes adicionais que podem ser vantajosamente purgados compreendem, por exemplo, metano da alimentação de etano fresco e nitrogênio da alimentação de oxi- gênio, como mencionado acima. Assim, esse procedimento de separação e purga tem a vantagem adicional de que a alimentação com o etano fresco da etapa (a) pode conter uma certa quantidade de impureza de metano, adequadamente até 5% em volume, ou até 3% em volume, ou até 2% em volume, ou até 1% em volume ou até

5.000 partes por milhão em volume (ppmv) ou até 2.000 ppmv ou até 1.000 ppmv ou até 500 ppmv. Da mesma forma, a alimentação com oxigênio da etapa (a) pode conter uma certa quantidade de impureza de nitrogênio, adequadamente até 5% em volume ou até 3% em volume ou até 2% em volume ou até 1% em volume ou até 5.000 partes por milhão em volume (ppmv) ou até 2.000 ppmv ou até 1.000 ppmv ou até 500 ppmv.

Purgando parte do fluxo de reciclagem para a etapa (a), os níveis desses componen- tes na etapa (a) também podem ser vantajosamente estabilizados.

ETAPAS OPCIONAIS ADICIONAIS

[096] Opcionalmente, qualquer propano é removido da corrente contendo etano em uma etapa de pré-separação antes da alimentação da etapa (a), por exem- plo, por meio de destilação. Assim, em um caso em que o propano está presente na alimentação com etano, é preferível que, em uma etapa anterior à etapa (a) do pre- sente processo, uma coluna de destilação para obter uma corrente que compreende propano e uma corrente que compreende etano seja alimentada com a corrente que compreende etano e propano. A etapa (a) do presente processo é alimentada com a última corrente que compreende etano, contendo nenhum ou praticamente nenhum propano. Uma vez que nenhum ou praticamente nenhum propano está presente na dita etapa (a), nenhum ou substancialmente nenhum propileno é formado por ODH a partir de propano na etapa (a). Isto vantajosamente impede uma etapa pós-separação complicada de remover o propileno do etileno como recuperado na etapa (d), pois tanto o propileno quanto o etileno podem ser complexados com o agente de comple- xação usado na etapa (d). Uma etapa de pré-separação que remove o propano de uma corrente contendo etano antes da alimentação de uma etapa ODH de etano é divulgada no documento WO2017072086, cuja divulgação é incorporada neste docu- mento a título de referência.

[097] Além disso, em um caso em que a corrente que compreende etileno resultante da etapa (d) compreende adicionalmente um ou mais contaminantes sele- cionados do grupo que consiste em propileno, monóxido de carbono, oxigênio, dióxido de carbono e água, esse ou esses contaminantes podem ser removido em uma ou mais etapas adicionais. No entanto, essa purificação adicional nem sempre é neces- sária. Em alguns casos, uma corrente bruta de etileno pode ser enviada, sem purifi- cação adicional, para uma unidade em que o etileno é posteriormente convertido.

Caso os contaminantes tenham que ser removidos, isso pode ser feito de qualquer maneira conhecida pelo versado na técnica. O propileno pode ser removido por des- tilação. O monóxido de carbono pode ser removido por conversão (oxidação) em dió- xido de carbono, por exemplo, usando óxido de cobre como catalisador de oxidação e subsequente remoção de dióxido de carbono. O oxigênio pode ser removido usando-o como um agente de oxidação, por exemplo, na oxidação do cobre metálico. O dióxido de carbono pode ser removido por lavagem cáustica. A água pode ser re- movida por secagem, por exemplo, utilizando peneiras moleculares. FIGURAS 1 E 2

[098] O processo da presente invenção é ainda ilustrado pela Figuras 1 e 2.

[099] A Figura 1 representa uma modalidade que abrange as etapas (a) a (e) do processo da presente invenção. Na Figura 1, a coluna de destilação 2 é alimentada com a corrente 1 compreendendo etano fresco e algum propano e metano, em que a mesma é separada na corrente superior 3 compreendendo etano fresco e metano e a corrente inferior 4 compreendendo propano. Na dita corrente 3, a unidade de desidro- genação oxidativa (ODH) 5 que contém um etano catalisador de ODH que compre- ende um óxido de metal misturado e que opera sob condições de ODH é alimentada com a corrente 6 que compreende oxigênio e a corrente de reciclagem 17b que com- preende dióxido de carbono (diluente), etano não convertido e algum etano, em que o etano é convertido em etileno em conformidade com a etapa (a) descrita acima do processo da presente invenção. A corrente de produto 7 que parte da unidade de ODH 5 compreende água, etano, etileno, oxigênio, monóxido de carbono, acetileno, dióxido de carbono e ácido acético. A dita corrente 7 é alimentada à unidade de condensação de água 8. Na unidade de condensação de água 8, água e ácido acético são removi- dos por condensação por meio da corrente 10 em conformidade com a etapa (b) des- crita acima do processo da presente invenção. Opcionalmente, a unidade de remoção de água 8 é alimentada com água adicional por meio da corrente 9. O reator de lim- peza de gás 12 é alimentado com a corrente 11 proveniente da unidade de conden- sação de água 8, que compreende metano, etano, etileno, oxigênio, monóxido de car- bono, acetileno e dióxido de carbono. No reator de limpeza de gás 12, o oxigênio, o acetileno e o monóxido de carbono são removidos de acordo com a etapa (c) acima descrita do processo da presente invenção. Em particular, o monóxido de carbono e o acetileno são oxidados em dióxido de carbono, utilizando o catalisador de oxidação acima descrito, em particular um catalisador de oxidação que compreende cobre. Op- cionalmente, o reator de limpeza de gás 12 é alimentado com oxigênio adicional por meio da corrente 13. A corrente de produto 14 proveniente do reator de limpeza de gás 12 compreende metano, etano, etileno e dióxido de carbono. A unidade de sepa- ração de complexação 15 é alimentada com a dita corrente 14. Na unidade de sepa- ração de complexação 15, um método de separação de complexação é aplicado de acordo com a etapa (d) acima descrita do processo da presente invenção. A unidade de separação de complexação 15 é ainda descrita abaixo com referência à Figura 2. A corrente 18 proveniente da unidade de separação de complexação 15 compreende etileno. A corrente 17 proveniente da unidade de separação de complexação 15 com- preende dióxido de carbono (diluente), etano (não convertido) e um pouco de metano. A dita corrente 17 é dividida na subcorrente de reciclagem 17b, com a qual a unidade de ODH 5 é alimentada, e a subcorrente 17a, que é purgada do processo. Por essa purga, um acúmulo de metano (presente na corrente de alimentação fresca de etano 1 e na corrente 3), dióxido de carbono adicional (produzido na unidade de ODH de etano 5 e no reator de limpeza de gás 12) e qualquer nitrogênio (que pode estar pre- sente na corrente de alimentação de oxigênio fresco 6) é evitado.

[0100] A Figura 2 representa uma modalidade em relação à etapa (d) do pro- cesso que compreende as etapas (a) a (e) como representado na Figura 1. Na Figura 2, o fundo do absorvedor 15a, que faz parte da unidade de separação de complexação

15, é alimentado com a corrente 14 compreendendo metano, etano, etileno e dióxido de carbono, proveniente do reator de limpeza de gás 12. Antes de alimentar com a dita corrente 14 o absorvedor 15a, ela é comprimida em um compressor (não mos- trado na Figura 1 ou 2). No absorvedor 15a, a dita corrente 14 entra em contato com o solvente líquido que compreende o agente de complexação, de acordo com a etapa acima descrita (d1), com cujo solvente líquido o topo do absorvedor 15a é alimentado através da corrente 16. A pressão parcial de etileno no absorvedor 15a pode ser de cerca de 400 kPa (4 bar), e a temperatura da corrente líquida 16, com a qual se ali- menta o absorvedor 15a, pode ser de cerca de 30 °C.

A corrente superior 17 proveni- ente do absorvedor 15a compreende dióxido de carbono, etano e metano.

A corrente inferior 19 proveniente do absorvedor 15a é uma corrente líquida que compreende solvente, agente de complexação, etileno complexado e metano absorvido, etano e dióxido de carbono, com cuja corrente o topo do extrator 15b, que também faz parte da unidade de separação de complexação 15, é alimentado.

No extrator 15b, o dito metano absorvido, etano e dióxido de carbono são removidos por contato com a cor- rente 18b compreendendo etileno, como descrito acima, com cuja corrente 18b o fundo do extrator 15b é alimentado.

A pressão parcial de etileno no extrator 15b pode ser de cerca de 400 kPa (4 bar), e a temperatura da corrente líquida 19, com a qual se alimenta o extrator 15b, pode ser de cerca de 30 °C.

A corrente superior 20 prove- niente do extrator 15b compreende etileno, metano, etano e dióxido de carbono e é comprimida em um compressor (não mostrado na Figura 2), e depois o absorvedor 15a é alimentado com a mesma através da corrente 14. A corrente inferior 21 prove- niente do extrator 15b é uma corrente líquida que compreende solvente, agente de complexação e etileno complexado e o dessorvedor 15c, que também faz parte da unidade de separação de complexação 15, é alimentado com a mesma.

No dessor- vedor 15c, o etileno é dessorvido de acordo com a etapa (d2) descrita acima.

A pres- são total no dessorvedor 15c pode ser de cerca de 50 kPa (500 mbar), e a temperatura da corrente líquido 21, com a qual se alimenta o dessorvedor 15c, pode ser de cerca de 80 °C.

A corrente superior 18 proveniente do dessorvedor 15c compreende etileno dessorvido e é dividida em duas subcorrentes 18a e 18b.

A subcorrente 18b é com- primida em um compressor (não mostrado na Figura 2), e depois o extrator 15b é alimentado com a mesma.

A subcorrente 18a pode ser ainda purificada.

A corrente inferior 16 proveniente do dessorvedor 15c é uma corrente líquida que compreende solvente e agente de complexação e é reciclada no absorvedor 15a de acordo com a etapa (d3) descrita acima.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para a desidrogenação oxidativa de etano CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: (a) submeter uma corrente que compreende etano a condições de desidroge- nação oxidativa, que compreende colocar o etano em contato com oxigênio na pre- sença de um catalisador que compreende um óxido de metal misto, em que a etapa (a) é alimentada com um diluente que compreende dióxido de carbono, resultando em um efluente que compreende etileno, opcionalmente ácido acético, etano não conver- tido, água, dióxido de carbono, opcionalmente oxigênio não convertido, opcionalmente monóxido de carbono e opcionalmente acetileno; (b) remover água de pelo menos parte do efluente resultante da etapa (a), resultando em uma corrente que compreende etileno, etano não convertido, dióxido de carbono, opcionalmente oxigênio não convertido, opcionalmente monóxido de car- bono e opcionalmente acetileno e uma corrente que compreende água e opcional- mente ácido acético; (c) opcionalmente remover oxigênio não convertido e/ou monóxido de carbono e/ou acetileno de pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido, dióxido de carbono, opcionalmente oxigênio não convertido, opcional- mente monóxido de carbono e opcionalmente acetileno resultante da etapa (b), resul- tando em uma corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono; (d) remover etileno de pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (b) ou (c) por um mé- todo de separação de complexação, que compreende colocar pelo menos parte da dita corrente em contato com um solvente líquido que compreende um agente de com- plexação, resultando em uma corrente que compreende etileno e uma corrente que compreende etano não convertido e dióxido de carbono;

(e) reciclar pelo menos parte da corrente que compreende etano não conver- tido e dióxido de carbono resultante da etapa (d) à etapa (a).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa (d) compreende: (d1) colocar pelo menos parte da corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono resultante da etapa (b) ou (c) em contato com o sol- vente líquido que compreende o agente de complexação, resultando em uma corrente que compreende etano não convertido e dióxido de carbono, em pelo menos parte da qual a corrente é reciclada na etapa (e) à etapa (a) e uma corrente líquida que com- preende solvente, agente de complexação e etileno complexado; e (d2) dessorver etileno complexado de pelo menos parte da corrente líquida que compreende solvente, agente de complexação e etileno complexado resultante da etapa (d1), resultando em uma corrente que compreende etileno dessorvido e uma corrente líquida que compreende solvente e agente de complexação; e (d3) reciclar pelo menos parte da corrente líquida que compreende solvente e agente de complexação resultante da etapa (d2) à etapa (d1).

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a corrente líquida resultante a partir da etapa (d1) compreende solvente, agente de complexação, etileno complexado e etano não convertido absorvido e dió- xido de carbono são extraídos a partir de pelo menos parte da dita corrente líquida entrando em contato com uma corrente que compreende etileno, resultando em uma corrente que compreende etileno, etano não convertido e dióxido de carbono, em que a etapa (d1) é alimentada com pelo menos parte de tal corrente, e uma corrente líquida que compreende solvente, agente de complexação e etileno complexado, em que a etapa (d2) é alimentada com pelo menos parte de tal corrente líquida.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que na alimentação da etapa (d) a quantidade de dióxido de carbono, com base na quantidade total de etileno, etano não convertido e dióxido de carbono, é de 1 a 99% em volume, de preferência de 5 a 95% em volume, mais preferencialmente de 10 a 90% em volume, mais preferencialmente de 20 a 85% em volume, mais preferencialmente de 30 a 80% em volume, mais preferencialmente de 40 a 75% em volume, mais preferencialmente de 50 a 70% em volume.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o agente de complexação na etapa (d) é um sal de metal.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o sal de metal contém um íon prata (I) ou um íon cobre (I), de preferência um íon prata (I).

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o sal de metal é o nitrato de prata.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o solvente líquido na etapa (d) é água, um sol- vente orgânico, um líquido iônico ou uma mistura dos mesmos, de preferência água.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que antes da etapa (e) a corrente que compreende etano não convertido e o dióxido de carbono resultante da etapa (d) é dividida em, pelo menos, duas subcorrentes, em que pelo menos uma subcorrente dividida é reci- clada para a etapa (a) e pelo menos uma subcorrente dividida não é reciclada para a etapa (a).

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a proporção de (i) a subcorrente (ou subcorrentes) dividida reciclada para a etapa (a) para (ii) a corrente total de antes de se separar é de 80 a 99,9% em volume, mais preferivelmente de 85 a 99% em volume, mais preferencialmente de 90 a 98% em volume, mais preferencialmente de 90 a 95% em volume.