BRPI0713308A2 - processos para a fabricação de 1,2-dicloroetano, de cloreto de vinila e de cloreto de polivinila - Google Patents

Abstract

PROCESSOS PARA A FABRICAçãO DE 1,2-DICLOROETANO, DE CLORETO DE VINILA E DE CLORETO DE POLIVINILA. Processo para a fabricação de DCE partindo com uma fonte de hidrocarboneto de acordo com que: a) a fonte de hidrocarboneto é submetida a uma primeira etapa de craqueamento, isto é, uma etapa de pirólise realizada em pelo menos uma fornalha de craqueamento, desta maneira produzindo uma mistura de produtos de craqueamento; b) dita mistura de produtos de craqueamento é submetida a uma série de etapas de tratamento tornando possível obter uma mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes; c) dita mistura de produtos contendo etileno é submetida a uma primeira etapa de separação S1 que consiste da separação de dita mistura de produtos dentro de uma coluna C1, em uma fração enriquecida com os compostos que são mais leves do que o etileno contendo um pouco do etileno (fração A) e em uma fração F1; d) a fração F1 é submetida a uma segunda etapa de separação S2 que consiste de separar a fração F1 dentro de uma coluna C2 em uma fração F2 e em uma fração pesada (fração C); e) a fração F2 é submetida a uma terceira etapa de separação S3 que consiste de separar a fração F2 dentro de uma coluna C3 em uma fração enriquecida com etileno (fração B) e em uma fração F3 principalmente composta de etano; f) a fração A é transportada para um reator de cloração e a fração B é transportada para um reator de oxicloração, reatores em que a maioria do etileno presente nas frações A e B é convertida em 1 ,2-dicloroetano; e g) o 1 ,2-dicloroetano obtido é separado das correntes de produtos derivados dos reatores de cloração e oxicloração.

Description

"PROCESSOS PARA A FABRICAÇÃO DE 1,2-DICLOROETANO, DE CLORETO DE VINILA E DE CLORETO DE POLIVINILA"

A presente invenção refere-se a um processo para a fabricação de 1,2-dicloroetano (DCE), um processo para a fabricação de cloreto de vinila (VC) e um processo para a fabricação de cloreto de polivinila (PVC).

Até esta data, o etileno que é mais do que 99,8 % puro é normalmente usado para a fabricação de DCE. Este etileno com pureza muito elevada de etileno é obtido através do craqueamento de vários produtos de petróleo, seguido por numerosas operações de separação complexas e caras de modo a isolar o etileno dos outros produtos de craqueamento e obter um produto de pureza muito elevada.

Da o custo elevado ligado à produção de etileno de tal pureza elevada, vários processos para a fabricação de DCE usando etileno tendo uma pureza de menos do que 99,8 % foram desenvolvidos. Estes processos possuem a vantagem de reduzir os custos mediante a simplificação do curso de separação dos produtos resultantes do craqueamento e assim abandonar as separações complexas que são de nenhum benefício para a fabricação de DCE.

Por exemplo, o Pedido de Patente WO 00/26164 descreve um processo para a fabricação de DCE mediante o craqueamento simplificado de etano acoplado com a cloração de etileno. Nesse sentido, uma etapa de cloração de etileno ocorre na presença das impurezas obtidas durante o craqueamento do etano.

O Pedido de Patente WO 03/48088 em si descreve um processo para a fabricação de DCE mediante a desidrogenação de etano que dá origem à formação de uma fração compreendendo etano, etileno e impurezas incluindo hidrogênio, cuja fração é depois submetida a cloração e/ou oxicloração.

Os processos descritos possuem, não obstante, a desvantagem de que o etileno obtido não pode ser usado para um processo de cloração/oxicloração de etileno dado que o etileno contém impurezas cuja presença durante a reação de oxicloração pode causar problemas de operação, a saber, envenenamento do catalisador por produtos pesados e conversão não 5 econômica do hidrogênio presente. Esta conversão de hidrogênio consumiria oxigênio e liberaria um calor elevado de reação. Isto então limitaria a capacidade do reator de oxicloração, geralmente ligado à capacidade de troca térmica. Um investimento surpreendentemente elevado deve, portanto ser gasto de modo a garantir a área de troca térmica, e desse modo o volume do reator, causado pela presença de hidrogênio na mistura. A opção tomada para a queima do hidrogênio em um reator separado não resolve a dificuldade porque requer uma grande quantidade de oxigênio, uma quantidade estequiométrica em relação ao hidrogênio, e também uma área superficial grande com relação à troca para eliminar este calor de combustão, conseqüentemente possui um consumo de etileno significativo e pode ter problemas ligados à segurança. Finalmente, a remoção da água formada leva a um aumento nos custos de produção.

Um objetivo da presente invenção propriamente dita é fornecer um processo que utiliza etileno tendo uma pureza de menos do que 99,8 % que possui a vantagem de reduzir os custos mediante o abandono das separações complexas de modo a isolar o etileno dos outros produtos de craqueamento que são de nenhum benefício para a fabricação de DCE, e que possui a vantagem de evitar os problemas acima mencionados.

Nesse sentido, a invenção diz respeito a um processo para a fabricação de DCE partindo com uma fonte de hidrocarboneto de acordo com que:

a) a fonte de hidrocarboneto é submetida a uma primeira etapa de craqueamento, isto é, uma etapa de pirólise realizada em pelo menos uma fornalha de craqueamento, desta maneira produzindo uma mistura de produtos de craqueamento;

b) dita mistura de produtos de craqueamento é submetida a uma série de etapas de tratamento tornando possível obter uma mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes;

c) dita mistura de produtos contendo etileno é submetida a uma primeira etapa de separação S1 que consiste da separação de dita mistura de produtos dentro de uma coluna Cl, em uma fração enriquecida com os compostos que são mais leves do que o etileno contendo um pouco do etileno (fração A) e em uma fração F1;

d) a fração F1 é submetida a uma segunda etapa de separação 52 que consiste de separar a fração Fl dentro de uma coluna C2 em uma fração F2 e em uma fração pesada (fração C);

e) a fração F2 é submetida a uma terceira etapa de separação 53 que consiste de separar a fração F2 dentro de uma coluna C3 em uma fração enriquecida com etileno (fração B) e em uma fração F3 principalmente composta de etano;

f) a fração A é transportada para um reator de cloração e a fração B é transportada para um reator de oxicloração, reatores em que a maioria do etileno presente nas frações A e B é convertida em 1,2- dicloroetano; e

g) o 1,2-dicloroetano obtido é separado das correntes de produtos derivados dos reatores de cloração e oxicloração.

A fonte de hidrocarboneto considerada pode ser qualquer fonte de hidrocarboneto conhecida. Preferivelmente, a fonte de hidrocarboneto submetida à primeira etapa de craqueamento (etapa a) é selecionada do grupo consistindo de nafta, óleo de gás, gás natural líquido, etano, propano, butano, isobutano e misturas dos mesmos. Em uma maneira particularmente preferida, a fonte de hidrocarboneto é selecionada do grupo consistindo de etano, propano, butano e misturas de propano/butano. Em uma maneira mais particularmente preferida, a fonte de hidrocarboneto é selecionada do grupo consistindo de propano, butano e propano/butano. As misturas de propano/butano podem existir como tais ou podem consistir de mistura de propano e butano.

A expressão "etano, propano, butano e misturas de propano/butano" é compreendida para significar, para os propósitos da presente invenção, produtos que são comercialmente disponíveis, isto é, que consistem principalmente do produto puro (etano, propano, butano ou propano/butano como uma mistura) e secundariamente de outros hidrocarbonetos saturados ou insaturados, que são mais leves ou mais pesados do que o próprio produto puro.

A expressão "primeira etapa de craqueamento", isto é, uma etapa de pirólise realizada em pelo menos uma fornalha de craqueamento (etapa a), é compreendida de significar uma conversão, sob a ação de calor, da fonte de hidrocarboneto na presença ou ausência de terceiros compostos tais como água, oxigênio, um derivado de enxofre e/ou um catalisador de modo a dar origem à formação de uma mistura de produtos de craqueamento.

Esta mistura de produtos de craqueamento vantajosamente compreende hidrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrogênio, oxigênio, sulfeto de hidrogênio, compostos orgânicos compreendendo pelo menos um átomo de carbono, e água.

A etapa a) é realizada em pelo menos uma fornalha de craqueamento. A etapa a) é preferivelmente realizada em pelo menos duas fornalhas de craqueamento e particularmente preferível em pelo menos três fornalhas de craqueamento. A etapa a) é preferivelmente realizada em no máximo cinco fornalhas de craqueamento e particularmente preferível em no máximo quatro fornalhas de craqueamento. Com uma vantagem mais particular, uma fornalha de craqueamento adicional é disponível para substituir uma das fornalhas em serviço quando esta fornalha fosse passar por uma operação de descoqueificação.

Em uma maneira mais particularmente preferida, a etapa a) é realizada em três fornalhas de craqueamento. Em uma maneira mais particularmente preferida, a etapa a) é realizada em três fornalhas de craqueamento diferentes, as misturas dos produtos de craqueamento derivados de cada uma delas sendo reunidas entre si antes da etapa b). Com uma vantagem particular, uma quarta fornalha de craqueamento está disponível para substituir uma das três fornalhas em serviço quando esta fornalha fosse passar por uma operação de descoqueificação.

E, portanto, particularmente vantajoso realizar a etapa a) em três fornalhas de craqueamento diferentes, as misturas dos produtos de craqueamento derivados de cada uma delas sendo reunidas entre si antes da etapa b) e produzir uma quarta fornalha de craqueamento disponível para substituir uma das três fornalhas em serviço.

Após esta primeira etapa de craqueamento a), dita mistura de produtos de craqueamento é submetida a uma série de etapas de tratamento que torna possível de obter uma mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes.

A etapa b) é vantajosamente composta das seguintes etapas; recuperação térmica do calor dos gases submetidos ao craqueamento, opcionalmente extinção orgânica (opcionalmente incluindo a recuperação de calor através de uma rede de trocadores com líquidos intermediários), extinção aquosa, compressão e secagem dos gases, e também a remoção da maior parte do dióxido de carbono e da maior parte dos compostos de enxofre que estão presentes ou adicionados (por exemplo, por meio de uma lavagem alcalina), opcionalmente a hidrogenação de derivados indesejáveis tais como, por exemplo, acetileno e opcionalmente a eliminação de um pouco do hidrogênio e/ou metano, por exemplo, através de um processo de PSA (adsorção de pressão oscilante) ou através de um processo de membrana. Vantajosamente, no processo de acordo com a invenção, a mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes derivados da etapa b) compreende hidrogênio, metano, compostos compreendendo de 2 a 7 átomos de carbono, monóxido de carbono, nitrogênio e oxigênio. Hidrogênio, metano e compostos compreendendo de 2 a 7 átomos de carbono diferentes de acetileno estão preferivelmente presentes em uma quantidade de pelo menos 200 ppm em volume em relação ao volume total de dita mistura de produtos. Monóxido de carbono, nitrogênio, oxigênio e acetileno podem estar presentes em uma quantidade de menos do que 200 ppm em volume ou em uma quantidade de pelo menos 200 ppm em volume em relação ao volume total de dita mistura de produtos. Os compostos contendo mais do que 7 átomos de carbono, dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio e os outros compostos de enxofre e também água, podem estar presentes na mistura acima mencionada de produtos em uma quantidade de menos do que 200 ppm em volume em relação ao volume total de dita mistura de produtos.

A compressão e a secagem dos gases podem ser vantajosamente executadas sob condições particulares de modo que a passagem dos compostos compreendendo pelo menos 6 átomos de carbono é minimizada. O fluido de esfriamento que pode ser usado está vantajosamente em uma temperatura mais baixa do que a temperatura da água de uma torre de esfriamento atmosférico. O fluido de esfriamento está preferivelmente em uma temperatura de pelo menos -5°C, mais preferivelmente de pelo menos 0°C. O fluido de esfriamento é mais preferivelmente água gelada.

Após a etapa b) definida acima, a mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes é submetida à etapa c), que é uma primeira etapa de separação Sl que consiste da separação de dita mistura de produtos dentro de uma coluna principal C1, em uma fração enriquecida com os compostos que são mais leves do que o etileno contendo um pouco de etileno (fração A) e em uma fração F1. Antes de sua introdução na coluna C1, a mistura de produtos derivados da etapa b) pode ser submetida a uma etapa de condicionamento térmico. O termo "etapa de condicionamento térmico" é compreendida por significar uma série de trocas térmicas otimizando o uso de energia, por exemplo, o esfriamento gradual da mistura de produtos em uma série de trocadores primeiro esfriados com água não tratada, depois com água gelada, e então com líquidos crescentemente resfriados acrescidos de trocadores cruzados que recuperam o calor sensível das correntes produzidas.

Dita mistura de produtos pode ser introduzida na coluna C1 durante a etapa S1 como uma fração única ou como várias subfrações. E preferivelmente introduzida como várias subfrações.

A coluna C1 é vantajosamente uma coluna compreendendo uma seção de extração e/ou uma seção de refinamento. Se ambas as seções estiverem presentes, a seção de refinamento preferivelmente supera a seção de extração.

A coluna C1 é vantajosamente selecionada de colunas de destilação compreendendo as duas seções anteriormente mencionadas e as colunas que apenas incluem uma das duas seções. Preferivelmente, a coluna C1 é uma coluna de destilação.

A coluna de destilação pode ser selecionada de colunas de destilação de placa, colunas de destilação com acondicionamento aleatório, colunas de destilação com acondicionamento estruturado e colunas de destilação que combinam duas ou mais das internas acima mencionadas.

A etapa S1 é, portanto, preferivelmente uma etapa de destilação.

A coluna C1 é vantajosamente equipada com acessórios associados tais como, por exemplo, pelo menos uma caldeira de recozer e pelo menos um condensador.

A fração A enriquecida com os compostos que são mais leves do que o etileno contendo um pouco do etileno, vantajosamente sai da parte superior da coluna Cl visto que a fração Fl, vantajosamente enriquecida com os compostos menos voláteis, vantajosamente sai da parte inferior da coluna Cl.

A etapa Sl acima mencionada é vantajosamente realizada em uma pressão de pelo menos 5, preferivelmente pelo menos 10 e particularmente preferível pelo menos 12 bar absoluto. A etapa Sl é vantajosamente realizada em uma pressão de no máximo 40, preferivelmente no máximo 38 e particularmente preferível no máximo 36 bar absoluto.

A temperatura em que a etapa Sl é realizada é vantajosamente pelo menos 0, preferivelmente pelo menos 5 e particularmente preferível pelo menos 10°C na parte inferior da coluna Cl. E vantajosamente no máximo 80, preferivelmente no máximo 60 e particularmente preferível no máximo 40°C na parte inferior da coluna C1.

A temperatura em que a etapa Sl é realizada é vantajosamente pelo menos -70, preferivelmente pelo menos -60 e particularmente preferível pelo menos -55°C na parte superior da coluna Cl. E vantajosamente no máximo 0, preferivelmente no máximo -15 e particularmente preferível no máximo -25°C na parte superior da coluna Cl.

A fração A é enriquecida com os compostos que são mais leves do que o etileno. Estes compostos são geralmente metano, nitrogênio, oxigênio, hidrogênio e monóxido de carbono. Vantajosamente, a fração A contém pelo menos 70 %, preferivelmente pelo menos 80 % e particularmente preferível pelo menos 85 % em peso de compostos que são mais leves do que o etileno contido na mistura de produtos submetidos à etapa c). Vantajosamente, a fração A contém no máximo 99,99 %, preferivelmente no máximo 99,95 % e particularmente preferível no máximo 99,9 % em peso de compostos que são mais leves do que o etileno contido na mistura de produtos submetidos a etapa c). Vantajosamente, a fração A contém pelo menos 10 %, preferivelmente pelo menos 20 % e particularmente preferível pelo menos 25 % em volume de metano em relação ao volume total da fração A.

Vantajosamente, a fração A contém no máximo 80 %, preferivelmente no máximo 75 % e particularmente preferível no máximo 70 % em volume de metano em relação ao volume total da fração A.

Vantajosamente, a fração A contém pelo menos 90 %, preferivelmente pelo menos 93 % e particularmente preferível pelo menos 95 % do metano contido na mistura de produtos submetidos a etapa c).

Vantajosamente, a fração A- contém pelo menos 2 %, preferivelmente pelo menos 4 % e particularmente preferível pelo menos 3 % em volume de hidrogênio em relação ao volume total da fração A. Vantajosamente, a fração A contém no máximo 60 %, preferivelmente no máximo 50 % e particularmente preferível no máximo 45 % em volume de hidrogênio em relação ao volume total da fração A.

Vantajosamente, a fração A contém pelo menos 95 %, preferivelmente pelo menos 97 % e particularmente preferível pelo menos 99 % do hidrogênio contido na mistura de produtos submetidos a etapa c).

Vantajosamente, a fração A contém pelo menos 5 %, preferivelmente pelo menos 10 % e particularmente preferível pelo menos 15 % do acetileno contido na mistura de produtos submetidos a etapa c). Vantajosamente, a fração A contém no máximo 95 %, preferivelmente no máximo 90 % e particularmente preferível no máximo 85 % do acetileno contido na mistura de produtos submetidos a etapa c).

Quando uma hidrogenação de acetileno ocorre durante a etapa b), a fração A é caracterizada por um teor de acetileno que é vantajosamente menor do que ou igual a 0,01 %, preferivelmente menor do que ou igual a 0,005 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 0,001 % em volume em relação ao volume total da fração A. Vantajosamente, a fração A contém no máximo 20 %, preferivelmente no máximo 12 % e particularmente preferível no máximo 8 % do etano contido na mistura de produtos submetidos a etapa c).

A fração A é caracterizada por um teor de compostos contendo pelo menos 3 átomos de carbono que é vantajosamente menor do que ou igual a 0,01 %, preferivelmente menor do que ou igual a 0,005 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 0,001 % em volume em relação ao volume total da fração A.

A fração A é caracterizada por um teor de compostos de enxofre que é vantajosamente menor do que ou igual a 0,005 %, preferivelmente menor do que ou igual a 0,002 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 0,001 % em volume em relação ao volume total da fração A.

Vantajosamente, a fração Fl contém no máximo 30 %, preferivelmente no máximo 20 % e particularmente preferível no máximo 15 % de compostos que são mais leves do que o etileno contido na mistura de produtos submetidos a etapa c).

A fração Fl é vantajosamente caracterizada por um teor de metano menor do que ou igual a 10 %, preferivelmente menor do que ou igual a 5 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 2 % em volume em relação ao volume total da fração F1.

A fração Fl é vantajosamente caracterizada por um teor de hidrogênio menor do que ou igual a 5 %, preferivelmente menor do que ou igual a 2 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 1 % em volume em relação ao volume total da fração Fl.

A fração Fl é adicionalmente caracterizada por um teor de acetileno que é vantajosamente menor do que ou igual a 2 %, preferivelmente menor do que ou igual a 1,5 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 1 % em volume em relação ao volume total da fração Fl. Vantajosamente, a fração Fl contém pelo menos 85 %, preferivelmente pelo menos 90 % e particularmente preferível pelo menos 95 %, em volume em relação ao volume total da fração Fl, de compostos contendo pelo menos 2 átomos de carbono.

Vantajosamente, a fração Fl contém no máximo 70 %, preferivelmente no máximo 60 % e particularmente preferível no máximo 50 %, em volume em relação ao volume total da fração Fl, de compostos tendo mais do que 2 átomos de carbono.

Após a etapa c) definida acima, a fração F1 é submetida a uma segunda etapa de separação S2 que consiste da separação da fração Fl dentro de uma coluna C2 em uma fração F2 e em uma fração pesada (fração C).

Antes de sua introdução na coluna C2, a mistura de produtos derivados da etapa c) pode ser submetida a uma etapa de condicionamento térmico e/ou químico, tal como, por exemplo, uma hidrogenação de acetileno.

O termo "etapa de condicionamento térmico" é compreendido de significar uma série de trocas térmicas otimizando o uso de energia, por exemplo, o esfriamento gradual da mistura de produtos em uma série de trocadores primeiro esfriados com água não tratada, depois com água gelada, e então com líquidos crescentemente resfriados acrescidos de trocadores cruzados que recuperam o calor sensível das correntes produzidas.

Dita mistura de produtos pode ser introduzida na coluna C2 durante a etapa S2 como uma fração única ou como várias subtrações. É preferivelmente introduzida como várias subfrações.

A coluna C2 é vantajosamente uma coluna compreendendo uma seção de extração e/ou uma seção de refinamento. Se ambas as seções estiverem presentes, a seção de refinamento preferivelmente supera a seção de extração.

A coluna C2 é vantajosamente selecionada de colunas de destilação compreendendo as duas seções anteriormente mencionadas e as colunas que apenas incluem uma das duas seções. Preferivelmente, a coluna C2 é uma coluna de destilação.

A coluna de destilação pode ser selecionada de colunas de destilação de placa, colunas de destilação com acondicionamento aleatório, colunas de destilação com acondicionamento estruturado e colunas de destilação que combinam duas ou mais das internas acima mencionadas.

A etapa S2 é, portanto, preferivelmente uma etapa de destilação.

A coluna C2 é vantajosamente equipada com acessórios associados tais como, por exemplo, pelo menos uma caldeira de recozer e pelo menos um condensador.

A fração F2, vantajosamente enriquecida com os compostos mais voláteis, vantajosamente sai da parte superior da coluna C2 visto que a fração pesada C, vantajosamente enriquecida com os compostos menos voláteis, vantajosamente sai da parte inferior da coluna C2.

A etapa S2 acima mencionada é vantajosamente realizada em uma pressão de pelo menos 5, preferivelmente pelo menos 8 e particularmente preferível pelo menos 10 bar absoluto. A etapa S2 é vantajosamente realizada em uma pressão de no máximo 40, preferivelmente no máximo 37 e particularmente preferível no máximo 35 bar absoluto.

A temperatura em que a etapa S2 é realizada é vantajosamente pelo menos 0, preferivelmente pelo menos 10 e particularmente preferível pelo menos 15°C na parte inferior da coluna C2. E vantajosamente no máximo 90, preferivelmente no máximo 86 e particularmente preferível no máximo 83°C na parte inferior da coluna C2.

A temperatura em que a etapa S2 é realizada é vantajosamente pelo menos -65, preferivelmente pelo menos -55 e particularmente preferível pelo menos -50°C na parte superior da coluna C2. E vantajosamente no máximo 5, preferivelmente no máximo 0 e particularmente preferível no máximo -2°C na parte superior da coluna C2.

A fração C vantajosamente contém uma pequena quantidade de etano e compostos compreendendo pelo menos 3 átomos de carbono. Vantajosamente, os compostos que constituem a fração C se originam da mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes derivados da etapa

b) A Fração C também vantajosamente contém os compostos contendo pelo menos 3 átomos de carbono gerados por reações secundárias durante as etapas

c) e d). Entre os compostos compreendendo pelo menos 3 átomos de carbono, menção pode ser feita de propano, propeno, butanos e seus derivados insaturados e também todos os compostos mais pesados saturados ou insaturados.

A expressão "uma quantidade pequena de etano" é compreendida de significar que a fração C contém no máximo 5 %, preferivelmente no máximo 3 % e particularmente preferível no máximo 2 % do etano contido na mistura de produtos submetidos a etapa d).

A fração C vantajosamente contém pelo menos 90 %, preferivelmente pelo menos 93 % e particularmente preferível pelo menos 95 % em peso de compostos compreendendo pelo menos 3 átomos de carbono em relação ao peso total da fração C.

A fração C vantajosamente contém no máximo 1 %, preferivelmente no máximo 0,8 % e particularmente preferível no máximo 0,5 % em peso de etileno em relação ao peso total da fração C.

Após ser obtida durante a etapa d), a fração C é vantajosamente submetida a pelo menos uma etapa de hidrogenação.

Preferivelmente, é submetida a uma ou duas etapas de hidrogenação sucessivas. Uma etapa de separação, por exemplo, mediante destilação, em duas frações diferentes que respectivamente contêm compostos compreendendo menos do que 5 átomos de carbono para uma das frações, e compostos compreendendo pelo menos 5 átomos de carbono para a outra, pode ser realizada antes, entre ou após as etapas de hidrogenação. Quando uma tal separação for realizada antes de uma etapa de hidrogenação, a hidrogenação vantajosamente ocorre nos compostos compreendendo menos do que 5 átomos de carbono.

De acordo com um primeiro caso, a fração C é vantajosamente submetida a duas etapas de hidrogenação, preferivelmente seguido por uma etapa de separação, por exemplo, por destilação, em duas frações diferentes que respectivamente contêm compostos que compreendem menos do que 5 átomos de carbono para uma das frações, e compostos compreendendo pelo menos 5 átomos de carbono para a outra. Esta etapa de separação é particularmente preferível seguido pela reciclagem dos compostos compreendendo menos do que 5 átomos de carbono na etapa de craqueamento. Os compostos compreendendo pelo menos 5 átomos de carbono são a si mesmos, em uma maneira particularmente preferida, queimados para fornecer energia ou melhorados para qualquer forma seja qual for.

De acordo com um segundo caso, uma etapa de separação consistindo da separação da fração C, por exemplo, mediante destilação, em duas frações diferentes respectivamente contendo compostos que compreendem menos do que 5 átomos de carbono para uma das frações, e compostos compreendendo pelo menos 5 átomos de carbono para a outra, é vantajosamente realizada. A fração resultante contendo os compostos compreendendo menos do que 5 átomos de carbono é então preferivelmente submetida a duas etapas de hidrogenação antes da reciclagem na etapa de craqueamento. Como para os compostos compreendendo pelo menos 5 átomos de carbono, eles são, em uma maneira particularmente preferida, queimados para fornecer energia ou melhorados para qualquer forma seja qual for.

De acordo com um terceiro caso, a fração C é vantajosamente submetida a uma etapa de hidrogenação, preferivelmente seguido por uma etapa de separação, por exemplo, por destilação, em duas frações diferentes que respectivamente contêm compostos que compreendem menos do que 5 átomos de carbono para uma das frações, e compostos compreendendo pelo menos 5 átomos de carbono para a outra. Esta etapa de separação é particularmente preferível seguido pela reciclagem dos compostos compreendendo menos do que 5 átomos de carbono na etapa de craqueamento. Os compostos compreendendo pelo menos 5 átomos de carbono são a si mesmos, em uma maneira particularmente preferida, queimados para fornecer energia ou melhorados para qualquer forma seja qual for.

De acordo com um quarto caso, uma etapa de separação consistindo da separação da fração C, por exemplo, mediante destilação, em duas frações diferentes respectivamente contendo compostos que compreendem menos do que 5 átomos de carbono para uma das frações, e compostos compreendendo pelo menos 5 átomos de carbono para a outra, é vantajosamente realizada. A fração resultante contendo os compostos compreendendo menos do que 5 átomos de carbono é então preferivelmente submetida a uma etapa de hidrogenação antes da reciclagem na etapa de craqueamento. Como para os compostos compreendendo pelo menos 5 átomos de carbono, eles são, em uma maneira particularmente preferida, queimados para fornecer energia ou melhorados para qualquer forma seja qual for.

A etapa de hidrogenação acima mencionada pode se executada por meio de qualquer catalisador de hidrogenação conhecido tal como, por exemplo, os catalisadores com base em paládio, platina, ródio, rutênio ou irídio depositados em um suporte como alumina, sílica, sílica/alumina, carbono, carbonato de cálcio ou sulfato de bário, mas também os catalisadores com base em níquel e aqueles com base no complexo de cobalto-molibdênio. Preferivelmente, a etapa de hidrogenação é executada por meio de um catalisador baseado em paládio ou platina depositado em alumina ou carbono, em um catalisador com base em níquel ou em um catalisador com base no complexo de cobalto-molibdênio. Em uma maneira particularmente preferida, é executada por meio de um catalisador com base em níquel.

A temperatura em que a etapa de hidrogenação é executada é vantajosamente pelo menos 5°C, preferivelmente pelo menos 20°C, em uma maneira particularmente preferida pelo menos 50°C. E vantajosamente no máximo 150°C, preferivelmente no máximo 100°C. Como para a pressão, é vantajosamente maior do que ou igual a 1 bar, preferivelmente maior do que ou igual a 3 bar. É vantajosamente menor do que ou igual a 40 bar, preferivelmente menor do que ou igual a 35 bar, em uma maneira particularmente preferida menor do que ou igual a 30 bar, em uma maneira mais particularmente preferida menor do que ou igual a 25 bar e mais vantajosamente menor do que ou igual a 20 bar.

Preferivelmente, a etapa de hidrogenação é executada usando quantidades de hidrogênio tal que ela fique completa, isto é preferivelmente pelo menos 99 %. O hidrogênio em excesso não consumido pode ser separado da fração hidrogenada ou pode ser opcionalmente transportado para a primeira etapa de pirólise quando este for o caso.

A etapa de hidrogenação é vantajosamente executada na fase gasosa ou na fase líquida. Preferivelmente, é executada na fase líquida.

Pode ser vantajoso absorver as calorias da reação por meio de pelo menos um trocador externo ou pela evaporação parcial do líquido. As calorias da reação são preferivelmente absorvidas por meio de pelo menos um trocador externo. O trocador externo pode vantajosamente ser integrado no reator ou implementado em um circuito externo. Quando integrado no reator, o trocador externo pode ser integrado em uma zona que combina o trocador térmico e a reação (leito fixo multi-tubular) ou em sucessivas zonas de troca e reação de calor. O trocador externo é preferivelmente implementado em um circuito externo. O circuito externo pode vantajosamente ser gasoso ou líquido, preferivelmente líquido.

A hidrogenação pode vantajosamente ser executada em um reator tipo pasta fluida, um reator tipo leito fixo com um ou mais leitos, preferivelmente com um leito, ou a combinação destes. Preferivelmente, a hidrogenação é executada em um reator de leito fixo, mais preferivelmente em um reator de leito fixo com apenas um leito. O reator de leito fixo pode ser caracterizado por uma fase gasosa contínua ou por uma fase líquida contínua, preferivelmente por uma fase de gasosa contínua, mais preferivelmente por uma fase gasosa contínua com um fluxo do líquido da parte de superior até a parte inferior (leito de gotejamento). A reação de hidrogenação é mais preferivelmente executada em um leito de gotejamento com um leito equipado com um trocador externo implementado em um circuito externo.

A fração F2 vantajosamente contém no máximo 0,01 %, preferivelmente no máximo 0,005 % e particularmente preferível no máximo 0,001 % em volume de compostos compreendendo pelo menos 3 átomos de carbono em relação ao volume total da fração F2.

A fração F2 é adicionalmente caracterizada por um teor de acetileno que é vantajosamente menor do que ou igual a 2 %, preferivelmente menor do que ou igual a 1,5 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 1 % em volume em relação ao volume total da fração F2.

A fração F2 é caracterizada por um teor de compostos de enxofre que é vantajosamente menor do que ou igual a 0,005 %, preferivelmente menor do que ou igual a 0,001 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 0,001 % em volume em relação ao volume total da fração F2.

A fração F2 é vantajosamente caracterizada por um teor de etileno que é maior do que ou igual a 50%, preferivelmente maior do que ou igual a 60 % e particularmente preferível maior do que ou igual a 65 % em volume em relação ao volume total da fração F2.

Após a etapa d) definida acima, a fração F2 é submetida a uma terceira etapa de separação S3 que consiste da separação da fração F2 dentro de uma coluna C3 em uma fração enriquecida com etileno (fração B) e em uma fração F3 principalmente composta de etano.

Antes da introdução na coluna C3, a mistura de produtos derivados da etapa d) pode ser submetida a uma etapa de condicionamento térmico e/ou químico, tal como, por exemplo, uma hidrogenação de acetileno. O termo "etapa de condicionamento térmico" é compreendido de significar uma série de mudanças de calor otimizando o uso de energia, por exemplo, o esfriamento gradual da mistura de produtos em uma série de trocadores primeiro esfriada com água não tratada, depois com água gelada, e então com líquidos crescentemente resfriados acrescidos de trocadores cruzados que recuperam o calor sensível das correntes produzidas.

Dita mistura de produtos pode ser introduzida na coluna C3 durante a etapa S3 como uma fração única ou com várias subfrações. E preferivelmente introduzida como várias subfrações.

A Coluna C3 é vantajosamente uma coluna compreendendo uma seção de extração e/ou uma seção de refinamento. Se ambas as seções estiverem presentes, a seção de refinamento preferivelmente supera a seção de extração.

A coluna C3 é vantajosamente selecionada de colunas de destilação compreendendo as duas seções anteriormente mencionadas e as colunas que apenas incluem uma das duas seções. Preferivelmente, a coluna C3 é uma coluna de destilação.

A coluna de destilação pode ser selecionada de colunas de destilação de placa, colunas de destilação com acondicionamento aleatório, colunas de destilação com acondicionamento estruturado e colunas de destilação que combinam duas ou mais das internas acima mencionadas.

A etapa S3 é, portanto, preferivelmente uma etapa de destilação.

A fração B, enriquecida com etileno, vantajosamente sai da parte superior da coluna enquanto a fração F3, principalmente composta de etano, vantajosamente sai da parte inferior da coluna.

A etapa S 3 acima mencionada é vantajosamente realizada em uma pressão de pelo menos 5, preferivelmente pelo menos 6 e particularmente preferível pelo menos 7 bar absoluto. A etapa S3 é vantajosamente realizada em uma pressão de no máximo 30, preferivelmente no máximo 25 e particularmente preferível no máximo 22 bar absoluto.

A temperatura em que a etapa S3 é realizada é vantajosamente pelo menos -50, preferivelmente pelo menos -45 e particularmente preferível pelo menos -40°C na parte inferior da coluna C3. E vantajosamente no máximo 10, preferivelmente no máximo 0 e particularmente preferível no máximo -5°C na parte inferior da coluna C3.

A temperatura em que a etapa S3 é realizada é vantajosamente pelo menos -70, preferivelmente pelo menos -65 e particularmente preferível pelo menos -60°C na parte superior da coluna C3. E vantajosamente no máximo -15, preferivelmente no máximo -20 e particularmente preferível no máximo -25°C na parte superior da coluna C3.

A fração B é vantajosamente caracterizada por um teor de hidrogênio menor do que ou igual a 2 %, preferivelmente menor do que ou igual a 0,5 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 0,1 % em volume em relação ao volume total da fração B.

A fração B é caracterizada por um teor de compostos contendo pelo menos 3 átomos de carbono que é vantajosamente menos do que ou igual a 0,01 %, preferivelmente menos do que ou igual a 0,005 % e particularmente preferível menos do que ou igual a 0,001 % em volume em relação ao volume total da fração B.

A fração B é caracterizada por um teor de compostos de enxofre que é menor do que ou igual a 0,005 %, preferivelmente menor do que ou igual a 0,002 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 0,001 % em volume em relação ao volume total da fração B.

A fração B é adicionalmente caracterizada por um teor de acetileno que é vantajosamente menor do que ou igual a 2 %, preferivelmente menor do que ou igual a 1,5 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 1 % em volume em relação ao volume total da fração B.

A fração F3 é principalmente composta de etano. O termo "principalmente composta" é subentendido de significar que compreende pelo menos 90 % em volume de etano em relação ao volume total de fração F3. Preferivelmente compreende pelo menos 95 %, particularmente preferível pelo menos 97 % e mais particularmente preferível pelo menos 98 % em volume de etano em relação ao volume total de fração F3.

A fração F3 é adicionalmente caracterizada por um teor de etileno que é menor do que ou igual a 5 %, preferivelmente menor do que ou igual a 3 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 1,5 % em volume em relação ao volume total da fração F3.

A fração F3 pode ser usada para qualquer propósito. Preferivelmente, é transportada para a etapa a). A fração F3 pode ser transportada para a etapa a) como um material de partida ou como um combustível. Em uma maneira particularmente preferível, é transportada para a etapa a) como um material de partida.

Preferivelmente, as etapas de separação S1, S2 e S3 do processo de acordo com a invenção são etapas de destilação, realizadas, em uma maneira particularmente preferida, em colunas de destilação.

As etapas de separação S1, S2 e S3 do processo de acordo com a invenção são de forma vantajosa termicamente integradas. A integração térmica é preferivelmente executada diretamente, ou através de um ou mais ciclos de refrigeração com níveis de temperatura que são mais ou menos frios, preferivelmente dois ciclos de refrigeração com um em temperatura baixa e o outro em temperatura média, ou através da combinação destes, mais preferivelmente através da combinação destes.

Os ciclos de refrigeração são vantajosamente baseados nos compostos contendo dois átomos de carbono, os compostos contendo três átomos de carbono ou suas misturas. Entre os compostos contendo dois átomos de carbono, etileno, etano e misturas dos mesmos podem ser citados. O etileno é preferível. Entre os compostos contendo três átomos de carbono, propileno, propano e as misturas dos mesmos podem ser citados. O propileno é preferível.

O ciclo de temperatura baixa e o ciclo de temperatura médio são preferivelmente interconectados, o que significa que a fonte de calor do ciclo de temperatura baixa é uma fonte fria do ciclo de temperatura média, enquanto a fonte quente do ciclo de temperatura médio é a água de uma torre de esfriamento atmosférico. O ciclo de temperatura baixa preferivelmente utiliza compostos com 2 átomos de carbono e mais preferivelmente contém pelo menos 95 % molar de etileno. O ciclo de temperatura média preferivelmente utiliza compostos com 3 átomos de carbono e mais preferivelmente contém pelo menos 95 % molar de propano ou pelo menos 95 % molar de propileno. Mais preferivelmente, o ciclo de temperatura média contém pelo menos 95 % molar de propileno.

Após as etapas definidas acima, a fração A é transportada para um reator de cloração e a fração B para um reator de oxicloração, reatores em que a maior parte do etileno presente em frações A e B é convertida em 1,2- dicloroetano.

De acordo com o processo de acordo com a invenção, a fração A é transportada para um reator de cloração e a fração B para um reator de oxicloração, preferivelmente após a expansão com recuperação de energia.

De acordo com o processo da invenção, as quantidades definidas abaixo para a caracterização da fração B e da fração A são aquelas antes da sua respectiva entrada nos reatores de oxicloração e cloração.

A fração B vantajosamente contém de 40 % a 99,65 % em volume de etileno em relação ao volume total da fração Β. A fração B vantajosamente contém pelo menos 40 %, preferivelmente pelo menos 50 % e particularmente preferível pelo menos 60 % em volume de etileno em relação ao volume total da fração Β. A fração B vantajosamente contém no máximo 99,8 %, preferivelmente no máximo 99,7 % e particularmente preferível no máximo 99,65 % em volume de etileno em relação ao volume total da fração B.

A fração A vantajosamente contém um teor em volume de etileno tal que representa de 10% a 95% do teor em volume de etileno da fração Β. A fração A vantajosamente contém um teor em volume de etileno tal que é menor do que ou igual a 98%, preferivelmente menor do que ou igual a 96 % e particularmente preferível menor do que ou igual a 95 % do teor em volume de etileno da fração Β. A fração A vantajosamente contém um teor em volume de etileno tal que é pelo menos 5%, preferivelmente pelo menos 8 % e particularmente preferível pelo menos 10% do teor em volume de etileno da fração B.

De acordo com uma primeira variante do processo de acordo com a invenção, considerando que o processo para a fabricação de DCE é vantajosamente equilibrada (quer dizer que o processo para a fabricação mediante a cloração e oxicloração de etileno e pirólise do 1,2-dicloroetano (DCE) formada torna possível gerar a quantidade de HCl necessária para o processo), a fração de peso da produção de etileno em cada uma das frações A e B está vantajosamente entre 45 e 55 % da quantidade total de etileno produzido (fração A + fração B). Preferivelmente, a fração de peso da produção de etileno na fração A está ao redor de 55 % e a fração de peso da produção de etileno na fração B está ao redor de 45 % da quantidade total produzida. Em uma maneira particularmente preferida, a fração de peso da produção de etileno na fração A está ao redor de 52,5 % e a fração de peso da produção de etileno na fração B está ao redor de 47,5 % da quantidade total produzida.

De acordo com uma segunda variante do processo de acordo com a invenção, considerando que o processo para a fabricação de DCE é vantajosamente equilibrada (quer dizer, por exemplo, que uma fonte externa de HCl torna possível fornecer parte do fornecimento de HCl para a oxicloração ou que uma fração do DCE produzido não é submetida à pirólise), a fração de peso da produção de etileno em cada uma das frações A e B está vantajosamente entre 20 e 80 % da quantidade total de etileno produzido (fração A + fração B). Preferivelmente, a fração de peso da produção de etileno na fração A está entre 25 e 75 % da quantidade total de etileno produzido (fração A + fração B).

De acordo com uma primeira forma de realização da segunda variante do processo de acordo com a invenção, considerando que o processo para a fabricação de DCE é vantajosamente equilibrada por uma fonte externa de HCl, a fração molar da produção de etileno na fração A está vantajosamente entre 45 e 55 %, preferivelmente entre 50 e 54 % e particularmente preferível ao redor de 52,5 % da diferença entre a quantidade molar total de etileno contida na mistura de produtos submetidos à etapa b) e a quantidade molar de HCl da fonte externa.

De acordo com uma segunda forma de realização da segunda variante do processo de acordo com a invenção, considerando que o processo para a fabricação de DCE é vantajosamente equilibrada pela co-produção de DCE (um pouco do DCE não é, portanto, submetida à pirólise), a fração molar da produção de etileno na fração B está vantajosamente entre 45 e 55 %, preferivelmente entre 46 e 50 % e particularmente preferível ao redor de 47,5 % da diferença entre a quantidade molar total de etileno contida na mistura de produtos submetidos à etapa b) e a quantidade molar de DCE co- produzido.

A reação de cloração é vantajosamente realizada em uma fase líquida (preferível principalmente DCE) contendo um catalisador dissolvido tal como FeCls ou outro ácido de Lewis. É possível vantajosamente combinar este catalisador com co-catalisadores tais como cloretos de metal alcalino. Um par que tem dado bons resultados é o complexo de FeCl2 com LiCl (tetracloroferrato de lítio - como descrito no Pedido de Patente NL 6901398).

As quantidades de FeCl3 vantajosamente usadas estão ao redor de 1 a 30 g de FeCl3 per kg de carga líquida. A relação molar de FeCl3 a LiCl é vantajosamente da ordem de 0,5 a 2.

Além disso, o processo de cloração é preferivelmente executado em um meio líquido orgânico clorado. Mais preferivelmente, este meio líquido orgânico clorado, também chamado carga líquida, principalmente consiste de DCE.

O processo de cloração de acordo com a invenção é vantajosamente executado em temperaturas entre 30 e 150°C. Bons resultados foram obtidos independente da pressão ambos em uma temperatura abaixo do ponto de ebulição (cloração sob condições subesfriadas) e no próprio ponto de ebulição (cloração no ponto de ebulição).

Quando o processo de cloração de acordo com a invenção é um processo de cloração sob condições subesfriadas, dá bons resultados mediante a operação em uma temperatura que foi vantajosamente maior do que ou igual a 5 0°C e preferivelmente maior do que ou igual a 60°C, mas vantajosamente menor do que ou igual a 80°C e preferivelmente menor do que ou igual a 70°C, e com uma pressão na fase gasosa vantajosamente maior do que ou igual ale preferivelmente maior do que ou igual a 1,1 bar absoluto, mas vantajosamente menor do que ou igual a 20, preferivelmente menor do que ou igual a 10 e particularmente preferível menor do que ou igual a 6 bar absoluto.

Um processo para a cloração no ponto de ebulição pode ser preferido para proveitosamente recuperar o calor da reação. Neste caso, a reação vantajosamente ocorre em uma temperatura maior do que ou igual a 60°C, preferivelmente maior do que ou igual a 70°C e particularmente preferível maior do que ou igual a 85°C, mas vantajosamente menor do que ou igual a 150°C e preferivelmente menor do que ou igual a 135°C, e com uma pressão na fase gasosa vantajosamente maior do que ou igual a 0,2, preferivelmente maior do que ou igual a 0,5, particularmente preferível maior do que ou igual a 1,1 e mais particularmente preferível maior do que ou igual a 1,3 bar absoluto, mas vantajosamente menor do que ou igual a 10 e preferivelmente menor do que ou igual a 6 bar absoluto.

O processo de cloração também pode ser um processo esfriado pelo circuito híbrido para a cloração no ponto de ebulição. A expressão "processo esfriado pelo circuito híbrido para a cloração no ponto de ebulição" é entendido por significar um processo em que o esfriamento do meio de reação é realizado, por exemplo, por meio de um trocador submergido no meio de reação ou por um circuito que circula em um trocador, enquanto produz na fase gasosa pelo menos a quantidade de DCE formado. Vantajosamente, a temperatura e pressão de reação são ajustadas com relação ao DCE produzido para deixar na fase gasosa e com relação ao resto do calor do meio de reação a ser removido por meio da área superficial de troca.

A fração A contendo o etileno e também o cloro (puro e diluído por si mesmo) podem ser introduzidos, junto ou separadamente, no meio de reação por qualquer dispositivo conhecido. Uma introdução separada de fração A pode ser vantajosa de modo a aumentar sua pressão parcial e facilitar sua dissolução que freqüentemente constitui uma etapa limitativa do processo.

O cloro é adicionado em uma quantidade suficiente para converter a maioria do etileno e sem requerer a adição de um excesso de cloro não convertido. A relação de cloro/etileno usada está preferivelmente entre 1,2 e 0,8 e particularmente preferível entre 1,05 e 0,95 mol/mol.

Os produtos clorados obtidos contêm principalmente DCE e também pequenas quantidades de subprodutos tais como 1,1,2-tricloroetano ou pequenas quantidades de produtos de cloração de etano ou metano. A separação do DCE obtido da corrente de produtos derivada do reator de cloração é realizada de acordo com os métodos conhecidos e em geral torna possível utilizar o calor da reação de cloração.

Os produtos não convertidos (metano, monóxido de carbono, nitrogênio, oxigênio e hidrogênio) são depois vantajosamente submetidos a uma separação mais fácil do que aquela que seria necessária para separar o etileno puro partindo da mistura inicial.

A reação de oxicloração é vantajosamente executada na presença de um catalisador que compreende elementos ativos incluindo o cobre depositado em um suporte inerte. O suporte inerte é vantajosamente selecionado de alumina, sílica géis, óxidos misturados, argilas e outros suportes de origem natural. A alumina constitui um suporte inerte preferido.

Os catalisadores compreendendo elementos ativos que são vantajosamente pelo menos dois em número, um dos quais é cobre, são preferíveis. Entre os elementos ativos diferentes de cobre, menção pode ser feita de metais alcalinos, metais terrosos alcalinos, metais de terras raras e metais do grupo consistindo de rutênio, ródio, paládio, ósmio, irídio, platina e ouro. Os catalisadores contendo os seguintes elementos ativos são particularmente vantajosos: cobre/magnésio/potássio, cobre/magnésio/sódio; cobre/magnésio/lítio, cobre/magnésio/césio, cobre/magnésio/sódio/lítio, cobre/magnésio/potássio/lítio e cobre/magnésio/césio/lítio, cobre/magnésio/sódio/potássio, cobre/magnésio/sódio/césio e cobre/magnésio/potássio/césio. Os catalisadores descritos nos Pedidos de Patente EP-A 255 156, EP-A 494 474, EP-A-657 212 e EP-A 657 213, incorporados por referência, são os mais particularmente preferidos.

O teor de cobre, calculado na forma de metal, está vantajosamente entre 30 e 90 g/kg, preferivelmente entre 40 e 80 g/kg e particularmente preferível entre 50 e 70 g/kg de catalisador.

O teor de magnésio, calculado na forma de metal, está vantajosamente entre 10 e 30 g/kg, preferivelmente entre 12 e 25 g/kg e particularmente preferível entre 15 e 20 g/kg de catalisador.

O teor de metal alcalino, calculado na forma de metal, está vantajosamente entre 0,1 e 30 g/kg, preferivelmente entre 0,5 e 20 g/kg e particularmente preferível entre 1 e 15 g/kg de catalisador.

As relações atômica de Cu:Mg:metal alcalino são vantajosamente 1:0,1-2:0,05-2, preferivelmente 1:0,2-1,5:0,1-1,5 e particularmente preferível 1:0,5-1:0,15-1.

Os catalisadores tendo uma área superficial específica, medida de acordo com o método BET com nitrogênio que está vantajosamente entre 25 m2 /g e 300 m2 /g, preferivelmente entre 50 e 100 m2 /g e particularmente preferível entre 75 e 175 m2 /g, são particularmente vantajosos.

O catalisador pode ser usado em um leito fixo ou em um leito fluidificado. Esta segunda opção é preferida. O processo de oxicloração é operado sob a faixa das condições geralmente recomendadas para esta reação.

A temperatura está vantajosamente entre 150 e 300°C, preferivelmente entre 200 e 275°C e mais preferivelmente de 215 a 255°C. A pressão está vantajosamente acima da pressão atmosférica. Os valores entre 2 e 10 bar absoluto deram bons resultados. A faixa entre 4 e 7 bar absoluto é preferível. Esta pressão pode ser proveitosamente ajustada de modo a alcançar um tempo de permanência ideal no reator e manter uma taxa constante de passagem para várias velocidades de operação. Os tempos de permanência usuais variam de 1 a 60 s e preferivelmente de 10 a 40 s.

A fonte de oxigênio para esta oxicloração pode ser ar, oxigênio puro ou uma mistura destes, preferivelmente oxigênio puro. Esta solução, que permite reciclagem mais fácil dos reagentes não convertidos, é preferível.

Os reagentes podem ser introduzidos no leito por qualquer dispositivo conhecido. E geralmente vantajoso introduzir o oxigênio separadamente dos outros reagentes por razões de segurança. Estas razões de segurança também requerem que a mistura gasosa que deixa o reator ou reciclada nele para seja mantida fora dos limites de inflamabilidade nas pressões e temperaturas em questão. E preferível manter uma assim chamada mistura rica, isto é, contendo também pouco oxigênio em relação ao combustível para inflamar. Sob este aspecto, a presença abundante (> 2 % em volume, preferivelmente > 5 % em volume) de hidrogênio deve constituir uma desvantagem dada a ampla faixa de inflamabilidade deste composto.

A relação de cloreto de hidrogênio/oxigênio usada está vantajosamente entre 3 e 6 mol/mol. A relação de etileno/ cloreto de hidrogênio está vantajosamente entre 0,4 e 0,6 mol/mol.

Os produtos clorados obtidos contêm principalmente DCE e também pequenas quantidades de subprodutos tais como 1,1,2-tricloroetano. A separação do DCE obtido da corrente de produtos derivados do reator de oxicloração é realizada de acordo com os métodos conhecidos. O calor da reação de oxicloração é geralmente recuperado na forma de vapor que pode ser usada para as separações ou para qualquer outro propósito.

Os produtos não convertidos tais como metano e etano são depois submetidos a uma separação mais fácil do que aquela que teria sido necessária para separar o etileno puro partindo da mistura inicial.

O DCE obtido pela cloração ou pela oxicloração de etileno pode depois ser convertido em VC.

A invenção, portanto, também se refere a um processo para a fabricação de VC. Com referência a isto, a invenção diz respeito a um processo para a fabricação de VC de acordo com que:

a) uma fonte de hidrocarboneto é submetida a uma primeira etapa de craqueamento, isto é, uma etapa de pirólise realizada em pelo menos uma fornalha de craqueamento, desta maneira produzindo uma mistura de produtos de craqueamento;

b) dita mistura de produtos de craqueamento é submetida a uma série de etapas de tratamento tornando possível obter uma mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes;

c) dita mistura de produtos contendo etileno é submetida a uma primeira etapa de separação S1 que consiste da separação de dita mistura de produtos dentro de uma coluna C1, em uma fração enriquecida com os compostos que são mais leves do que o etileno contendo um pouco do etileno (fração A) e em uma fração F1;

d) a fração F1 é submetida a uma segunda etapa de separação 52 que consiste de separar a fração Fl dentro de uma coluna C2 em uma fração F2 e em uma fração pesada (fração C);

e) a fração F2 é submetida a uma terceira etapa de separação 53 que consiste de separar a fração F2 dentro de uma coluna C3 em uma fração enriquecida com etileno (fração B) e em uma fração F3 principalmente composta de etano;

f) a fração A é transportada para um reator de cloração e a fração B é transportada para um reator de oxicloração, reatores em que a maioria do etileno presente nas frações A e B é convertida em 1,2- dicloroetano;

g) o 1,2-dicloroetano obtido é separado das correntes de produtos derivados dos reatores de cloração e oxicloração; e h) ο 1,2-dicloroetano obtido é submetido a uma pirólise, assim produzindo o VC.

As condições particulares e preferências definidas para o processo para a fabricação de DCE de acordo com a invenção se aplicam ao processo para a fabricação de VC de acordo com a invenção.

As condições sob as quais a pirólise pode ser realizada são conhecidas de uma pessoa versada na técnica. Esta pirólise é vantajosamente alcançada por uma reação na fase gasosa em uma fornalha de tubo. As temperaturas de pirólise usuais se propagam entre 400 e 600°C com uma preferência para a faixa entre 480°C e 540°C. O tempo de residência está vantajosamente entre 1 e 60 segundos com uma preferência para a faixa de 5 a 25 segundos. A taxa de conversão do DCE é vantajosamente limitada em 45 a 75 % para limitar a formação de subprodutos e incrustações dos canos da fornalha. As seguintes etapas tornam possível, usando qualquer dispositivo conhecido, a coleta do VC purificado e o cloreto de hidrogênio ser aumentado preferivelmente na oxicloração. Seguinte a purificação, o DCE não convertido é vantajosamente transportado para a fornalha de pirólise.

Além disso, a invenção também se refere a um processo para a fabricação de PVC. Neste sentido, a invenção se refere a um processo para a fabricação de PVC de acordo com que:

a) uma fonte de hidrocarboneto é submetida a uma primeira etapa de craqueamento, isto é, uma etapa de pirólise realizada em pelo menos uma fornalha de craqueamento, desta maneira produzindo uma mistura de produtos de craqueamento;

b) dita mistura de produtos de craqueamento é submetida a uma série de etapas de tratamento tornando possível obter uma mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes;

c) dita mistura de produtos contendo etileno é submetida a uma primeira etapa de separação S1 que consiste da separação de dita mistura de produtos dentro de uma coluna Cl, em uma fração enriquecida com os compostos que são mais leves do que o etileno contendo um pouco do etileno (fração A) e em uma fração F1;

d) a fração Fl é submetida a uma segunda etapa de separação S2 que consiste de separar a fração Fl dentro de uma coluna C2 em uma fração F2 e em uma fração pesada (fração C);

e) a fração F2 é submetida a uma terceira etapa de separação S3 que consiste de separar a fração F2 dentro de uma coluna C3 em uma fração enriquecida com etileno (fração B) e em uma fração F3 principalmente composta de etano;

f) a fração A é transportada para um reator de cloração e a fração B é transportada para um reator de oxicloração, reatores em que a maioria do etileno presente nas frações A e B é convertida em 1,2- dicloroetano;

g) o 1,2-dicloroetano obtido é separado das correntes de produtos derivados dos reatores de cloração e oxicloração;

h) o 1,2-dicloroetano obtido é submetido a uma pirólise, assim produzindo o VC; e

i) o VC é polimerizado para produzir PVC.

As condições particulares e preferências definidas para o processo para a fabricação de DCE e o processo para a fabricação de VC de acordo com a invenção se aplicam ao processo para a fabricação de PVC de acordo com a invenção.

O processo para a fabricação de PVC pode ser um processo de polimerização de massa, solução ou dispersão aquosa, preferivelmente é um processo de polimerização de dispersão aquosa.

A expressão "polimerização de dispersão aquosa" é subentendida de significar a polimerização radical em suspensão aquosa e também a polimerização radical em emulsão aquosa e polimerização em microssuspensão aquosa.

A expressão "polimerização radical em suspensão aquosa" é subentendida de significar qualquer processo de polimerização radical executado em meio aquoso na presença de dispersantes e iniciadores de radical solúveis em óleo.

A expressão "polimerização radical em emulsão aquosa" é subentendida de significar qualquer processo de polimerização radical executado em meio aquoso na presença de emulsificantes e iniciadores de radical solúveis em água.

A expressão "polimerização em microssuspensão aquosa", também chamada polimerização em dispersão aquosa homogeneizada, é subentendida de significar qualquer processo de polimerização radical em que iniciadores solúveis em óleo são usados e uma emulsão de gotículas monoméricas é preparada em virtude de uma agitação mecânica poderosa e a presença de emulsificantes.

O processo para a fabricação de DCE de acordo com a invenção possui a vantagem de utilizar duas frações de etileno diferentes que são bem adequadas para a reação de cloração e para a reação de oxicloração respectivamente. Em particular, o processo de acordo com a invenção possui a vantagem de utilizar uma fração de etileno que é levemente contaminada com hidrogênio para a reação de oxicloração e isto sendo em um custo que não é muito elevado.

Uma outra vantagem do processo de acordo com a invenção é que torna possível ter, no mesmo sítio industrial, um processo completamente integrado variando da fonte de hidrocarboneto para o polímero obtido partindo do monômero fabricado.

Uma vantagem adicional do processo de acordo com a invenção é que tornaria possível, mediante uma modificação das condições para a separação das frações como definido abaixo, lidar com situações onde é vantajoso desenvolver uma fonte externa de cloreto de hidrogênio, que se origina de uma outra fabricação tal como, por exemplo, uma unidade de fabricação de isocianatos. De modo inverso, é possível encontrar a situação de um mercado vantajoso para o cloreto de hidrogênio que resulta em uma diminuição na parte da oxicloração em relação à cloração.

O processo de acordo com a invenção é adicionalmente vantajoso porque torna possível separar os compostos compreendendo pelo menos 3 átomos de carbono através da fração C, compostos geralmente responsáveis por uma certa inibição durante a pirólise do DCE. Esta inibição é devido à formação de derivados tais como 1,2-dicloropropano e monocloropropenos.

Estes derivados são difíceis de completamente separá-los do DCE. Sua capacidade de formar radicais de alila estáveis explica o seu efeito inibidor poderoso sobre a pirólise de DCE que é realizada por uma rota radical. A formação destes subprodutos contendo três átomos de carbono ou subprodutos mais pesados deve, além disso, constituir um consumo desnecessário de reagentes na oxicloração e na cloração, ou geraria custos para a sua destruição. Além disso, estes compostos pesados contribuem para a poluição das colunas e evaporadores.

Em relação a um processo para a fabricação de DCE partindo de uma fonte de hidrocarboneto similar que deve fornecer duas etapas de separação em lugar de três, o processo de acordo com a invenção que compreende uma etapa de separação adicional, é caracterizada por uma melhor separação dos compostos que são mais leves do que o etileno na primeira etapa de separação e por uma melhor integração térmica. Permite uma melhor separação de etano que pode ser aumentado e possui a vantagem de permitir taxas de refluxo inferiores durante cada etapa de separação. O fato de que o processo de acordo com a invenção torna possível separar os compostos que são mais pesados do que o etileno em uma fração F3 principalmente composta de etano, também possui a vantagem de aumentar o ponto de ebulição da fração C quando for submetida a hidrogenação.

O processo para a fabricação de DCE de acordo com a invenção será agora ilustrado com referência ao desenho que acompanha a presente descrição. Este desenho consiste da Figura 1 anexada, esquematicamente representando uma forma de realização do processo para a fabricação de DCE de acordo com a invenção.

A mistura de produtos 1 contendo etileno e outros constituintes resultantes do craqueamento de uma fonte de hidrocarboneto selecionada do grupo composto de propano, butano e misturas de propano/butano é introduzida na coluna 2, que é uma coluna de destilação equipada com uma caldeira de recozer e um condensador suspenso, onde é separado em 2 frações diferentes, isto é, a fração 3 na parte superior da coluna 2 e a fração 4 na parte inferior da coluna 2.

A fração 3, enriquecida com os compostos que são mais leves do que o etileno, em particular metano, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e monóxido de carbono, é transportada para a unidade de cloração de etileno.

A fração 4 é depois transportada para uma coluna de destilação 5 equipada com uma caldeira de recozer de fundo e um condensador suspenso.

Após passar na coluna 5, a fração 4 é separada da fração 6 que sai da parte superior da coluna 5 e da fração 7 que sai da parte inferior da coluna 5.

A fração 6 é depois transportada para uma coluna de destilação 8 equipada com uma cadeira de recozer de fundo e um condensador suspenso.

Após passar na coluna 8, a fração 6 é separada da fração 9 que sai da parte superior da coluna 8 e da fração 10 que é principalmente composta de etano.

A fração 9, sendo caracterizada por um teor de hidrogênio muito baixo, é transportado para a unidade de oxicloração de etileno.

Claims (10)

1. Processo para a fabricação de 1,2-dicloroetano partindo com uma fonte de hidrocarboneto, caracterizado pelo fato de que: a) a fonte de hidrocarboneto é submetida a uma primeira etapa de craqueamento, isto é, uma etapa de pirólise realizada em pelo menos uma fornalha de craqueamento, desta maneira produzindo uma mistura de produtos de craqueamento; b) dita mistura de produtos de craqueamento é submetida a uma série de etapas de tratamento tornando possível de obter uma mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes; c) dita mistura de produtos contendo etileno é submetida a uma primeira etapa de separação S1 que consiste da separação de dita mistura de produtos dentro de uma coluna Cl, em uma fração enriquecida com os compostos que são mais leves do que o etileno contendo um pouco do etileno (fração A) e em uma fração F1; d) a fração Fl é submetida a uma segunda etapa de separação que consiste de separar a fração Fl dentro de uma coluna C2 em uma fração F2 e em uma fração pesada (fração C); e) a fração F2 é submetida a uma terceira etapa de separação que consiste de separar a fração F2 dentro de uma coluna C3 em uma fração enriquecida com etileno (fração B) e em uma fração F3 principalmente composta de etano; f) a fração A é transportada para um reator de cloração e a fração B é transportada para um reator de oxicloração, reatores em que a maioria do etileno presente nas frações A e B é convertida em 1,2- dicloroetano; e g) o 1,2-dicloroetano obtido é separado das correntes de produtos derivados dos reatores de cloração e oxicloração.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de hidrocarboneto é selecionado do grupo consistindo de nafta, óleo de gás, líquido de gás natural, etano, propano, butano, isobutano e misturas dos mesmos.

3. Processo de acordo com cada uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a fonte de hidrocarboneto é selecionada do grupo consistindo de etano, propano, butano e misturas de propano/butano.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a etapa a) é realizada em três diferentes fornalhas de craqueamento, as misturas de produtos de craqueamento derivados de cada uma delas sendo reunidas entre si antes da etapa b) e uma quarta fornalha de craqueamento é deixada disponível para substituir uma das três fornalhas em serviço.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes derivados da etapa b) compreende hidrogênio, metano, compostos compreendendo de 2 a 7 átomos de carbono, monóxido de carbono, nitrogênio e oxigênio.

6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as etapas de separação S1, S2 e S3 são etapas de destilação.

7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fração B contém de 40 % a 99,65 % em volume de etileno em relação ao volume total da fração B.

8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fração A contém um teor em volume de etileno tal que representa de 10 % a 95 % do teor em volume de etileno da fração B.

9. Processo para a fabricação de cloreto de vinila, caracterizado pelo fato de que: a) uma fonte de hidrocarboneto é submetida a uma primeira etapa de craqueamento, isto é, uma etapa de pirólise realizada em pelo menos uma fornalha de craqueamento, desta maneira produzindo uma mistura de produtos de craqueamento; b) dita mistura de produtos de craqueamento é submetida a uma série de etapas de tratamento tornando possível obter uma mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes; c) dita mistura de produtos contendo etileno é submetida a uma primeira etapa de separação S1 que consiste da separação de dita mistura de produtos dentro de uma coluna C1, em uma fração enriquecida com os compostos que são mais leves do que o etileno contendo um pouco do etileno (fração A) e em uma fração F1; d) a fração F1 é submetida a uma segunda etapa de separação S2 que consiste de separar a fração Fl dentro de uma coluna C2 em uma fração F2 e em uma fração pesada (fração C); e) a fração F2 é submetida a uma terceira etapa de separação S3 que consiste de separar a fração F2 dentro de uma coluna C3 em uma fração enriquecida com etileno (fração B) e em uma fração F3 principalmente composta de etano; f) a fração A é transportada para um reator de cloração e a fração B é transportada para um reator de oxicloração, reatores em que a maioria do etileno presente nas frações A e B é convertida em 1,2- dicloroetano; g) o 1,2-dicloroetano obtido é separado das correntes de produtos derivados dos reatores de cloração e oxicloração; e h) o 1,2-dicloroetano obtido é submetido a uma pirólise, assim produzindo o VC.

10. Processo para a fabricação de cloreto de polivinila, caracterizado pelo fato de que: a) uma fonte de hidrocarboneto é submetida a uma primeira etapa de craqueamento, isto é, uma etapa de pirólise realizada em pelo menos uma fornalha de craqueamento, desta maneira produzindo uma mistura de produtos de craqueamento; b) dita mistura de produtos de craqueamento é submetida a uma série de etapas de tratamento tornando possível obter uma mistura de produtos contendo etileno e outros constituintes; c) dita mistura de produtos contendo etileno é submetida a uma primeira etapa de separação S1 que consiste da separação de dita mistura de produtos dentro de uma coluna C1, em uma fração enriquecida com os compostos que são mais leves do que o etileno contendo um pouco do etileno (fração A) e em uma fração F1; d) a fração F1 é submetida a uma segunda etapa de separação S2 que consiste de separar a fração Fl dentro de uma coluna C2 em uma fração F2 e em uma fração pesada (fração C); e) a fração F2 é submetida a uma terceira etapa de separação S3 que consiste de separar a fração F2 dentro de uma coluna C3 em uma fração enriquecida com etileno (fração B) e em uma fração F3 principalmente composta de etano; f) a fração A é transportada para um reator de cloração e a fração B é transportada para um reator de oxicloração, reatores em que a maioria do etileno presente nas frações A e B é convertida em 1,2- dicloroetano; g) o 1,2-dicloroetano obtido é separado das correntes de produtos derivados dos reatores de cloração e oxicloração; h) o 1,2-dicloroetano obtido é submetido a uma pirólise, assim produzindo o VC; e i) o VC é polimerizado para produzir PVC.