BRPI0714565A2 - processo de alquilaÇço para conversço aumentada e uso reduzido de catalisador - Google Patents
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Abstract
PROCESSO DE ALQUILAÇçO PARA CONVERSçO AUMENTADA E USO REDUZIDO DE CATALISADOR. A invenção refere-se a um processo para a produção de compostos aromáticos alquilados que compreende a introdução de compostos aromáticos e de olefina pelo menos em primeira e segunda zonas de reação catalíticas verticamente espaçadas em uma unida de de alquilação sob condições de reação de alquilação para fornecer um produto alquilado, onde a segunda zona de reação catalítica é posicionada acima da primeira zona de reação catalítica; onde o composto aromático de cada uma das pelo menos primeira e segunda zonas de reação é contatada com um meio de resfriamento para condensar novamente pelo menos uma porção dos compostos aromáticos vaporizados a partir do calor de reação exotérmico do processo de alquilação; e onde a olefina é introduzida pelo menos nas primeira e segunda zonas de reação catalítica através de respectivos primeiro e segundo fluxos de alimentação de olefina em taxas de alimentação de olefina respectivas de modo a manter pressões parciais de olefina em entradas para pelo menos primeira e segunda zonas de reação catalítica que variam em menos de aproximadamente dez por cento. A invenção re- fere-se adicionalmente a um aparelho para pôr em prática o processo de alquilação da invenção.
Description
"PROCESSO DE ALQUILAÇÃO PARA CONVERSÃO AUMENTADA E USO REDUZIDO DE CATALISADOR"
Fundamentos da Invenção
Campo da invenção
A presente invenção refere-se a um processo de destilação catalítica, aperfeiçoado,
para a produção de aromáticos alquilados a partir da reação de alquilação de olefina e com- postos aromáticos.
Descrição da técnica relacionada
As vantagens do processo de destilação catalítica em relação a processos de alqui- lação de fase líquida convencionais são bem reconhecidas. Vide, por exemplo, as patentes US números 4.307.254, 4.443.559, 4.849.569 de Smith, Jr., patente US número 5.243.115 de Smith Jr. E outros, e patente US número 4.439.350 de Jones, J. e outros.
Algumas das reações de alquilação mais comuns incluem a alquilação de benzeno com etileno ou propileno para produzir etil benzeno ou cumeno, respectivamente. Etil ben- zeno é particularmente importante para seu uso na produção de estireno, um precursor de poliestireno, enquanto cumeno é particularmente importante para seu uso na produção de fenol e acetona.
As unidades de destilação catalítica até o presente usadas não são, por si próprias, capazes da conversão completa dos reagentes aromáticos e olefina em produtos aromáticos alquilados. Por conseguinte, o processo de destilação catalítica inclui, tipicamente, um reator de acabamento de alquilação, operado na fase líquida, para converter quaisquer compostos aromáticos e olefina não reagida restantes em produtos aromáticos alquilados com conver- são quase completa da olefina. Vide o pedido US publicado número de série 2004/0254412 de Pohl.
Embora o método de destilação catalítica para reações de alquilação tenha forneci-
do muitos benefícios, permanecem várias áreas necessitando de aperfeiçoamento. Por e- xemplo, o processo é conhecido por sofrer de uma falta de eficiência de reação (isto é, con- versão impedida de olefina). Esse impedimento de conversão de olefina é principalmente causado por uma incapacidade de controlar a pressão parcial exigida de olefina na unidade de alquilação.
Em particular, o calor de reação (a reação que ocorre na fase líquida sobre o catali- sador) causa vaporização parcial de compostos aromáticos, e um aumento significativo na taxa de vapor a partir da porção mais inferior do catalisador para a porção mais superior. Olefina gasosa, fluindo contra-corrente para cima através do reator, é absorvida na fase Ii- quida e é consumida por reação sobre o catalisador. Uma vez que o equilíbrio de líquido- vapor é aproximadamente mantido, o resultado é uma redução contínua em pressão parcial de olefina e uma diminuição correspondente em concentração de olefina de fase líquida a partir da porção mais inferior do catalisador para a porção mais superior. Essa redução em concentração de olefina de fase líquida causa taxas de reações correspondentemente mais baixas e requer uma quantidade cada vez maior de catalisador para manter a mesma con- versão incrementai de olefina à medida que prossegue para cima do reator.
Uma vez que o custo do catalisador é tipicamente significativo, quantidades maio-
res de catalisador podem resultar em um investimento de capital significativo para o proces- so. Além disso, uma quantidade maior de catalisador exacerba adicionalmente o capital e custos operacionais do processo por exigir um reator de alquilação maior para alojar o cata- lisador.
Algum grau de controle de pressões parciais de olefina foi obtido na técnica, porém
esse não resultou em manter taxas de conversão de olefina satisfatórias em todos os leitos de catalisador. Por exemplo, taxas aperfeiçoadas de conversão de olefina foram obtidas por toda a unidade de destilação catalítica por empregar uma taxa de alimentação de vapor de benzeno ótima para o fundo da unidade de destilação catalítica em combinação com o con- trole do número de pontos de injeção de olefina e taxa de fluxo para cada ponto de injeção. Entretanto, mesmo com esse aperfeiçoamento, taxas de conversão de olefina ainda caem acentuadamente nos leitos de catalisador do meio até superior.
Há, portanto, necessidade de um processo de destilação catalítica aperfeiçoado pa- ra reações de alquilação com uma taxa de conversão aperfeiçoada da olefina. Há necessita específica para aperfeiçoar a taxa de conversão da olefina por manter melhor uma pressão parcial desejada de olefina por todo o catalisador da unidade de destilação catalítica. Um tal aperfeiçoamento permitiria o uso de quantidades menores de catalisador e consequente- mente, uma redução em tamanho do reator de alquilação, e/ou conversão de olefina geral maior através do reator de alquilação. SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Esses e outros objetivos foram obtidos, primeiramente, pela provisão de um pro- cesso para a produção de compostos aromáticos de alquila em um reator de destilação ca- talítica, onde variações em carga de vapor e pressões parciais de olefina no reator de desti- lação catalítica são reduzidas e o número efetivo de estágios de reação pode ser aumenta- do. O processo compreende as etapas de:
introduzir compostos aromáticos e olefina pelo menos em primeira e segunda zonas de reação catalíticas verticalmente espaçadas em uma unidade de alquilação sob condições de reação de alquilação para fornecer um produto alquilado, onde a segunda zona de reação catalítica é posicionada acima da primeira zona de reação catalítica; onde compostos aromáticos vaporosos de cada uma das pelo menos primeira e
segunda zonas de reação são contatados com um meio de resfriamento para condensar pelo menos uma porção dos compostos aromáticos vaporizados; e onde a olefina é introduzida pelo menos nas primeira e segunda zonas de reação catalítica através de respectivos primeiro e segundo fluxos de alimentação de olefina em taxas de alimentação de olefina respectivas de modo a manter pressões parciais de olefina em entradas para pelo menos primeira e segunda zonas de reação catalítica que variam em menos de aproximadamente dez por cento.
Em uma modalidade específica, o processo compreende:
a) introduzir um ou mais compostos aromáticos e uma ou mais olefinas em uma unidade de destilação catalítica tendo pelo menos dois leitos inferiores, um leito mais inferior, e um leito mais superior de um primeiro catalisador de alquilação, a unidade de destilação catalítica operada em um modo de fase de vapor-fase líquida em combinação sob condições de reação de alquilação para produzir um efluente de base de alquilador líquido compreendendo compostos aromáticos alquilados e composto aromático não reagido descarregando abaixo do leito mais inferior, e um fluxo aéreo de vapor de alquilador compreendendo composto aromático não reagido e olefina não reagida descarregando acima do leito mais superior;
b) condensar o fluxo aéreo de vapor de alquilador para formar um fluxo aéreo de alquilador condensado e orientar o fluxo aéreo de alquilador condensado para dentro de um reator de acabamento tendo um segundo catalisador de alquilação e operado em uma fase líquida sob condições de reação de alquilação onde o composto aromático não reagido e olefina não reagida no fluxo aéreo de alquilado são convertido em compostos aromáticos alquilados com consumo substancialmente completo da olefina não reagida, desse modo produzindo um efluente de reator de acabamento compreendendo composto aromático alquilado e essencialmente nenhuma olefina não reagida;
c) remover uma porção substancial de quaisquer compostos voláteis no efluente de reator de acabamento para formar um efluente de reator de acabamento extraído;
d) resfriar pelo menos uma porção do efluente de reator de acabamento a uma temperatura suficiente baixa para condensar pelo menos uma porção dos compostos aromáticos vaporosos na unidade de destilação catalítica, desse modo formando um efluente de reator de acabamento extraído e resfriado; e
e) orientar o efluente de reator de acabamento extraído e resfriado acima pelo menos dos dois leitos inferiores do primeiro catalisador de alquilação durante operação da unidade de destilação catalítica.
Em outra modalidade, o processo compreende:
a) introduzir um ou mais compostos aromáticos e uma ou mais olefinas em uma unidade de destilação catalítica tendo pelo menos dois leitos inferiores, um leito mais inferior, e um leito mais superior de um primeiro catalisador de alquilação, a unidade de destilação catalítica operada em um modo de fase de vapor-fase líquida em combinação sob condições de reação de alquilação para produzir um efluente de base de alquilador líquido compreendendo compostos aromáticos alquilados e composto aromático não reagido descarregando abaixo do leito mais inferior e um fluxo aéreo de vapor de alquilador compreendendo composto aromático não reagido e olefina não reagida descarregando acima do leito mais superior;
b) remover substancialmente quaisquer compostos aromáticos alquilados no fluxo aéreo de vapor de alquilador pelo uso de um absorvente apropriado capaz de remover seletivamente compostos aromáticos alquilados na presença de composto aromático não reagido e olefina não reagida, desse modo produzindo um fluxo aéreo de alquilador limpo; c) condensar o fluxo aéreo de alquilador limpo para formar um fluxo aéreo de
alquilado condensado e limpo e orientar o fluxo aéreo de alquilador condensado e limpo para dentro de um reator de acabamento tendo um segundo catalisador de alquilação e operado em uma fase líquida sob condições de reação de alquilação onde o composto aromático não reagido e olefina não reagida no fluxo aéreo de alquilador limpo são convertidos em compostos aromáticos alquilados com consumo substancialmente completo da olefina não reagida, desse modo produzindo um efluente de reator de acabamento compreendendo composto aromático alquilado e essencialmente nenhuma olefina não reagida;
d) remover uma porção substancial de quaisquer compostos voláteis no efluente de reator de acabamento para formar um efluente de reator de acabamento extraído;
e) resfriar pelo menos uma porção do efluente de reator de acabamento extraído a uma temperatura suficiente baixa para condensar pelo menos uma porção de compostos aromáticos vaporosos na unidade de destilação catalítica, desse modo formando um efluente de reator de acabamento extraído e resfriado, e
f) orientar o efluente de reator de acabamento extraído e resfriado acima pelo
menos de dois leitos inferiores do primeiro catalisador de alquilação durante operação da unidade de destilação catalítica.
Em outra modalidade, o processo compreende:
a) introduzir um ou mais compostos aromáticos e uma ou mais olefinas em uma unidade de destilação catalítica tendo um primeiro catalisador de alquilação compreendendo uma disposição vertical de três a dez unidades de catalisador embaladas e tendo uma unidade de catalisador embalada mais inferior e uma unidade de catalisador embalada mais superior, a unidade de destilação catalítica operada em um modo de fase de vapor-fase líquida em combinação sob condições de reação de alquilação para produzir um efluente de base de alquilador líquido compreendendo compostos aroma'ticos alquilados e composto aromático não reagido descarregando abaixo da unidade de catalisador embalada mais inferior e um fluxo aéreo de vapor de alquilador compreendendo composto aromático não reagido e olefina não reagida descarregando acima da unidade de catalisador embalada mais superior, onde olefina é alimentada para o primeiro catalisador de alquilação por duas a sete linhas de alimentação de olefina divididas que alimentam um número igual de unidades de catalisador embaladas de uma porção inferior da disposição vertical de três a dez unidades de catalisador embaladas, onde o número de unidades de catalisador embaladas é maior do que o número de linhas de alimentação de olefina divididas, desse modo deixando uma porção superior de unidades de catalisador embaladas sem linhas de alimentação de olefina;
b) remover substancialmente quaisquer compostos aromáticos alquilados no fluxo aéreo de alquilador pelo uso de um absorvente apropriado capaz de remover seletivamente
compostos aromáticos alquilados na presença de composto aromático não reagido e olefina não reagida, desse modo produzindo um fluxo aéreo de alquilador limpo;
c) condensar o fluxo aéreo de alquilador limpo para formar um fluxo aéreo de alquilador limpo e condensado e orientar o fluxo aéreo de alquilador condensado e limpo
para dentro de um reator de acabamento tendo um segundo catalisador de alquilação e operado em uma fase líquida sob condições de reação de alquilação onde o composto aromático não reagido e olefina não reagida no fluxo aéreo de alquilador limpo são convertidos em compostos aromático alquilados com consumo substancialmente completo da olefina não reagida, desse modo produzindo um efluente de reator de acabamento compreendendo composto aromático, alquilado e essencialmente nenhuma olefina não reagida;
d) remover uma porção substancial de quaisquer compostos voláteis no efluente de reator de acabamento para formar um efluente de reator de acabamento extraído;
e) resfriar pelo menos uma porção do efluente de reator de acabamento extraído a uma temperatura suficientemente baixa para condensar pelo menos uma porção de
compostos aromáticos vaporosos na unidade de destilação catalítica, desse modo formando um efluente de reator de acabamento extraído e resfriado, e
f) orientar o efluente de reator de acabamento extraído e resfriado para o primeiro catalisador de alquilação durante operação da unidade de destilação catalítica, onde
efluente de reator de acabamento resfriado é dividido em um número de linhas de alimentação divididas igual ou maior do que o número de linhas divididas de olefina, cada uma das linhas de alimentação divididas de efluente de reator de acabamento resfriado injetando acima de cada da porção inferior de unidades de catalisador embaladas sendo alimentadas por olefina.
A invenção inclui adicionalmente um aparelho de destilação catalítica para obter o
processo descrito acima. Em uma modalidade preferida, o sistema de destilação catalítica compreende: a) uma unidade de destilação catalítica tendo um primeiro catalisador de alquilação, uma saída de base de alquilador abaixo de uma porção mais inferior do primeiro catalisador de alquilação para descarregar um efluente de base de alquilador líquido, e uma saída aérea de alquilador acima de uma porção mais superior do primeiro catalisador de
alquilação para descarregar um fluxo aéreo de vapor de alquilador, em que a unidade de destilação catalítica é operável em uma fase de vapor-líquido em combinação sob condições de destilação e reação de alquilação;
b) meio para remover seletiva e substancialmente quaisquer compostos aromáticos alquilados no fluxo aéreo de vapor de alquilador para produzir um fluxo aéreo de alquilador
limpo;
c) meio para condensar e transferir o fluxo aéreo de alquilador limpo para um reator de acabamento tendo um segundo catalisador de alquilação e uma saída de reator de acabamento para descarregar efluente de reator de acabamento reagido, em que o reator de acabamento é operável em uma fase líquida sob condições de alquilação;
d) meio para resfriar o efluente de reator de acabamento a uma temperatura
suficientemente baixa para condensar pelo menos uma porção de compostos aromáticos vaporosos na unidade de destilação catalítica; e
e) meio para orientar efluente de reator de acabamento resfriado para dentro do primeiro catalisador de alquilação. A invenção controla, vantajosamente pressão parcial de olefina por recondensar os
aromáticos, principalmente reagente aromático (por exemplo, benzeno) e até um ponto menor aromáticos alquilados (por exemplo dietil benzeno, trietil benzeno, etc.) vaporizados a partir do calor exotérmico de reação. Por recondensar os aromáticos, o fluxo de vapor aromático não mais aumenta substancialmente para cima da coluna de alquilação, e isso por sua vez permite distribuição ótima/benéfica mais uniforme de alimentação de pressão parcial de olefina para cada um dos leitos de catalisador e um regime de fluxo de líquido- vapor contra-corrente mais uniforme. Por conseguinte, em contraste com o que foi posto em prática na técnica anterior, as taxas de alimentação de olefina em cada ponto de injeção não mais são necessárias aumentar para cima da coluna para maximizar a pressão parcial de olefina e taxa de reação.
Além disso, uma vez que o fluxo de vapor aromático não mais aumenta substancialmente para cima da coluna de alquilador, a alimentação de vapor aromático inicial na base do alquilador pode ser significativamente mais elevada do que em uma técnica anterior enquanto mantém ou reduz a carga de vapor no topo do alquilador. Uma redução em carga de vapor no topo do alquilador permite um alquilador de diâmetro menor, uma vez que a carga hidráulica no topo do alquilador está em controle.
Além disso, um fluxo inicial mais elevado de vapor aromático na base do alquilador permite um fluxo inicial mais elevado de olefina no leito de base do alquilador, enquanto não excede nenhuma limitação de pressão parcial de olefina de projeto. Por exemplo, quatro injeções de alimentação de olefina distribuídas, a partir da base, como 18%/21 %/24%/37% em um processo da técnica anterior podem ser agora quatro injeções de olefina distribuídas como 33%/26%/22%/19%.
O fluxo de olefina mais elevada para cada um dos leitos de catalisador inferiores (incluindo alimentação de olefina de composição nova mais olefina não reagida que sai do leito anterior) e conversão de olefina mais elevada resultante em cada um desses leitos aumenta significativamente a produtividade de catalisador (olefina convertida por volume de catalisador) nos leitos de catalisador inferiores. Isso está em contraste com o fluxo de olefinas mais baixo porém cada vez mais crescente e conversão de olefina inferior da técnica anterior.
Além disso, uma redução em diâmetro de alquilador com a mesma altura de leito de catalisador resulta em produtividade de catalisador ainda mais elevada nos leitos de catalisador inferiores uma vez que a conversão de olefina aumenta e o volume de catalisador diminui. A produtividade de catalisador mais elevada resultante não tem conseqüências negativas porque a produtividade de catalisador nos dois casos é suficientemente baixa de modo a não ser um fator significativo em expectativa de vida ou extensão de curso de catalisador.
A quantidade de olefina convertida através dos leitos inferiores (isto é, aqueles leitos que recebem alimentação de olefina de composição fresca) é agora significativamente mais elevada do que a técnica anterior. Por exemplo, a olefina convertida através dos quatro leitos de catalisador inferiores em um processo da técnica anterior é tipicamente 70% da alimentação total de olefina. Isso está em contraste com a presente invenção onde a conversão de olefina é tipicamente pelo menos 72% da alimentação total de olefina, porém com 40% menos de catalisador.
Os leitos superiores de catalisador (isto é, aqueles leitos que não recebem alimentação de olefina de composição fresca) também têm desempenho melhor. Esses leitos de catalisador reagem adicionalmente olefina não convertida que sai dos leitos inferiores de modo que a conversão de olefina de alquilador CD geral é pelo menos 75 - 80% (quando um reator de acabamento é empregado), e fornece uma concessão para extensão de curso (envelhecimento de catalisador). Primeiramente, a pressão parcial de olefina é mais elevada, mesmo sem a injeção de alimentação de olefina de composição fresca, devido à condensação de aromáticos vaporizados, em comparação com o processo da técnica anterior. Em segundo lugar, há agora menos olefina não convertida a partir dos leitos inferiores de catalisador que entra nos leitos superiores de catalisador em comparação com o processo da técnica anterior. Em terceiro lugar, para a mesma quantidade de catalisador total e alquilador de diâmetro menor, há menos catalisador contido nos leitos inferiores, e desse modo mais catalisador contido nos leitos superiores, em comparação com o processo da técnica anterior. Isso significa que há agora um número maior de leitos superiores de catalisador da mesma altura de leito, e desse modo uma altura de leito superior total maior disponível para contatar e converter a olefina.
A operação aperfeiçoada do leito de catalisador inferior e operação aperfeiçoada de leito de catalisador superior resulta em conversão de olefina significativamente mais elevada no alquilador com a mesma quantidade de catalisador em comparação com o processo da técnica anterior (5% a 15% de conversão de alquilador mais elevado, dependendo da extensão de curso de projeto); ou significativamente menos catalisador (30% a 40% menos catalisador, dependendo da concessão de catalisador de extensão de curso) necessário para obter a mesma conversão de olefina em comparação com o processo da técnica anterior.
A conversão mais elevada de olefina da presente invenção permite um reator de acabamento menor e menos catalisador de reator de acabamento do que na técnica anterior uma vez que menos olefina necessita ser convertida no reator de acabamento. Se a conversão de olefina da presente invenção for aproximadamente igual à comparada com processos da técnica anterior, isso ainda permitiria um alquilador menor e menos catalisador de alquilador. Qualquer caso fornece benefícios econômicos. Além disso, uma vez que pode ser mais leitos de catalisador total em um alquilador
de diâmetro menor tendo a mesma quantidade de catalisador total, em contraste com o que foi posto em prática na técnica anterior, pode haver agora mais pontos de injeção para distribuir a alimentação de olefina entre leito de catalisador adicional. Por exemplo, quatro injeções de alimentação de olefina distribuídas (a partir da base) como 18%/21%/24%/37% em um processo da técnica anterior podem ser agora cinco injeções de olefina distribuídas como 28%/23%/19%/16%/14%.
A distribuição mais uniforme de olefina para mais leitos de catalisador significa: 1) mais leitos recebem alimentação de olefina de composição fresca e operam em produtividade elevada; e 2) há mais leitos operando em pressão parcial máxima de olefina. Isso aumenta eficazmente o número de estágios de reação. A maior distribuição de alimentação de olefina e produtividade de leito de catalisador inferior pode resultar também em envelhecimento mais uniforme de catalisador e extensão de curso de catalisador potencialmente mais longo.
Mais leitos de alquilador CD em pressão parcial máxima de olefina resultam ainda em taxas de conversão mais elevadas e conversão de reator de acabamento exigida mais baixa. No geral, a pressão parcial de olefina média por toda a unidade de destilação catalítica é mais elevada na presente invenção, e portanto, a taxa de reação média por toda a unidade de destilação catalítica é mais elevada. Em uma modalidade particularmente preferida, a invenção provê as vantagens acima por incluir um processo para resfriar o efluente a partir de um reator de acabamento e alimentar o efluente de reator de acabamento resfriado para o catalisador de alquilação durante uma reação de alquilação. O efluente de reator de acabamento resfriado ajuda vantajosamente a manter uma pressão parcial de olefina desejada no catalisador de alquilação por efetuar uma redução na pressão de vapor do aromático por condensação do aromático. O processo permite uma conversão aperfeiçoada de olefina (por exemplo, 90% em vez de 80%) e/ou uma redução na quantidade de catalisador exigido e uma redução no tamanho do reator de alquilação e/ou acabamento. Esses aperfeiçoamentos também permitem uma redução em custos e melhores rendimentos de produto para o processo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Várias modalidades são descritas aqui com referência aos desenhos onde:
A figura 1 é uma vista de um processo de destilação catalítica preferido da inven- ção; e
A figura 2 é uma vista de um sistema de destilação preferido acoplado ao elemento 106 que carrega a linha de corrente de base de alquilador.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS
Como utilizado aqui, o termo "aromático" inclui compostos aromáticos contendo grupo não alquila, como benzeno e naftaleno, bem como compostos aromáticos contendo alquila, como tolueno, xileno e similares. O termo "aromático alquilado" se refere a compos- tos aos quais um ou mais grupos de alquila adicionais são fixados pelo processo de alquila- ção aromático descrito abaixo.
Com referência à figura 1, o processo da invenção requer uma unidade de alquila- ção correspondendo ao elemento 100, como mostrado. Na unidade de alquilação, um ou mais compostos de olefina e um ou mais compostos aromáticos são introduzidos pelo me- nos em duas (isto é, primeira e segunda) zonas de reação catalíticas verticalmente espaça- das sob condições de reação de alquilação, onde a segunda zona de reação catalítica é posicionada acima da primeira zona de reação catalítica. Durante operação da unidade de alquilação, os compostos aromáticos e olefina reagem em contato com o catalisador em cada uma das zonas de reação para produzir um ou mais compostos aromáticos alquilados.
A unidade de alquilação 100 é tipicamente uma unidade de destilação catalítica que opera em um modo de fase de vapor-fase líquida em combinação e sob condições de rea- ção de alquilação apropriadas, como conhecido na técnica. Preferivelmente, a unidade de destilação catalítica 100 é operada em uma pressão de aproximadamente 3792 kPa a apro- ximadamente 3792 KpA (270 psig a aproximadamente 550 psig) e uma temperatura de a- proximadamente 185°C a aproximadamente 250°C (365°F a aproximadamente 482°F), com uma razão em peso de aromáticos para olefina na faixa preferida de aproximadamente 2,0 a aproximadamente 3,5. Uma unidade de destilação catalítica conhecida anterior foi anterior- mente descrita em detalhe na patente US número 4.849.569 de Smith, Jr.
O catalisador de alquilação pode ser qualquer catalisador de alquilação apropriado conhecido na técnica. As composições preferidas e formas de tais catalisadores de alquila- ção foram anteriormente descritas em detalhe nas patentes US números 4.849.569 e 4.443.559 de Smith, Jr., as quais são ambas incorporadas aqui a título de referência na ín- tegra. Um catalisador de alquilação apropriado, além de ter a capacidade de catalisar uma reação de alquilação, deve ter uma área superficial apropriada e permitir que vapor flua a- través do mesmo, como descrito nas patentes US números 5.243.115 de Smith, Jr., e ou- tros, e 4.215.011 e 4.302.356 de Smith Jr., todas as quais são incorporadas a título de refe- rência aqui na íntegra.
O catalisador de alquilação é preferivelmente um catalisador acídico apropriado. Catalisadores acídicos apropriados incluem peneiras moleculares (peneiras de mol) e resi- nas de permuta de cátion, como descrito nas referências de patente citadas acima. Alguns catalisadores particularmente preferidos incluem zeólito X, zeólito Y, zeólito L, TMA Offretita, mordenita, alumina-sílica amorfa, zeólito BEA (beta), zeólito MWW, catalisador MFI e zeólito ΒΕΑ.
Preferivelmente, o catalisador de alquilação tem a forma de contas de catalisador distintas. Em uma modalidade preferida, os leitos de catalisador têm a forma de unidades de catalisador acondicionadas (isto é, embaladas) dispostas verticalmente na unidade de desti- lação catalítica. Mais preferivelmente, um espaçamento apropriado é fornecido entre cada uma das unidades de catalisador embaladas verticalmente dispostas. Por exemplo, em uma modalidade particularmente preferida, o catalisador de alquilação contém uma pluralidade de unidades de catalisador embaladas verticalmente dispostas onde cada unidade de catali- sador embalada é limitada a aproximadamente 1,82 metros (seis pés) de altura com um es- paçamento de 45,72 a 76,2 centímetros (18 a 30 polegadas).
Em uma modalidade específica, o catalisador de alquilação compreende pelo me- nos duas, mais preferivelmente três, e mais preferivelmente quatro unidades de catalisador embaladas em um arranjo vertical. Em outra modalidade, o catalisador de alquilação com- preende cinco a dez unidades de catalisador embaladas em um arranjo vertical. Por exem- plo, o catalisador de alquilação pode compreender um arranjo vertical de cinco, mais preferi- velmente seis, e ainda mais preferivelmente, como mostrado na figura 1 (isto é, elementos 103a-103g), sete unidades de catalisador embaladas tendo algum espaçamento entre cada unidade de catalisador embalada.
O processo descrito acima compreende ainda preferivelmente um reator de acaba- mento 119. O reator de acabamento reage composto aromático não reagido e composto de olefina não reagido a partir do fluxo aéreo de alquilador para compostos aromáticos alquila- dos em um processo de fase líquida altamente eficiente que permite o consumo substanci- almente completo de olefina não reagida. Por conseguinte, essencialmente nenhuma olefina não reagida permanece após o processo de acabamento.
Uma vez que o reator de acabamento opera mais eficientemente do que alquilação nas fases de vapor-líquido misturadas da unidade de destilação catalítica, o reator de aca- bamento requer tipicamente menos catalisador do que a unidade de destilação catalítica. O reator de acabamento 119 opera, preferivelmente em uma temperatura de aproximadamen- te 200°C a aproximadamente 230°C (392°F a aproximadamente 446°F), uma pressão de aproximadamente 3792 KpA a aproximadamente 6205 KpA (550 psig a aproximadamente 900 psig), e uma razão molar de aromáticos para olefina de aproximadamente 2,0 para a- proximadamente 10,0.
O catalisador de alquilação do reator de acabamento pode ser igual ou diferente (em termos de composição e/ou em desenho físico) do que o catalisador de alquilação da unidade de alquilação. Para distinguir os dois catalisadores de alquilação onde um reator de acabamento é utilizado, o catalisador de alquilação da unidade de alquilação será doravante mencionado como o "primeiro catalisador de alquilação" e o catalisador de alquilação do reator de acabamento como o "segundo catalisador de alquilação."
Ao passo que o primeiro catalisador de alquilação tem preferivelmente a forma de fardos acondicionados, o segundo catalisador de alquilação tem preferivelmente a forma de um leito fixo de catalisador salto tendo quaisquer das composições apropriadas para catali- sadores de alquilação, como descrito acima, para o primeiro catalisador de alquilação. A composição do segundo catalisador de alquilação é mais preferivelmente selecionada entre zeólito Y, zeólito BEA (beta), zeólito MWW, Mordenita ou catalisador MFI.
De acordo com a invenção, compostos aromáticos vaporosos a partir de cada de pelo menos primeira e segunda zonas de reação catalítica são contatados com meios de resfriamento para condensar pelo menos uma porção dos compostos aromáticos vaporosos. qualquer meio conhecido na técnica para resfriamento pode ser utilizado para o meio de resfriamento. Por exemplo, o meio de resfriamento pode ser um elemento de resfriamento para remover indiretamente calor a partir da unidade de destilação catalítica para uma utili- dade ou fluxo de processo mais frio.
Alguns exemplos de elementos de resfriamento incluem quaisquer dos resfriadores ou permutadores de calor apropriados conhecidos na técnica. Alguns exemplos mais espe- cíficos de elementos de resfriamento incluem resfriadores de bombear e permutadores de calor de topo-U do tipo baioneta (por exemplo, com o refrigerante no lado do tubo) inseridos entre os leitos de catalisador e permutadores de calor de invólucro-e-tubo externos onde a mistura interleitos de alquilador é forçada a circular através do lado do tubo do permutador térmico (por exemplo, com o refrigerante no lado de invólucro).
O meio de resfriamento pode ser também um fluxo contendo aromático resfriado, que está preferivelmente em uma temperatura suficientemente baixa para a condensação, mais preferivelmente recondensação, de pelo menos uma porção, mais preferivelmente uma porção principal, dos compostos aromáticos vaporizados. Por exemplo, um fluxo de aromáti- cos resfriado a partir da fonte de alimentação F-3 poderia ser utilizado para condensar aro- máticos vaporosos na unidade de destilação catalítica, quer no lugar de ou além do efluente de reator de acabamento resfriado.
Mais preferivelmente, o meio de resfriamento é efluente resfriado a partir de um reator de acabamento. Por exemplo, em uma modalidade preferida, resfriamento é realizado primeiramente por extrair do efluente de reator de acabamento, compostos voláteis (por e- xemplo, em um extrator de produtos leves 102) antes de resfriar o efluente de reator de a- cabamento, e então orientar o efluente de reator de acabamento extraído e resfriado acima de pelo menos dois leitos inferiores de catalisador. O efluente de reator de acabamento resfriado ajuda vantajosamente a manter uma
pressão parcial desejada de olefina no catalisador de alquilação por efetuar uma redução na pressão de vapor do aromático por recondensação de pelo menos uma porção principal (por exemplo, igual ou maior do que 90%) dos aromáticos vaporizados a partir do calor exotérmi- co de reação. O aperfeiçoamento permite uma taxa de conversão aperfeiçoada da olefina no processo, que permite, entre outras coisas, uma redução na quantidade de catalisador ne- cessário e uma redução no tamanho do reator de alquilação. Esses aperfeiçoamentos per- mitem uma redução em custos e rendimentos melhores de produto para o processo.
O primeiro catalisador de alquilação está localizado preferivelmente nas proximida- des da porção inferior da unidade de destilação catalítica 100. Mais preferivelmente, um es- paço suficiente é fornecido abaixo da porção mais inferior do primeiro catalisador de alquila- ção para a introdução e acumulação de líquidos ou vapores aromáticos e/ou olefínicos. Si- milarmente, prefere-se que a unidade de destilação catalítica 100 inclua um espaço suficien- te acima da porção mais superior do primeiro catalisador de alquilação para inclusão de um absorvente (por exemplo, 101) e/ou um extrator de produtos leves (por exemplo, 102), cada um dos quais é descrito em detalhes adicionais abaixo. Um espaço abaixo da porção mais inferior e/ou acima da porção mais superior do primeiro catalisador de alquilação pode variar de, por exemplo, um vigésimo a uma metade da altura da unidade de alquilação. Essa faixa é dada para fins de ilustração e não deve ser interpretada como limitação do escopo da in- venção. Os valores fora dessa faixa podem ser utilizados onde apropriado. Uma alimentação de olefina F-1 e uma alimentação de aromáticos F-2 são introdu-
zidas pelo menos nas primeira e segunda zonas de reação catalítica de uma unidade de alquilação por linhas de alimentação de aromáticos e olefina apropriadas (isto é, fluxos con- tendo olefina e contendo aromático). Cada linha de alimentação pode ser independentemen- te dividida ou não dividida e conectada à unidade de alquilação direta ou indiretamente para colocar a alimentação de olefina ou aromáticos em contato com (isto é, para dentro) do cata- lisador de alquilação. A alimentação de olefina e a alimentação de aromáticos podem ser introduzidas na unidade de alquilação separadamente na forma de linhas de alimentação de olefina e aromático, separadas, ou alternativamente, como uma mistura de olefina- aromáticos combinada em uma ou mais linhas de alimentação.
Em uma modalidade, olefina é alimentada para o primeiro catalisador de alquilação em dois ou mais locais do catalisador pelo uso de dois ou mais fluxos de olefina. Por exem- pio, a linha de alimentação de olefina pode ser dividida em dois a dez, ou quatro a oito li- nhas de alimentação de olefina divididas, qualquer uma das quais alimentam para dentro de um arranjo vertical de duas a dez ou quatro a oito unidades de catalisador embaladas do primeiro catalisador de alquilação, respectivamente. Preferivelmente, cada linha de alimen- tação de olefina dirige olefina para (e mais preferivelmente abaixo) de uma única unidade de catalisador embalada. O número de linhas de alimentação de olefina divididas e o número de unidades de catalisador embaladas são independentes entre si com a condição de que haja pelo menos tantas unidades de catalisador embaladas quanto há linhas de alimentação de olefina.
Por exemplo, em uma modalidade preferida, como mostrado na figura 1, a alimen- tação de olefina F-1 é enviada para o primeiro catalisador de alquilação através de uma li- nha de alimentação de olefina 104, que é dividida em quatro fluxos 104a-104d, cada um dos quais alimenta olefina para cada uma de quatro unidades de catalisador embaladas (isto é, 103a-d) de um total de sete unidades de catalisador embaladas verticalmente dispostas (isto é, 103a-g). Se desejado, a linha de alimentação de olefina 104 pode ser dividida em cinco, seis, sete ou um número mais elevado de fluxos de olefina, cada um dos quais orienta olefi- na para uma unidade de catalisador embalada e onde há pelo menos cinco, seis, sete ou um número mais elevado de unidades de catalisador embaladas verticalmente dispostas.
Preferivelmente, olefina é injetada em uma porção inferior de leitos de catalisador, desse modo deixando um ou mais (por exemplo, 1, 2, 3 ou 4) leitos de catalisador de uma porção superior de leitos de catalisador sem alimentação de olefina direta. A olefina é mais preferivelmente injetada abaixo de cada leito de catalisador da porção inferior de leitos de catalisador. O fato de ter leitos de catalisador acima do ponto de alimentação de olefina mais superior é particularmente vantajoso em que esses leitos superiores de catalisador reagem a olefina que resta a partir do leito de catalisador acima da fonte mais superior de alimentação de olefina.
Por exemplo, em uma modalidade específica, olefina é alimentada para o primeiro catalisador de alquilação por duas a sete linhas de alimentação de olefina divididas que ali- mentam um número igual de unidades de catalisador embaladas de uma porção inferior de um arranjo vertical de três a dez unidades de catalisador embaladas do primeiro catalisador de alquilação, onde o número de unidades de catalisador embaladas é maior do que o nú- mero de linhas de alimentação de olefina divididas, desse modo deixando uma porção supe- rior de unidades de catalisador embaladas sem linhas de alimentação de olefina.
Em outra modalidade, olefina é alimentada para o primeiro catalisador de alquilação por três a cinco linhas de alimentação de olefina divididas que alimentam um número igual de unidades de catalisador embaladas de uma porção inferior de um arranjo vertical de qua- tro a oito unidades de catalisador embaladas do primeiro catalisador de alquilação, onde o número de unidades de catalisador embaladas é maior do que o número de linhas de ali- mentação de olefina divididas, desse modo deixando uma porção superior de unidades de catalisador embaladas sem linhas de alimentação de olefina.
Nas proximidades de onde cada linha de alimentação de olefina e aromático encon- tra a unidade de destilação catalítica 100, são fornecidos meios para que a olefina ou aro- mático seja distribuído sobre (ou para dentro) do catalisador. O meio para distribuir a olefina ou aromático pode ser qualquer meio apropriado conhecido na arte, como aspersão ou pul- verização.
Um ou mais compostos aromáticos na linha de alimentação de aromático F-2 são, preferivelmente introduzidos via uma única linha de alimentação 105 na unidade de destila- ção catalítica em qualquer local apropriado na mesma. Em uma modalidade preferida, como mostrado na figura 1, a alimentação de aromático F-2 é introduzida abaixo da porção mais inferior do primeiro catalisador de alquilação, por exemplo, abaixo da unidade de catalisador embalada 103a.
A alimentação de olefina em F-1 e a alimentação de aromático em F-2 podem ser introduzidas independentemente em uma forma de vapor ou líquido. Os aromáticos são pre- ferivelmente introduzidos na porção mais inferior da unidade de destilação catalítica 100 abaixo da unidade de catalisador embalada 103a. A olefina gasosa é distribuída e dissolvida na fase líquida do composto aromático. O catalisador é umedecido na fase líquida e a rea- ção de alquilação ocorre na fase líquida na superfície de catalisador. A alimentação de olefina pode conter qualquer concentração apropriada de olefina.
Por exemplo, a olefina pode estar em uma baixa concentração, por exemplo, 5%, 10%, 15% ou 20% em volume, peso ou razão molar, ou uma concentração moderada, poro exemplo, 25%, 335%, 40%, 50% ou 60%. Entretanto, a presente invenção é especialmente vantajosa para concentração mais elevada de alimentações de olefina, por exemplo, 70%, 80%, 90%, 95%, 98%, ou mais elevada por volume, peso, ou razão molar.
A fonte de olefina pode ser qualquer fonte apropriada. Por exemplo, a olefina pode ser de pureza elevada, como etileno ou propileno do tipo de polímero. Alternativamente, a olefina pode ser menos pura, como a partir de um gás de saída de uma operação de refina- ria, por exemplo, a partir de uma operação de craqueamento catalítico de fluido (FCC). Uma fonte de gás de saída de etileno pode conter, por exemplo, aproximadamente 10% a apro- ximadamente 30% em volume de etileno e aproximadamente 50% a 70% de metano e hi- drogênio, bem como quantidades menores de outros componentes de hidrocarboneto leve, como etano e propano. Outros componentes leves podem incluir monóxido de carbono, dió- xido de carbono e/ou nitrogênio.
A olefina introduzida através da linha de alimentação de olefina 104 necessita ser capaz de ser submetida a uma reação de alquilação com um ou mais compostos aromáti- cos, de acordo com o processo da invenção. Por exemplo, a olefina pode ser um ou mais compostos de hidrocarboneto tendo dois a vinte átomos de carbono e pelo menos uma liga- ção dupla. Alguns exemplos de olefinas apropriada incluem etileno, propileno, 1-buteno, 1,3- butadieno, 2-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 2-hexeno, 3-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, 1- noneno, 1-deceno, etil benzeno, estireno e divinil benzenos. Etileno e propileno estão entre as olefinas mais significativas de acordo com a pre-
sente invenção uma vez que podem ser alquiladas com benzeno para fazer pelo menos dois produtos finais comercialmente importantes, etil benzeno e cumeno, respectivamente.
Um ou mais compostos aromáticos introduzidos através da linha de alimentação de aromáticos 105 necessitam ser capazes de serem submetidos a uma reação de alquilação (isto é, alquiláveis) com um ou mais compostos de olefina, de acordo com o processo da invenção. Alguns exemplos de compostos aromáticos alquiláveis apropriados úteis como componentes de alimentação no processo descrito aqui incluem benzeno, tolueno, xilenos (por exemplo, o-, m- e p-xileno), naftaleno, bifenila e seus derivados. Benzeno é particular- mente preferido.
A olefina, depois de contatada com o composto aromático na presença do primeiro
catalisador de alquilação, reage com o composto aromático para formar compostos aromáti- cos alquilados, por exemplo, composto aromático monoalquilado (por exemplo, etil benzeno ou cumeno) juntamente com uma porção de compostos aromáticos polialquilados. O com- posto aromático monoalquilado é tipicamente o produto desejado. O efluente de base de alquilado 106, que descarrega preferivelmente abaixo da
porção mais inferior do primeiro catalisador de alquilação, inclui esses produtos aromáticos alquilados juntamente com algum aromático não reagido, como benzeno não reagido. Os produtos aromáticos alquilados do efluente de base de alquilado 106 podem ser separados entre si e do aromático não reagido, de acordo com quaisquer processos apropriados co- nhecidos na arte, como por destilação, como discutido adicionalmente abaixo.
Os componentes descarregados acima da porção mais superior do primeiro catali- sador de alquilação (por exemplo, acima da unidade de catalisador embalada 103g e para dentro do fluxo aéreo de alquilador 108) incluem, entre outras coisas, aromático não reagi- do, olefina não reagida, e tipicamente uma quantidade de compostos aromáticos alquilados. Aromáticos alquilados, se não excluídos a partir do fluxo aéreo de alquilador 108, reagirão no reator de acabamento 119 com olefinas para produzir aromáticos polialquilados. Por con- seguinte, ao maximizar a seletividade para o produto monoalquilado se desejado, é preferí- vel que tais compostos aromáticos alquilados sejam substancialmente excluídos a partir do fluxo aéreo de alquilador 108 antes de processar o fluxo aéreo de alquilador no reator de acabamento 119, por exemplo, pelo uso de um absorvente apropriado 101 preferivelmente posicionado acima da porção mais superior do primeiro catalisador de alquilação e abaixo de onde o fluxo aéreo de alquilador é descarregado.
O absorvente 101 é capaz de remover seletivamente compostos aromáticos alqui- lados na presença de compostos de olefina e aromático não reagidos, e preferivelmente inclui uma seção acondicionada ou em bandeja capaz de fornecer pelo menos aproximada- mente dois a três estágios teóricos de remoção com o auxílio de um absorvente apropriado. Preferivelmente, o absorvente é um aromático líquido que absorve o composto aromático alquilado. O aromático líquido é preferivelmente introduzido na porção superior do absorven- te 101 via linha 125a para produzir um fluxo descendente do aromático líquido contra os componentes que saem do leito de catalisador mais superior 103g.
A fonte do absorvente aromático líquido, isto é, linha de alimentação de aromáticos líquidos 125a, é preferivelmente dividida a partir de uma linha de alimentação de aromáticos líquidos principal 125, que é conectada a uma fonte de alimentação de aromáticos líquidos F-3. A fonte de aromáticos líquidos pode ser aromático reciclado (por exemplo, benzeno reciclado) recuperado a partir do efluente de base de alquilador 106 pelo uso de um sistema de destilação apropriado, como mostrado na figura 2, como descrito abaixo. Mais preferi- velmente, o absorvente é reagente aromático fresco, por exemplo, benzeno fresco, uma vez que uma fonte de aromático fresco conterá pouco ou nenhum composto aromático alquilado e desse modo, removerá mais eficientemente os aromáticos alquilados.
Em uma modalidade preferida, antes de ser alimentado para dentro do reator de acabamento 119 via linha de fluxo 116, o fluxo aéreo de alquilador 108, agora substancial- mente removido de aromáticos alquilados e contendo aromáticos não alquilados, olefina, e componentes leves, é condensado ou sub-resfriado (mais preferivelmente não sub- resfriado) em um ou mais elementos de resfriamento 109 capazes de condensar e/ou sub- resfriar o fluxo aéreo 108. A linha de fluxo de aromáticos/olefina não reagida condensada 111 é então acumulada em um tambor de alimentação de reator de acabamento 110, des- carregado através de uma linha de descarga de tambor de alimentação 113 em uma ou mais bombas de alimentação de reator de acabamento 112, e bombeada através de uma linha de descarga de bomba de alimentação de reator de acabamento 113 para um permu- tador de calor 114 onde o fluxo aéreo de alquilador condensado é pré-aquecido pela linha de efluente de reator de acabamento 120. O fluxo aéreo de alquilado pré-aquecido é então alimentado a partir do permutador de calor 114 através da linha 113 para o aquecedor de alimentação de reator de acabamento 117 para aquecimento adicional. Aromáticos líquidos a partir da fonte F-3 são então combinados com a alimentação de reator de acabamento aquecida via linha de alimentação dividida 126b (preferivelmente contendo benzeno fresco e/ou reciclado) para controlar a razão de aromático para olefina, posteriormente formando o fluxo de entrada de reator de acabamento 116 que contém aromáticos e olefina não reagida aquecida a partir do fluxo aéreo de alquilador bem como aromático líquido adicional a partir da linha 125b, e opcionalmente alguns produtos leves.
O fluxo de efluente de reator de acabamento 120 inclui, predominantemente, com- postos aromático monoalquilado, aromático polialquilado, e aromático não reagido, junta- mente com componentes gasosos (isto é, produtos leves), que inclui tais espécies gasosas como metano, etano, hidrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono, propano e/ou nitrogênio. Em uma modalidade preferida, pelo menos uma porção do fluxo efluente de rea- tor de acabamento 120 é primeiramente resfriado (por exemplo, por linha de fluxo resfriada 113 no permutador 114, como mostrado na figura 1), preferivelmente até sua temperatura de ponto de borbulhar correspondendo ao topo de pressão do extrator, antes de ser proces- sado em uma zona de extração de produtos leves 102. A zona de extração de produtos Ie- ves inclui pelo menos um extrator de produtos leves, que pode ser qualquer extrator de pro- dutos leves apropriado conhecido na técnica, capaz de remover seletivamente componentes gasosos, como descrito acima, a partir do efluente do reator de acabamento 120.
Preferivelmente, a zona de extração de produtos leves 102 é alojada na porção mais superior da unidade de destilação catalítica, e preferivelmente inclui uma a cinco ban- dejas, e mais preferivelmente, duas a quatro bandejas. Se considerado necessário ou dese- jado, o efluente de reator de acabamento pode ser também removido separadamente de etano pelo uso de um meio de retirar etano, como conhecido na arte. Os produtos leves se- parados na zona de extração de produtos leves 102 podem ser liberados como partes aé- reas através de linha de sangria 128. Se desejado, os produtos leves podem ser condensa- dos e enviados para um acumulador. A zona de extração de produtos leves 102 pode ser também independente juntamente com bombas de base apropriadas.
O fluxo efluente de reator de acabamento extraído 124 é recebido como partes infe- riores a partir do extrator de produtos leves 102. Para otimizar adicionalmente o processo de extração, uma porção do fluxo efluente de reator de acabamento extraído 124 é preferivel- mente aquecido em um refervedor de extrator de produtos leves 126 e recirculada para den- tro do extrator de produtos leves 102 via linha de divisão 124e.
Em processos da técnica anterior, é típico que o efluente de reator de acabamento não resfriado e não extraído seja enviado de volta para o topo da unidade de destilação ca- talítica acima do leito de catalisador mais superior como refluxo para fornecer tráfego de líquido descendente na unidade. Entretanto, ao contrário do que é conhecido na técnica an- terior, a presente invenção prove um processo pelo que o efluente de reator de acabamento 124 é extraído de produtos leves no extrator 102 e então resfriado, e mais preferível mente sub-resfriado, por resfriador(es) 123 antes de ser dividido entre os leitos (preferivelmente, os leitos inferiores) do primeiro catalisador de alquilação. Preferivelmente, o fluxo resfriado 124 é dividido em partes aproximadamente iguais entre os leitos inferiores do primeiro catalisa- dor de alquilação para o qual olefina está sendo alimentada, e mais preferivelmente, acima de cada leito dos leitos inferiores do primeiro catalisador de alquilação. O fluxo resfriado 124 é mais preferivelmente injetado entre os leitos de catalisador, preferivelmente utilizando um distribuidor de tubo interno como um distribuidor de tubo líquido do "tipo escada".
O fluxo 124 é resfriado a uma temperatura suficientemente baixa para condensar pelo menos uma porção de vapor aromático vaporoso na unidade de destilação catalítica. Preferivelmente, o fluxo 124 é resfriado a uma temperatura suficientemente baixa para re- condensar pelo menos uma porção principal dos compostos aromáticos vaporizados pelo calor de reação na unidade de destilação catalítica, onde uma "porção principal" é preferi- velmente pelo menos aproximadamente noventa por cento dos compostos aromáticos vapo- rizados no leito de catalisador. Mais preferivelmente, o fluxo resfriado 124 é resfriado a uma temperatura que resul-
taria na condensação da mesma quantidade de aromático que é vaporizada no leito de cata- lisador abaixo do qual é alimentada. Tipicamente, o fluxo seria resfriado contra água de ali- mentação de caldeira (BFW) que gera vapor de baixa pressão (LP) ou média pressão (MP), que poderia resultar em temperaturas de fluxo em qualquer ponto entre 121,11°C a 176,66°C (250°F a 350°F), dependendo dos níveis de vapor. Integração de calor, na qual o fluxo é permutado com outros fluxos de processo também é possível. Na realidade, uma vez que a temperatura no ponto na unidade de destilação catalítica na qual líquido resfriado é alimentado está tipicamente na faixa de 185°C a 250°C (365°F a 482°F), um líquido tendo uma temperatura compreendida ou abaixo da faixa de temperatura supra resultará em vapor de condensação no alquilador.
Por exemplo, em uma modalidade preferida, o efluente de reator de acabamento extraído e resfriado é introduzido na unidade de destilação catalítica em uma temperatura de aproximadamente 142,77°C (289°F), com base em uma abordagem de -7,77°C (18°F) à temperatura de vapor LP de 132,77°C (2710F). Isso resultará tipicamente em uma tempera- tura de base de alquilador (fluxo 106) de aproximadamente 221,11°C (430°F) a aproxima- damente 224,44°C (436°F).
O fluxo efluente de reator de acabamento resfriado recondensa vapor aromático (por exemplo, vapor de benzeno) que foi gerado pelo calor de reação produzido no primeiro catalisador de alquilação. Como resultado da condensação de aromático, pressões parciais de olefina desejadas são mais facilmente mantidas e olefina é distribuída mais uniforme- mente por todo o primeiro catalisador de alquilação, e particularmente, na entrada pelo me- nos das primeira e segunda zonas de reação catalítica.
A equalização de pressões parciais de olefina é particularmente importante para a porção inferior de leitos de catalisador no primeiro catalisador de alquilação ao qual olefina está sendo alimentada. Os leitos de catalisador na porção superior do primeiro catalisador de alquilação que não têm uma alimentação direta de olefina estão sujeitos a pressões par- ciais de olefina que continuam a declinar na direção do leito de catalisador mais superior.
Por exemplo, em uma modalidade preferida, a variação em pressões parciais de o- Iefina nas entradas de leitos de catalisador inferiores sendo alimentadas de olefina não ex- cede aproximadamente dez por cento. Mais preferivelmente, a variação em pressões parci- ais de olefina nas entradas dos leitos inferiores de catalisador não excede aproximadamente cinco por cento, e ainda mais preferivelmente, aproximadamente um por cento. Em uma modalidade particularmente preferida, a variação em pressões parciais de olefina é essenci- almente ausente, isto é, menos de um por cento, na porção inferior dos leitos de catalisador (por exemplo, em fluxos de alimentação de olefina 104a-104d) e as pressões parciais de olefina na porção inferior de leitos de catalisador são essencialmente iguais a uma pressão parcial máxima permissível de aproximadamente 3,5 bar.
Em contraste com os processos da técnica anterior que exigem taxas de alimenta- ção de olefina sucessivamente maiores para manter pressão parcial máxima de olefina em leitos de catalisador cada vez mais elevados na coluna de destilação catalítica, o processo da presente invenção pode manter pressão parcial máxima de olefina com aproximadamen- te as mesmas taxas de alimentação de olefina em fluxos de alimentação de olefina (por e- xemplo, 104a-104d), que estão em posição sucessivamente mais elevada na coluna de des- tilação catalítica. Por exemplo, a taxa de alimentação de olefina de um fluxo de alimentação de olefina de uma segunda zona de reação catalítica (por exemplo, 104b), pode ser aproxi- madamente igual à taxa de alimentação de olefina de um fluxo de alimentação de olefina de uma primeira zona de reação catalítica (por exemplo, 104a), que é posicionado abaixo de 104b da segunda zona de reação catalítica. De modo semelhante, a taxa de alimentação de olefina de fluxo de alimentação de olefina 104c pode ser aproximadamente igual à taxa de alimentação de olefina do fluxo de alimentação de olefina 104b, que está em uma posição na coluna de destilação catalítica abaixo 104c, e assim por diante, para alimentações de olefina sucessivamente mais elevadas para cima na coluna.
Além disso, os fluxos de alimentação de olefina em posições mais elevadas na co- luna podem ter taxas de alimentação de olefina que são mais baixas do que as taxas de alimentação de olefina de fluxos de alimentação de olefina que estão em posições mais bai- xas na coluna de destilação catalítica. Por exemplo, a taxa de alimentação de olefina de 104a pode ser um a cinco por cento mais baixa para 104a em comparação com 104b, 104c ou 104d.
Uma vez que o aperfeiçoamento permite que a eficiência de catalisador seja manti-
da em um alto nível, olefina pode ser alimentada em taxas mais elevadas para o catalisador sem perda substancial de conversão. Por conseguinte, o aperfeiçoamento permite o uso de menos catalisador em comparação com processos conhecidos na técnica anterior.
Preferivelmente, o fluxo efluente de reator de acabamento extraído e resfriado 124 é alimentado para o primeiro catalisador de alquilação em dois ou mais locais pelo uso de duas ou mais linhas de alimentação divididas a partir do fluxo 124. Mais preferivelmente, o fluxo 124 é dividido em duas a dez e mais preferivelmente quatro a oito linhas de alimenta- ção divididas que alimentam para dentro de um arranjo vertical de duas a dez, e mais prefe- rivelmente quatro a oito unidades de catalisador embaladas do primeiro catalisador de alqui- lação. Cada fluxo dividido de efluente de reator de acabamento resfriado é dirigido a (e mais preferivelmente acima) de pelo menos uma unidade de catalisador embalada, e o número de linhas de alimentação divididas e número de unidades de catalisador embaladas são in- dependentes entre si, com a condição de que haja pelo menos tantas unidades de catalisa- dor embaladas quanto haja linhas de alimentação divididas de efluente de reator de acaba- mento resfriado.
Em uma modalidade preferida, o fluxo efluente de reator de acabamento resfriado é injetado através de fluxos separados somente para aqueles leitos de catalisador na porção inferior do primeiro catalisador de alquilação ao qual a alimentação de olefina está sendo injetada. Por exemplo, como mostrado na figura 1, o efluente de reator de acabamento res- friado é enviado para o primeiro catalisador de alquilação via fluxo 124, que é dividido em quatro fluxos 124a-124d, cada um dos quais alimenta o efluente de reator de acabamento resfriado para cada uma de quatro unidades de catalisador embaladas (isto é, 103a-d) em uma porção inferior dos leitos de catalisador para os quais a alimentação de olefina está sendo injetada, de um total de sete unidades de catalisador embaladas verticalmente dis- postas (isto é, 103a-g) na unidade de destilação catalítica 100. Se desejado, o efluente de reator de acabamento resfriado 124 pode ser dividido em cinco, seis, sete ou um número mais elevado de fluxos, cada um dos quais é alimentado para uma unidade de catalisador embalada e onde há pelo menos cinco, seis, sete ou um número mais elevado de unidades de catalisador embaladas verticalmente dispostas. Também pode ser preferido em algumas modalidades injetar o fluxo resfriado 124
acima dos leitos de catalisador para os quais nenhuma olefina está sendo alimentada. Na porção superior dos leitos de catalisador nos quais nenhuma olefina está sendo alimentada, há ainda olefina não reagida presente em quantidades cada vez mais decrescentes junta- mente com uma taxa de reação cada vez mais decrescente, à medida que o leito de catali- sador mais superior se aproxima. Não obstante, a condensação do aromático nesses leitos de catalisador superiores tem o benefício de aumentar a pressão parcial da olefina não rea- gida, e desse modo, serve para aumentar as taxas de reação acima do que seriam se não houvesse condensação de aromáticos nesses leitos de catalisador.
Qualquer número de componentes complementares ou auxiliares pode ser incluído no processo descrito acima para a modificação, aperfeiçoamento ou otimização do proces- so. Por exemplo, em uma modalidade preferida, o efluente de base de alquilador 106 é adi- cionalmente processado via um processo de destilação apropriado para separar um ou mais dos produtos no efluente de base do alquilador (por exemplo, aromáticos monoalquilados ou polialquilados) a partir de outros componentes do efluente de base de alquilador, bem como recuperar aromático não reagido (por exemplo, benzeno reciclado).
Um sistema de destilação preferido é mostrado na figura 2. Com referência à figura 2, o efluente de base de alquilador 106 é preferivelmente alimentado primeiramente através da bomba 107 para a coluna de destilação 160 da unidade de destilação mostrada. A coluna 160 separa aromático não reagido a partir de monoalquil aromático e componentes e mais pesados. Por exemplo, a coluna 160 pode separar benzeno a partir de etil benzeno e com- ponentes mais pesados. O aromático é destilado aéreo como um vapor e é preferivelmente liqüefeito por ser enviado através da linha 161 para o condensador 162. O aromático liqüe- feito pode ser então retido em um acumulador 163, se desejado. O aromático liqüefeito a partir do acumulador 163 pode ser então enviado via linha 164 de volta para a coluna 160 como um refluxo. Uma porção do aromático pode ser retirada da linha 164 como linha de alimentação de aromático líquido 125 (como também mostrado na figura 1) e enviado de volta para o alquilador 100 via linha de divisão 125a diretamente ou através de quaisquer etapas intermediárias preferidas. O fluxo de base 167 é preferivelmente recirculado de volta para a coluna 160 através do refervedor 168.
Um fluxo de base 166 a partir da coluna 160 é preferivelmente enviado para a colu- na de destilação 170 para separação do componente monoalquil aromático a partir do com- ponente polialquilaromático. O monoalquil aromático pode incluir, por exemplo, etil benzeno ou cumeno. Os polialquil aromáticos podem incluir, por exemplo, dietil benzenos, trietil ben- zenos, tetraetil benzenos, di-n-propil benzenos, etil-n-propil benzenos, etilisopropil benze- nos, diisopropíl benzenos, e triisopropil benzenos. O fluxo de base 177 é preferivelmente recirculado de volta para a coluna de destilação 170 através do refervedor 178. O fluxo de vapor monoalquil aromático aéreo 171 a partir da coluna 170 é preferi-
velmente liqüefeito no condensador 172 e enviado para o acumulador 173. Uma porção da parte aérea é preferivelmente retornada à coluna 170 como refluxo através da linha 174. Outra porção da parte aérea 171 é preferivelmente retirada via linha 175 como produto aro- mático monoalquilado (por exemplo, etil benzeno ou cumeno) P.
O fluxo de base 176 contendo aromáticos polialquilados é preferivelmente adicio- nalmente processado por coluna de destilação 180 para separação de polialquil aromático (por exemplo, dietil benzeno), como fluxo overhead 181, a partir do óleo de fluxo (B), como fluxo de base 186. O óleo de fluxo contém tipicamente difenil etano, tetraetil benzeno, e ou- tros componentes de elevado ponto de ebulição e pode ser descartado ou utilizado, por e- xemplo, como um fluido de transferência de calor, óleo de combustível ou absorvente.
O fluxo de base 187 é preferivelmente recirculado de volta para a coluna 180 atra- vés do refervedor 188. Uma porção da base da coluna de destilação 180 pode ser retirada através da linha 186 como o óleo de fluxo Β. O fluxo de vapor de aromáticos polialquilados aéreo 181 é preferivelmente liqüefeito no condensador 182 e enviado para o acumulador 183. Uma porção da parte aérea pode ser retornada à coluna 180 através da linha 184 como um refluxo.
Em uma modalidade adicional, um transalquilador pode ser incluído no processo.
Um transalquilador reage o produto aromático polialquilado com aromático não alquilado para produzir, predominantemente, produto monoalquilado. Por exemplo, um transalquilador pode ser incluído no processo para reagir dietil benzeno e benzeno para obter etil benzeno como o produto predominante. Para realizar isso, o fluxo de aromáticos polialquilados 185 pode ser diretamente alimentado para dentro de um transalquilador, ou indiretamente ali- mentado através, por exemplo, de um ou mais extratores de sangria ou absorvedores de sangria.
O transalquilador contém um catalisador de transalquilação apropriado como zeólito beta, zeólito Y ou outro zeólito apropriado, e é operado sob condições de reação de transal- quilação apropriadas conhecidas na técnica. Por exemplo, o transalquilador pode ser opera- do em uma temperatura de 185°C a aproximadamente 250°C (365°F a aproximadamente 482°F), uma pressão de aproximadamente 2413 KpA a aproximadamente 4136 KpA (350 psig a aproximadamente 600 psig), uma velocidade espacial de aproximadamente 3,5 a 5,0 WHSV, e uma razão molar de fenila para etila de aproximadamente 2,0 a aproximadamente 5,0, onde 3,0 é preferido.
Em outro aspecto, a invenção é dirigida a um aparelho para pôr em prática qualquer um dos processos de alquilação descritos acima. O aparelho compreende preferivelmente: a) uma unidade de destilação catalítica tendo um primeiro catalisador de alquilação, como descrito acima, b) meio para seletiva e substancialmente remover quaisquer compostos a- romáticos alquilados no fluxo aéreo de vapor de alquilador para produzir um fluxo aéreo de alquilador limpo, c) meio para condensar e transferir o fluxo aéreo de alquilador limpo para um reator de acabamento tendo um segundo catalisador de alquilação, como descrito aci- ma, o reator de acabamento tendo uma saída de reator de acabamento para descarregar efluente de reator de acabamento reagido, d) meio para resfriar o efluente de reator de aca- bamento a uma temperatura suficientemente baixa para condensar pelo menos uma porção de compostos aromáticos vaporosos na unidade de destilação catalítica; e e) meio para ori- entar efluente de reator de acabamento resfriado para dentro do primeiro catalisador de al- quilação.
Em uma modalidade adicional, o aparelho inclui ainda meio para remover uma por- ção substancial de quaisquer compostos voláteis no efluente de reator de acabamento antes da etapa de resfriamento (d) para formar um efluente de reator de acabamento extraído e resfriado. Em outra modalidade, o primeiro catalisador de alquilação compreende pelo me- nos dois leitos inferiores, um leito mais inferior e um leito mais superior. Ainda em outra mo- dalidade, meios são fornecidos para orientar o efluente de reator de acabamento extraído e resfriado para acima de pelo menos dois leitos inferiores do primeiro catalisador de alquila- ção.
Desse modo, embora tenham sido descritas o que se acredita atualmente serem as modalidades preferidas da presente invenção, aqueles versados na técnica perceberão que outras modalidades e modalidades adicionais podem ser feitas sem se afastar do espírito da invenção, e se pretende incluir todas essas modificações e alterações adicionais como com- preendidas no verdadeiro escopo das reivindicações expostas aqui.
Claims (34)
1. Processo de alquilação, CARACTERIZADO por compreender: introduzir compostos aromáticos e olefina pelo menos em primeira e segunda zonas de reação catalíticas verticalmente espaçadas em uma unidade de alquilação sob condições de reação de alquilação para fornecer um produto alquilado, onde a segunda zona de reação catalítica é posicionada acima da primeira zona de reação catalítica; onde compostos aromáticos vaporosos de cada uma das pelo menos primeira e segunda zonas de reação são contatados com um meio de resfriamento para condensar pelo menos uma porção dos compostos aromáticos vaporizados; e onde a olefina é introduzida pelo menos nas primeira e segunda zonas de reação catalítica através de respectivos primeiro e segundo fluxos de alimentação de olefina em taxas de alimentação de olefina respectivas de modo a manter pressões parciais de olefina em entradas para pelo menos primeira e segunda zonas de reação catalítica que variam em menos de aproximadamente dez por cento.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a taxa de alimentação de olefina do segundo fluxo de alimentação de olefina não é maior do que a taxa de alimentação de olefina do primeiro fluxo de alimentação de olefina.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de resfriamento compreende introduzir um fluxo contendo aromático resfriado acima de cada uma das primeira e segunda zonas de reação catalítica, o fluxo contendo aromático resfriado, resfriado a uma temperatura suficientemente baixa para condensar novamente pelo menos uma porção maior do composto aromático vaporizado por calor de reação do processo de alquilação.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de resfriamento compreende um permutador térmico.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de resfriamento compreende meio de permuta de calor posicionado acima de cada uma das primeira e segunda zonas de reação catalítica.
6. Processo para a produção de compostos aromáticos alquilados CARACTERIZADO por compreender as etapas de: a) introduzir um ou mais compostos aromáticos e uma ou mais olefinas em uma unidade de destilação catalítica tendo pelo menos dois leitos inferiores, um leito mais inferior, e um leito mais superior de um primeiro catalisador de alquilação, a unidade de destilação catalítica operada em um modo de fase de vapor-fase líquida em combinação sob condições de reação de alquilação para produzir um efluente de base de alquilador líquido compreendendo compostos aromáticos alquilados e composto aromático não reagido descarregando abaixo do leito mais inferior, e um fluxo aéreo de vapor de alquilador compreendendo composto aromático não reagido e olefina não reagida descarregando acima do leito mais superior; b) condensar o fluxo aéreo de vapor de alquilador para formar um fluxo aéreo de alquilador condensado e orientar o fluxo aéreo de alquilador condensado para dentro de um reator de acabamento tendo um segundo catalisador de alquilação e operado em uma fase líquida sob condições de reação de alquilação onde o composto aromático não reagido e olefina não reagida no fluxo aéreo de alquilado são convertido em compostos aromáticos alquilados com consumo substancialmente completo da olefina não reagida, desse modo produzindo um efluente de reator de acabamento compreendendo composto aromático alquilado e essencialmente nenhuma olefina não reagida; c) remover uma porção substancial de quaisquer compostos voláteis no efluente de reator de acabamento para formar um efluente de reator de acabamento extraído; d) resfriar pelo menos uma porção do efluente de reator de acabamento a uma temperatura suficiente baixa para condensar pelo menos uma porção dos compostos aromáticos vaporosos na unidade de destilação catalítica, desse modo formando um efluente de reator de acabamento extraído e resfriado; e e) orientar o efluente de reator de acabamento extraído e resfriado acima pelo menos dos dois leitos inferiores do primeiro catalisador de alquilação durante operação da unidade de destilação catalítica.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto aromático é benzeno.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a olefina é etileno ou propileno.
9. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o efluente de base de alquilador compreende etilbenzeno ou cumeno.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o efluente de base de alquilador compreende ainda benzenos polialquilados e benzeno não reagido.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que as condições de reação de alquilação da unidade de destilação catalítica compreendem uma pressão de aproximadamente 1861 kPa (270 psig) a aproximadamente 3792 kPa (550 psig) e uma temperatura de aproximadamente 185°C a aproximadamente 250°C, com uma razão de peso de aromáticos para olefina na faixa de aproximadamente 2,0 para aproximadamente 3,5.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que quaisquer compostos aromáticos alquilados no fluxo aéreo de alquilado são substancialmente removidos antes da operação do reator de acabamento, de acordo com a etapa (b) pelo uso de um absorvente apropriado capaz de remover seletivamente compostos aromáticos alquilados na presença de composto aromático não reagido e olefina não reagida.
13. Processo, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o absorvente é posicionado acima da porção mais superior do primeiro catalisador de alquilação e abaixo onde o fluxo aéreo de alquilador é descarregado.
14. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro catalisador de alquilação compreende uma disposição vertical de duas ou mais unidades embaladas de um catalisador acídico apropriado tendo um espaçamento apropriado entre cada unidade de catalisador embalada.
15. Processo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro catalisador de alquilação compreende uma disposição vertical de cinco a dez unidades de catalisador embaladas.
16. Processo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro catalisador de alquilação compreende uma disposição vertical de sete unidades de catalisador embaladas.
17. Processo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a olefina é alimentada para o primeiro catalisador de alquilação por duas a sete linhas de alimentação de olefina divididas que alimentam um número igual de unidades de catalisador embaladas de uma porção inferior de uma disposição vertical de três a dez unidades de catalisador embaladas do primeiro catalisador de alquilação, onde o número de unidades de catalisador embaladas é maior do que o número de linhas de alimentação de olefina divididas, desse modo deixando uma porção superior de unidades de catalisador embaladas sem linhas de alimentação de olefina.
18. Processo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a olefina é alimentada para o primeiro catalisador de alquilação por três a cinco linhas de alimentação de olefina divididas que alimentam um número igual de unidades de catalisador embaladas de uma porção inferior de um arranjo vertical de quatro a oito unidades de catalisador embaladas do primeiro catalisador de alquilação, onde o número de unidades de catalisador embaladas é maior do que o número de linhas de alimentação de olefina divididas, desse modo deixando uma porção superior de unidades de catalisador embaladas sem linhas de alimentação de olefina.
19. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto aromático é introduzido abaixo da porção mais inferior do primeiro catalisador de alquilação como um vapor.
20. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda (i) condensar o fluxo aéreo de alquilador para produzir um fluxo aéreo de alquilador condensado, e (ii) aquecer o fluxo aéreo de alquilador condensado antes de introduzir o fluxo aéreo de alquilador no reator de acabamento.
21. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa (c) de remoção de compostos voláteis é por uma zona de extração de produtos leves capaz de remover seletivamente componentes gasosos a partir do efluente de reator de acabamento para formar um efluente de reator de acabamento extraído onde componentes gasosos foram substancialmente removidos.
22. Processo, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a zona de extração de produtos leves é alojada na porção mais superior da unidade de destilação catalítica.
23. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de resfriamento de acordo com a etapa (c) é efetuada por um ou mais resfriadores ou condensadores.
24. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o efluente de reator de acabamento resfriado é alimentado através de uma ou mais linhas de alimentação divididas para o primeiro catalisador de alquilação.
25. Processo, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro catalisador de alquilação compreende uma disposição vertical de três a dez unidades de catalisador embaladas e a olefina é alimentada para o primeiro catalisador de alquilação por duas a sete linhas de alimentação de olefina divididas que alimentam olefina a um número igual de unidades de catalisador embaladas em uma porção inferior da disposição vertical de três a dez unidades de catalisador embaladas do primeiro catalisador de alquilação, onde o número de unidades de catalisador embaladas é maior do que o número de linhas de alimentação de olefina divididas, desse modo deixando uma porção superior de unidades de catalisador embaladas sem linhas de alimentação de olefina, onde efluente de reator de acabamento resfriado é dividido em um número de linhas de alimentação divididas igual ao número de linhas divididas de olefina, cada uma das linhas de alimentação divididas de efluente de reator de acabamento resfriado injetando em cada da porção inferior de unidades de catalisador embaladas sendo alimentada por olefina.
26. Processo, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro catalisador de alquilação compreende uma disposição vertical de quatro a oito unidades de catalisador embaladas e a olefina é alimentada para o primeiro catalisador de alquilação por três a cinco linhas de alimentação de olefina divididas que alimentam olefina a um número igual de unidades de catalisador embaladas de uma porção inferior da disposição vertical de quatro a oito unidades de catalisador embaladas do primeiro catalisador de alquilação, onde o número de unidades de catalisador embaladas é maior do que o número de linhas de alimentação de olefina divididas, desse modo deixando uma porção superior de unidades de catalisador embaladas sem linhas de alimentação de olefina, onde efluente de reator de acabamento resfriado é dividido em um número de linhas de alimentação divididas igual ao número de linhas divididas de olefina, cada uma das linhas de alimentação divididas de efluente de reator de acabamento resfriado injetando em cada uma da porção inferior de unidades de catalisador embaladas sendo alimentadas por olefina.
27. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda processar o efluente de base de alquilador por um processo de destilação capaz de separar um composto aromático alquilado desejado de outros componentes do efluente de base de alquilador.
28. Processo para a produção de compostos aromáticos alquilados CARACTERIZADO por compreender as etapas de: a) introduzir um ou mais compostos aromáticos e uma ou mais olefinas em uma unidade de destilação catalítica tendo pelo menos dois leitos inferiores, um leito mais inferior, e um leito mais superior de um primeiro catalisador de alquilação, a unidade de destilação catalítica operada em um modo de fase de vapor-fase líquida em combinação sob condições de reação de alquilação para produzir um efluente de base de alquilador líquido compreendendo compostos aromáticos alquilados e composto aromático não reagido descarregando abaixo do leito mais inferior e um fluxo aéreo de vapor de alquilador compreendendo composto aromático não reagido e olefina não reagida descarregando acima do leito mais superior; b) remover substancialmente quaisquer compostos aromáticos alquilados no fluxo aéreo de vapor de alquilador pelo uso de um absorvente apropriado capaz de remover seletivamente compostos aromáticos alquilados na presença de composto aromático não reagido e olefina não reagida, desse modo produzindo um fluxo aéreo de alquilador limpo; c) condensar o fluxo aéreo de alquilador limpo para formar um fluxo aéreo de alquilado condensado e limpo e orientar o fluxo aéreo de alquilador condensado e limpo para dentro de um reator de acabamento tendo um segundo catalisador de alquilação e operado em uma fase líquida sob condições de reação de alquilação onde o composto aromático não reagido e olefina não reagida no fluxo aéreo de alquilador limpo são convertidos em compostos aromáticos alquilados com consumo substancialmente completo da olefina não reagida, desse modo produzindo um efluente de reator de acabamento compreendendo composto aromático alquilado e essencialmente nenhuma olefina não reagida; d) remover uma porção substancial de quaisquer compostos voláteis no efluente de reator de acabamento para formar um efluente de reator de acabamento extraído; e) resfriar pelo menos uma porção do efluente de reator de acabamento extraído a uma temperatura suficiente baixa para condensar pelo menos uma porção de compostos aromáticos vaporosos na unidade de destilação catalítica, desse modo formando um efluente de reator de acabamento extraído e resfriado, e f) orientar o efluente de reator de acabamento extraído e resfriado acima pelo menos de dois leitos inferiores do primeiro catalisador de alquilação durante operação da unidade de destilação catalítica.
29. Processo para a produção de compostos aromáticos alquilados, CARACTERIZADO por compreender as etapas de: a) introduzir um ou mais compostos aromáticos e uma ou mais olefinas em uma unidade de destilação catalítica tendo um primeiro catalisador de alquilação compreendendo uma disposição vertical de três a dez unidades de catalisador embaladas e tendo uma unidade de catalisador embalada mais inferior e uma unidade de catalisador embalada mais superior, a unidade de destilação catalítica operada em um modo de fase de vapor-fase líquida em combinação sob condições de reação de alquilação para produzir um efluente de base de alquilador líquido compreendendo compostos aroma'ticos alquilados e composto aromático não reagido descarregando abaixo da unidade de catalisador embalada mais inferior e um fluxo aéreo de vapor de alquilador compreendendo composto aromático não reagido e olefina não reagida descarregando acima da unidade de catalisador embalada mais superior, onde olefina é alimentada para o primeiro catalisador de alquilação por duas a sete linhas de alimentação de olefina divididas que alimentam um número igual de unidades de catalisador embaladas de uma porção inferior da disposição vertical de três a dez unidades de catalisador embaladas, onde o número de unidades de catalisador embaladas é maior do que o número de linhas de alimentação de olefina divididas, desse modo deixando uma porção superior de unidades de catalisador embaladas sem linhas de alimentação de olefina; b) remover substancialmente quaisquer compostos aromáticos alquilados no fluxo aéreo de alquilador pelo uso de um absorvente apropriado capaz de remover seletivamente compostos aromáticos alquilados na presença de composto aromático não reagido e olefina não reagida, desse modo produzindo um fluxo aéreo de alquilador limpo; c) condensar o fluxo aéreo de alquilador limpo para formar um fluxo aéreo de alquilador limpo e condensado e orientar o fluxo aéreo de alquilador condensado e limpo para dentro de um reator de acabamento tendo um segundo catalisador de alquilação e operado em uma fase líquida sob condições de reação de alquilação onde o composto aromático não reagido e olefina não reagida no fluxo aéreo de alquilador limpo são convertidos em compostos aromático alquilados com consumo substancialmente completo da olefina não reagida, desse modo produzindo um efluente de reator de acabamento compreendendo composto aromático, alquilado e essencialmente nenhuma olefina não reagida; d) remover uma porção substancial de quaisquer compostos voláteis no efluente de reator de acabamento para formar um efluente de reator de acabamento extraído; e) resfriar pelo menos uma porção do efluente de reator de acabamento extraído a uma temperatura suficientemente baixa para condensar pelo menos uma porção de compostos aromáticos vaporosos na unidade de destilação catalítica, desse modo formando um efluente de reator de acabamento extraído e resfriado, e f) orientar o efluente de reator de acabamento extraído e resfriado para o primeiro catalisador de alquilação durante operação da unidade de destilação catalítica, onde efluente de reator de acabamento resfriado é dividido em um número de linhas de alimentação divididas igual ou maior do que o número de linhas divididas de olefina, cada uma das linhas de alimentação divididas de efluente de reator de acabamento resfriado injetando acima de cada da porção inferior de unidades de catalisador embaladas sendo alimentadas por olefina.
30. Processo, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADO pelo fato de que pressões parciais de olefina por toda a porção inferior de unidades de catalisador embaladas não variam em mais de aproximadamente cinco por cento.
31. Aparelho para a produção de compostos aromáticos alquilados, CARACTERIZADO por compreender: a) uma unidade de destilação catalítica tendo um primeiro catalisador de alquilação, uma saída de base de alquilador abaixo de uma porção mais inferior do primeiro catalisador de alquilação para descarregar um efluente de base de alquilador líquido, e uma saída aérea de alquilador acima de uma porção mais superior do primeiro catalisador de alquilação para descarregar um fluxo aéreo de vapor de alquilador, em que a unidade de destilação catalítica é operável em uma fase de vapor-líquido em combinação sob condições de destilação e reação de alquilação; b) meio para remover seletiva e substancialmente quaisquer compostos aromáticos alquilados no fluxo aéreo de vapor de alquilador para produzir um fluxo aéreo de alquilador limpo; c) meio para condensar e transferir o fluxo aéreo de alquilador limpo para um reator de acabamento tendo um segundo catalisador de alquilação e uma saída de reator de acabamento para descarregar efluente de reator de acabamento reagido, em que o reator de acabamento é operável em uma fase líquida sob condições de alquilação; d) meio para resfriar o efluente de reator de acabamento a uma temperatura suficientemente baixa para condensar pelo menos uma porção de compostos aromáticos vaporosos na unidade de destilação catalítica; e e) meio para orientar efluente de reator de acabamento resfriado para dentro do primeiro catalisador de alquilação.
32. Aparelho, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO por compreender ainda meio para remover uma porção substancial de quaisquer compostos voláteis no efluente de reator de acabamento antes da etapa de resfriamento (d) para formar um efluente de reator de acabamento resfriado e extraído.
33. Aparelho, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro catalisador de alquilação compreende pelo menos dois leitos inferiores, um leito mais inferior e um leito mais superior.
34. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, CARACTERIZADO pelo fato de que meios são fornecidos para orientar o efluente de reator de acabamento resfriado e extraído para acima pelo menos de dois leitos inferiores do primeiro catalisador de alquilação.
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