BRPI1009646B1 - Processo para preparar uma olefina e processo para preparar eteno - Google Patents

Processo para preparar uma olefina e processo para preparar eteno Download PDF

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(54) Título: PROCESSO PARA PREPARAR UMA OLEFINA E PROCESSO PARA PREPARAR ETENO (51) Int.CI.: C07C 41/09; C07C 43/04; C07C 1/24; C07C 11/04 (30) Prioridade Unionista: 01/07/2009 US 61/222,174 (73) Titular(es): DOW GLOBAL TECHNOLOGIES LLC (72) Inventor(es): MARK STEWART; HOWARD CLARK; DUNCAN COFFEY; LIN LUO; ALBERT E. SCHWEIZER JR.
1/17 “PROCESSO PARA PREPARAR UMA OLEFINA E PROCESSO PARA PREPARAR
ETENO
Antecedentes da invenção
1. Campo da invenção [0001] A invenção se relaciona com o campo de produção de olefinas a partir de alcoóis. Mais particularmente, ela se relaciona com o campo de produção de olefinas desidratando alcoóis em reatores sob condições adiabáticas ou isotérmicas.
2. Antecedentes da invenção [0002] Eteno é uma matéria-prima importante no mundo hoje em dia e é sabido a ser útil como um material bruto ou inicial para preparar produtos variando tão amplamente quanto embalagens, detergentes, agentes de armas químicas, e anestésicos. Ele também é usado como um gás de soldagem e agente para amadurecer frutas. Ele também é particularmente importante no campo de produção de plásticos, e uma maioria da produção global de eteno é para este propósito. Devido a sua ligação dupla carbono-carbono ele é altamente reativo, permitindo uma ampla variedade de produtos de polimerização úteis.
[0003] Métodos para preparar eteno são conhecidos desde o fim do século XVIII, quando foi descoberto que ele poderia ser produzido passando álcool etílico através de um catalisador aquecido. Este método foi comum por décadas até que fosse descoberto nos anos de 1950 que ele poderia ser obtido mais economicamente via craqueamento de nafta com vapor, o que convertia hidrocarbonetos de cadeia longa para hidrocarbonetos de cadeia curta e introduzia insaturação. Este é um processo laborioso e muito intenso em energia, que foi propagado primariamente durante um período de tempo
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2/17 quando as reservas de petróleo pareciam sem fim e relativamente baratas. No momento presente, entretanto, os processos baseados em petróleo podem ser considerados a serem menos desejáveis e, portanto, métodos novos e melhorados para produzir eteno estão sendo procurados.
[0004] Um método que foi descrito é a preparação de eteno por desidratação de álcool etílico, onde vapor de álcool etílico é passado através de catalisadores sólidos mantidos a alta temperatura em reatores isotérmicos, multitubulares. As condições isotérmicas são mantidas circulando um fluido de aquecimento externamente aos tubos, aquecendo desta forma indiretamente o vapor de álcool etílico. Um problema com este método, entretanto, é que tais fluidos de aquecimento necessariamente exibem um alto ponto de ebulição e alta estabilidade térmica, e incluem certos líquidos orgânicos e sais inorgânicos de baixa fusão. Poucos líquidos orgânicos podem ser mantidos a uma temperatura maior que 37 02C sem degradação, enquanto sais fundidos, que podem ser aquecidos a 550°C, são prováveis de estar sólidos a temperaturas abaixo de 150°C. Esta mudança de estado pode resultar em obstrução altamente problemática quando equipamentos da instalação falharem ou forem desligados. Os sais fundidos podem provocar a corrosão de equipamentos, embora materiais de equipamentos que podem suportar temperaturas maiores que 450°C incluam somente certos aços caros. Adicionalmente, se os sais fundidos e vapores orgânicos entrarem em contato direto, problemas de flamabilidade e segurança podem surgir. Finalmente, os reatores multitubulares, os quais oferecem área de troca de calor aumentada necessária para a reação de desidratação altamente exotérmica, representam desembolsos
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3/17 significativos de capital inicial, e ainda permitem uma taxa de produção limitada.
[0005] Um outro método é descrito na patente U.S. n2 4.134.926 (1979). Aquele método inclui a desidratação catalítica de álcool etílico para eteno em um leito de catalisador fluidizado. O uso do leito fluidizado, em temperaturas de reação de pelo menos 370°C, preferivelmente pelo menos 400°C a 482 2C, e um tempo de reação de 1 a 10 segundos, é descrito como aumentando rendimentos globais para mais que 99 por cento.
[0006] Ainda uma outra solução para preparar cataliticamente eteno a partir de álcool etílico é divulgada na patente U.S. n2 4.232.179 (1980). Naquele processo, uma alimentação de álcool etílico é introduzida ao catalisador simultaneamente com um fluido carregando calor “sensível”, que pode ser selecionado a partir de, por exemplo, uma parte do efluente do reator usado como uma corrente de reciclagem; vapor fornecido por uma fonte externa; outros fluidos adequados para o processo, ou qualquer combinação dos mesmos. Reatores adiabáticos contendo um leito de catalisador fixo são usados, em paralelo ou em série, permitindo troca e manutenção de catalisador, sem detrimento à continuidade do processo. Devido ao fluido carregando calor, reatores multitubulares não são necessários e o fluido de aquecimento não requer circulação independente. Temperaturas mais altas podem portanto ser usadas as quais facilitam velocidades espaciais mais altas. A patente alega redução de subproduto e deposição de coque no catalisador, mas a quantidade relativamente grande de água reduz a eficiência energética requerendo separação de água e limpeza, o que por sua vez
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4/17 requer equipamentos de processamento adicionais.
[0007] A patente U.S. n2 4.396.789 (1983) divulga um outro processo relacionado com a desidratação de um álcool de baixo peso molecular para formar eteno em reatores adiabáticos. Este processo usa uma combinação de uma alimentação conjunto de álcool etílico e vapor, a uma temperatura de 400°C a 520°C e uma pressão de 20 a 40 atmosferas (isto é, 2,03 a 4,05 megapascals (MPa)), em uma pluralidade de reatores adiabáticos contendo um catalisador de leito fixo, para realizar a desidratação do álcool etílico. Etapas subsequentes de lavagem e purificação são descritas como produzindo eteno de pureza mais alta.
[0008] A despeito de esforços para distinguir um método efetivo para produzir uma olefina via a desidratação de um álcool, desejavelmente sob condições adiabáticas que se tornam mais economicamente favorecidas à medida que a escala do processo aumenta, foi descoberto que geralmente alimentações conjuntas grandes de água e outros diluentes carregando calor aumentam rendimentos, mas também aumentam indesejavelmente os custos, particularmente aqueles relacionados com energia e capital. Ao mesmo tempo, reduzir o teor de água requer mais reatores adiabáticos e aumenta a produção de subprodutos e incrustação. Aqueles experientes na técnica portanto continuam a procurar por processos adiabáticos através dos quais alcoóis possam ser desidratados para formar olefinas tão convenientemente e de custos tão modicamente quanto possíveis, e através dos quais os problemas surgindo da produção de subprodutos e deposição de coque sejam minimizados. A presente invenção provê tal processo.
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Sumário da invenção [0009] Em uma configuração a invenção provê um processo para preparar uma olefina, compreendendo reagir, sob condições de reação incluindo uma primeira temperatura, um álcool alifático e, opcionalmente, água diluente, em um primeiro reator adiabático de um sistema de reatores incluindo pelo menos dois reatores adiabáticos, na presença de um primeiro catalisador de desidratação, sendo que a água diluente, se usada, está em uma quantidade de até 50 por cento em peso baseado no peso do álcool alifático, para formar um primeiro produto de reação que inclui pelo menos um dialquil éter e gerou água; e, subsequentemente, reagir o primeiro produto de reação em um segundo reator adiabático sob condições de reação incluindo uma segunda temperatura que seja pelo menos 10°C mais alta que a primeira temperatura, na presença de um segundo catalisador de desidratação, tal que pelo menos uma porção do dialquil éter no primeiro produto de reação seja desidratada para formar uma olefina; com a ressalva que o primeiro catalisador de desidratação e o segundo catalisador de desidratação podem ser iguais ou diferentes.
[0010] Em uma outra configuração, a invenção provê um processo para preparar eteno, compreendendo reagir, sob condições de reação incluindo uma primeira temperatura, álcool etílico e, opcionalmente, água diluente, em um primeiro reator adiabático de um sistema de reatores compreendendo pelo menos dois reatores adiabáticos, na presença de um primeiro catalisador de desidratação, sendo que a água diluente, se usada, está em uma quantidade de até 50 por cento em peso, baseado no peso do álcool etílico, para
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6/17 formar um primeiro produto de reação que inclui pelo menos dietil éter e gerou água; e, subsequentemente, reagir o primeiro produto de reação em um segundo reator adiabático sob condições de reação incluindo uma segunda temperatura que seja pelo menos 102C mais alta que a primeira temperatura, na presença de um segundo catalisador de desidratação, tal que pelo menos uma porção do dietil éter no primeiro produto de reação seja desidratada para formar eteno, com a ressalva que o primeiro catalisador de desidratação e o segundo catalisador de desidratação podem ser iguais ou diferentes. [0011] Em ainda uma outra configuração a invenção provê um processo para preparar uma olefina, compreendendo (a) aquecer um álcool alifático e, opcionalmente, água diluente, como reagentes e alimentar os reagentes a um primeiro reator adiabático de um sistema de reatores incluindo pelo menos dois reatores adiabáticos na presença de um catalisador de desidratação, sendo que a água diluente, se presente, está em uma quantidade de até 50 por cento em peso, baseado no peso do álcool alifático, sob condições de reação tais que o álcool alifático seja pelo menos parcialmente desidratado para formar um primeiro produto de reação incluindo pelo menos água gerada e um dialquil éter; (b) fazer sair o primeiro produto de reação do primeiro reator adiabático, o primeiro produto de reação tendo uma temperatura de saída; (c) aquecer o primeiro produto de reação até uma segunda temperatura pelo menos 10°C mais alta que sua temperatura de saída, e alimentar o primeiro produto de reação em um segundo reator adiabático; (d) submeter o primeiro produto de reação no segundo reator adiabático a condições de reação, e na presença de um catalisador de desidratação, tal que pelo
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7/17 menos uma porção do dialquil éter no primeiro produto de reação seja desidratada para formar uma olefina; e (e) fazer sair o segundo produto de reação do segundo reator adiabático, com a ressalva que o primeiro catalisador de desidratação e o segundo catalisador de desidratação podem ser iguais ou diferentes.
Descrição detalhada das configurações [0012] A invenção permite aqueles experientes na técnica preparar eteno e outras olefinas de ordem inferior a partir de seus alcoóis alifáticos ordenados correspondentemente na presença de catalisadores de desidratação convencionais e outros. Este processo pode resultar na produção da olefina desejada enquanto reduzindo gastos com capital e energia, bem como formação de subprodutos e incrustação.
[0013] O processo é geralmente executado usando pelo menos dois reatores, sob condições adiabáticas ou isotérmicas. Tais reatores podem estar em série ou em conjuntos em séries paralelas. Esta configuração permite a terminação ou início da operação de um ou mais reatores, durante processamento normal de unidades industriais, sem provocar a interrupção da produção de olefina. Embora reatores multitubulares possam ser empregados na invenção, tais reatores não são necessários e, devido a seus custos de capital inicial relativamente altos, não são preferidos.
[0014] Os reatores são desejavelmente equipados com leitos de catalisador fixos, que garantem contato entre a alimentação e o(s) catalisador(es) desejado(s). Os catalisadores adequados para estes leitos incluem quaisquer sabidos por aqueles experientes na técnica a serem efetivos para a desidratação do álcool alifático para formar a
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8/17 correspondente, isto é, o mesmo número de carbonos, olefina. Em certas configurações não limitantes o catalisador pode ser selecionado a partir de alumina; sílica-alumina; sílica; óxidos metálicos refratários tais como, por exemplo, aqueles de titânio, háfnio, zircônio, e tungstênio; zeólitos; ácidos fosfóricos suportados em carbono; fosfatos de cálcio; molibdatos de cálcio; e combinações dos mesmos. Em algumas configurações os catalisadores preferidos podem incluir alumina e sílica-alumina, que são prontamente disponíveis e relativamente baratos.
[0015] O material inicial empregado neste processo inclui pelo menos o álcool alifático selecionado. Em exemplo não limitante, onde o produto final desejado é eteno, o álcool alifático selecionado é álcool etílico. Entretanto, em configurações adicionais e não limitantes, propanol e butanol, ou uma combinação dos mesmos, podem alternativamente ser selecionados para a conversão para suas correspondentes olefinas. Também pode ser útil e, em algumas configurações, desejável e/ou conveniente incluir água ou vapor. O propósito da água ou vapor é como um diluente, e como usado aqui, o termo “água diluente inclui tanto as formas líquida quanto vapor. A água ou vapor pode ser usada em qualquer quantidade até 50 por cento em peso, baseado no peso do álcool alifático. Entretanto, em geral é frequentemente desejável reduzir a quantidade de água diluente tanto quanto possível, e portanto em certas configurações alternativas a quantidade de água diluente é até 40 por cento em peso, enquanto em outras configurações é até 20 por cento em peso; tudo baseado no peso do álcool alifático. Em ainda outras configurações a quantidade de água está em seu valor azeotrópico com o álcool
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9/17 alifático. Para propósitos aqui o álcool alifático, se usado junto ou sozinho com água diluente, é referido como a “alimentação” para o processo.
[0016] A operação do processo da invenção requer contato entre a alimentação e o leito catalisador, que contém o catalisador de desidratação selecionado. Um ponto importante para a invenção é que pelo menos dois reatores são usados, e que as condições encontradas pela alimentação para a reação inicial incluam uma temperatura variando de 2002C a 450°C e uma primeira pressão variando de 0,04 a 4 megapascals (MPa) absolutos. É importante notar que em algumas configurações é o mais conveniente primeiro aquecer a alimentação, em um forno e com ou sem uma etapa anterior de evaporação, para a faixa de temperatura desejada como dada aqui, e então introduzir subsequentemente a alimentação aquecida no primeiro reator adiabático. A temperatura referenciada aqui portanto, por conveniência, se refere à temperatura do(s) reagente(s) à medida que ele(s) está(ao) sendo alimentado(s) em um reator, a qual também pode ser referida como a “temperatura de entrada do reator”. Isto evita qualquer má interpretação que poderia resultar se a natureza exotérmica da reação inicial fosse levada em conta. As pressões e tempos de residência, entretanto, se referem àquelas mantidas dentro do reator, e podem ser selecionadas independentemente para cada reator para garantir que a reação apropriada, e o grau de reação, ocorram.
[0017] Portanto, em certas configurações particulares a primeira temperatura pode variar de 250°C a 425°C, enquanto em outras configurações a primeira temperatura pode variar de 350°C a 425°C. A pressão no reator pode, em algumas
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10/17 configurações, variar de 0,1 a 2 MPa absolutos, em outras configurações de 0,1 a 1,5 MPa absoluto, e ainda em outras configurações de 0,1 a 1 MPa absoluto. Os tempos de contato entre a alimentação e o catalisador, alternativamente denominados como um “tempo de residência dentro do primeiro reator e em contato com o catalisador, podem variar de 0,5 segundo a 1 minuto, mas em certas configurações preferidas podem variar de 0,5 segundo a 30 segundos, e em outras configurações preferidas podem variar de 0,5 segundo a 10 segundos.
[0018] O propósito da faixa de temperatura relativamente baixa no primeiro reator é instigar a desidratação do álcool alifático para primariamente seu correspondente dialquil éter, cuja desidratação também serve para aumentar o teor de água do primeiro produto de reação se comparado com processos não inventivos que iniciam com quantidades relativamente maiores de água que o presente processo. Por exemplo, onde álcool etílico é a alimentação, ele é desidratado na primeira reação para formar primariamente o dietil éter e para gerar água. É um objetivo que somente uma quantidade relativamente pequena do álcool etílico será provável de completar a desidratação para formar eteno nesta primeira etapa.
[0019] O produto da conversão ocorrendo no primeiro reator é então escoado para pelo menos um segundo reator, ainda sob condições adiabáticas. Este produto é denominado o “primeiro produto de reação e é então reagido adicionalmente para progredir a desidratação, de pelo menos uma porção do dialquil éter, para formar a olefina. Em algumas configurações esta progressão pode ser para completar essencialmente tal desidratação para produção máxima de
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11/17 olefina em só duas etapas, isto é, dois reatores, enquanto em outras configurações a progressão pode ser estendida através de mais que dois reatores, com a ressalva que as etapas descritas ocorram em pelo menos dois reatores contíguos no trem de reatores. Novamente, a temperatura usada para a segunda etapa (a “segunda temperatura) pode ser interpretada como a “temperatura de entrada do reator, o que evita má interpretação que poderia ocorrer se a natureza endotérmica desta segunda reação fosse levada em conta. A segunda reação inclui desejavelmente condições de reação adicionais, incluindo pressão e tempo de residência, que continua o processo pela desidratação de pelo menos parte do dialquil éter para formar a correspondente olefina.
[0020] Independente de se um pré-aquecimento deste tipo é executado, e independente da temperatura real do primeiro produto de reação ao sair do primeiro reator adiabático, a reação que correrá primariamente dentro do segundo reator adiabático está em uma temperatura de entrada do reator, denominada a “segunda temperatura, que é especificamente mais alta que aquela do primeiro reator em pelo menos 10°C. Consequentemente, a temperatura do primeiro produto de reação durante esta reação de segundo estágio é desejavelmente de 250°C a 500°C; mais desejavelmente de 275°C a 475°C; e o mais desejavelmente de 400°C a 450°C. Onde existir um trem de reatores seguindo o primeiro reator, as temperaturas nos reatores podem cada uma ser baseada em somente o primeiro reator, ou podem continuar a aumentar de uma maneira escalonada. Em uma outra configuração, as duas reações definidas pela invenção podem ocorrer em reatores localizados no meio ou no fim de um trem de reatores. Quer dois ou mais
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12/17 reatores sejam empregados, é em algumas configurações desejável aumentar a temperatura de reator para reator em pelo menos 102C; em outras configurações etapas maiores, tais como aumentos de pelo menos 20°C, podem ser desejáveis; e em ainda outras configurações aumentos de pelo menos 50°C podem ser desejáveis. Aqueles experientes na técnica serão capazes de distinguir gradientes de temperatura ótima com, no máximo, experimentação de rotina. O efeito do aumento de temperatura, seja através de só dois reatores ou de múltiplos aumentos através de muitos reatores, é que a quantidade de dialquil éter pode ser progressivamente reduzida à medida que a desidratação é executada até ou no sentido do término, para formar a olefina desejada final, e a redução em água diluente inicial significa que existe um mínimo de correspondente aldeído formado. Uma vez que tal aldeído é ele próprio tanto um subproduto indesejável quanto também um contribuidor para formação de coque, a redução na quantidade de aldeído que é formado é importante para obter alguns dos benefícios da invenção.
[0021] Outras condições para esta segunda, e endotérmica, reação incluem pressões variando de 0,04 a 4 MPa absolutos, com a mesma seleção de configurações abrangidas que para o primeiro reator adiabático. É geralmente compreendido, entretanto, que devido a fluxo através de um forno ou trocador de calor para reaquecer o(s) reagente(s), e onde meios não são empregados para comprimir o fluxo entre os reatores, a pressão no segundo reator adiabático seria geralmente esperada a ser ligeiramente menor que a pressão no primeiro reator adiabático (e a pressão do terceiro reator será ligeiramente menor que do segundo reator). Similarmente,
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13/17 tempo de residência no segundo reator adiabático pode variar através das mesmas faixas, isto é, de 0,5 segundo a 1 minuto, com a mesma seleção de configurações abrangidas que para o primeiro reator adiabático. Entretanto, pressões e tempos de residência para os dois reatores, bem como para quaisquer reatores adicionais empregados no processo inventivo, são selecionados independentemente um do outro.
[0022] Será portanto visto por aqueles experientes na técnica que o processo inventivo gera essencialmente água e executa a desidratação até um intermediário, o dialquil éter, usando a química do processo sob condições que são geralmente mais suaves que aquelas convencionalmente usadas na técnica, então completa a conversão do dialquil éter para a correspondente olefina por meio de reações subsequentes sob a segunda (ou subsequente adicional) temperatura(s) mais alta(s). As condições relativamente suaves para a primeira reação evitam ou reduzem problemas posteriores tais como a necessidade de manusear grandes volumes de água, produção de coque, e custos incorridos à luz destes problemas. Portanto, a invenção oferece uma solução simples, econômica, e surpreendente. Embora em muitas configurações alguma quantidade da olefina desejada seja cocriada no primeiro reator, devido a alguma porção do dialquil éter poder completar a desidratação nele, o rendimento de olefina pode ser significativamente aumentado no segundo e, se empregado, quaisquer reatores subsequentes uma vez que a reação de desidratação ocorra até seu término.
[0023] Será notado que, para melhorar adicionalmente a economia do processo ou para mitigar preocupações ambientais, uma corrente de reciclagem pode ser usada para aumentar a
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14/17 alimentação inicial ou adicionada em qualquer ponto intermediário, tal como entre quaisquer dois reatores. Onde isto é feito a combinação de alimentação inicial e corrente de reciclagem, ou de produto de reação e corrente de reciclagem, pode ser mais convenientemente referida como uma “alimentação de processo, como nos Exemplos 3 e 4 aqui abaixo.
EXEMPLOS
Exemplo 1 (Comparativo) [0024] Este exemplo comparativo descreve a técnica de reator adiabático que é correntemente usada em uma escala comercial. Uma alimentação de álcool etílico/água (92 por cento em peso de álcool etílico) é combinada com água diluente para formar uma razão de vapor para álcool de 3:1 em peso. A alimentação é então aquecida via um forno para 465470°C e alimentada em um reator adiabático. O efluente (primeiro produto de reação) é então reaquecido em um forno para 465-470°C e alimentado a um segundo reator adiabático em série. A pressão na entrada do reator é medida como 1,14 MPa, enquanto a pressão de saída do reator é descoberta a ser 1,05 MPa. A velocidade espacial horária líquida (LHSV) de catalisador global de 0,5 (em uma base livre de água) é usada.
[0025] A conversão global de álcool etílico é determinada a ser 99,9 mols por cento, e a seletividade global para eteno é 99,4 mols por cento. O volume global de gás através do sistema de reatores é aproximadamente seis vezes o volume de gás da alimentação original de álcool etílico/água. Em adição, energia e gasto com capital significativos são requeridos para processar a água diluente. Este custo seria
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15/17 antecipado a se tornar mais alto em escala maior de operação. Exemplo 2 [0026] Uma alimentação de álcool etílico/água (92 por cento em peso de álcool etílico) é aquecida em um forno e alimentada a um reator adiabático inicial contendo catalisador de alumina a 300°C e a pressão absoluta de 0,3 MPa. Isto gera um primeiro produto de reação contendo álcool etílico não reagido, água (tanto gerada quanto diluente) , dietil éter, e algum eteno. O primeiro produto de reação sai do primeiro reator a uma temperatura próxima à temperatura na qual ele entrou no primeiro reator. A fração em massa de água é aumentada de 8 por cento em peso, na alimentação inicial, para mais que 20 por cento em peso no primeiro produto de reação. Este primeiro produto de reação é então alimentado a três reatores adiabáticos subsequentes operando em série, cada um em temperaturas de entrada de reator de 450°C e em pressões variando de 0,1 e 0,2 MPa absoluto. A LHSV dos reatores é aproximadamente 0,5 (em uma base livre de água), resultando em uma conversão maior que 98 por cento de álcool etílico para eteno. O volume de vapor total é reduzido por um fator de seis e a quantidade de água total requerendo separação e pós-tratamento também é reduzida, quando comparada com as quantidades mostradas no Exemplos 1 (Comparativo).
Exemplo 3 [0027] Uma alimentação de álcool etílico/água (92 por cento em peso de álcool etílico) é combinada com uma corrente de reciclagem para formar uma alimentação de processo de 25 por cento em peso de água, que é então aquecida a 400°C. A alimentação de processo aquecida é alimentada a um reator
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16/17 adiabático inicial contendo catalisador de alumina. O reator é mantido a pressão absoluta de 0,6 MPa. O primeiro produto de reação resultante contém álcool etílico, água (tanto gerada quanto diluente), dietil éter, e algum eteno. A fração em massa de água na corrente de processo é aumentada de 25 por cento em peso para 40 por cento em peso devido à formação de dietil éter e eteno, enquanto a corrente de processo inicial é exposta a temperaturas de processo reduzidas significativamente (65°C mais baixas) quando comparadas com o Exemplo 1 (Comparativo). O primeiro produto de reação é então alimentado a um segundo e então um terceiro reator adiabático operando em temperaturas de entrada de reator de 450°C a 4702C, respectivamente, e em pressões de reator de 0,5 a 0,4 MPa absoluto, respectivamente, resultando em um segundo produto de reação exibindo uma conversão de álcool etílico para eteno que é 95 por cento em peso ou maior.
Exemplo 4 [0028] Uma alimentação azeotrópica de álcool etílico/água é combinada com uma corrente de reciclagem para formar uma alimentação de processo de 50 por cento em peso, então aquecida em um reator para 425°C. Esta é então alimentada a um reator adiabático inicial contendo catalisador de alumina a pressão absoluta de 0,6 MPa. O primeiro produto de reação resultante contém álcool etílico, água (tanto gerada quanto diluente), dietil éter, e algum eteno. A fração em massa de água no primeiro produto de reação é aumentada de 50 por cento em peso para mais que 55 por cento em peso, enquanto a alimentação de processo do reator inicial é exposta a temperaturas de processo reduzidas significativamente (40°C mais baixas) quando comparadas com o Exemplo 1 (Comparativo).
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As condições neste Exemplo 4 permitem pelo menos uma redução de 40°C na temperatura da temperatura de alimentação de processo inicial. O primeiro produto de reação é então aquecido em um segundo reator para 475°C e alimentado a um segundo reator adiabático operando em pressão absoluta de 0,5 MPa, resultando em um segundo produto de reação exibindo uma conversão do álcool etílico inicial para eteno que é 95 por cento ou maior.
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Claims (8)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Processo para preparar uma olefina, caracterizado pelo fato de compreender:
    (a) reagir sob condições de reação incluindo uma primeira temperatura, um álcool alifático e, opcionalmente, água diluente, em um primeiro reator adiabático de um sistema de reatores incluindo pelo menos dois reatores adiabáticos, na presença de um primeiro catalisador de desidratação, sendo que a água diluente, se usada, está em uma quantidade de até 50 por cento em peso, baseado no peso do álcool alifático, para formar um primeiro produto de reação que inclui pelo menos um dialquil éter e água gerada; e, subsequentemente, (b) reagir o primeiro produto de reação em um segundo reator adiabático sob condições de reação incluindo uma segunda temperatura que é pelo menos 10°C mais alta que a primeira temperatura, na presença de um segundo catalisador de desidratação, tal que pelo menos uma porção do dialquil éter no primeiro produto de reação seja desidratado para formar uma olefina; e com a ressalva que o primeiro catalisador de desidratação e o segundo catalisador de desidratação podem ser iguais ou diferentes, sendo que as condições de reação em ambos reatores apresentando pressões variando independentemente de 0,04 a 4 megapascal absolutos e tempos de residência variando independentemente de 0,5 segundo a 10 segundos, e apresentando, adicionalmente, uma primeira temperatura variando de 2002C a 450°C e uma segunda temperatura variando de 250°C a 5002C.
  2. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado
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    2/3 pelo fato de a água diluente ser usada em uma quantidade variando até 20 por cento em peso, baseado no peso do álcool alifático.
  3. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a segunda temperatura variar de 400°C a 450°C.
  4. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as pressões variarem de 0,1 a 1,5 megapascal absoluto.
  5. 5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o catalisador de desidratação ser selecionado de um grupo consistindo de alumina; sílica-alumina; óxido de titânio; óxido de háfnio; óxido de zircônio; óxido de tungstênio; zeólitos; ácidos fosfóricos suportados em carbono; fosfatos de cálcio; molibdatos de cálcio; e combinações dos mesmos.
  6. 6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o álcool alifático ser álcool etílico, álcool propílico, álcool butílico, ou uma mistura dos mesmos, e a olefina ser eteno, propeno, buteno, ou uma mistura dos mesmos.
  7. 7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o álcool alifático ser álcool etílico; o dialquil éter ser dietil éter; e a olefina ser eteno.
  8. 8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente pelo menos um terceiro reator adiabático, e o segundo produto de reação incluir adicionalmente o dialquil éter, e o segundo produto de reação ser subsequentemente reagido no terceiro reator adiabático sob condições de reação incluindo uma terceira temperatura que é pelo menos 10°C mais alta que a segunda
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    3/3 temperatura, para formar um terceiro produto de reação, o terceiro produto de reação incluindo uma quantidade mais alta da olefina que estava presente no segundo produto de reação.
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