ES2242386T3 - Aparato para la separacion y purificacion de hidrocarburos saturados y metodo de separacion y purificacion. - Google Patents
Aparato para la separacion y purificacion de hidrocarburos saturados y metodo de separacion y purificacion.Info
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Abstract
Un aparato de separación y purificación para un hidrocarburo insaturado, que comprende: una torre (4) de destilación extractiva suministrada con una materia prima que contiene hidrocarburos insaturados y un disolvente, y que destila la materia prima para separar y purificar un hidrocarburo insaturado diana; unos medios (23) de control de la relación de disolvente para controlar la relación del disolvente alimentado a la torre (4) de destilación extractiva; y unos medios (36) de control de la temperatura de la cola para controlar una temperatura de la cola de la torre (4) de destilación extractiva.
Description
Aparato para la separación y purificación de
hidrocarburos saturados y método de separación y purificación.
La presente invención se refiere a un aparato y
un método para la separación y purificación de hidrocarburos
insaturados, más particularmente, se refiere a un aparato y un
método para la separación y purificación de hidrocarburos
insaturados que permite que un hidrocarburo insaturado diana sea
extraído de manera estable en una concentración predeterminada.
El 1,3-butadieno, el isopreno y
otros dienos conjugados se separan y purifican, de manera general,
por destilación extractiva, usando un disolvente de extracción, de
una fracción C_{4} o una fracción C_{5} obtenidas pirolizando
catalíticamente nafta y separando el etileno, propileno, y otros
hidrocarburos C_{2} y C_{3} (publicación de patente japonesa
examinada ("Kokoku") Nº 45-17405, publicación
de patente japonesa examinada ("Kokoku") Nº
45-17411, publicación de patente japonesa examinada
("Kokoku") Nº 47-41323, publicación de patente
japonesa sin examinar ("Kokai") Nº 56-83421,
etc.)
Normalmente, esta destilación extractiva se
realiza usando un aparato comprendido de una torre de destilación
extractiva y una torre de separación. Los dienos conjugados, que se
disuelven de manera relativamente fácil en los disolventes incluidos
en la fracción C_{4} o la fracción C_{5}, se extraen, como
mezclas con los disolventes, de la cola de la torre de destilación
extractiva y se envían a la torre de separación, donde los dienos
conjugados y los disolventes son separados. Los disolventes son
devueltos después a la torre de destilación extractiva.
En el aparato y método convencionales de
separación y purificación para dienos conjugados, la práctica
general ha sido controlar la relación del disolvente de extracción
alimentado a la torre de destilación extractiva, controlar el caudal
de parte de los componentes residuales de la materia prima
extraídos de la cabeza de la torre de destilación extractiva (el
residuo de materia prima después de que han sido extraídos los
dienos conjugados) y llevarlos a reflujo a la torre de destilación
extractiva, controlar la temperatura de la cola de la torre de
destilación extractiva, etc., para separar y purificar una calidad
estable de dienos conjugados.
Con tales aparato y método convencionales de
separación y purificación de dienos conjugados, sin embargo, cuando
la composición de la materia prima alimentada a la torre de
destilación extractiva variaba, la concentración de los dienos
conjugados diana extraídos de la torre variaba. En consecuencia, era
difícil extraer una calidad estable de dienos conjugados.
Nótese que, para extraer un extracto de una alta
concentración y de concentración constante de dienos conjugados de
la torre de destilación extractiva, es preferible devolver el
extracto extraído de la cola de la torre de destilación extractiva a
la torre de destilación extractiva y controlar la relación de
retorno. Si la relación de retorno a la torre de destilación
extractiva, sin embargo, no es dejada fluctuar de acuerdo con la
relación del disolvente de extracción, la temperatura de la cola, la
presión de la cola, la relación de la materia prima alimentada, la
concentración de los dienos conjugados en la materia prima, etc.,
no es posible mantener una concentración constante del butadieno,
isopreno u otros dienos conjugados diana, ni la concentración de
otras impurezas específicas en la torre de destilación extractiva.
Además, es casi imposible para un operario manejar manualmente este
procedimiento de control. Por consiguiente, en la actualidad, se da
prioridad a la facilidad de operación, aun cuando se deje que la
concentración de los dienos conjugados extraídos de la torre de
destilación extractiva fluctúe algo. La relación de retorno no se
controla, pero el caudal al siguiente proceso se controla y el
sobrante es devuelto. Por consiguiente, había una gran fluctuación
en los dienos conjugados extraídos de la torre de destilación
extractiva. En particular, si hay una gran fluctuación en la
concentración de los dienos conjugados extraídos en la primera torre
de destilación extractiva usada para el aparato de separación y
purificación de los dienos conjugados, incrementar la pureza de los
dienos conjugados en los procesos posteriores se hace difícil, y
obtener de manera estable dienos conjugados de alta pureza se hace
difícil.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un aparato y un método para la separación y
purificación de hidrocarburos insaturados que permitan que un dieno
conjugado diana u otros hidrocarburos insaturados sean extraídos de
manera estable en una concentración predeterminada, a pesar de las
variaciones en los componentes de la materia prima o las
fluctuaciones en la proporción de la materia prima alimentada.
Para alcanzar este objeto, el aparato para la
separación y purificación de un hidrocarburo insaturado de la
presente invención comprende una torre de destilación extractiva
alimentada con una materia prima que contiene hidrocarburos
insaturados y un disolvente, y destilar la materia prima para
separar y purificar un hidrocarburo insaturado diana; unos medios
de detección de la concentración de impurezas para detectar una
concentración de una impureza específica distinta al hidrocarburo
diana en la torre de destilación extractiva u otra torre conectada a
la torre de destilación extractiva (la torre de destilación
extractiva, etc.); unos medios de detección de la concentración del
material diana para detectar una concentración del hidrocarburo
insaturado diana en la torre de destilación extractiva u otra torre
conectada a la torre de destilación extractiva; unos medios de
control de la relación de retorno para controlar un caudal de parte
de un fluido que incluye el hidrocarburo insaturado diana extraído
de una cola de la torre de destilación extractiva y devuelto a la
torre de destilación extractiva; unos medios de control de la
relación de disolvente para controlar una relación del disolvente
alimentado a la torre de destilación extractiva; unos medios de
control de la relación de reflujo para controlar un caudal de parte
de un componente residual de la materia prima extraído de una
cabeza de la torre de destilación extractiva (significando que el
residuo de la materia prima después de los hidrocarburos
insaturados ha sido extraído, pero incluyendo también algo de
hidrocarburos insaturados, véase más adelante) y llevado a reflujo
a la torre de destilación extractiva; unos medios de control de la
temperatura de la cola para controlar una temperatura de la cola de
la torre de destilación extractiva; y unos medios de control
predictivo para calcular valores previstos de la concentración de la
impureza específica y de la concentración del hidrocarburo
insaturado diana después de un tiempo predeterminado, basados en
valores detectados por los medios de detección de la concentración
de impurezas y los medios de detección de la concentración del
material diana, y controlar los medios de control de la relación de
retorno, los medios de control de la proporción de disolvente, los
medios de control de la proporción de reflujo, y los medios de
control de la temperatura de la cola basándose en los valores
previstos.
Además, el método para la separación y
purificación de un hidrocarburo insaturado según la presente
invención comprende las etapas de alimentar una materia prima que
contiene un hidrocarburo insaturado diana y un disolvente a una
torre de destilación extractiva; detectar una concentración de una
impureza específica distinta al hidrocarburo insaturado diana en la
torre de destilación extractiva u otra torre conectada a la torre
de destilación extractiva; detectar una concentración del
hidrocarburo insaturado diana en la torre de destilación extractiva
u otra torre conectada a la torre de destilación extractiva;
controlar un caudal de retorno de parte de un fluido que contiene el
hidrocarburo insaturado diana extraído de una cola de la torre de
destilación extractiva y devuelto a la torre de destilación
extractiva; controlar una relación del disolvente alimentado a la
torre de destilación extractiva; controlar un caudal de reflujo de
parte de un componente residual de la materia prima extraído de una
cabeza de la torre de destilación extractiva y llevado a reflujo a
la torre de destilación extractiva; controlar una temperatura de la
cola de la torre de destilación extractiva; y calcular los valores
previstos de la concentración de la impureza específica y la
concentración del hidrocarburo insaturado diana después de un
tiempo predeterminado, basados en valores detectados por la etapa de
detección de la concentración de impurezas y la etapa de detección
de la concentración del material diana, y controlar el caudal de
retorno, la proporción del disolvente, el caudal del reflujo, y la
temperatura de la cola basados en los valores previstos.
El disolvente usado en la presente invención
puede ser, por ejemplo, dimetilformamida, dietilformamida,
dimetilacetamida, y otras amidas inferiores de ácidos grasos
N-alquilsustituidas, furfural,
N-metilpirrolidona, formilmorfolina,
\beta-metoxi-propionitrilo, y
otros disolventes usados para la destilación extractiva de
diolefinas de fracciones hidrocarbonadas. Estos disolventes se
pueden usar solos o se pueden usar en mezclas de dos o más tipos.
Además, para ajustar el punto de ebullición, se pueden mezclar
cantidades adecuadas de agua, metanol, etc. Además, también es
posible usar de manera conjunta inhibidores de la polimerización
para inhibir la polimerización de las diolefinas y acetilenos,
antioxidantes, agentes desespumantes, etc.
El medio de extracción (disolvente) es alimentado
preferiblemente a la torre de destilación extractiva desde unos
medios de alimentación del medio de destilación extractiva
dispuestos en una posición más alta que la posición que alimenta la
fracción de petróleo que contiene los hidrocarburos insaturados en
la torre de de destilación extractiva (medios de alimentación de la
fracción de petróleo).
Además, el inhibidor de la polimerización puede
ser alimentado de manera continua desde una posición más alta que
la posición de alimentación del medio de extracción. Como posición
más alta que la posición de alimentación del medio de extracción,
por ejemplo, se puede hacer mención del lado de la torre de
destilación extractiva más alto que la posición de alimentación del
medio de extracción, o la entrada o salida del condensador de la
cabeza de la torre de destilación extractiva. Entre estos, es
preferible la provisión en la entrada del condensador de la cabeza,
porque permite que la producción de polímeros dentro del condensador
sea suprimida, y permite que la producción de polímeros sea
suprimida incluso en procesos posteriores al separador. El
inhibidor de la polimerización es preferiblemente uno que detiene o
suprime la polimerización por una reacción de transferencia de
cadenas, en particular, una alquilhidroxilamina inferior.
La materia prima (fracción de petróleo) usada en
la presente invención contiene hidrocarburos insaturados. La
fracción de petróleo se obtiene normalmente pirolizando
catalíticamente nafta. Como fracción de petróleo, hay por ejemplo
una fracción C_{2}, que contiene principalmente hidrocarburos
C_{2}, una fracción C_{3}, que contiene principalmente
hidrocarburos C_{3}, una fracción C_{4}, que contiene
principalmente hidrocarburos C_{4}, y una fracción C_{5}, que
contiene principalmente hidrocarburos C_{5}. Entre estos, se
prefiere una fracción incrementada en la concentración de los
hidrocarburos saturados destinados a la destilación extractiva,
etc. Además, se prefiere una fracción que contenga una gran
cantidad de dienos conjugados como hidrocarburos insaturados. En
particular, se prefiere una fracción C_{4} que contenga una gran
cantidad de butadieno o una fracción C_{5} que contenga una gran
cantidad de isopreno.
El aparato y método de la presente invención son
eficaces cuando se aplican al caso de intentar obtener una
concentración de un hidrocarburo insaturado en la fracción de
petróleo de, normalmente, al menos 90 por ciento, preferiblemente,
al menos 95 por ciento (específicamente, extrayendo y destilando la
fracción de petróleo para incrementar la concentración del
hidrocarburo insaturado).
Según el aparato y método de la presente
invención, es posible extraer de manera estable un hidrocarburo
insaturado diana en una concentración predeterminada, a pesar de
las variaciones en los componentes de la materia prima.
La presente invención será descrita más adelante
con referencia a las realizaciones mostradas en los dibujos.
La Fig. 1 es una vista esquemática de la
configuración global de un aparato de separación y purificación para
dienos conjugados;
la Fig. 2 es una vista esquemática de un método
de control de una primera torre de destilación extractiva mostrada
en la Fig. 1;
la Fig. 3 es un diagrama de flujo del método de
control de un medio de control predictivo mostrado en la Fig. 2;
la Fig. 4 es un gráfico de la relación entre los
datos de medida y los parámetros de control; y
la Fig. 5 es una vista esquemática de la
configuración global de un aparato de separación y purificación para
butenos.
Primera
realización
En la presente realización, se dará la
explicación del procedimiento de separación y purificación de
dienos conjugados de una fracción C_{4} o una fracción C_{5}
que contienen dienos conjugados como hidrocarburos insaturados.
Como se muestra en la Fig. 1, la fracción C_{4}
o la fracción C_{5} es vaporizada primero en una torre 2 de
evaporación, y alimentada a una primera torre 4 de destilación
extractiva. Además, el disolvente es alimentado a un piso más alto
que la posición de alimentación de la fracción C_{4} o la
fracción C_{5} de la primera torre 4 de destilación extractiva.
El disolvente, que contiene los dienos conjugados, es alimentado
desde la cola de la primera torre 4 de destilación extractiva a una
posición varios pisos más abajo de la cabeza de una torre 8 de
separación. En la torre, los dienos conjugados y el disolvente son
separados. La temperatura de la cola de la torre es controlada
normalmente para que alcance el punto de ebullición del disolvente
a una presión de la torre de 0,05 a 0,5 MPa. Los dienos conjugados
son extraídos de la cabeza de la torre 8 de separación. Parte es
enviada a una segunda torre 12 de destilación extractiva, donde es
purificada, mientras que el remanente es devuelto a la primera
torre 4 de destilación extractiva. El disolvente, normalmente de
100 a 200ºC, es extraído de la cola de la torre 8 de separación.
En la presente realización, detectando el cambio
en la concentración de la impureza cerca de la cola de la primera
torre de destilación extractiva y el cambio de la concentración de
los dienos conjugados en el gas emitido desde la cabeza de la
primera torre de destilación extractiva, y controlando la relación
del disolvente alimentado a la primera torre 4 de destilación
extractiva, controlando la relación de retorno desde la torre 8 de
separación a la primera torre 4 de destilación extractiva,
controlando la relación de reflujo en la cabeza de la primera torre
4 de destilación extractiva, y controlando la temperatura de la
cola de la primera torre 4 de destilación extractiva de acuerdo con
estos cambios, es posible extraer una concentración constante de
dienos conjugados.
Más adelante, se dará una explicación detallada
del procedimiento de separación y purificación de butadieno de una
fracción C_{4} como ejemplo.
Como se muestra en la Fig. 1, una materia prima
(componente C_{4} en nafta) C4F, que contiene butadieno, es
alimentada a la torre 2 de evaporación, donde la materia prima C4F
es vaporizada. En la torre 2 de evaporación, la C4F es vaporizada
manteniendo la temperatura de la torre, preferiblemente, de 20 a
80ºC, más preferiblemente de 40 a 80ºC, y manteniendo la presión de
la torre a una presión absoluta, preferiblemente, de 0,2 a 0,8 MPa,
más preferiblemente de 0,4 a 0,6 MPa.
La materia prima C4F, vaporizada en la torre 2 de
evaporación, es alimentada después a la primera torre 4 de
destilación extractiva. La primera torre 4 de destilación
extractiva es alimentada con un disolvente junto con la materia
prima C4F vaporizada. La relación del disolvente alimentado a la
primera torre 4 de destilación extractiva es controlada como se
explica más tarde, pero en general el disolvente es alimentado a de
100 a 1000 partes en peso, más preferiblemente de 200 a 800 partes
en peso, con respecto a 100 partes en peso de la materia prima C4F.
La temperatura del disolvente es preferiblemente baja, dado que la
solubilidad es alta, pero preferiblemente es de 10 a 100ºC, más
preferiblemente de 20 a 60ºC, dado que afecta a la temperatura
interna de la primera torre 4 de destilación extractiva o al cambio
de la relación de reflujo.
El disolvente no está particularmente limitado,
siempre y cuando permita la disolución y extracción de butadieno
como un ejemplo de dienos conjugados, pero se pueden mencionar,
específicamente, la acetona, metiletilcetona, dioxano, sulfona
cíclica de isopreno, acetonitrilo, alcohol, glicol,
N-metiloldiamina, imida del ácido
N-etilsuccínico, N-metilpirrolidona,
N-metil-2-pirrolidona,
hidroxiletilpirrolidona,
N-metil-5-metilpirrolidona,
furfural, 2-heptenona, dimetilformamida,
dimetilacetamida, amida del ácido
N,N-dimetilacetona acético, morfolina,
N-formilmorfolina,
N-metilmorfolin-3-ona,
sulforano, metilcarbitol, tetrahidrofurano, anilina,
N-metiloxazolidona, N-metilimidazol,
N,N'-dimetilimidazolin-2-ona,
1-oxo-1-metilfosforina,
cianoacetato de metilo, acetoacetato de etilo, acetato de etilo,
éster dimetílico del ácido malónico, carbonato de propileno,
metilcarbitol, fosfato de trietilo, éter monometílico del
dietilenglicol, dimetilsulfóxido,
\gamma-butirolactona, etc. En la presente
realización, como medio de extracción, entre estos, son preferibles
los compuestos de amida, en particular la dimetilformamida.
El medio de extracción es alimentado a la primera
torre 4 de destilación extractiva desde un piso de alimentación del
medio de extracción dispuesto en una posición más alta que el piso
que alimenta la fracción de petróleo que contiene los dienos
conjugados (materia prima BBF) en la primera torre 4 de destilación
extractiva (piso de alimentación de la fracción de petróleo).
En la cabeza de la primera torre 4 de destilación
extractiva mostrada en las Figs. 1 y 2, el gas que tiene una
volatilidad (solubilidad) de al menos la del butadieno es separado,
el refinado C4R de la materia prima C4F, de la cual ha sido separado
el componente de butadieno, es extraído, y un extracto de butadieno
en alta concentración es extraído de la cola de la torre
controlando la presión de la cola de la primera torre 4 de
destilación extractiva a una presión absoluta de, preferiblemente,
0,1 a 1 MPa, más preferiblemente de 0,5 a 0,7 MPa, y la temperatura
de la cola, preferiblemente, de 100 a 160ºC, más preferiblemente de
110 a 130ºC.
La cantidad de la fracción C_{4} disuelta en el
disolvente extraído de la cola de la primera torre 4 de destilación
extractiva está determinada por la relación del disolvente, la
temperatura y la presión en la cola de la torre. Por consiguiente,
para extraer un extracto de butadieno de concentración constante de
la cola de la primera torre 4 de destilación extractiva, es
necesario controlar la relación de disolvente en la cola de la
primera torre 4 de destilación extractiva, la relación de reflujo de
la cabeza, la temperatura de la cola, etc. Además, para incrementar
la concentración de la disolución del extracto de butadieno
extraída de la cola de la primera torre 4 de destilación extractiva,
como se menciona más tarde, es necesario devolver el extracto
extraído de la cola de la primera torre 4 de destilación
extractiva, o, de acuerdo con la necesidad, parte, de la cual ha
sido retirado el disolvente, mediante la torre 8 de separación, a la
primera torre 4 de destilación extractiva. En la presente
realización, como se explica más tarde, también se controla la
relación de retorno del extracto extraído de la cola de la primera
torre 4 de destilación extractiva a la primera torre 4 de
destilación extractiva.
El refinado C4 extraído de la cabeza de la
primera torre 4 de destilación extractiva es enviado a un tanque de
componentes residuales, no mostrado. Parte del gas residual BBR es
condensado en un condensador, no mostrado, y llevado a reflujo
devolviéndolo a la cabeza de la primera torre 4 de destilación
extractiva. La relación de reflujo del gas residual BBR también se
controla, como se explica más tarde.
En la cola de la primera torre 4 de destilación
extractiva mostrada en las Figs. 1 y 2, se extrae un extracto que
contiene una alta concentración del butadieno diana, y se envía a
la torre 8 de separación. En la torre 8 de separación, la presión de
la cola es mantenida a una presión absoluta de 0,1 a 0,3 MPa, y la
temperatura de la cola es mantenida de 150 a 200ºC. El disolvente
es separado del extracto y descargado desde la cola de la torre. En
la cabeza de la torre 8 de separación, se produce un gas purificado
que contiene una gran cantidad de butadieno, del que ha sido
separado el disolvente. Cuando se condensa parte del gas purificado
en el condensador, la parte condensada es llevada a reflujo
devolviéndola a la cabeza de la torre 8 de separación. Parte de la
parte sin condensar es devuelta mediante un compresor 10 a la
primera torre 4 de destilación extractiva, mientras que el
remanente es enviado a una segunda torre 12 de destilación
extractiva. Cuando se condensa todo el gas purificado en el
condensador, parte del líquido condensado es llevado a reflujo
devolviéndolo a la cabeza de la torre 8 de separación, parte del
remanente es devuelto mediante el compresor 10 a la primera torre 4
de destilación extractiva, y el resto es enviado a la segunda torre
12 de destilación extractiva. De esta manera, lo que se devuelve a
la primera torre 4 de destilación extractiva es vapor, en el caso
de tratar con fracción C_{4}, o líquido, en el caso de fracción
C_{5}. En ambos casos, no obstante, la relación de retorno se
controla, como se explica más tarde.
En la segunda torre 12 de destilación extractiva,
las impurezas que tienen una volatilidad (solubilidad) no mayor que
la del butadieno son separadas desde la cola de la torre. En la
cabeza de la torre, se extrae gas que contiene una alta
concentración de butadieno manteniendo la presión de la cola a una
presión absoluta de 0,3 a 0,6 MPa, y manteniendo la temperatura de
la cola de 100 a 150ºC. Un extracto que contiene una gran cantidad
de impurezas separadas desde la cola de la segunda torre 12 de
destilación extractiva es dirigido a la primera torre 13 de
separación. En la primera torre 13 de separación, la presión de la
cola es mantenida a una presión absoluta de 0,1 a 0,3 MPa, y la
temperatura de la cola es mantenida de 120 a 180ºC. El butadieno es
separado del extracto y el gas purificado, que contiene el
butadieno, es devuelto a la entrada del condensador de la torre 8
de separación. El líquido en la cola de la segunda torre 12 de
destilación extractiva es enviado a la segunda torre 14 de
separación. En la segunda torre 14 de separación, la presión de la
cola es mantenida a una presión absoluta de 0,1 a 0,3 MPa, y la
temperatura de la cola es mantenida de 150 a 200ºC. El disolvente
es separado del extracto, evacuado de la cola de la torre, y
reutilizado. El gas purificado es evacuado desde la cabeza de la
torre.
El gas de destilación, que contiene una gran
cantidad de butadieno, extraído de la cabeza de la segunda torre 12
de destilación extractiva, es enviado sucesivamente a una torre 16
de destilación y una torre 18 de residuos. En la torre 16 de
destilación, la impureza de metilacetileno, que tiene un punto de
ebullición más bajo que el butadieno, es retirada haciendo que la
presión de la cola sea de 0,3 a 0,7 MPa y haciendo que la
temperatura de la cola sea de 30 a 60ºC. Además, en la torre 18 de
residuos, las impurezas que tienen un punto de ebullición más alto
que el butadieno, por ejemplo,
cis-2-buteno,
1,2-butadieno y etilacetileno, son retiradas
haciendo que la presión de la cola sea 0,3 a 0,7 MPa y la
temperatura de la cola sea de 40 a 70ºC. En la presente realización,
la concentración del butadieno en el extracto obtenido finalmente
llega a ser al menos 99 por ciento.
Después, se dará una explicación del aparato de
control y el método de control de la primera torre 4 de destilación
extractiva según la presente realización, refiriéndose
principalmente a las Figs. 2 a 4.
Como se muestra en la Fig. 2, una tubería 20 de
alimentación de materia prima, a la cual se alimenta una materia
prima (fracción de petróleo) CAF que contiene butadieno, está
conectada a un piso intermedio de la primera torre 4 de destilación
extractiva. La tubería 20 de alimentación de materia prima tiene un
caudalímetro 21 de de materia prima unido a ella, para medir el
caudal de materia prima alimentada a la primera torre 4 de
destilación extractiva. Los datos del caudal de la materia prima
medidos por el caudalímetro 21 de materia prima son introducidos en
unos medios 60 de control predictivo. Los medios 60 de control
predictivo están comprendidos de un circuito eléctrico específico
que tiene un circuito de memoria, un PC de uso general, una
computadora de uso general, una gran computadora, etc., y almacena
un programa para el control mencionado más tarde. Nótese que en
lugar de un programa para el control, discutido más tarde, también
es posible proporcionar un circuito lógico que funcione de esa
manera.
En la primera torre 4 de destilación extractiva,
una tubería 22 de alimentación del disolvente está conectada al
lado del plato superior al de la tubería 20 de alimentación de la
materia prima, y alimenta el disolvente para la extracción del
butadieno al interior de la primera torre 4 de destilación
extractiva. La tubería 22 de alimentación del disolvente tiene una
válvula 23 de control del caudal del disolvente unida a ella. Esta
controla el caudal a la primera torre 4 de destilación extractiva,
basado en la señal de salida de los medios 60 de control
predictivo. El método de control se explicará más adelante.
Una tubería 24 de evacuación de gas residual está
conectada a la cabeza de la primera torre 4 de destilación
extractiva, y evacua parte del gas residual remanente después de la
extracción del butadieno de la materia prima en la primera torre 4
de destilación extractiva (no obstante, conteniendo algo de
butadieno) a un tanque de componentes residuales no mostrado. Una
tubería 26 de reflujo también está conectada a la tubería 24 de
evacuación y lleva a reflujo parte del gas residual extraído en la
tubería 24 de evacuación a la cabeza de la primera torre 4 de
destilación extractiva.
La tubería 24 de evacuación, cercana a la cabeza
de la primera torre 4 de destilación extractiva, tiene unido a ella
un sensor 25 de concentración del material diana para detectar la
concentración de butadieno en la cabeza de la torre (medios de
detección de la concentración del material diana) y un sensor 27 de
presión en la cabeza para medir la presión dentro de la cabeza de
la torre. Como sensor 25 de la concentración del material diana, se
puede usar, por ejemplo, un cromatógrafo de gases. Como sensor 27
de presión, se puede usar un sensor de presión de uso general. Las
señales de salida de estos sensores 25 y 27 son introducidas en los
medios de control predictivo 60.
Una válvula 28 de control, que sirve como medio
de control de la relación de reflujo, está unida la tubería 28 de
reflujo. El grado de apertura de la válvula 28 de control es
controlado por la señal de salida de los medios 60 de control
predictivo con el fin de controlar el caudal de reflujo.
En el ejemplo mostrado en la Fig. 2, un sensor 30
de presión diferencial está unido a la primera torre 4 de
destilación extractiva, como medio de detección de presión
diferencial para detectar la diferencia de presiones entre el
interior de la cabeza de la torre y el interior de la cola de la
torre. En este ejemplo, los datos de presión diferencial
cabeza-cola detectados por el sensor 30 de presión
diferencial son introducidos en los medios 60 de control
predictivo. El control predictivo por el cambio de la diferencia de
presiones contribuye sólo un poco a la estabilidad de la composición
del extracto, pero contribuye mucho a la seguridad, con lo que es
preferible el control predictivo.
El primer y segundo sensores 32 y 34 de
concentración de impurezas (medios de detección de concentración de
impurezas) para medir la concentración del
trans-2-buteno y
cis-2-buteno y otras impurezas
presentes en el séptimo piso están unidos al séptimo piso desde la
cola de la primera torre 4 de destilación extractiva. El primer
sensor 32 de concentración de impurezas detecta la concentración del
cis-2-buteno, mientras que el
segundo sensor 34 de concentración de impurezas mide la
concentración del trans-2-buteno.
Estos sensores 32 y 34 de concentración no están particularmente
limitados, siempre y cuando puedan detectar las concentraciones,
pero por ejemplo están comprendidos de cromatógrafos de gases. Los
datos en las concentraciones detectadas por estos sensores 32 y 34
de concentraciones son introducidos en los medios 60 de control
predictivo.
Nótese que las posiciones del primer sensor y del
segundo sensor no están limitadas al séptimo piso desde la cola de
la primera torre 4 de destilación extractiva. Por ejemplo, pueden
estar en el séptimo piso desde la cola, en la tubería 44 del gas
purificado desde la torre 8 de separación, o en la tubería 51 del
condensado también. Aunque los datos de concentración no
concordarán en estas localizaciones, hay una fuerte correlación en
las cantidades de cambio de las concentraciones. Si se miden de
manera continua las concentraciones en cualquiera de estas
localizaciones, es posible juzgar de manera precisa las
concentraciones en las otras localizaciones. Además, dado que los
medios de control predictivo usan los datos de concentración
convertidos a datos sobre el cambio de concentración, si el cambio
en la concentración en estas localizaciones se puede medir de
manera precisa, es posible el control predictivo preciso.
Está dispuesto un calentador 36 de la cola como
medio de control de la temperatura de cola en la cola de la primera
torre 4 de destilación extractiva. La temperatura de la cola se
controla basándose en la señal de salida correspondiente a los datos
sobre el cambio de concentración de los medios 60 de control
predictivo. La temperatura de la cola, como se explicó
anteriormente, es mantenida, de manera general, de 100 a 160ºC, pero
en la presente realización la temperatura de la cola se controla
basándose en la señal de salida de los medios 60 de control
predictivo en ese intervalo de temperaturas. La fuente de calor
para el calentador 36 de la cola no está limitada a vapor. También
se pueden mencionar agua caliente, un medio de calor, etc. Por
supuesto, el calentador 36 de la cola puede ser controlado en
temperatura.
Un extracto que contiene una alta concentración
de butadieno presente en la cola de la torre 4 (que contiene
disolvente) es enviado a la torre 8 de separación a través de la
tubería 38. En la torre 8 de separación, como se explicó
anteriormente, el disolvente es separado del extracto y evacuado
desde la cola. En la cabeza de la torre 8 de separación, se produce
gas purificado que contiene una gran cantidad de butadieno del cual
ha sido separado el disolvente. Este gas es enviado desde la cabeza
de la torre, a través de una tubería 44, a la segunda torre 12 de
destilación extractiva, por un compresor 10. Una tubería 46 de
retorno está conectada a la tubería 44. La tubería 46 de retorno
está conectada a un piso cercano a la cola de la primera torre 4 de
destilación extractiva. El gas purificado, que contiene una gran
cantidad de butadieno, llevado a través de la tubería 44, o su
condensado, es devuelto al interior de la primera torre 4 de
destilación extractiva.
La tubería 46 de retorno está dotada de un
caudalímetro 50 de retorno para detectar el caudal en la tubería y
una válvula 48 de control del caudal de retorno para controlar el
caudal del fluido que fluye a través de la tubería. La válvula 48 de
control es controlada de acuerdo con una señal de salida desde los
medios 60 de control predictivo, y controla el caudal del fluido
devuelto dentro de la primera torre 4 de destilación extractiva a
través de la tubería 46 de retorno. La válvula 48 de control y el
caudalímetro 50 corresponden a los medios de control de la relación
de retorno. Cuando se devuelve parte del gas purificado a la
primera torre 4 de destilación extractiva como un gas, el remanente
del gas purificado es enviado a la segunda torre 12 de destilación
extractiva, a la vez que se controla el valor del sensor 52 de
presión por la válvula 56 de control. Cuando se devuelve el
condensado del gas purificado a la primera torre 4 de destilación
extractiva, el remanente del condensado es enviado a la segunda
torre 12 de destilación extractiva, a la vez que se controla el
nivel de líquido de un depósito del condensado por la válvula 56 de
control.
En la presente invención, los medios de control
predictivo no están particularmente limitados, pero como ejemplo se
dará una explicación de un método de control usando los medios 60
de control predictivo mostrados en la Fig. 2, basándose en la Fig.
3 y la Fig. 4.
Cuando se inicia el control en la etapa S1
mostrada en la Fig. 3, en la etapa S2, los medios 60 de control
predictivo mostrados en la Fig. 2 leen los datos CVi (i = de 1 a
4). CV1 es el dato de la concentración del
cis-2-buteno detectado por el sensor
32 de concentración de impurezas en el séptimo piso de la torre 2
de destilación extractiva mostrada en la Fig. 2. CV2 es el dato de
la concentración del trans-2-buteno
detectado por el sensor 34 de concentración de impurezas en el
séptimo piso de la torre 2 de destilación extractiva mostrada en la
Fig. 2. CV3 es el dato de la concentración del butadieno detectado
por el sensor 25 de concentración de material diana unido a la
cabeza de la torre 2 de destilación extractiva mostrada en la Fig.
2. CV4 es el dato de la presión diferencial
cabeza-cola detectado por el sensor 30 de
diferencial de presión de la torre 2 de destilación extractiva
mostrada en la Fig. 2. Aunque no son datos esenciales para el
control, como se menciona anteriormente, si se usa esto para el
control, la seguridad se hace mayor, con lo que se prefiere su
uso.
Después, en la etapa S3 mostrada en la Fig. 3,
los datos CV1 a CV4 después de t segundos son previstos desde un
modelo de control almacenado en los medios 60 de control predictivo
mostrados en la Fig. 2 basándose en los datos CV1 a CV4, y esos
valores se hacen FCV1 a FCV4. El modelo de control almacenado en los
medios 60 de control predictivo es un modelo de control determinado
basándose en la siguiente fórmula. Esta fórmula produce un modelo de
la relación entre los datos de medida CV1 a CV4 en una primera
torre 4 de destilación extractiva real y los parámetros de control
(relación de retorno MV1, relación de disolvente MV2, relación de
reflujo MV3, y temperatura de la cola MV4).
G_{ij} (S)=
\frac{a_{ij}}{1+b_{ij} \cdot S}e^{-c_{ij} \cdot
S}
donde,
- i = de 1 a 4 y
- j = de 1 a 4
En la fórmula anterior, G_{ij} muestra la
función de transferencia entre CVi (i = de 1 a 4) y MVj (j = de 1 a
4), S es el parámetro de una transformada de Laplace, y a_{ij},
b_{ij}, y c_{ij} son valores inherentes a los procesos
correspondientes a combinaciones de CVi (i = de 1 a 4) y MVj (j =
de 1 a 4) y se encuentran a partir de los resultados de un ensayo
por etapas. Nótese que un ensayo por etapas cambia el MVj (j = de 1
a 4) en etapas de cualquier cantidad para encontrar los datos de
respuesta del CVi (i = de 1 a 4).
Usando el modelo de control establecido por esta
fórmula, en la etapa S3 mostrada en la Fig. 3, los datos CV1 a CV4
después de un tiempo predeterminado (t segundos) son previstos y
los valores son usados como FCV1 a FCV4. Nótese que "después de t
segundos" no está particularmente limitado, pero es, por ejemplo,
después de 600 a 3600 segundos.
Después, en la etapa S4 mostrada en la Fig. 3, se
calcula la diferencia Ai (i = de 1 a 4) entre el valor diana PCVi
preestablecido para cada dato CV1 a CV4 y el valor previsto FCVi.
Después, en la etapa S5, se confirma si la diferencia Ai está en un
intervalo predeterminado, desde -\alphai (valor menos admisible) a
+\alphai (valor más admisible). Si la diferencia Ai está en el
intervalo predeterminado, significa que el valor previsto FCVi del
CVi después de t segundos está en el intervalo admisible. Nótese que
el valor admisible \alphai se determina para cada CVi. Aunque no
está particularmente limitado, es de alrededor de 1 a 10 por
ciento del valor diana PCVi.
Si todas las diferencias Ai son valores
admisibles en la etapa S5, los valores previstos FCVi de los CVi
después de t segundos están en el intervalo admisible, con lo que
los parámetros de control MV1 a MV4 son mantenidos en sus estados
actuales y las etapas después de la etapa S2 son repetidas. Si
siquiera una de las diferencias Ai está fuera del intervalo
admisible en la etapa S5, significa que el correspondiente valor
previsto FCVi está fuera del intervalo admisible, con lo que la
rutina procede a la etapa S6, donde las configuraciones actuales de
los parámetros de control MVi son cambiadas con el fin de cambiar
el valor previsto FCVi que se desvía del intervalo admisible, en una
dirección que entre en el intervalo admisible. Por ejemplo, cuando
se desea controlar un valor previsto FCVi que se desvía del
intervalo admisible en una dirección que disminuye el valor, las
configuraciones actuales de los parámetros de control MVi se cambian
en las direcciones de las flechas mostradas en la Fig. 4. En la
Fig. 4, las flechas que apuntan hacia arriba significan una
elevación de las configuraciones actuales de los parámetros de
control MVi.
Por ejemplo, cuando el valor de concentración
previsto FCV1 del cis-2-buteno del
séptimo piso que corresponde con el dato CV1 detectado por el sensor
32 de concentración mostrado en la Fig. 2 excede del intervalo
predeterminado, el valor de concentración previsto FCV1 del
cis-2-buteno del séptimo piso es
disminuido cambiando las configuraciones actuales de los parámetros
de control MVi como sigue: esto es, los medios 60 de control
predictivo mostrados en la Fig. 2 se usan para hacer funcionar la
válvula 48 de control para que incremente la relación de retorno MV1
a la primera torre 2 de destilación extractiva a través de la
tubería 46 de retorno. Además, los medios 60 de control predictivo
mostrados en la Fig. 2 se usan para controlar la válvula 23 de
control para reducir la relación del disolvente MV2 alimentado a la
primera torre 4 de destilación extractiva a través de la tubería 22
de alimentación de disolvente. Además, los medios 60 de control
predictivo mostrados en la Fig. 2 se usan para controlar la válvula
28 de control para reducir la relación de reflujo MV3. Además, los
medios 60 de control predictivo mostrados en la Fig. 2 se usan para
controlar el calentador 36 para incrementar la temperatura de la
cola MV4.
De manera similar, cuando el valor previsto de la
concentración FCV2 del
trans-2-buteno del séptimo piso,
correspondiente al dato CV2 detectado por el sensor 34 de
concentración mostrado en la Fig. 2, se excede del intervalo
predeterminado, el FCV2 es disminuido cambiando las configuraciones
actuales de los parámetros de control MVi de acuerdo con las
direcciones de las flechas mostradas en la Fig. 4. De manera
similar, cuando el valor previsto de la concentración FCV3 del
butadieno en la cabeza de la torre, correspondiente al dato CV3
detectado por el sensor 24 de concentración mostrado en la Fig. 2,
se excede del intervalo predeterminado, el FCV3 es disminuido
cambiando las configuraciones actuales de los parámetros de control
MVi de acuerdo con las direcciones de las flechas mostradas en la
Fig. 4. Cuando el valor previsto FCV4 de presión diferencial
cabeza-cola, correspondiente al dato CV4 detectado
por el sensor 30 de presión diferencial mostrado en la Fig. 2, se
excede del intervalo predeterminado, es preferible, en términos de
seguridad, disminuir este FCV4 cambiando las configuraciones
actuales de los parámetros de control MVi de acuerdo con las
direcciones de las flechas mostradas en la Fig. 4. Nótese que
cuando los valores previstos FCV1 a FCV4 correspondientes a los
datos CV1 a CV4 bajan fuera de los intervalos predeterminados, los
parámetros de control MVi son controlados por los medios 60 de
control predictivo en direcciones opuestas a las flechas mostradas
en la Fig. 4.
Usando el método de control de la primera torre 4
de destilación extractiva según la presente realización, es posible
reducir la variación en la concentración CV1 del
cis-2-buteno del séptimo piso a
alrededor de 0,63 por ciento (mín. 8,50-máx. 9,13%).
Nótese que en el control convencional, la variación en la
concentración del cis-2-buteno del
séptimo piso era 1,29 por ciento (mín. 7,79-máx.
9,08%). Además, según el método de la presente realización, es
posible reducir la variación en la concentración CV2 del
trans-2-buteno del séptimo piso a
alrededor de 0,32 por ciento (mín. 1,35-máx. 1,67%).
Nótese que, en el control convencional, la variación en la
concentración CV2 del
trans-2-buteno del séptimo piso era
0,54 por ciento (mín. 1,28-máx. 1,82%). Además,
según el método de la presente realización, la variación en la
concentración CV3 del butadieno en la cabeza de la torre puede
reducirse a alrededor de 0,21 por ciento (mín.
0,19-máx. 0,40%). Nótese que en el control
convencional, la variación en la concentración CV3 del butadieno en
la cabeza de la torre era 0,29 por ciento (mín.
0,13-máx. 0,42%).
Según el aparato y el método de la presente
realización, suprimiendo las variaciones de las concentraciones CV1
y CV2 del cis-2-buteno y el
trans-2-buteno como impurezas cerca
de la cola de la primera torre 4 de destilación extractiva, y
suprimiendo las variaciones de la concentración del butadieno en la
cabeza de la torre, es posible estabilizar la concentración de
butadieno incluido en el extracto extraído de la cola. Como
resultado, incrementar la pureza de los butadienos conjugados en el
procedimiento posterior se hace fácil, y se pueden obtener de manera
estable butadienos conjugados de alta pureza.
Segunda
realización
En la presente realización, se explicará el
procedimiento de separación y purificación de hidrocarburos
insaturados distintos a dienos conjugados. En la presente
realización, se usa como materia prima el refinado C4R, producido
como subproducto en el procedimiento de separación y purificación de
los dienos conjugados de la fracción C_{4} o la fracción C_{5}
de la primera realización mostrada en la Fig. 1 (gas residual de la
materia prima C4F de la que ha sido separado el butadieno), y se
separan y purifican butenos.
El refinado C4R contiene de 30 a 80 por ciento de
butenos. El resto consiste en butanos. Como se muestra en la Fig.
5, el gas residual BBR es alimentado a la torre 101 de evaporación,
donde es vaporizado, y después es alimentado a la torre 102 de
destilación extractiva.
Además, es alimentado un disolvente a un piso más
alto que la posición de alimentación del BBR de la primera torre 102
de destilación extractiva. El disolvente, que contiene los butenos,
es extraído de la cola de la torre 102 de destilación extractiva.
Casi todos los butanos contenidos en el BBR son evacuados de la
cabeza de la torre. El disolvente que contiene los butenos
extraídos de la cola de la torre 102 de destilación extractiva es
alimentado a una posición varios pisos más baja que la cabeza de
una torre 103 de separación. En la torre de separación, los butenos
y el disolvente son separados.
La temperatura de la cola de la torre 102 de
destilación extractiva es controlada para que alcance el punto de
ebullición del disolvente a la presión de la torre, esto es,
normalmente de 0,05 a 0,5 MPa. Los butenos son extraídos de la
cabeza de la torre 103 de separación. Parte es enviada a la torre
105 de recuperación del disolvente, mientras que el remanente es
devuelto a la torre 102 de destilación extractiva. Normalmente, se
extrae disolvente de 100 a 200ºC de la cola de la torre 103 de
separación. En la torre 105 de recuperación del disolvente, los
butenos se recuperan de la cabeza de la torre, mientras que una
mezcla del disolvente y butenos es devuelta desde la cola de la
torre hasta la cola de la torre 102 de destilación extractiva. Los
butenos recuperados de la torre 105 son, de manera general, una
mezcla de n-buteno, isobuteno,
1-buteno y 2-buteno. Cuando es
necesaria la separación y purificación de éstos, dado que casi todos
los butanos difíciles de separar y purificar son retirados, la
separación y purificación puede ser realizada fácilmente por una
operación normal de destilación.
En la presente realización, detectando el cambio
en la concentración de las impurezas cerca de la cola de la torre
102 de destilación extractiva y el cambio de la concentración de
los butenos en el gas butano emitido desde la cabeza de la torre 102
de destilación extractiva, y controlando la relación del disolvente
alimentado a la torre 102 de destilación extractiva, controlando la
relación de retorno desde la torre 103 de separación a través de la
torre 105 de recuperación del disolvente hasta la torre 102 de
destilación extractiva, controlando la relación de reflujo en la
cabeza de la torre 102 de destilación extractiva, y controlando la
temperatura de la cola de la torre 102 de destilación extractiva de
acuerdo con estos cambios, es posible extraer una concentración
constante de butenos. En la presente realización, la concentración
de butenos en el extracto obtenido finalmente es al menos 99 por
ciento.
El aparato de control y el método de control de
la torre 102 de destilación extractiva según la presente
realización es similar al caso de la primera torre 4 de destilación
extractiva mostrada en la Fig. 2, excepto que la materia prima
alimentada cambia de BBF a BBR, el gas evacuado de la cabeza de la
torre cambia de BBR a un gas que contiene butenos, las impurezas
detectadas como CV1 y CV2 cambian de
cis-2-buteno y
trans-2-buteno a
n-butano y otros butanos, el extracto extraído de la
cola de la torre 102 de destilación extractiva cambia de dienos
conjugados a butenos. La descripción común será omitida.
Según el aparato y método de la presente
realización, suprimiendo las variaciones de las concentraciones CV1
y CV2 de las impurezas de butano cerca de la cola de la torre 102
de destilación extractiva, y suprimiendo las variaciones de la
concentración de los butenos en la cabeza de la torre, es posible
estabilizar la concentración de butenos incluidos en el extracto
extraído de la cola. Como resultado, incrementar la pureza de los
butenos en el procedimiento posterior se hace fácil, la pérdida de
los butenos en la cabeza de la torre puede ser suprimida, y se
pueden obtener de manera estable butenos de alta pureza.
Otras
realizaciones
Nótese que la presente invención no está limitada
a las realizaciones anteriores, y se puede modificar de diversas
maneras dentro del alcance de la invención.
Por ejemplo, en la primera realización se usaron
dos sensores 32 y 34 de concentración de impurezas como medios de
detección de concentración de impurezas en la primera torre 4 de
destilación extractiva, pero en la presente invención también es
posible usar cualquiera de los sensores 32 ó 34 de concentración de
impurezas y omitir el otro. Esto es porque hay una correlación
entre la concentración del
cis-2-buteno y la concentración del
trans-2-buteno detectada por estos
sensores 32 y 34 de concentración, y, detectando y suprimiendo la
concentración de cualquiera de éstos, es posible suprimir también
las fluctuaciones en la concentración del otro. Si se omite uno, no
obstante, es preferible omitir el sensor 32 de concentración de
impurezas para detectar la concentración del
cis-2-buteno. Esto es porque el
cis-2-buteno puede ser retirado en
un procedimiento después de la primera torre 4 de destilación
extractiva. Nótese que lo mismo se aplica a la segunda
realización.
Además, en la primera realización, la
concentración del butadieno diana era detectada en la cabeza de la
torre 4 de destilación extractiva, pero en la presente invención la
localización no está limitada a la cabeza de la torre. También es
posible otra localización. Sin embargo, la detección en la cabeza
de la torre es la más preferible. Lo mismo se aplica a la segunda
realización.
Claims (14)
1. Un aparato de separación y purificación para
un hidrocarburo insaturado, que comprende:
una torre (4) de destilación extractiva
suministrada con una materia prima que contiene hidrocarburos
insaturados y un disolvente, y que destila la materia prima para
separar y purificar un hidrocarburo insaturado diana;
unos medios (23) de control de la relación de
disolvente para controlar la relación del disolvente alimentado a
la torre (4) de destilación extractiva; y
unos medios (36) de control de la temperatura de
la cola para controlar una temperatura de la cola de la torre (4)
de destilación extractiva;
caracterizado por comprender además:
unos medios (32, 34) de detección de
concentraciones de impurezas para detectar una concentración de una
impureza específica distinta al hidrocarburo insaturado diana en la
torre (4) de destilación extractiva u otra torre conectada a la
torre (4) de destilación extractiva;
unos medios (25) de detección de la concentración
del material diana para detectar una concentración del hidrocarburo
insaturado diana en la torre (4) de destilación extractiva u otra
torre conectada a la torre (4) de destilación extractiva;
unos medios (48, 50) de control de la relación de
retorno para controlar un caudal de parte de un fluido que incluye
el hidrocarburo insaturado diana extraído de una cola de la torre
(4) de destilación extractiva y devuelto a la torre (4) de
destilación extractiva;
unos medios (28) de control de la relación de
reflujo para controlar un caudal de parte de un componente residual
de la materia prima extraído de una cabeza de la torre (4) de
destilación extractiva y llevados a reflujo a la torre (4) de
destilación extractiva; y
unos medios (60) de control predictivo para
calcular valores previstos de la concentración de la impureza
específica y la concentración del hidrocarburo insaturado diana
después de un tiempo predeterminado, basados en valores detectados
por los medios (32, 34) de detección de concentraciones de impurezas
y los medios (25) de detección de la concentración del material
diana, y controlar los medios (48, 50) de control de la relación de
retorno, los medios (23) de control de la relación de disolvente,
los medios (28) de control de la relación de reflujo, y los medios
(36) de control de la temperatura de la cola basándose en los
valores previstos.
2. El aparato de separación y purificación para
un hidrocarburo insaturado expuesto en la reivindicación 1, que
comprende además
unos medios (30) de detección de presión
diferencial para detectar una presión diferencial entre una cabeza
y cola de dicha torre (4) de destilación extractiva,
en el que los medios (60) de control predictivo
calculan valores previstos de la concentración de la impureza
específica y la concentración del hidrocarburo insaturado diana
después de un tiempo predeterminado, basados en valores detectados
por los medios (32, 34) de detección de concentraciones de
impurezas, los medios (25) de detección de la concentración del
material diana, y los medios (30) de detección de presión
diferencial, y controlan los medios (50) de control de la relación
de retorno, los medios (23) de control de la relación de
disolvente, los medios (28) de control de la relación de reflujo, y
los medios (36) de control de la temperatura de la cola basándose
en los valores previstos.
3. El aparato de separación y purificación para
un hidrocarburo insaturado expuesto en la reivindicación 1 ó 2, en
el que están dispuestos unos medios (22) de alimentación de
disolvente para alimentar dicho disolvente a dicha torre (4) de
destilación extractiva en una posición más alta que unos medios
(20) de alimentación de una fracción de petróleo para alimentar una
fracción de petróleo que contiene dicho hidrocarburo
insaturado.
4. El aparato de separación y purificación para
un hidrocarburo insaturado expuesto en una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, que comprende además una torre (2) de
evaporación para vaporizar una fracción de petróleo que contiene
dicho hidrocarburo insaturado antes de ser alimentada a dicha torre
(4) de destilación extractiva.
5. El aparato de separación y purificación para
un hidrocarburo insaturado expuesto en una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, que comprende además una torre (8) de
separación alimentada con un fluido que contiene el hidrocarburo
insaturado diana extraído de la cola de dicha torre (4) de
destilación extractiva y que separa el hidrocarburo insaturado y el
disolvente.
6. Un método para la separación y purificación de
un hidrocarburo insaturado, que comprende las etapas de:
suministrar una materia prima que contiene un
hidrocarburo insaturado diana y un disolvente a una torre (4) de
destilación extractiva;
controlar una relación del disolvente alimentado
a dicha torre (4) de destilación extractiva; y
controlar una temperatura de la cola de la torre
(4) de destilación extractiva;
caracterizado por comprender además las
etapas de:
detectar una concentración de una impureza
específica distinta al hidrocarburo insaturado diana en la torre
(4) de destilación extractiva u otra torre conectada a la torre (4)
de destilación extractiva;
detectar una concentración del hidrocarburo
insaturado diana en la torre (4) de destilación extractiva u otra
torre conectada a la torre (4) de destilación extractiva;
controlar un caudal de retorno de parte de un
fluido que contiene el hidrocarburo insaturado diana extraído de
una cola de la torre (4) de destilación extractiva y devuelto a la
torre (4) de destilación extractiva;
controlar un caudal de reflujo de parte de un
componente residual de la materia prima extraído de una cabeza de
la torre (4) de destilación extractiva y llevado a reflujo a la
torre (4) de destilación extractiva; y
calcular valores previstos de la concentración de
la impureza específica y la concentración del hidrocarburo
insaturado diana después de un tiempo predeterminado, basados en
valores detectados por la etapa de detección de la concentración de
impurezas y la etapa de detección de la concentración del material
diana, y controlar el caudal de retorno, la relación del
disolvente, el caudal de reflujo y la temperatura de la cola
basándose en los valores previstos.
7. El método de separación y purificación de un
hidrocarburo insaturado expuesto en la reivindicación 6, que
comprende además
detectar una presión diferencial entre una cabeza
y una cola de dicha torre (4) de destilación extractiva y
calcular valores previstos de la concentración de
la impureza específica y la concentración del hidrocarburo
insaturado diana después de un tiempo predeterminado, basados en
valores detectados por la etapa de detección de la concentración de
impurezas, la etapa de detección de la concentración del material
diana, y la etapa de detección de la presión diferencial y
controlar el caudal de retorno, la relación del disolvente, el
caudal de reflujo, y la temperatura de la cola basándose en los
valores previstos.
8. El método de separación y purificación de un
hidrocarburo insaturado expuesto en la reivindicación 6 ó 7, que
comprende además alimentar dicho disolvente a dicha torre (4) de
destilación extractiva desde una posición más alta que unos medios
de alimentación de una fracción de petróleo para alimentar una
fracción de petróleo que contiene dicho hidrocarburo
insaturado.
9. El método de separación y purificación de un
hidrocarburo insaturado expuesto en una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 8, que comprende además vaporizar una fracción
de petróleo que contiene dicho hidrocarburo insaturado antes de ser
alimentada a dicha torre (4) de destilación extractiva, y alimentar
después la fracción de petróleo a dicha torre (4) de destilación
extractiva.
10. El método de separación y purificación de un
hidrocarburo insaturado expuesto en una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 9, que comprende además separar un fluido, que
contiene el hidrocarburo insaturado diana extraído de la cola de
dicha torre (4) de destilación extractiva, en el hidrocarburo
insaturado y el disolvente.
11. El método de separación y purificación de un
hidrocarburo insaturado expuesto en una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 10, que comprende además usar una fracción de
petróleo que contiene un dieno conjugado como fracción de petróleo
que contiene el hidrocarburo insaturado antes de ser alimentada a
la torre (4) de destilación extractiva.
12. El método de separación y purificación de un
hidrocarburo insaturado expuesto en la reivindicación 11, en el que
dicho dieno conjugado es butadieno y la concentración de dicha
impureza específica es la concentración de
cis-2-buteno y/o la concentración
de trans-2-buteno.
13. El método de separación y purificación de un
hidrocarburo insaturado expuesto en una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 12, que comprende además controlar la
temperatura de la cola de dicha torre (4) de destilación extractiva
para que alcance el punto de ebullición del disolvente a la presión
de la torre.
14. El método de separación y purificación de un
hidrocarburo insaturado expuesto en una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 13, que comprende además detectar la
concentración de dicho hidrocarburo insaturado diana en una cabeza
de dicha torre (4) de destilación extractiva.
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