ES2546944T3 - Proceso para polimerizar u oligomerizar un hidrocarburo - Google Patents

Abstract

Un proceso para polimerizar u oligomerizar un hidrocarburo, proceso que incluye alimentar una sustancia reaccionante hidrocarbonada líquida y un medio líquido refrigerante por evaporación a una fase líquida principal que incluye un producto polimérico u oligomérico mezclado con un catalizador; dejar que al menos una porción de la sustancia reaccionante hidrocarbonada líquida y el medio líquido refrigerante por evaporación se vaporice para formar burbujas que suben a través de la fase líquida principal, polimerizándose u oligomerizándose la sustancia reaccionante hidrocarbonada para formar el producto polimérico u oligomérico, y efectuándose la eliminación de calor de la fase líquida principal mediante la evaporación tanto de la sustancia reaccionante hidrocarbonada líquida como del medio líquido refrigerante por evaporación; dejar que componentes gaseosos que comprenden toda sustancia reaccionante hidrocarbonada vaporizada sin reaccionar y todo medio refrigerante vaporizado y todo producto gaseoso que se haya podido formar se separen de la fase líquida principal en un espacio superior por encima de la fase líquida principal; retirar los componentes gaseosos del espacio superior; enfriar los componentes gaseosos retirados del espacio superior, formándose sustancia reaccionante hidrocarbonada condensada y medio refrigerante condensado y producto gaseoso; separar la sustancia reaccionante hidrocarbonada condensada y el medio refrigerante condensado del producto gaseoso y retirar el producto gaseoso; reciclar la sustancia reaccionante hidrocarbonada condensada y el medio refrigerante condensado hasta la fase líquida principal; y retirar fase líquida que incluye producto polimérico u oligomérico de la fase líquida principal.

Description

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09-09-2015

El conducto 32 es un conducto de reciclamiento de etileno y propano líquidos que conduce del separador 30 al reactor 12, saliendo también del separador 30 un conducto 34 de producto gaseoso.

Con objeto de trimerizar y tetramerizar etileno para producir 1-hexeno y 1-octeno, se alimenta etileno líquido (predominantemente reciclado, pero con una pequeña porción de etileno fresco) por medio del conducto 32 al fondo de la fase líquida principal 14 dentro del reactor 12. El reactor 12 es hecho funcionar típicamente a una presión de entre aproximadamente 4500 kPa (a) y 5000 kPa (a), estando la fase líquida principal 14 a una temperatura por debajo de su punto de ebullición a la presión operativa del reactor 12. Típicamente, esta temperatura es aproximadamente 60 °C.

La fase líquida principal 14 de la columna de burbujeo incluye una mezcla de etileno, productos oligoméricos, un disolvente que incluye un sistema catalítico disuelto, propano como medio refrigerante por evaporación, y pequeñas cantidades de sólidos formados por reacciones secundarias indeseables. Las concentraciones másicas típicas de compuestos disueltos en la fase líquida son aproximadamente 20-25% en masa de etileno, 5-15% en masa de producto oligomérico, 5-10% en masa de disolvente y 50-70% en masa de propano como medio refrigerante por evaporación. La fracción másica de propano en etileno en el conducto 32 de alimentación es 0,5. Burbujas ascendentes rápidas de etileno y propano vaporizados atraviesan de abajo arriba la columna de burbujeo de fase líquida principal 14. En la realización de la invención mostrada en la Figura 1, el disolvente es una parafina C8 (Isopar C), comprendiendo el sistema catalítico Cr (cromo), ligando (fenil)2PN(isopropil)P(fenil)2 y metil-aluminoxano como activador.

El reactor 12 con el sistema catalítico particular produce fundamentalmente 1-hexeno y 1-octeno a partir de etileno. En otras palabras, en el reactor 12 se trimeriza y tetrameriza fundamentalmente el etileno. Las reacciones de oligomerización que tienen lugar dentro del reactor 12 son exotérmicas. El calor de reacción es suficiente para proporcionar la energía necesaria para calentar a 60 °C la alimentación entrante de etileno líquido y propano líquido y para mantener la fase líquida principal a una temperatura por debajo de su temperatura de ebullición pero por encima de la temperatura de ebullición de la mezcla de etileno líquido y propano líquido, para que se vaporicen por ello el etileno líquido y el propano líquido en la fase líquida principal 14 asegurando que la fase líquida principal 14 está en forma de una columna de burbujeo. La vaporización del etileno líquido y el propano líquido y, por lo tanto, la formación de burbujas gaseosas ascendentes rápidas crean un mezclamiento enérgico dentro de la fase líquida principal 14, transformando la fase líquida principal 14 en una columna de burbujeo. Esto es importante y ventajoso en la realización de la invención mostrada en la Figura 1 ya que puede permitir que el reactor 12 funcione sin una mezcladora o un agitador que, si estuviera presente, podría ser susceptible de obstrucción. El control de temperatura del reactor 12 se efectúa por medio de la evaporación súbita de etileno líquido y propano líquido, por lo que no hay necesidad de un intercambiador de calor en contacto directo con la fase líquida principal 14 para eliminar calor de la fase líquida principal 14 (es decir, se emplea el enfriamiento por contacto directo o el llamado "enfriamiento en caliente", usando el propano líquido inerte como medio refrigerante por evaporación en combinación con la evaporación de la sustancia reaccionante, el etileno líquido).

En general, en los procesos de oligomerización de etileno se forman pequeñas cantidades de sólidos, y se requieren diseños de proceso que puedan manejar este material. Una solución es diseñar un catalizador o sistema catalítico que se pueda utilizar a una temperatura lo suficientemente elevada para que los sólidos poliméricos obstructores se mantengan en disolución, evitándose de este modo la obstrucción. Alternativamente, si la temperatura operativa del proceso es demasiado baja, por lo que se producirá precipitación, un planteamiento convencional es utilizar un intercambiador externo de calor para evitar el contacto de las superficies de intercambio de calor y los fluidos del proceso con los polímeros obstructores. Con un proceso de la invención como el ilustrado en la Figura 1, se emplea una alimentación de hidrocarburo líquido que tiene una temperatura de ebullición menor que la temperatura interna de la fase líquida de la columna de burbujeo a la presión de reacción para que, tras el contacto con la fase líquida principal, el hidrocarburo líquido se vaporice rápidamente liberando burbujas que provocan turbulencia y generan el suficiente mezclamiento en el reactor. Esto puede eliminar la necesidad de un agitador y, por lo tanto, la obstrucción del agitador como una razón para el cierre de la instalación, prolongando los tiempos de funcionamiento y aumentando la disponibilidad de la instalación y, por lo tanto, reduciendo la necesidad de un tamaño de instalación aumentado para satisfacer las necesidades de capacidad. Dado que un cambio de fase da lugar a un gran cambio de densidad para una masa dada de hidrocarburo líquido alimentado al reactor, se puede llevar a cabo una cantidad significativa de trabajo sobre la columna de burbujeo de fase líquida principal al vaporizar la corriente de hidrocarburo líquido en la fase líquida principal, mientras se mantiene un entorno de reacción isotérmico. Dado que un proceso de obstrucción tal como un proceso de tetramerización requiere una limpieza periódica, el hecho de que puede que no sea necesario un agitador para mantener un buen mezclamiento bajo las condiciones de reacción permite que se implemente un diseño más ajustado que permita la optimización de una operación de limpieza del reactor.

La fase líquida es retirada a través del conducto 18 de retirada de fase líquida para mantener la fase líquida principal 14 en un nivel deseado dentro del reactor 12. Se puede introducir un reactivo envenenador del catalizador, por ejemplo, un alcohol tal como etanol, en la corriente de producto líquido retirado para evitar más reacción. La fase líquida es tratada en la etapa 20 de tratamiento, lo que proporciona una corriente de etileno y propano gaseosos sin reaccionar o recuperados que es retirada a lo largo del conducto 24 y devuelta finalmente en forma líquida al reactor

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