IT8322293A1 - Procedimento per la produzione di butene-1 ad elevata purezza con basso consumo di energia - Google Patents
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Description
Descrizione dell'invenzione avente per titolo :
"PROCEDIMENTO PER LA PRODUZIONE DI BUTENE-1 AD ELEVATA PUREZZA CON BASSO CONSUMO DI ENERGIA"
RIASSUNTO
Il butene-1 ad elevata purezza, in particolare butene-1 grado polimerizzazione, viene ottenuto per frazionamento in due stadi di una corrente idrocarburica C che lo contiene, sostanzialmente priva di butadiene.
Il primo stadio di frazionamento permette la separazione di testa di sostanzialmente tutto l'isobutano della carica C .
Il prodotto di fondo del primo stadio di frazionamento viene alimentato al secondo stadio di frazionamento ottenendo butene-1 ad elevata purezza di testa ed il resto dei componenti della carica di fondo.
Una caratteristica del procedimento secondo l'invenzione ? che i vapori di butene-1 ottenuti dalla testa del secondo stadio di frazionamento vengono compressi; il calore di condensazione viene sfruttato per fare funzionare i ribollitori dei due stadi di frazionamento.
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un procedimento per la produzione di butene-1 ad elevata purezza con basso consumo di energia.
Pi? particolarmente la presente invenzione riguarda un procedimento per la produzione di butene-1 grado polimerizzazione con basso consumo di energia.
II butene-1 ? un prodotto che ha avuto negli ultimi anni un incremento di consumi in particolare per la sua utilizzazione come comonomero nella produzione di polietilene lineare a bassa densit? (LLDPE).
Altri suoi usi sono nella produzione di polibutene-1, che ? particolarmente conosciuto per avere una buona stabilit? ad alta temperatura e come comonomero nella produzione di polietilene ad alta densit?.
Il butene-1 ? contenuto normalmente in correnti C da raffineria o steam cracking e quelle di interesse contengono quantit? variabili, a seconda della provenienza, di isobutano, n-butano, isobutene, 1-butene, 2-butene trans e cis, piccole quantit? di idrocarburi e C5 ed eventualmente butadiene ed acetilenici (metil acetilene, propadiene, etil acetilene, vinil acetilene).
Per quanto riguarda il butadiene, questo, se contenuto in quantit? apprezzabili come nel caso della corrente proveniente dallo steam cracking, deve essere estratto in una adatta unit? di estrazione.
Le frazioni dopo separazione del butadiene per cariche dallo steam-cracking oppure provenienti da un impianto di fluid catalytic cracking hanno composizioni che indicativamente variano nel seguente intervallo :
Si ? sorprendentemente trovato che il butene-1 pu? essere ottenuto ad alta purezza e con basso consumo di energia a partire da una carica con composizioni del tipo di quelle sopra riportate dopo che questa ? stata privata del butadiene nella maniera pi? completa possibile (cio? fino a valore di 30 : 200 ppm) con mezzi noti.
Il procedimento in accordo con la presente invenzione comprende i seguenti stadi :
l) la corrente sostanzialmente priva di butadiene viene inviata ad una unit? di eterificazione dove 1'isobutene viene fatto reagire con un alcol alifatico saturo, particolarmente scelto tra metanolo e/o etanolo, in presenza di un catalizzatore eterogeneo a gruppi funzionali solfonici a matrice stirene divinilbenzene, in particolare del tipo Amberlyst ottenendo il corrispondente o corrispondenti eteri butilici terziari.
2) l'etere o gli eteri butilici terziari ottenuti vengono separati per distillazione dal resto della carica non reagita nella stessa zona di reazione od in una zona di distillazione separata dalla zona di reazione; il prodotto privo di eteri verr? chiamato raffinato.
3) il raffinato viene sottoposto ad idrogenazione allo scopo di idrogenare selettivamente il butadiene e gli acetilenici riducendo il loro contenuto ad un valore complessivo di 30 : 200 ppm, l'idrogenazione selettiva essendo condotta in presenza di adatto e noto catalizzatore a temperatura da 35?C a 50?C ed a pressione da 40 a 20 ata minimizzando la isomerizzazione del butene-1 a butene-2;
4) il raffinato, dopo l'idrogenazione selettiva, viene inviato ad un primo stadio di frazionamento operante ad una pressione da 4 ata a 20 ata, di preferenza 8 -s-12 ata dal quale si ottiene come prodotto di testa isobutano ed una piccola quantit? di butene-1 ed un prodotto di fondo contenente il resto dei componenti della carica;
5) il prodotto di fondo del primo stadio di frazionamento alimenta un secondo stadio di frazionamento operante ad una pressione da 4 ata a 12 ata di preferenza alla pressione 6-10 ottenendo un prodotto di testa costituito da butene-1 ad elevata purezza, in particolare grado polimerizzazione e di fondo n-butano, butene-2 cis e trans ed una piccola quantit? di butene-1
ed ? caratterizzato dal fatto che i prodotti di testa del secondo stadio di frazionamento vengono compressi mediante un compressore ed inviati dopo compressione in parte al ribollitore del primo stadio di frazionamento e per la parte rimanente al ribollitore del secondo stadio di frazionamento per evaporare il prodotto di fondo dei due stadi di frazionamento, il butene-1 condensato nei due ribollitori essendo in parte scaricato come prodotto finale ed in parte utilizzato in altri punti del procedimento.
Secondo una forma preferita di realizzazione del procedimento della presente invenzione il butene-1 non scaricato come prodotto finale viene in parte inviato in testa al secondo stadio di frazionamento ed ivi utilizzato come riflusso ed in parte inviato al condensatore di testa del primo stadio di frazionamento ed ivi, evaporando completamente, utilizzato come fluido refrigerante per condensare il prodotto di testa del primo stadio di frazionamento che in parte ? riflussato ed in parte ? scaricato.
Secondo una forma di realizzazione 'particolare del procedimento secondo la presente invenzione il butene-1 inviato in testa al secondo stadio di frazionamento per esservi utilizzato come riflusso e/o il butene-1 inviato al condensatore del primo stadio di frazionamento vengono espansi prima di entrare rispettivamente nel secondo stadio come riflusso e nel condensatore del primo stadio e nell'espansione si genera una quantit? di vapore di butene-1 che, assieme ai vapori di butene-1 provenienti dal condensatore del primo stadio e quelli della testa del secondo stadio viene inviata ad uno od entrambi i ribollitori dei due stadi di frazionamento previa compressione. I ribollitori dei due stadi di frazionamento possono essere anche alimentati con vapore esterno, se il butene-1 non fosse sufficiente e questo generalmente avviene quando nei ribollitori viene inviato solo il butene-1 proveniente dalla testa del secondo stadio di frazionamento.
E' interessante osservare che operando con il procedimento in accordo con la presente invenzione, specialmente nella sua forma preferita e particolare, la sola energia utilizzata ? quella necessaria per la compressione ed inoltre l'utilizzo di un solo apparecchio di compressione per la miscela di correnti di butene-1 riduce ancora di piu la spesa per la conduzione del procedimento.
Il procedimento in accordo con la presente invenzione verr? ora illustrato con l'ausilio della figura allegata, la quale deve intendersi non limitativa dell'invenzione stessa.
La carica idrocarburica (1) contenente isobutene, n-butano, isobutano, butene-1, buteni-2 cis e trans e piccole percentuali di , e butadiene ed acetilenici viene alimentata all'unit? di eterificazione (12) dove reagisce con il metanolo (2) ottenendo etere metil ter-butilico (3) che ? rimosso in maniera nota dal resto della carica. La carica (4) priva di isobutene (raffinato) viene inviata all'unit? (13) di idrogenazione selettiva del butadiene e degli acetilenici dove il butadiene e gli acetilenici reagiscono con idrogeno (5).
(36) rappresenta la quasi totalit? di idrogeno non reagito e una certa quantit? di frazione C .
Il raffinato idrogenato (6) alimenta la colonna di distillazione (7) alla pressione di 8 : 12 ata dalla cui testa si separa isobutano ed una piccola quantit? di butene 1; il prodotto di testa della colonna (7) viene condensato nel condensatore (14) ottenendo una corrente liquida (15), costituita essenzialmente da isobutano, che in parte (16) viene utilizzata come riflusso ed in parte (8) viene scaricata dall'impianto.
Il prodotto di fondo (9) viene alimentato alla colonna di distillazione (17) dalla quale di testa si separa butene-1 (18) ad elevata purezza e dal cui fondo si separa il resto (11) del raffinato.
La corrente (18) viene riunita con la corrente (19), proveniente dal condensatore (14),formando la corrente (20).
Quest'ultima viene compressa dal compressore (21) dalla pressione di 3 ata ad una pressione da 10 a 20 ata.
La corrente compressa (22) viene inviata ai ribollitori (23) e (24) delle due colonne (7) e (17) e le condense (25) e (26) vengono introdotte nel recipiente (27).
Il butene-1 liquido (28) dal recipiente (27) tramite la pompa (29) viene in parte scaricato (10) ed in parte ripartito tra le correnti (30) e (31).
Il butene-1 della corrente (30) viene raffreddato in (32), espanso nella valvola (33) a circa 3 ata ed inviato come refrigerante al condensatore (14).
Il butene-1 della corrente (31) viene raffreddato in (34), espanso in (35) fino alla pressione esistente in colonna (17) ed introdotto infine come riflusso alla colonna (17).
Verr? ora fornito un bilancio con riferimento alla figura allegata per'una carica avente la composizione riportata. Si pu? notare l'estrema purezza del butene-1 ottenuto.
Claims (3)
1) Procedimento per la produzione di butene-1 ad elevata purezza con basso consumo di energia a partire da una carica contenente butadiene ed acetilenici in piccole quantit?, dalla quale l'isobutene ? stato eliminato per eterificazione con un alcole alifatico saturo, comprendente il sottoporre la carica sostanzialmente priva di isobutene ad una idrogenazione selettiva allo scopo di ridurre il contenuto di butadiene ed acetilenici ad un valore complessivo di 30 -200 ppm e comprendente inoltre l'invio della carica proveniente dalla idrogenazione selettiva ad un primo stadio di frazionamento ad una pressione da 4 a 20 ata dal quale si ottiene di testa isobutano ed una piccola quantit? di butene-1 e di fondo un prodotto con i rimanenti componenti della carica e comprendente infine l'invio del prodotto di fondo del primo stadio di frazionamento ad un secondo stadio di frazionamento ad una pressione da 4 ata a 12 ata ottenendo un prodotto di testa costituito da butene-1 ad elevata purezza ed un prodotto di fondo costituito da n-butano, buteni 2 trans e cis ed una piccola quantit? di butene-1 caratterizzato dal fatto che i prodotti di testa del secondo stadio di frazionamento vengono compressi mediante compressore ed inviati dopo compressione in parte al ribollitore del primo stadio di frazionamento e per la parte rimanente al ribollitore del secondo stadio di frazionamento, il butene-1 condensato nei due ribollitori essendo in parte scaricato come prodotto finale ed in parte utilizzato in altri punti.
2) Procedimento come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il butene-1 non scaricato come prodotto finale viene in parte inviato in testa al secondo stadio di frazionamento ed ivi utilizzato come riflusso ed in parte inviato al condensatore di testa del primo stadio di frazionamento ed ivi evaporato e utilizzato come fluido refrigerante per condensare il prodotto di testa .
3) Procedimento come da rivendicazione 1 e 2 caratterizzato dal fatto che il butene-1 inviato come riflusso in testa al secondo stadio di frazionamento e/o il butene-1 inviato al condensatore del primo stadio di frazionamento vengono espansi prima di entrare rispettivamente nel secondo stadio come riflusso e nel condensatore del primo stadio generando un vapore di butene-1, che insieme ai valori di butene-1 generati nel condensatore del primo stadio ed a quelli provenienti dalla testa del secondo stadio viene inviato ad uno o entrambi i ribollitori dei due stadi di frazionamento.
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