LU85148A1 - PROCESS FOR PURIFYING CHARGES OF C4 HYDROCARBONS - Google Patents
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Description
( ο PROCEDE DE. PURIFICATION DE CHARGES D'HYDROCARBURES EN C,.(ο PROCESS OF. PURIFICATION OF C, HYDROCARBON CHARGES.
_4__4_
La présente invention se rapporte à un procédé de purification d'une charge d'hydrocarbures en C^. En particulier, la présente invention concerne un procédé de purification des charges d'hydrocarbures en C^ appauvries en isobutylène suite à leur passage dans l'unité de préparation d'éther méthylique de tertiaire-butyle.The present invention relates to a process for purifying a C 4 hydrocarbon feedstock. In particular, the present invention relates to a process for the purification of C 4 hydrocarbon charges depleted in isobutylene following their passage through the tertiary-butyl methyl ether preparation unit.
Les charges d'hydrocarbures en C^ sont généralement destinées à être polymérisées pour fabriquer notamment des polymères comme les poly n-butènes qui ont des utilisations intéressantes dans le domaine des huiles lubrifiantes, ou encore lorsque l'on se limite à une oligomérisation, ces oligomères peuvent être utilisés directement comme essence ayant déjà un très bon indice d'octane. Plus récemment, on a constaté qu'il était intéressant d'extraire l'isobutylène de cette charge d'hydrocarbures en pour - le transformer dans une unité séparée en éther méthylique de tertiaire butyle, ci-après dénommé MTBE. On peut rappeler que le MTBE est un additif très intéressant des essences. Il est obtenu en faisant réagir une , charge d'hydrocarbures en contenant de l'isobutylène avec du méthanol en présence d'un catalyseur approprié.The C ^ hydrocarbon feedstocks are generally intended to be polymerized in order to manufacture in particular polymers such as poly n-butenes which have advantageous uses in the field of lubricating oils, or even when one limits oneself to oligomerization, oligomers can be used directly as gasoline already having a very good octane number. More recently, it has been found that it is advantageous to extract the isobutylene from this hydrocarbon charge in order to transform it in a separate unit into methyl tertiary butyl ether, hereinafter called MTBE. It can be recalled that MTBE is a very interesting additive to essences. It is obtained by reacting a charge of hydrocarbons containing isobutylene with methanol in the presence of a suitable catalyst.
La Demanderesse a constaté que l'activité du catalyseur utilisé lors de la polymérisation ou l'oligomérisation de la charge d'hydrocarbures t - 2 - en appauvrie en isobutylène suite à son passage dans l'unité de prépara- tion de MTBE, est considérablement réduite après un court laps de temps. En effet, cette réduction atteint des valeurs de l'ordre de 60%, ce qui est extrêmement défavorable au point de vue rendement de la réaction de polymérisation, entraînant ainsi des coûts élevés de remplacement du catalyseur.The Applicant has observed that the activity of the catalyst used during the polymerization or the oligomerization of the hydrocarbon feedstock t - 2 - depleted in isobutylene following its passage through the MTBE preparation unit, is considerably reduced after a short time. In fact, this reduction reaches values of the order of 60%, which is extremely unfavorable from the point of view of the yield of the polymerization reaction, thus resulting in high costs for replacing the catalyst.
La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient. La présente invention a pour objet un procédé de purification efficace des charges d'hydrocarbures en C^, notamment celles appauvries en isobutylène par suite de leur passage dans une unité de préparation de MTBE, en vue d'améliorer considérablement et même d'éviter toute dësacti-vation du catalyseur de polymérisation de ces charges.The object of the present invention is to remedy this drawback. The subject of the present invention is a process for the efficient purification of C 4 hydrocarbon feedstocks, in particular those depleted in isobutylene as a result of their passage through an MTBE preparation unit, with a view to considerably improving and even avoiding any deactivation of the polymerization catalyst for these charges.
Le procédé de la présente invention pour purifier les charges d'hydrocarbures en C^, notamment celles appauvries en isobutylène, provenant de la fabrication de MTBE, est caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer la charge sortant de l'unité de MTBE sur un matériau absor-The process of the present invention for purifying the C 4 hydrocarbon feedstocks, in particular those depleted in isobutylene, originating from the manufacture of MTBE, is characterized in that it consists in passing the charge leaving the MTBE unit on absorbent material
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bant du type tamis moléculaire ayant une ouverture de pore d'environ 10A.bant of the molecular sieve type having a pore opening of about 10A.
La Demanderesse a en effet trouvé d'une manière inattendue qu'en faisant passer la charge d'hydrocarbures en appauvrie en isobutylène suite à son passage dans l'unité de préparation de MTBE, sur un tamis moléculaire présentant des caractéristiques d'ouverture de poreThe Applicant has in fact unexpectedly found that by passing the charge of hydrocarbons depleted in isobutylene following its passage through the MTBE preparation unit, over a molecular sieve having pore opening characteristics.
OO
d'environ 10A, avant de l'envoyer au réacteur de polymérisation, on maintenait l'activité du catalyseur de polymérisation à un niveau très élevé, généralement supérieur à 90%, pendant une très longue période de temps.about 10A, before sending it to the polymerization reactor, the activity of the polymerization catalyst was maintained at a very high level, generally greater than 90%, for a very long period of time.
De fait, la charge,qui a été purifiée par passage sur un tamis moléculaire du type 13X, a été polymérisée par après, sans que l'on ob- 9 - 3 - / serve une réduction quelconque de l'activité du catalyseur.In fact, the feed, which was purified by passage through a molecular sieve of the 13X type, was subsequently polymerized, without any reduction in the activity of the catalyst being observed.
Le tamis moléculaire utilisé, du type 13X, a des caractéristiques d'ouverture de pore de l'ordre de 10A, c'est-à-dire qu'il peut absorberThe molecular sieve used, of the 13X type, has pore opening characteristics of the order of 10A, that is to say that it can absorb
K» OK »O
toutes les molécules polaires ayant un diamètre inférieur à environ 10A.all polar molecules having a diameter of less than about 10A.
Bien que l'on parle de tamis moléculaire, il est évident que des zéolithes ayant une ouverture de pore suffisante peuvent également être utilisées dans le procédé de l'invention.Although we speak of molecular sieves, it is obvious that zeolites having a sufficient pore opening can also be used in the process of the invention.
Sans pour autant être lié par la théorie avancée, il semble que ce type d'absorbant réduit considérablement la teneur en éther diméthyli-que de la charge, qui semble être un poison pour les catalyseurs de poly-. mérisation utilisés ultérieurement. La charge ainsi débarrassée de la quantité d'éther diméthylique qu'elle conténait est polymérisée normalement par la suite, généralement en présence d'un catalyseur usuel du type acide phosphorique sur Kieselguhr, à des températures de l'ordre de 150 à 200°C et sous une pression de l'ordre de 30 à 60 kg/cm .Without being bound by the advanced theory, it seems that this type of absorbent considerably reduces the dimethyl ether content of the feed, which seems to be a poison for poly- catalysts. merit used later. The charge thus freed from the quantity of dimethyl ether which it contained is polymerized normally thereafter, generally in the presence of a usual catalyst of the phosphoric acid type on Kieselguhr, at temperatures of the order of 150 to 200 ° C. and under a pressure of the order of 30 to 60 kg / cm.
Le procédé de purification de la présente invention s'effectue généralement à température ambiante et sous une pression suffisante pour travailler en phase liquide. Les pressions généralement utilisées sont 2 comprises entre 3 et 60 kg/cm .The purification process of the present invention is generally carried out at room temperature and under a pressure sufficient to work in the liquid phase. The pressures generally used are 2 between 3 and 60 kg / cm.
La Demanderesse a également trouvé que le moment où l'on effectue la purification des charges mentionnées dans la présente invention est très important.The Applicant has also found that the time at which the purification of the charges mentioned in the present invention is carried out is very important.
Ainsi, on a trouvé qu'il est impératif d'effectuer la purification des charges d'hydrocarbures en à leur sortie de l'unité de préparation de MTBE, et de toute façon avant son entrée au réacteur de polymérisa- - 4 - tion, afin d'avoir une efficacité maximale de l'étape de purification,cette r effectivité étant nulle lorsque l'on effectue la purification avant le passage des charges dans l'unité de préparation de MTBE.Thus, it has been found that it is imperative to carry out the purification of the hydrocarbon charges on leaving the MTBE preparation unit, and in any case before entering the polymerization reactor, in order to have maximum efficiency of the purification step, this r effectiveness being zero when the purification is carried out before the charges pass through the MTBE preparation unit.
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Les exemples suivants sont donnés afin d'illustrer le procédé de la présente invention, mais sans pour autant en limiter la portée.The following examples are given to illustrate the process of the present invention, but without limiting its scope.
Exemple 1Example 1
On a fait passer une charge d'hydrocarbures en provenant de l'unité de préparation de MTBE dont la composition était 7o en poids propane 1.1 * propylène 0.2 isabutane 42.8 n-butane 11.6 1-butène 19.5 trans-2-butène 15.1 cis-2-butène 9.4 butadiène 0.3 sur un tamis moléculaire, du type 13X, à température ambiante, environ 25°C, . et sous une pression de 5 kg/cm^, à une vitesse spatiale horaire de liquide de 0,5 h \ avant son entrée dans le réacteur de polymérisation.A charge of hydrocarbons was passed from the MTBE preparation unit, the composition of which was 7% by weight propane 1.1 * propylene 0.2 isabutane 42.8 n-butane 11.6 1-butene 19.5 trans-2-butene 15.1 cis-2 -butene 9.4 butadiene 0.3 on a molecular sieve, of the 13X type, at room temperature, around 25 ° C.,. and under a pressure of 5 kg / cm ^, at an hourly space velocity of liquid of 0.5 h \ before entering the polymerization reactor.
On a soumis cette charge ainsi purifiée à une polymérisation en présence de 100 ml d'un catalyseur à l'acide phosphorique déposé sur Kieselguhr dans les conditions suivantes :This charge, thus purified, was subjected to a polymerization in the presence of 100 ml of a phosphoric acid catalyst deposited on Kieselguhr under the following conditions:
- température : 175°C- temperature: 175 ° C
- vitesse spatiale horaire de liquide : 1,5 heure ^ / - - 5 - - pression : 45 kg/cm^- hourly space velocity of liquid: 1.5 hours ^ / - - 5 - - pressure: 45 kg / cm ^
Dans ces conditions, le taux de conversion des butènes présente dans la charge était de 93% au départ.Under these conditions, the conversion rate of butenes present in the feed was 93% at the start.
» r Après 150 heures de fonctionnement, le taux de conversion, calculé sur les mêmes bases, était de 92%.R After 150 hours of operation, the conversion rate, calculated on the same basis, was 92%.
A titre de comparaison, on a fait passer la même charge directement dans le réacteur de polymérisation, omettant de la sorte le passage sur le tamis moléculaire.For comparison, the same charge was passed directly into the polymerization reactor, thereby omitting passage through the molecular sieve.
On a réalisé la polymérisation selon les conditions décrites ci-dessus, et on a mesuré le taux de conversion des butènes présents dans la s charge.The polymerization was carried out according to the conditions described above, and the degree of conversion of the butenes present in the feed was measured.
Au départ on avait 92% de conversion alors qu’après 120 heures, celle-ci n'était déjà plus que de 25%.At the start we had 92% conversion whereas after 120 hours, it was already only 25%.
Cet exemple montre clairement l'importance du traitement de purification de la présente invention.This example clearly shows the importance of the purification treatment of the present invention.
A titre de comparaison, on a fait passer une charge fraîche d'hydrocarbures en C^, issue directement de l'unité de craquage catalytique sur un tamis moléculaire du type 13X avant de l'envoyer successivement dans l'unité de préparation de MTBE et dans le réacteur de polymérisation.By way of comparison, a fresh charge of C ^ hydrocarbons was passed through, coming directly from the catalytic cracking unit over a molecular sieve of the 13X type before being sent successively to the MTBE preparation unit and in the polymerization reactor.
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La composition de la charge était f % en poids propane 0.7 ' propylène 0.1 isobutane 35.2 n-butane 9.6 1-butène 13.0 isobutylène 17.5 trans 2-butène 12.9 cis 2-butêne 8.9 _ butadiène 0.3 C4+ 1.8 A la sortie de l'unité de préparation de MTBE, la charge appauvrie en isobutylène a été envoyée directement au réacteur de polymérisation.The charge composition was f% by weight propane 0.7 'propylene 0.1 isobutane 35.2 n-butane 9.6 1-butene 13.0 isobutylene 17.5 trans 2-butene 12.9 cis 2-butene 8.9 _ butadiene 0.3 C4 + 1.8 At the outlet of the unit preparation of MTBE, the charge depleted in isobutylene was sent directly to the polymerization reactor.
La polymérisation a été réalisée dans les conditions décrites à l'exemple 1.The polymerization was carried out under the conditions described in Example 1.
On a mesuré le taux de conversion des butènes de la charge et on a déterminé 92% au départ et après 100 heures le taux de conversion n'était . plus que de 30%.The butene conversion rate of the feed was measured and 92% was determined at the start and after 100 hours the conversion rate was not. more than 30%.
Exemple 2Example 2
On a fait passer une charge fraîche d'hydrocarbures en C^, issue directement de l'unité de craquage catalytique et avant de l'envoyer dans l'unité de préparation de MTBE, sur un tamis moléculaire tel que défini à l'exemple 1. La charge avait la composition suivante : - 7 - % en poids propane 0.7 propylène 0.1 * iso-butène i-C, 35.2 4 n-butane n-C, 9.6 4 1-butène 1-C. 13.0 4 isobutylène i-C^ 17.5 trans-2-butène 12.9 cis-2-butène 8.9A fresh charge of C 4 hydrocarbons was passed through, coming directly from the catalytic cracking unit and before sending it to the MTBE preparation unit, over a molecular sieve as defined in Example 1 The charge had the following composition: - 7 -% by weight propane 0.7 propylene 0.1 * iso-butene iC, 35.2 4 n-butane nC, 9.6 4 1-butene 1-C. 13.0 4 isobutylene i-C ^ 17.5 trans-2-butene 12.9 cis-2-butene 8.9
Cl 0.3 et 1.8 4Cl 0.3 and 1.8 4
On a fait passer la charge ainsi purifiée sur le catalyseur de polymérisation dans les mêmes conditions opératoires que celles décrites à l'exemple 1. On a réalisé la polymérisation selon les conditions décrites à l'exemple 1 et on a mesuré le taux de conversion des butènes présents dans la charge. Au départ, on avait 92% de conversion et après 150 heures de fonctionnement, le taux de conversion, calculé sur les mêmes bases,était toujours de 92%.The charge thus purified was passed over the polymerization catalyst under the same operating conditions as those described in Example 1. The polymerization was carried out according to the conditions described in Example 1 and the conversion rate of the butenes present in the charge. Initially, we had 92% conversion and after 150 hours of operation, the conversion rate, calculated on the same basis, was still 92%.
A titre de comparaison, on a fait passer la même charge directement dans le réacteur de polymérisation, omettant de la sorte le passage * sur le tamis moléculaire. On a réalisé la polymérisation dans les mêmes conditions opératoires décrites a l'exemple 1 et on a mesuré le taux de conversion des butènes présents dans la charge. Au départ, on avait 92% et après 150 heures de fonctionnement, le taux de conversion, calculé sur les mêmes bases, était toujours de 92%. Cet exemple montre clairementFor comparison, the same charge was passed directly into the polymerization reactor, thereby omitting passage * over the molecular sieve. The polymerization was carried out under the same operating conditions described in Example 1 and the conversion rate of the butenes present in the feed was measured. At the start, we had 92% and after 150 hours of operation, the conversion rate, calculated on the same basis, was still 92%. This example clearly shows
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