MX2015004222A - Proceso para la produccion de isobuteno de alta pureza a traves del craqueo de mtbe o etbe y proceso integrado para la produccion del eter relativo. - Google Patents

Proceso para la produccion de isobuteno de alta pureza a traves del craqueo de mtbe o etbe y proceso integrado para la produccion del eter relativo.

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Abstract

Proceso para la producción de isobuteno de alta pureza a partir de una corriente que contiene predominantemente MTBE (Metil-Ter-Butil Éter) o ETBE (Étil-Ter-Butil-Éter) que comprende esencialmente las siguientes áreas en secuencia: un área de fraccionamiento para obtener una corriente de MTBE o ETBE de alta pureza; un área de craqueo de la corriente de MTBE o ETBE para obtener una corriente de salida que contiene predominantemente isobuteno y el alcohol, metanol o etanol relativo; un área de lavado con agua de la corriente que sale del área de craqueo para la recuperación de alcohol relativo, para obtener una corriente que contiene isobuteno, el éter alimentado y compuestos ligeros, así como una corriente que consiste sustancialmente en agua y alcohol relativo, con una sección de fraccionamiento relevante para separar el agua de lavado, la cual se reciclará hacia la misma área de lavado, del alcohol relativo; un área de fraccionamiento de la corriente que contiene isobuteno, el éter alimentado y compuestos ligeros para separar una corriente de isobuteno de alta pureza. El proceso posiblemente puede integrarse con un proceso para la producción de MTBE o ETBE.

Description

PROCESO PARA LA PRODUCCIÓN DE ISOBUTENO DEALTA PUREZA A TRAVÉS DELCRAQUEO DE MTBEO ETBEY PROCESO INTEGRADO PARA LA PRODUCCIÓN DELÉTER RELATIVO CAMPO DE LA INVENCION La presente solicitud de patente se refiere a un proceso para la producción de isobuteno de alta pureza a través del craqueo de MTBE (metil-ter-butil éter) o ETBE (etil-ter-butll éter) y un proceso integrado para la producción del éter relativo (MTBE o ETBE).
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El proceso para la producción de isobuteno es una reacción de craqueo endotérmica típicamente de MTBE comercial, es decir, con un grado de pureza normalmente superior al 98% en peso (de acuerdo con la especificación de ventas).
La reacción tiene lugar en presencia de un catalizador sumamente selectivo sin problemas de corrosión, el cual debe tener un ciclo de vida relativamente largo, sin la creación de problemas de toxicidad para el ambiente.
El catalizador debe ser ácido y activo: la actividad garantiza una alta conversión del MTBE por cada etapa de reacción, mientras que la acidez limita las reacciones secundarias y la formación de subproductos.
La reacción de craqueo tiene lugar en la fase de vapor en un reactor tubular en el cual el catalizador se sitúa en el lado del tubo, con una conversión del MTBE superior al 80% y un funcionamiento a una temperatura que varía de 100 °C a 300 °C, mediante el uso de vapor a una presión adecuada o aceite diatérmico como medio de calentamiento.
La planta de producción de isobuteno a partir del craqueo de compuestos oxigenados por lo general se divide en tres secciones: una sección de reacción, una sección para la recuperación y purificación de isobuteno y una sección para la recuperación de metanol y su posible purificación.
Por lo tanto, el isobuteno se utiliza en las plantas para la producción de caucho o para la producción de productos químicos.
El esquema de producción por lo general se compone del reactor, de la columna de fraccionamiento y de la columna de lavado en esa secuencia.
A partir de los esquemas de producción de isobuteno de la téenica conocida, es difícil realizar lo siguiente: - la separación de las mezclas azeotrópicas (MTBE-metanol; MTBE-TBA; etc.) entre los productos formados durante la reacción y la fase posterior de separación y lavado; - la producción de metanol con un alto grado de pureza (de hecho existen dos esquemas de producción de metanol, uno con una pureza del 95%, adecuado para la producción de MTBE, y el otro, comercialmente definido como de Grado A, adecuado para su venta, con una pureza del 99.85%); - el control de la generación de reacciones secundarias y, por lo tanto, la formación de subproductos.
Actualmente se ha determinado que las desventajas antes mencionadas de la téenica conocida pueden eliminarse o reducirse de manera considerable mediante una solución que comprende invertir la columna de lavado con la columna de fraccionamiento, situando, por lo tanto, la columna de lavado delante de la columna de fraccionamiento, evitando de este modo tener que operar en presencia de mezclas azeotrópicas que son difíciles de separar.
Todo el metanol (o etanol en el caso de ETBE) y el agua se recuperan durante el lavado, facilitando de este modo la recuperación de MTBE (o ETBE) no convertido).
En particular, en el caso del MTBE, para controlar la formación de subproductos, sobre todo de DME, una corriente lateral presente en el caso de metanol de Grado A o el agua recuperada de los condensados producidos en la planta se reciela hacia el reactor.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN El proceso, objeto de la presente invención, para la producción de isobuteno de alta pureza a partir de una corriente que contiene predominantemente MTBE (Metil-Ter-Butil Éter) o ETBE (Étil-Ter-Butil-Éter) comprende esencialmente las siguientes áreas en la secuencia indicada: • un área de fraccionamiento para obtener una corriente de MTBE o ETBE de alta pureza; • un área de craqueo de la corriente de MTBE o ETBE para obtener una corriente de salida que contiene predominantemente isobuteno y el alcohol, metanol o etanol relativo; • un área de lavado con agua de la corriente que sale del área de craqueo para la recuperación del alcohol relativo a fin de obtener una corriente que contiene isobuteno, el éter alimentado y compuestos ligeros, así como una corriente que consiste sustancialmente en agua y alcohol relativo, con una sección de fraccionamiento relevante para separar el agua de lavado, la cual se recielará hacia la misma área de lavado, del alcohol relativo; • un área de fraccionamiento de la corriente que contiene isobuteno, el éter alimentado y compuestos ligeros para separar una corriente de isobuteno de alta pureza.
En particular, al iniciar a partir de una corriente que contiene predominantemente MTBE, el proceso comprende esencialmente las siguientes áreas en la secuencia indicada: • un área de fraccionamiento para obtener una corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso; • un área de craqueo de la corriente de MTBE para obtener una corriente de salida que contiene predominantemente metanol e isobuteno; • un área de lavado con agua de la corriente que sale del área de craqueo para la recuperación del metanol a fin de obtener una corriente que contiene isobuteno, MTBE y compuestos ligeros, así como una corriente que consiste sustancialmente en agua y metanol, con una sección de fraccionamiento relevante para separar el agua de lavado, la cual se recielará hacia la misma área de lavado, del metanol; • un área de fraccionamiento de la corriente que contiene isobuteno, MTBE y compuestos ligeros para separar una corriente de isobuteno de alta pureza.
El proceso para la producción de isobuteno a partir de MTBE de preferencia comprende las siguientes etapas: • alimentar una corriente que contiene MTBE hacia una o más columnas de fraccionamiento para la purificación del MTBE, separando una corriente que contiene MTBE y compuestos más ligeros que el MTBE, una corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso y una corriente que tiene MTBE y compuestos más pesados que el MTBE; • alimentar la corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso hacia uno o más reactores de craqueo, obteniendo una corriente de salida que consiste en productos de craqueo y reactivos no convertidos; alimentar la corriente de salida que consiste en productos de craqueo y reactivos no convertidos hacia una columna de lavado con agua, separando una corriente que contiene isobuteno, MTBE y compuestos ligeros en el cabezal, así como una corriente que contiene predominantemente metanol y agua en el fondo, la cual se envía, a su vez, hacia una o más columnas de fraccionamiento para separar el agua, la cual se recielará hacia la columna de lavado, del metanol; alimentar la corriente separada del cabezal de la columna de lavado hacia una columna de fraccionamiento para separar el isobuteno del MTBE, obteniendo una corriente que contiene isobuteno y compuestos ligeros en el cabezal, así como una corriente que contiene MTBE y compuestos más pesados en el fondo; alimentar la corriente separada del cabezal de la columna de fraccionamiento que contiene isobuteno y compuestos ligeros hacia otra columna de fraccionamiento para la purificación del isobuteno, obteniendo una corriente que contiene compuestos ligeros en el cabezal, así como una corriente de isobuteno de alta pureza en el fondo.
La corriente en el fondo de la columna de lavado que contiene metanol y agua puede enviarse hacia una sola columna de fraccionamiento, separando una corriente que contiene metanol y éteres en el cabezal, y, en el fondo, agua recielada hacia la columna de lavado o hacia una primera columna de fraccionamiento, separando mezclas con alto contenido de octano (HOM) en el cabezal, las cuales consisten sustancialmente en alcoholes y éteres, y una corriente de agua y metanol en el fondo, la cual se envía a una segunda columna de fraccionamiento, separando una corriente de metanol de alta pureza, de Grado A, en el cabezal, y el agua reciclada hacia la columna de lavado en el fondo.
Una corriente, reciclada hacia uno o más reactores de craqueo, también puede removerse de manera lateral de la posible segunda columna de fraccionamiento de la corriente de agua y metanol.
La corriente en el fondo que contiene MTBE de la columna de fraccionamiento para separar el isobuteno del MTBE de preferencia puede reciclarse hacia una o más columnas de fraccionamiento para purificar el MTBE.
La columna de fraccionamiento para la purificación de MTBE puede funcionar a una presión que varía de 100 a 1 ,200 kPa (1 a 12 barg), de preferencia de 400 a 800 kPa (4 a 8 barg).
Uno o más reactores de craqueo pueden funcionar a una temperatura que varía de 100 °C a 300 °C, de preferencia de 150 °C a 240 °C, y a una presión que varía de 100 a 1,000 kPa (1 a 10 barg), de preferencia de 300 a 600 kPa (3 a 6 barg).
Uno o más reactores de craqueo pueden funcionar con una amplia variedad de catalizadores ácidos seleccionados de resinas de intercambio iónico, zeolitas modificadas de manera adecuada, catalizadores a base de alúmina silicificada, boralitas, zeolitas y sílice modificada en forma adecuada. Entre estos catalizadores, se prefiere el uso de sílice modificado con la adición de alúmina en una cantidad que varía de 0.1% a 3% en peso (EP-524 679).
La columna de lavado de la corriente que sale de uno o más reactores de craqueo puede funcionar a una temperatura que varía de 20 °C a 100 °C, de preferencia de 30 °C a 50 °C, y a una presión que varía de 200 a 1 ,500 kPa (2 a 15 barg), de preferencia de 600 a 900 kPa (6 a 9 barg).
La columna de fraccionamiento para la separación de isobuteno del MTBE puede funcionar a una presión en el cabezal que varía de 200 a 1 ,000 kPa (2 a 10 barg), de preferencia de 400 a 600 kPa (4 a 6 barg).
La columna de fraccionamiento para la purificación de isobuteno puede funcionar a una presión en el cabezal que varía de 200 a 1 ,500 kPa (2 a 15 barg), de preferencia de 600 a 900 kPa (6 a 9 barg).
Una o más columnas de fraccionamiento de la corriente que contiene predominantemente metanol y agua que proviene del fondo de la columna de lavado puede funcionar a una presión en el cabezal que varía de la presión atmosférica a 1 ,000 kPa (10 barg), de preferencia de 10 a 500 kPa (0.1 a 5 barg).
Otro objeto de la presente invención se refiere a al proceso integrado para la producción de MTBE o ETBE e ¡sobuteno de alta pureza.
El proceso integrado para la producción de MTBE o ETBE e isobuteno de alta pureza, a partir de corrientes que contienen predominantemente hidrocarburos C4, comprende esencialmente las siguientes áreas antes descritas para la producción de isobuteno: • un área de fraccionamiento para obtener una corriente de MTBE o ETBE de alta pureza; • un área de craqueo de la corriente de MTBE o ETBE para obtener una corriente de salida que contiene predominantemente isobuteno y el alcohol, metanol o etanol relativo; • un área de lavado con agua de la corriente que sale del área de craqueo para la recuperación del alcohol relativo a fin de obtener una corriente que contiene isobuteno, el éter alimentado y compuestos ligeros, así como una corriente que consiste sustancialmente en agua y el alcohol relativo, con una sección de fraccionamiento relevante para separar el agua de lavado, la cual se recielará hacia la misma área de lavado, del alcohol relativo; • un área de fraccionamiento de la corriente que contiene ¡sobuteno, el eter alimentado y compuestos ligeros para separar una corriente de isobuteno de alta pureza; integrado por las siguientes áreas: • un área de eterificación alimentada por corrientes que contienen predominantemente hidrocarburos C4 y el alcohol relativo para obtener la corriente que contiene el éter obtenido, hidrocarburos C4 y el alcohol relativo, la cual se alimentará hacia la misma área de fraccionamiento para obtener la corriente de MTBE o ETBE de alta pureza; • una posible área de eterificación adicional con una sección de fraccionamiento relevante para separar una corriente que contiene hidrocarburos C4 y el alcohol relativo y una corriente que contiene el éter obtenido, hidrocarburos C4 y el alcohol relativo, la cual se alimentará hacia la primera área de fraccionamiento; • un área de lavado con agua de la corriente que contiene hidrocarburos C4 y el alcohol relativo, la cual proviene del área de fraccionamiento, para obtener la corriente de éter, MTBE o ETBE de alta pureza, o de la sección de fraccionamiento de la posible área de eterificación adicional, con una sección de fraccionamiento relevante, para separar el agua de lavado que se recielará hacia la propia área de lavado, la sección de fraccionamiento relevante para separar el agua de lavado es la misma sección de fraccionamiento relevante del área de lavado de la corriente que sale del área de craqueo para separar la corriente que contiene isobuteno.
En particular, el proceso integrado para la producción de MTBE e isobuteno de alta pureza, a partir de corrientes que contienen predominantemente hidrocarburos C4, comprende esencialmente las siguientes áreas antes descritas para la producción de isobuteno: • un área de fraccionamiento para obtener una corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso; • un área de craqueo de la corriente de MTBE para obtener una corriente de salida que contiene predominantemente metanol e isobuteno; • un área de lavado con agua de la corriente que sale del área de craqueo para la recuperación del metanol a fin de obtener una corriente que contiene isobuteno, MTBE y compuestos ligeros, así como una corriente que consiste sustancialmente en agua y metanol, con una sección de fraccionamiento relevante para separar el agua de lavado, la cual se recielará hacia el área de lavado, del metanol; • un área de fraccionamiento de la corriente que contiene isobuteno, MTBE y compuestos ligeros para separar una corriente de isobuteno de alta pureza; integrado por las siguientes áreas: • un área de eterificación alimentada por corrientes que contienen predominantemente hidrocarburos C4 y metanol para obtener una corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C4 y metanol, la cual se alimentará hacia la misma área de fraccionamiento para obtener la corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso; una posible área de eterificación adicional con una sección de fraccionamiento relevante para separar una corriente que contiene hidrocarburos C4 y metanol y una corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C4 y metanol, la cual se alimentará hacia la primera sección de fraccionamiento; un área de lavado con agua de la corriente que contiene hidrocarburos C4 y metanol, la cual proviene del área de fraccionamiento, para obtener la corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso, o de la posible sección de fraccionamiento de la posible área de eterificación adicional, con una sección de fraccionamiento relevante, para separar el agua de lavado, la cual se recielará hacia la propia área de lavado, la sección de fraccionamiento relevante para separar el agua de lavado es la misma sección de fraccionamiento relevante del agua de lavado de la corriente que sale del área de craqueo para separar la corriente que contiene isobuteno.
El proceso integrado para la producción de MTBE de preferencia comprende esencialmente las siguientes etapas antes descritas para la producción de isobuteno: • alimentar una corriente que contiene MTBE hacia una o más columnas de fraccionamiento para la purificación del MTBE, separando una corriente que contiene MTBE y compuestos más ligeros que el MTBE, una corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso y una corriente que tiene MTBE y compuestos más pesados que el MTBE; • alimentar la corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso hacia uno o más reactores de craqueo, obteniendo una corriente de salida que consiste en productos de craqueo y reactivos no convertidos; • alimentar la corriente de salida que consiste en productos de craqueo y reactivos no convertidos hacia una columna de lavado con agua, separando una corriente que contiene isobuteno, MTBE y compuestos ligeros en el cabezal, así como una corriente que contiene metanol y agua en el fondo, la cual se envía, a su vez, hacia una o más columnas de fraccionamiento para separar el agua, la cual se recielará hacia la columna de lavado, del metanol; • alimentar la corriente separada del cabezal de la columna de lavado hacia una columna de fraccionamiento para separar el isobuteno del MTBE, obteniendo una corriente que contiene isobuteno y compuestos ligeros en el cabezal, así como una corriente que contiene MTBE y compuestos más pesados en el fondo; • alimentar la corriente separada del cabezal de la columna de fraccionamiento que contiene isobuteno y compuestos ligeros hacia otra columna de fraccionamiento para la purificación del isobuteno, obteniendo una corriente que contiene compuestos ligeros en el cabezal, así como una corriente de isobuteno de alta pureza en el fondo, integrado, en el caso de una sola área de eterificación, por las siguientes etapas: • alimentar la corriente que contiene predominantemente hidrocarburos C4 y metanol hacia uno o más reactores de eterificación, obteniendo una corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C4 y metanol, la cual se alimentará hacia la o las mismas columnas de fraccionamiento para la purificación del MTBE; • alimentar la corriente que contiene MTBE y compuestos más ligeros que el MTEB, entre los cuales se encuentran hidrocarburos C4, separada en la o las mismas columnas de fraccionamiento para la purificación de MBTE, hacia una columna de lavado adicional con agua, separando una corriente de hidrocarburos C4 en el cabezal, así como una corriente que contiene metanol y agua en el fondo, la cual se envía, a su vez, hacia una o más columnas de fraccionamiento para separar el agua, la cual se recielará hacia la columna de lavado, del metanol, la o las columnas de fraccionamiento para separar el agua del metanol son las mismas columnas de fraccionamiento hacia las cuales se envía la corriente en el fondo de la columna de lavado de la corriente que sale del reactor de craqueo, o se integra, en el caso de dos áreas de eterificación, por las siguientes etapas: · alimentar la corriente que contiene predominantemente hidrocarburos C4 y metanol hacia uno o más reactores de eterificación, obteniendo una corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C4 y metanol, la cual se alimentará hacia la o las mismas columnas de fraccionamiento para la purificación del MTBE; · alimentar la corriente que contiene MTBE y compuestos más ligeros que el MTBE, entre los cuales se encuentran hidrocarburos C4, separada en la o las mismas columnas de fraccionamiento para la purificación de MBTE, hacia uno o más reactores de eterificación, obteniendo otra corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C4 y metanol; • alimentar la otra corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C4 y metanol hacia otra columna de fraccionamiento, obteniendo una corriente que contiene hidrocarburos C4 y metanol en el cabezal, así como una corriente que contiene MTBE en el fondo, la cual se reciela hacia la columna de fraccionamiento para la purificación del MTBE; · alimentar la corriente en el cabezal que contiene hidrocarburos C4 y metanol hacia otra columna de lavado con agua, separando una corriente de hidrocarburos C4 en el cabezal, así como una corriente que contiene metanol y agua en el fondo, la cual se envía, a su vez, hacia una o más columnas de fraccionamiento para separar el agua, la cual se reciclará hacia la columna de lavado, del metanol, la o las columnas de fraccionamiento para separar el agua del metanol son las mismas columnas de fraccionamiento hacia las cuales se envía la corriente en el fondo de la columna de lavado de la corriente que sale del reactor de craqueo.
La etapa de purificación de MTBE, tanto en el caso de una sola área de eterificación como en el caso de dos áreas de eterificación, de preferencia se realiza en una sola columna de fraccionamiento.
Uno o más reactores de eterificación pueden funcionar con una amplia variedad de catalizadores ácidos seleccionados de ácidos minerales (por ejemplo ácido sulfúrico, BF3, ácido fosfórico soportado), zeolitas modificadas de manera adecuada, heteropoliácidos y resinas polimérjcas sulfonadas, por ejemplo Amberlyst 15, Amberlyst 35, Amberlyst 36, etc. Entre estos catalizadores, se prefiere el uso de resinas sulfonadas macrorreticu lares, por lo general copolímeros de estireno y divinilbenceno. Las características de estas resinas se describen ampliamente en la literatura (ver, por ejemplo, A.Mitschker, R. Wagner, P.M.Lange, "Heterogeneous Catalysis and fine Chemicals", M. Guisnet ed, Elsevier, Ámsterdam (1988)).
La reacción puede llevarse a cabo en reactores tubulares o adiabáticos, ya sea en la fase de vapor o en la fase líquida, se prefiere la fase líquida.
Las condiciones de operación que se prefieren para el funcionamiento en la fase líquida son: una temperatura que varía de 20 °C a 150 °C, de preferencia de 30 °C a 100 °C, y una presión inferior a 5,000 kPa (50 barg), de preferencia de 200 a 2,500 kPa (2 a 25 barg).
La columna de lavado adicional de la corriente que contiene hidrocarburos C4 y metanol puede funcionar a una temperatura que varía de 20 °C a 100 °C, de preferencia de 30 °C a 50 °C, y a una presión que varía de 200 a 3,000 kPa (2 a 30 barg), de preferencia de 1 ,000 a 1 ,500 kPa (10 a 15 barg).
Las divulgaciones que se proporcionan en la descripción para MTBE también pueden aplicarse con facilidad a ETBE por un experto en la téenica.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Algunas modalidades preferidas de la invención se proporcionan a continuación con la ayuda de las Figuras 1-4 anexas, las cuales no deben considerarse como limitativas del alcance de la propia invención.
La Figura 1 muestra un esquema para la producción de isobuteno de alta pureza.
La Figura 2 muestra un esquema para la producción de isobuteno de alta pureza sustancialmente análogo al de la Figura 1.
La Figura 3 muestra un esquema de un proceso integrado para la producción de MTBE e isobuteno de alta pureza que tiene un área de eterificación.
La Figura 4 muestra un proceso integrado para la producción de MTBE e isobuteno de alta pureza, sustancialmente análogo al de la Figura 3.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 muestra un esquema para la producción de isobuteno de alta pureza.
Una corriente (1) que contiene predominantemente MTBE se alimenta hacia una columna de fraccionamiento (C-1) para la purificación del MTBE, desde la cual una corriente (2) que contiene MTBE y compuestos más ligeros que el MTBE se separa en el cabezal, una corriente (3) de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso se separa de manera lateral y una corriente (4) que contiene MTBE y compuestos más pesados que el MTBE se separa en el fondo.
La corriente (3) de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso se envía hacia un reactor de craqueo (R-1) desde el cual sale una corriente (5) que contiene los productos de craqueo y los reactivos no reaccionados, la cual se alimenta hacia una columna de lavado (C-2) con agua, desde la cual se separa una corriente (6) que contiene isobuteno, MTBE y compuestos ligeros en el cabezal y una corriente (7) que contiene predominantemente metanol y agua en el fondo, la cual se envía hacia una columna de fraccionamiento (C-3) para la separación del metanol del agua, obteniendo una corriente (8) en el cabezal, que contiene metanol, así como una corriente (9) en el fondo, que contiene agua, la cual se env a hacia la columna de lavado (C-2).
La corriente (6) que contiene isobuteno, MTBE y compuestos ligeros se envía hacia una columna de fraccionamiento (C-4) para la separación del isobuteno del MTBE, obteniendo, en el cabezal, una corriente (10) que contiene isobuteno y compuestos ligeros, la cual se envía, a su vez, hacia una columna de fraccionamiento (C-5) para la purificación del isobuteno y, en el fondo, una corriente (11) que contiene MTBE no convertido.
Desde la columna de fraccionamiento (C-5), una corriente (12) que contiene compuestos ligeros se separa en el cabezal, y una corriente (13) de isobuteno de alta pureza, en el fondo.
La corriente (11) que contiene MTBE posiblemente puede recielarse hacia la columna de fraccionamiento (C-1).
Las corrientes (2) y (4) que contienen MTBE y, respectivamente, compuestos más ligeros que el MTBE y compuestos más pesados que el MTBE, entre los cuales se encuentra el diisobuteno, posiblemente pueden juntarse (denominada HOM (mezcla con alto contenido de octano)) y enviarse hacia un depósito de gasolina. La corriente (8) que contiene metanol que sale de la columna de fraccionamiento (C-3) tiene un porcentaje de MTBE que es tal que permite utilizarse para la producción de MTBE.
La Figura 2 muestra un esquema para la producción de isobuteno de alta pureza sustancialmente análogo al de la Figura 1 , excepto por la corriente (7) que contiene metanol y agua que, antes de alimentarse hacia la columna de fraccionamiento (C-3) para la separación del metanol del agua, se alimenta hacia una columna de fraccionamiento (C-6), separando una corriente (14) que contiene mezclas con alto contenido de octano (HOM) que consisten esencialmente en alcoholes y éteres, en el cabezal, y, en el fondo, una corriente (15) de agua y metanol alimentada hacia la columna de fraccionamiento (C-3).
La corriente (8) que contiene metanol (Grado A) obtenido, es de una pureza mayor que el obtenido en la Figura 1.
Una corriente (16) que contiene metanol, agua y otros productos oxigenados en la reacción de craqueo posiblemente puede removerse de manera lateral de la columna de fraccionamiento (C-3), la cual puede recielarse hacia el reactor de craqueo (R-1) o juntarse con las corrientes (2) y/o (4).
La Figura 3 muestra un esquema de un proceso integrado para la producción de MTBE e isobuteno de alta pureza que tiene un área de eterificación.
Una corriente (22) que consiste esencialmente en metanol (20) y un corte C4 (21) se envía hacia un primer reactor de eterificación tubular (R-T1) y el producto de salida (23) hacia un segundo reactor de eterificación adiabático (R-A1), obteniendo una corriente (1) que contiene predominantemente MTBE, la cual se alimenta hacia la columna de fraccionamiento (C-1), la misma columna (C-1) que la del esquema de la Figura 1 o la del esquema de la Figura 2.
La corriente (3) removida de manera lateral de la columna de fraccionamiento (C-1), la cual contiene MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso, se envía hacia el reactor de craqueo (R-1 ) del esquema de la Figura 1 o Figura 2.
La corriente (2) removida en el cabezal de la columna de fraccionamiento (C-1), la cual contiene hidrocarburos C4, entre los cuales se encuentra isobuteno no convertido y compuestos más ligeros formados en la reacción de eterificación, se envía hacia una columna de lavado (C-L) con agua, separando, en el cabezal, una corriente (24) que contiene hidrocarburos C4 de una corriente (25) que contiene, en el fondo, metanol y agua, la cual se envía hacia la columna de fraccionamiento (C-3), la misma columna (C-3) que la del esquema de la Figura 1 , hacia la cual se envía la corriente (7), o la de la Figura 2, hacia la cual se envía la corriente (15), separando, en el cabezal, una corriente (8) que contiene metanol, la cual puede recielarse hacia el reactor de eterificación, y, en el fondo, una corriente que contiene agua, la cual se recicla hacia la columna de lavado (C-L) y hacia la columna C-2 de las Figuras 1 y 2.
La corriente (4), tomada en el fondo de la columna de fraccionamiento (C-1), la cual contiene MTBE y compuestos más pesados que el MTBE, se remueve de la planta para enviarse hacia un depósito de gasolina. La Figura 4 muestra un proceso integrado para la producción de MTBE e isobuteno de alta pureza, sustancialmente análogo al de la Figura 3, que tiene, sin embargo, dos áreas de eterificación, de tal manera que la corriente (2) removida en el cabezal de la columna de fraccionamiento (C-1), en lugar de alimentarse directamente hacia la columna de lavado (C-L), se envía, junto con el etanol (30), haca un segundo reactor de eterificación tubular (R-T2) y el producto de salida (26) hacia un segundo reactor de eterificación adiabático (R-A2), obteniendo una corriente (27) que contiene predominantemente MTBE, la cual se alimenta hacia una columna de fraccionamiento (C-F), separando, en el cabezal, una corriente (28) que contiene hidrocarburos C4 y metanol, la cual se envía hacia la columna de lavado (C-L), y, en el fondo, una corriente (29) que contiene predominantemente MTBE, la cual se reciela hacia columna de fraccionamiento (C-1).

Claims (21)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para la producción de isobuteno de alta pureza a partir de una corriente que contiene predominantemente MTBE (Metil-Ter-Butil Éter) o ETBE (Étil-T er-Butil-Éter) que comprende esencialmente las siguientes áreas en secuencia: un área de fraccionamiento para obtener una corriente de MTBE o ETBE de alta pureza; un área de craqueo de la corriente de MTBE o ETBE para obtener una corriente de salida que contiene predominantemente isobuteno y el alcohol, metanol o etanol relativo; un área de lavado con agua de la corriente que sale del área de craqueo para la recuperación del alcohol relativo a fin de obtener una corriente que contiene isobuteno, el éter alimentado y compuestos ligeros, así como una corriente que consiste sustancialmente en agua y alcohol relativo, con una sección de fraccionamiento relevante para separar el agua de lavado, la cual se recielará hacia la misma área de lavado, del alcohol relativo; un área de fraccionamiento de la corriente que contiene isobuteno, el éter alimentado y compuestos ligeros para separar una corriente de isobuteno de alta pureza.
2. Un proceso para la producción de isobuteno de alta pureza a partir de una corriente que contiene predominantemente MTBE que comprende esencialmente las siguientes áreas en secuencia: un área de fraccionamiento para obtener una corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso; un área de craqueo de la corriente de MTBE para obtener una corriente de salida que contiene predominantemente metanol e isobuteno; un área de lavado con agua de la corriente que sale del área de craqueo para la recuperación del metanol a fin de obtener una corriente que contiene isobuteno, MTBE y compuestos ligeros, así como una corriente que consiste sustancialmente en agua y metanol, con una sección de fraccionamiento relevante para separar el agua de lavado, la cual se recielará hacia el área de lavado, del metanol; un área de fraccionamiento de la corriente que contiene isobuteno, MTBE y compuestos ligeros para separar una corriente de isobuteno de alta pureza.
3. Un proceso para la producción de isobuteno de alta pureza mediante el craqueo de MTBE de conformidad con la reivindicación 2, que comprende las siguientes etapas: alimentar una corriente que contiene MTBE hacia una o más columnas de fraccionamiento para la purificación del MTBE, separando una corriente que contiene MTBE y compuestos más ligeros que el MTBE, una corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso y una corriente que tiene MTBE y compuestos más pesados que el MTBE; alimentar la corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso hacia uno o más reactores de craqueo, obteniendo una corriente de salida que consiste en productos de craqueo y reactivos no convertidos; alimentar la corriente de salida que consiste en productos de craqueo y reactivos no convertidos hacia una columna de lavado con agua, separando una corriente que contiene isobuteno, MTBE y compuestos ligeros en el cabezal, así como una corriente que contiene metanol y agua en el fondo, la cual se envía, a su vez, hacia una o más columnas de fraccionamiento para separar el agua, la cual se recielará hacia la columna de lavado, del metanol; alimentar la corriente separada del cabezal de la columna de lavado hacia una columna de fraccionamiento para separar el isobuteno del MTBE, obteniendo una corriente que contiene isobuteno y compuestos ligeros en el cabezal, así como una corriente que contiene MTBE y compuestos más pesados en el fondo; alimentar la corriente separada del cabezal de la columna de fraccionamiento que contiene isobuteno y compuestos ligeros hacia otra columna de fraccionamiento para la purificación del isobuteno, obteniendo una corriente que contiene compuestos ligeros en el cabezal, así como una corriente de isobuteno de alta pureza en el fondo.
4. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, en donde la corriente en el fondo de la columna de lavado que contiene metanol y agua se envía hacia una sola columna de fraccionamiento, separando una corriente que contiene metanol en el cabezal, y agua recielada hacia la columna de lavado en el fondo.
5. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, en donde la corriente en el fondo de la columna de lavado que contiene metanol y agua se envía hacia una primera columna de fraccionamiento, separando mezclas con alto contenido de octano (HOM) que consisten sustancialmente en alcoholes y éteres en el cabezal y una corriente de agua y metanol en el fondo, la cual se envía hacia una segunda columna de fraccionamiento, separando una corriente de metanol de alta pureza en el cabezal, y el agua reciclada hacia la columna de lavado en el fondo.
6. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, en donde la corriente que contiene MTBE en el fondo de la columna de fraccionamiento para separar el isobuteno del MTBE se recicla hacia la o las columnas de fraccionamiento para purificar el MTBE.
7. El proceso de conformidad con la reivindicación 5, en donde una corriente, reciclada hacia el o los reactores de craqueo, también se remueve de manera lateral de la segunda columna de fraccionamiento de la corriente de agua y metanol.
8. Un proceso integrado para la producción de MTBE o ETBE e isobuteno de alta pureza, a partir de corrientes que contienen predominantemente hidrocarburos C , que comprende esencialmente las áreas de conformidad con la reivindicación 1 , integrado por las siguientes áreas: un área de eterificación alimentada por corrientes que contienen predominantemente hidrocarburos C4 y el alcohol relativo para obtener la corriente que contiene el éter obtenido, hidrocarburos C4 y el alcohol relativo, la cual se alimentará hacia la misma área de fraccionamiento para obtener la corriente de MTBE o ETBE de alta pureza; una posible área de eterificación adicional con una sección de fraccionamiento relevante para separar una corriente que contiene hidrocarburos C4 y el alcohol relativo, así como una corriente que contiene el éter obtenido, hidrocarburos C4 y el alcohol relativo, la cual se alimentará hacia la primera área de fraccionamiento; un área de lavado con agua de la corriente que contiene hidrocarburos C4 y el alcohol relativo, la cual proviene del área de fraccionamiento, para obtener la corriente de éter, MTBE o ETBE de alta pureza, o de la sección de fraccionamiento de la posible área de eterificación adicional, con una sección de fraccionamiento relevante, para separar el agua de lavado que se recielará hacia la misma área de lavado, la sección de fraccionamiento relevante para separar el agua de lavado es la misma sección de fraccionamiento relevante del agua de lavado de la corriente que sale del área de craqueo para separar la corriente que contiene isobuteno.
9. El proceso integrado de conformidad con la reivindicación 8, para la producción de MTBE e isobuteno de alta pureza, a partir de corrientes que contienen predominantemente hidrocarburos C4, que comprende esencialmente las áreas de conformidad con la reivindicación 2, integrado por las siguientes áreas: un área de eterificación alimentada por corrientes que contienen predominantemente hidrocarburos C4 y metanol para obtener una corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C4 y metanol, la cual se alimentará hacia la misma área de fraccionamiento para obtener la corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso; una posible área de eterificación adicional con una sección de fraccionamiento relevante para separar una corriente que contiene hidrocarburos C4 y metanol, así como una corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C4 y metanol, la cual se alimentará hacia la primera sección de fraccionamiento; un área de lavado con agua de la corriente que contiene hidrocarburos C4 y metanol, la cual proviene del área de fraccionamiento, para obtener la corriente de MTBE que tiene una pureza superior al 98% en peso, o de la sección de fraccionamiento de la posible área de eterificación adicional, con una sección de fraccionamiento relevante, para separar el agua de lavado que se recielará hacia la misma área de lavado, la sección de fraccionamiento relevante para separar el agua de lavado es la misma sección de fraccionamiento relevante del área de lavado de la corriente que sale del área de craqueo para separar la corriente que contiene ¡sobuteno.
10. El proceso integrado de conformidad con la reivindicación 9, que comprende esencialmente las etapas de conformidad con la reivindicación 3, integrado por las siguientes etapas: alimentar la corriente que contiene predominantemente hidrocarburos C4 y metanol hacia uno o más reactores de eterificación, obteniendo una corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C4 y metanol, la cual se alimentará hacia la o las mismas columnas de fraccionamiento para la purificación del MTBE; alimentar la corriente que contiene MTBE y compuestos más ligeros que el MTEB, entre los cuales se encuentran hidrocarburos C4, separada en la o las mismas columnas de fraccionamiento para la purificación de MBTE, hacia una columna de lavado adicional con agua, separando una corriente de hidrocarburos C en el cabezal, así como una corriente que contiene metanol y agua en el fondo, la cual se envía, a su vez, hacia una o más columnas de fraccionamiento para separar el agua, la cual se recielará hacia la columna de lavado, del metanol, la o las columnas de fraccionamiento para separar el agua del metanol son las mismas columnas de fraccionamiento hacia las cuales se envía la corriente en el fondo de la columna de lavado de la corriente que sale del reactor de craqueo.
11. El proceso integrado de conformidad con la reivindicación 9, que comprende esencialmente las etapas de conformidad con la reivindicación 3, integrado por las siguientes etapas: alimentar la corriente que contiene predominantemente hidrocarburos C4 y metanol hacia uno o más reactores de eterificación, obteniendo una corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C y metanol, la cual se alimentará hacia la o las mismas columnas de fraccionamiento para la purificación del MTBE; alimentar la corriente que contiene MTBE y compuestos más ligeros que el MTBE, entre los cuales se encuentran hidrocarburos C4, separados en la o las mismas columnas de fraccionamiento para la purificación de MBTE, hacia otro u otros reactores de eterificación, obteniendo otra corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C4 y metanol; alimentar la otra corriente que contiene MTBE, hidrocarburos C4 y metanol hacia otra columna de fraccionamiento, obteniendo una corriente que contiene hidrocarburos C4 y metanol en el cabezal, así como una corriente que contiene MTBE en el fondo, la cual se reciela hacia ia columna de fraccionamiento para la purificación del MTBE; alimentar la corriente en el cabezal que contiene hidrocarburos C4 y metanol hacia otra columna de lavado con agua, separando una corriente de hidrocarburos C4 en el cabezal, así como una corriente que contiene metanol y agua en el fondo, la cual se envía, a su vez, hacia una o más columnas de fraccionamiento para separar el agua, la cual se recielará hacia la columna de lavado, del metanol, la o las columnas de fraccionamiento para separar el agua del metanol son las mismas columnas de fraccionamiento hacia las cuales se envía la corriente en el fondo de la columna de lavado de la corriente que sale del reactor de craqueo.
12. El proceso de conformidad con la reivindicación 10 u 11 , en donde la purificación del MTBE se realiza en una sola columna de fraccionamiento.
13. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, en donde la columna de fraccionamiento para la purificación del MTBE funciona a una presión que varía de 100 a 1 ,200 kPa (1 a 12 barg), de preferencia de 400 a 800 kPa (4 a 8 barg).
14. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, en donde el o los reactores de craqueo funcionan a una temperatura que varía de 100 °C a 300 °C, de preferencia de 150 °C a 240 °C, a una presión que varía de 100 a 1 ,000 kPa (1 a 10 barg), de preferencia de 300 a 600 kPa (3 a 6 barg).
15. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, en donde la columna de lavado de la corriente que sale de el o los reactores de craqueo funcionan a una temperatura que varía de 20 °C a 100 °C, de preferencia de 30 °C a 50 °C, a una presión que varía de 200 a 1 ,500 kPa (2 a 15 barg), de preferencia de 300 a 900 kPa (3 a 9 barg).
16. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, en donde la columna de fraccionamiento para la separación de isobuteno del MTBE funciona a una presión que varía de 200 a 1,000 kPa (2 a 10 barg), de preferencia de 400 a 600 kPa (4 a 6 barg).
17. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, en donde la columna de fraccionamiento para la purificación de isobuteno funciona a una presión que varía de 200 a 1 ,500 kPa (2 a 15 barg), de preferencia de 600 a 900 kPa (6 a 9 barg).
18. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, en donde la o las columnas de fraccionamiento de la corriente que contiene predominantemente metanol y agua que proviene del fondo de la columna de lavado funciona a presiones que varían de la presión atmosférica a 1 ,000 kPa (10 barg), de preferencia de 10 a 500 kPa (0.1 a 5 barg).
19. El proceso de conformidad con la reivindicación 10 u 11 , en donde el o los reactores de eterificación funcionan en la fase líquida.
20. El proceso de conformidad con la reivindicación 19, en donde el o los reactores de eterificación funcionan a temperaturas que varían de 20 °C a 150 °C, de preferencia de 30 °C a 100 °C, y a una presión inferior a 5,000 kPa (50 barg), de preferencia de 200 a 2,500 kPa (2 a 25 barg).
21. El proceso de conformidad con la reivindicación 10 u 11 , en donde la otra columna de lavado de la corriente que contiene hidrocarburos C y metanol funciona a una temperatura que varía de 20 °C a 100 °C, de preferencia de 30 °C a 50 °C, y a una presión que varía de 200 a 3,000 kPa (2 a 30 barg), de preferencia de 1 ,000 a 1 ,500 kPa (10 a 15 barg).
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