MXPA03003500A

MXPA03003500A - Proceso para producir un componente de combustible.

Info

Publication number: MXPA03003500A
Application number: MXPA03003500A
Authority: MX
Inventors: Antti Pyhaelanti
Original assignee: Fortum Oyj
Priority date: 2000-11-03
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2005-01-25
Also published as: ATE291001T1; AU2002212399A1; DE60109479T2; US6660898B1; WO2002036528A1; DE60109479D1; EP1330423A1; EP1330423B1

Abstract

Un proceso para dimerizar hidrocarburos olefinicos ligeros en una zona de reaccion que contiene un catalizador acidico solido. El proceso comprende recuperar un efluente de zona de reaccion que contiene hidrocarburos olefinicos no reaccionados, convertir los hidrocarburos olefinicos no reaccionados en un producto intermedio en el efluente y separar el producto intermedio del efluente. Descomponiendo el producto intermedio separado, los hidrocarburos olefinicos no reaccionados se pueden recuperar y reciclar a la zona de reaccion. Por medio de la invencion el rendimiento del producto y el tiempo de vida del catalizador se pueden mejorar en un proceso de dimerizacion directa de olefinas ligeras.

Description

PROCESO PARA PRODUCIR UN COMPONENTE DE COMBUSTIBLE La presente invención se relaciona con la preparación de componentes de combustible. En particular, la invención se relaciona con un proceso para producir componentes de combustible que comprenden dimeros de hidrocarburos oliflnicos ligeros. Los componentes de gasolina de alto octano se pueden producir de hidrocarburos oliflnicos ligeros mediante proceso de dimerización en el que las olefinas se dimerizan en presencia de un catalizador acidico como una resina acidica de intercambio de iones. Los materiales de alimentación típicos son isoolefinas de C,-C6 que pueden formar una carbocación terciaria para proporcionar un dimero altamente ramificado que tiene un mejor número de octano que las moléculas menos ramificadas. Los ejemplos típicos de estas isoolefinas son isobuteno e isoamilenos. A fin de producir selectivamente dimeros y lograr vida de catalizador prolongada, puede hacerse necesario mezclar a la alimentación con suficientes cantidades de componente ( s ) polares apropiados. Los ejemplos de estos componentes incluyen agua, metanol, alcohol de butilo terciario (TBA) , MTBE y oxigenatos similares. De conformidad con un proceso particularmente interesante, olefinas de C4- y C5- se dimerizan en presencia de alcohol u otro oxigenato en una secuencia de reacción que comprende cuando menos una zona de destilación y por lo menos una zona de reacción. La reacción se lleva a cabo a condiciones en las cuales la mínima parte de las definas se dimerizan. La zona de destilación está dispuesta después de la zona de reacción, y un flujo que comprende un oxigenato, tal como alcohol o agua o los productos de reacción entre alcohol o agua y las olefinas presentes en la alimentación, o una mezcla de cualquiera o todos estos se hace circular desde la zona de destilación nuevamente a la dimerización . Cuando menos un flujo de circulación se retira del lado de por lo menos una columna de destilación. La relación molar de alcohol u otro oxigenato e isobuteno se ajusta para ser pequeña durante la reacción, manteniendo de esta manera el régimen de dimerización elevado. Se ha encontrado que, hasta cierto grado, el componente polar también reduce la actividad de catalizador. Este efecto no es demasiado significativo cuando la concentración del componente que se va a dimerizar es elevada, pero si se requiere conversión muy elevada, y la conversión completa se hace en un simple modo de una vez, el régimen de reacción puede ser muy bajo cerca de la salida. Existen algunas posibilidades de resolver el problema. Una opción es dividir el tren de reactor en dos partes y teniendo una etapa de separación introducida entre los reactores de manera de reducir el nivel de oxigenato en la mezcla de reacción antes de que se alimente hacia ' el tren de reactor secundario. Una configuración de proceso de esta clase se ilustra en la Figura 1 y resuelve el problema de régimen de reacción al costo de selectividad inferior y vida de catalizador reducida en el tren de reactor secundario. Una solución alternativa seria reemplazar el reactor o los reactores secundarios de la modalidad anterior con equipo en el que los reactivos restantes se pueden recuperar como tales y regresarse nuevamente a los reactores primarios en lugar de forzar la reacción de dimerización hasta terminación mediante condiciones de reacción muy severas. La Figura 2 ilustra el esquema de bloque de dicha planta. La disposición de la Figura 2 tiene muchas ventajas sobre la disposición de la Figura 1, tal como mejor calidad de producto y vida de catalizador más larga debido a que se elimina la etapa secundaria. Sin embargo, un problema que queda en la modalidad de la Figura 2 es cómo separar los reactivos de los hidrocarburos inertes restantes. El método tradicional de separar componentes de mezcla de hidrocarburo es destilación. Técnicamente, la destilación se puede aplicar aquí, también, pero debido a que los componentes usualmente inertes y los reactivos tienen puntos de ebullición muy cercanos uno al otro (v.gr. , la alimentación contiene en su mayoría isobutano e isobuteno) , la columna sería un super fraccionador típico con dimensiones muy grandes y consumo de energía elevado. Una meta de la presente invención es eliminar los problemas de la técnica anterior y proporcionar un proceso novedoso para separar y hacer circular reactivos no reaccionados durante la producción de componentes de combustible basada en dimerización de materiales de alimentación olefínicos ligeros. La presente invención está basada en la idea de recuperar el reactivo no reaccionado del efluente de reactor utilizando una reacción química reversible, en la que el reactivo primero se convierte en un producto intermedio que se puede separar fácilmente de la mezcla y este producto intermedia se descompone luego nuevamente al reactivo y se regresa a la alimentación del reactor primario. De manera más específica, la presente invención se caracteriza principalmente por lo que se manifiesta en la parte de caracterización de la reivindicación 1. Se obtienen ventajas considerables mediante la invención. De esta manera, combinando el proceso de dimerización con recuperación química del reactivo de olefina ligera, el rendimiento y problemas de tiempo de vida de catalizador del proceso de dimerización directa se puede resolver .

La Figura 1 es un diagrama de bloque de un proceso para dimerización de olefinas ligeras; La Figura 2 es un diagrama de bloque de una planta de dimerización de isoolefina con recuperación de reactivo; La Figura 3 es un diagrama de bloque de una planta de dimerización de olefina ligera de conversión elevada que utiliza recuperación química de los reactivos; y La Figura 4 es un diagrama de bloque de un proceso similar a aquel ilustrado en la Figura 3, en el que se utiliza TBA para conversión de los reactivos no reaccionados. Para los propósitos de la presente invención, la "unidad de separación" designa típicamente un sistema de destilación que comprende una o más columnas de destilación-Las columnas, de preferencia, están conectadas en serie. La placa de alimentación se puede seleccionar para cada columna para que sea más ventajosa en vista del proceso total. Asimismo, las placas para retiro lateral de flujos que se van a recuperar o hacer circular se pueden seleccionar individualmente para cada columna. La columna de destilación puede ser cualquier columna apropiada para destilación, tal como una columna empacada, o una provista con válvula, tamiz o bandejas de tapa de burbuja. Una "sección de reacción" o "zona de reacción" comprende cuando menos uno, de manera típica dos o tres, reactores. El reactor puede ser, v.gr., un reactor tubular con múltiples tubos, en donde los tubos se llenan con catalizador. Otras posibilidades incluyen un reactor tubular sencillo, un reactor de caldera, un reactor de lecho empacado y un reactor de lecho fluidizado. El reactor utilizado es de preferencia tal en el que el catalizador se coloca en más de una capa y se introduce enfriamiento entre las capas. De manera preferente, cuando menos uno de los reactores tiene un sistema de enfriamiento. Por ejemplo, los tubos del reactor tubular con múltiples tubos se puede enfriar. Otro ejemplo de un reactor apropiado es una combinación de un reactor de lecho fijo y un enfriador, en la que la parte del efluente de reactor se puede hacer circular nuevamente al reactor a través del enfriador. La presión de operación de los reactores depende del tipo del reactor y de la composición de la alimentación, de manera típica se desea mantener la mezcla de reacción en fase liquida. El término "oxigenato" designa un compuesto que contiene oxígeno. De manera típica, los oxigenatos utilizados en la presente invención son alcoholes o éteres primarios, secundarios o terciarios, o agua. "Isoocteno" y "diisobuteno" son ambos productos de dimerización de isobuteno. De esta manera, se pueden utilizar de manera intercambiable para designar 2, 4 , 4-trimetil-l-penteno y 2 , 4 , 4-trimetil-2-penteno o una mezcla de los mismos.

"Mezcla de reacción o "efluente de reacción" contiene el producto deseado de la reacción de dimerización en la zona de reacción. Cuando solamente se alimentan olefinas de C- o solamente olefinas de C5- al proceso, es evidente que el producto resultante de las reacciones mutuas de las olefinas proporcionan dímeros. Sin embargo, cuando ambas olefinas de C,- y C3- están presentes en la alimentación, además de dimerización, también pueden ocurrir reacciones entre olefinas de C4- y olefinas de Cs proporcionando olefinas de Ce,- . La palabra "dímero" también se utiliza para los productos de reacción en la especificación debido a razones de simplicidad, pero se debe entender que cuando ambas olefinas de C4- y C5- están presentes en la alimentación, la mezcla de reacción contiene de manera típica también alguna cantidad de las olefinas Cg. La alimentación del proceso de conformidad con la presente invención es una mezcla de hidrocarburo que contiene olefinas. La alimentación comprende olefinas que se van a dimerizar cuando menos 10% en peso, de preferencia cuando menos aproximadamente 20% en peso. Como ya se describió, las olefinas se seleccionan del grupo de 1- o 2-buteno lineal, isobuteno y olefinas de Cb- lineales o ramificadas. Alternativamente, la alimentación comprende componentes dimerizables; ya sea olefinas de C4-, de preferencia isobuteno, mediante lo cual se produce iso-octeno, u olefinas de C5- , mediante lo cual se producen olefinas de Cío substituidas. Es evidente que ambas olefinas de CA~ y C5-pueden estar presentes en la alimentación, mediante lo cual se produce una gran variedad de productos. La composición del flujo de producto se discute posteriormente. De conformidad con la primera modalidad preferida, en la que hidrocarburos de d- se dimerizan, la mezcla de hidrocarburo en la alimentación comprende cuando menos 10% en peso, de preferencia por lo menos aproximadamente 20% en peso de isobuteno. La alimentación puede consistir de isobuteno puro, pero en la práctica, el material de alimentación fácilmente disponible comprende fracciones de hidrocarburo basadas en C4- de refinado de aceite. De preferencia, la alimentación comprende una fracción obtenida de deshidrogenación de isobutano, cuando la alimentación comprende principalmente isobuteno e isobutano y posiblemente cantidades pequeñas de hidrocarburos de C3- y Cb-. De manera típica, la alimentación entonces comprende 40 - 60% en peso de isobuteno y 60 - 40% en peso de isobutano, usualmente hay 5 - 20% menos isobuteno presente que de isobutano. De esta manera, la relación de isobuteno a isobutano es aproximadamente 4:6...5:5.5. Como un ejemplo de una fracción de deshidrogenación de isobutano, se puede presentar lo siguiente: 45% en peso de isobuteno, 50% en peso de isobutano y otros hidrocarburos de d~ inertes y aproximadamente 5% en peso de hidrocarburos más pesados de C3-, C5- juntos. Debido al contenido elevado de isobuteno en el flujo de la deshidrogenación de isobutano, las cantidades de hidrocarburos inertes en el flujo de reciclado permanecen relativamente pequeñas. La fracción de deshidrogenación es muy apropiada para producir un producto con un contenido muy elevado del isobuteno dimerizado. La alimentación para producir iso-octeno también es posible para seleccionar a partir del grupo que contiene fracciones de C- de FCC, TCC, DCC y CC o de la Fracción de Ci- después de la remoción de butadieno, también llamado Refinado 1 de una unidad de etileno. De estos RCC, RCC, TCC y Refinado 1 se prefieren, puesto que las fracciones de hidrocarburo se pueden utilizar como tales, posiblemente después de remover las fracciones más pesadas (C8)) . El Refinado 1 está típicamente compuesto de aproximadamente 50% en peso de isobuteno, aproximadamente 25% en peso de butenos lineales y aproximadamente 25% en peso de parafinas. El producto del FCC está compuesto de manera típica de 10 - 50, en particular 10 - 30% en peso de isobuteno, 20 - 70% en peso de 1- y 2-buteno y aproximadamente 5 - 40% en peso de butano. Como un ejemplo de una mezcla de FCC típica, se puede presentar la siguiente: aproximadamente 30% en peso de isobuteno, aproximadamente 17% en peso de 1-buteno, aproximadamente 33% en peso de 2-buteno y aproximadamente 20% en peso de butano. También el isobuteno preparado de productos químicos se puede usar como alimentación. Si la presente invención se utiliza para convertir butenos lineales, los butenos lineales de preferencia se isomerizan selectivamente a 2-buteno de manera tan completa como sea posible. En este caso, es preferible añadir una circulación de reactor lateral separada a la configuración del proceso. La temperatura en este reactor es de preferencia superior que en el reactor previo o reactor de circulación a fin de aumentar la conversión de dimerización. El FCC y flujos de hidrocarburo correspondientes son apropiados de usar, v.gr., en casos en donde la unidad de MTBE convencional se utiliza para producir una mezcla de producto que comprende iso-octeno y MTBE. De conformidad con la segunda modalidad preferida de la invención, en la que olefinas de Cb- se dimerizan, la alimentación comprende olefinas seleccionadas a partir del grupo de C5-olefinas lineales y ramificadas, o una mezcla de las mismas. De esta manera, las olefinas típicamente presentes en la alimentación comprenden penteno lineal, 2-metil-l-buteno, 2-metil-2-buteno, 3-metil-l-buteno o 2-etilpropeno . Asimismo algunas cantidades de Ce-olefinas, de manera típica cuando menos 5% en peso pueden estar presentes en la alimentación. De manera típica, la alimentación en la segunda modalidad preferida es gasolina de FCC, gasolina de FCC ligera, pirólisis-Cs-gasolina, gasolina de TCC, gasolina de RCC y gasolina de coquizador, de manera típica la fracción C5-de gasolina de FCC y, de esta manera puede comprender también algunas olefinas de Ce-. Ventajosamente, la fracción de FCC se fracciona para obtener una fracción de olefina de C5 tan pura como sea posible cuando otros hidrocarburos de Cb- están presentes en menos de 15% en peso, de preferencia menos de % en peso. Es posible utilizar una fracción que también comprende olefinas de CG-. De manera típica, la alimentación entonces comprende 20 a 60% en peso, en particular 30 a 50% en peso de olefinas de C5-, 10 a 30% en peso, en particular 15 a 25% en peso de olefinas de Ce- y 15% en peso o menos de pentanos de hidrocarburos parafínicos . De conformidad con la tercera modalidad preferida, la alimentación comprende ambas olefinas Cj- y C5- . En este caso, la alimentación de manera típica se selecciona a partir del grupo que comprende FCC, TCC, DCC y RCC o de la fracción C4- después de la remoción de butadieno, también llamado Refinado 1 de una unidad de etileno, gasolina de FCC, gasolina de FCC ligera, pirólisis-Cs-gasolina, gasolina de TCC, gasolina de RCC y gasolina de Coquizador. Una fracción fácilmente disponible comprende fracciones C<¡ y Cb de FCC.

Ventajosamente, una fracción que comprende cuando menos 10% en peso, de preferencia por lo menos 15% en peso de definas de C4- y cuando menos 10% en peso, de preferencia por lo menos 15% en peso de olefinas de Cb~ se utiliza. De manera típica, las cantidades de olefinas de C^- y olefinas de C5- son aproximadamente iguales, aún cuando también es usual un dominio de olefinas de C4- en la fracción. Además del hidrocarburo, un compuesto que contiene oxígeno (un oxigenato) , tal como alcohol, se alimenta hacia el proceso a fin de hacer lentas las reacciones de oligomerización de la olefina y para disminuir el envenenamiento de catalizador. En lugar de alcohol, otra posibilidad es alimentar al proceso un compuesto que formará alcohol. El uso de oxigenato aumenta la selectividad de dímero, mediante lo cual la porción de trímeros tetrámeros de los oligómeros de olefina disminuye. De esta manera, la fracción de dímeros de los oligómeros de olefina formados es típicamente cuando menos 80% en peso. El compuesto que contiene oxígeno (y formador de alcohol) se puede alimentar junto con la alimentación de olefina fresca, o se puede alimentar junto con el flujo de circulación, o directamente a la zona de reacción. La presente invención intenta proporcionar una manera ventajosa de recuperar y reciclar olefinas ligeras no reaccionadas del efluente del reactor. Como se discutió anteriormente, una planta de dimerización convencional se puede modificar dividiendo el tren de reactor en dos partes con una etapa de separación intermedia entre las etapas de reactor. La Figura 1 muestra, en la forma de un diagrama de bloque, un esquema de proceso de dicha planta de dimerización modificada. La planta comprende reactores 1 primarios en los que la concentración de oxigenato es elevada. El efluente de la sección de reactor primario se conduce a separación primaria, es decir, una columna 2 de destilación. Una atracción lateral se hace recircular a la alimentación del reactor primario, mientras que la superior se conduce a una sección 3 de reacción secundaria. El efluente de la sección de reacción secundaria se conduce a la separación 4 secundaria. El producto de fondo de la sección 4 de reacción secundaria se recircula a la unidad 2 de separación primaria, mientras que los componentes de alimentación no reaccionados se remueven en la forma del producto superior. Otra opción seria reemplazar el reactor secundario con unidad de recuperación separada, como se ilustra en la Figura 2. La planta comprende reactores 11 primarios. El efluente de la sección de reactor primaria se conduce a la separación primaria, es decir, una columna 12 de destilación. Una atracción lateral se recircula a la alimentación del reactor primario, mientras que la superior se conduce a una sección 13 de recuperación de reactivo. Los reactivos separados se reciclan a la alimentación de la sección de reactor primario, mientras que los componentes de alimentación no reaccionados se remueven en la forma de un efluente . La presente invención, sin embargo, está basada en un acercamiento diferente en el que el efluente de reactor, opcionalmente después de separación del producto de dímero, se somete a una reacción en la que se forma un producto intermedio de las olefinas ligeras no reaccionadas. En particular, la invención se basa en la idea de utilizar una reacción reversible, mediante la cual el reactivo primero se convierte en un producto intermedio que se puede separar fácilmente de la mezcla y luego este producto intermedio se descompone nuevamente al reactivo y se regresa a la alimentación del reactor primario. Los principios generales del proceso de conformidad con la invención se ilustran en la Figura 3, que muestra el diagrama de bloque de una planta de dimerización de olefina ligera de conversión elevada que utiliza recuperación química de los reactivos. De conformidad con la invención, una alimentación de hidrocarburo que contiene olefinas, en particular isoolefinas, se pone en contacto con un catalizador junto con alcohol u otro oxigenato en una primera zona 21 de reacción a condiciones en las que cuando menos una parte de las olefinas se dimeriza. En caso en donde la alimentación de defina comprende ambas olefinas de C- y C5-, también ocurren reacciones entre diferentes olefinas, formando de esta manera olefinas de C9- . Además de cantidades pequeñas también de otros oligómeros, tales como trímeros o tetrámeros se forman en la reacción. En la dimerización, se utiliza un catalizador acidico. De preferencia, se usan resinas de intercambio de iones, por ejemplo tal como se utilizan para eterificación . Como catalizadores, sin embargo, se pueden utilizar zeolitas y otros catalizadores inorgánicos. De esta manera, la resina puede comprende grupos de ácido sulfónico y se puede preparar polimerizando o copolimerizando compuestos de vinilo aromáticos y, a continuación, sulfonando. Como ejemplos de compuestos de vinilo aromáticos se pueden mencionar los siguientes: estireno, vinil tolueno, vinil naftaleno, vinil etil benceno, metil estireno, vinil clorobenceno, y vinil xileno. Una resina de intercambio de iones acídica contiene de manera tipica aproximadamente 1.3...1.9, aún hasta 2 grupos de ácido sulfónico por un grupo aromático. Las resinas preferidas son aquellas basadas en copolimeros de compuestos de monovinilo aromático y polivinilo aromático, en particular, compuestos de divinilo, en los que la concentración de polivinilbenceno es aproximadamente 1...20% en peso del copolímero. El tamaño de partícula de la resina de intercambio de iones es de preferencia aproximadamente 0.15...1 mm. Además de las resinas ya descritas, también se pueden utilizar resinas de ácido perfluorosulfónico que consisten en copolimeros de etilo de sul onilfluorovinilo y compuestos de fluorocarbono . Diversas resinas de intercambio de iones apropiadas se encuentran comercialmente disponibles, un ejemplo de éstas es Amberlyst 15. La concentración del catalizador de manera típica es 0.01 - 20%, de preferencia aproximadamente 0.1 - 10% del peso de la mezcla liquida que se va a manejar. La temperatura de la zona de reacción es de manera típica 50 - 120°C. El nivel superior de la escala de temperatura se establece por las propiedades de resistencia térmica del catalizador. La reacción se puede llevar a cabo muy bien a temperaturas superiores a 120°C, por ejemplo hasta 160°C o aún superiores. La formación de los dímeros se puede mejorar aumentando la temperatura durante la reacción. Por otra parte, una temperatura inferior favorece la formación de éter. De los reactores 21 primarios, el efluente de reacción se conduce a una sección de separación primaria, v.gr. , una columna 22 de destilación. Como se muestra en las Figuras 1 y 2, una atracción lateral que comprende alcohol otro oxigenato y/o el producto de reacción se hace circular a la zona de separación primaria nuevamente a la zona de reacción. Con la ayuda de la atracción lateral la conversión de la olefina y la producción de producto dimerizado se incrementa. Se debe entender, que aún cuando la siguiente descripción se refiere a un flujo lateral en singular, que es la configuración típica, también es posible retirar dos o más flujos laterales que contienen oxigenato y hacer circular todos esos flujos nuevamente a dimerización . Los residuos de la columna 22 de destilación comprenden el producto de dimero, mientras que los productos superiores que comprenden principalmente olefinas no reaccionadas e hidrocarburo inerte (alcanos) se conducen a una sección 23 de formación de producto intermedia. En esta sección de reacción, las olefinas no reaccionadas se convierten en un producto intermedio que se puede separar de los otros componentes de la alimentación. De preferencia, el producto intermedio se forma por medio de una reacción reversible poniendo en contacto las olefinas ligeras con un componente auxiliar que se alimenta hacia la sección de reacción secundaria. La sección de reacción secundaria puede comprender una columna de destilación de reactivo o una columna de absorción de reactivo, en donde la reacción ocurre opcionalmente en presencia de un catalizador. La reacción reversible puede ser cualquier reacción de equilibrio en la que el resto está en el lado de mano izquierda o mano derecha, respectivamente, dependiendo de las condiciones de proceso. En la sección de formación de producto intermedio las condiciones de reacción son tales que el equilibrio está en el lado de producto de la reacción reversible. Los componentes inertes de la alimentación de proceso se separan del producto intermedio y se recuperan separadamente. El producto intermedio se recupera como efluente de reactor y se conduce a una unidad 24 de reacción para descomposición de producto intermedio. El equipo de proceso de la unidad 24 de descomposición de producto intermedio puede ser similar a aquel utilizado para la formación del producto 23 intermedio. Como resultado de la descomposición del producto intermedio, el componente auxiliar se recupera y se puede reciclar a la unidad de formación. Las definas liberadas se recuperan y reciclan a la alimentación de la sección 21 de reactor de dimerización . Suponiendo que los componentes principales de la alimentación al proceso son isobuteno e isobutano y agua o alcohol de butilo terciario (TBA) se utiliza el oxigenato que mejora la selectividad, una modalidad particularmente preferida para llevar a cabo la formación del producto intermedio es formación de TBA reversible de agua e isobuteno. En esta modalidad, no hay necesidad de introducir al proceso ningún componente que ya estaba ya presente en el sistema. El componente intermedio es TBA y la reacción que ocurre es: H20 + (CH3hCH2 <-> (CHsbCOH La Figura 4 presenta el diagrama de bloque de dicho proceso. Como en la modalidad de la Figura 3, la alimentación de hidrocarburo que contiene olefinas, en particular isoolefinas, se pone en contacto con un catalizador junto con alcohol u otro oxigenato en una primera zona 31 de reacción a condiciones en las que cuando menos una parte de las olefinas se dimeriza. El reactor contiene un nivel de oxigenato elevado. Desde los reactores 31 primarios, el efluente de reacción se conduce a una sección de separación primaria que comprende, v.gr., una columna 32 de destilación. Por medio de la atracción lateral de TBA presente en el efluente de reactor de dimerización se recicla a los reactores 31 desde la columna 32. Los productos superiores de la columna se conducen a la formación 33 de TBA. Los detalles del equipo de reacción necesario para convertir isobuteno y agua en TBA y descomponer TBA nuevamente a sus constituyentes son conocidos en la tecnología como tales. La columna de destilación reactiva con empaque de resina de intercambio de iones catiónicos o diversas combinaciones de reactores y columnas de destilación se pueden utilizar. La formación de TBA se puede llevar a cabo poniendo en contacto agua e isobuteno en un reactor de operación a cocorriente o a contra corriente. El isobuteno se puede alimentar hacia la sección de formación de TBA en estado liquido o de gas. De conformidad con una modalidad interesante, el producto superior de la sección 32 de separación no se condensa, sino que se alimenta como tal en fase gaseosa hacia la siguiente unidad. En el caso de alimentación de fase gaseosa del isobuteno, se prefiere la operación a contra corriente de la sección 33 de formación de TBA, mediante lo cual el gas entra desde abajo y el agua desde arriba. Es conveniente, en vista de la reacción de equilibrio entre agua e isobuteno que la mezcla de reacción esté diluida con respecto al isobuteno. De manera típica, la concentración de isobuteno es menos de 10% molar, de preferencia menos de aproximadamente 5% molar, de manera típica del orden de alrededor de 4 a 0.1% molar. Las condiciones de reacción pueden variar dependiendo de la concentración de los diversos componentes, el catalizador utilizado, etc. Sin embargo, generalmente se prefiere operar el proceso de formación de TBA a presión excesiva y a una temperatura elevada, es decir, una temperatura superior a la temperatura ambiente. Las presiones (absolutas) en la escala de alrededor de 2 a 50 bar, de preferencia aproximadamente 2.5 a 20 bar, en particular alrededor de 3 a 15 bar, se prefieren generalmente. Las temperaturas, de manera típica, están en la escala de aproximadamente 30 a 300°C, en particular alrededor de 50 a 200°C. Se prefiere operar a una temperatura que haga posible separar el hidrocarburo inerte, tal como isobutano, del efluente de reacción en forma gaseosa . De la formación de TBA el producto intermedio se conduce a descomposición 34 de TBA. El equipo puede ser similar a aquel utilizado para formación de TBA. Las condiciones de operación, sin embargo, son tales que el resto de la reacción de formación de TBA está en el lado de mano izquierda. De esta manera, la mezcla de TBA - agua de preferencia se concentra con respecto a TBA (concentración de TBA en exceso de 50% molar, de preferencia en exceso de 70% molar) . De preferencia, la unidad de formación de TBA se opera de tal manera que la mezcla de TBA - agua se puede alimentar hacia el paso de descomposición como una mezcla azeotrópica. Generalmente la temperatura y presión puede ser la misma que para la formación de TBA, aún cuando presiones algo inferiores ( sobrepresiones ligeras de 1.1 a 5 bar) se prefieren . El agua liberada del TBA que se descompone se recicla y combina con alimentación fresca si es necesario, antes de que se introduzca hacia la unidad de formación de TBA. El isobuteno liberado del TBA se recupera y recicla a dimerización . Tanto la formación de TBA como la descomposición de TBA se pueden llevar a cabo en presencia de un catalizador de la clase descrita arriba en conexión con la dimerización. La formación de TBA se describe, v.gr., en el siguiente artículo con más detalle: Velo, E . , Puigjaner, L., Recasens, F. , Inhibición por producto en la hidratación de fase líquida de isobuteno a alcohol de butilo terciario: Kenetics and equilibrium studies, Ind. Eng. Chem. Res. 1988, 27, 224-2231. La descomposición de TBA se describe, v.gr., en el siguiente artículo: Abella, L.C., Gaspillo, D., Maeda, Mr., Gto, S., Estudio quinético sobre la deshidratación de alcohol de butilo terciario catalizado por resinas de intercambio de iones, Int. J. Chem. Kinet 1999, 31, 854-859. Se debe observar que hay otras alternativas a la formación de TBA. De esta manera es posible usar la reacción de formación de MTBE para recuperar el isobuteno. Es análogo a utilizar formación de TBA, pero si nada de MTBE se deja en el producto de dímero, ambos, el metanol y MTBE se deben separar muy cuidadosamente del isobuteno reciclado. En el caso de TBA, parte de TBA en el ciclado es todavía útil debido a que proporciona la formación de oxigenato necesitada por el paso de dimerización. Combinando el proceso de dimerización y la recuperación química del reactivo de olefina ligera, los problemas de rendimiento y tiempo de vida de catalizador del proceso de dimerización directa se pueden resolver.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Un proceso para dimerización de hidrocarburos olefinicos ligeros que comprende los pasos de: alimentar un material de alimentación de hidrocarburo que comprende olefinas ligeras hacia una primera zona de reacción que contiene un catalizador acidico sólido, alimentar un oxigenato hacia la primera zona de reacción; poner en contacto el material de alimentación de hidrocarburo con el catalizador acidico sólido en presencia del oxigenato para dimerizar las olefinas ligeras del material de alimentación hacia los dimeros correspondientes; recuperar los dimeros y olefinas ligeras no reaccionados de la primera zona de reacción; convertir las olefinas ligeras no reaccionadas en un producto intermedio, separar el producto intermedio; descomponer el producto intermedio para formar las olefinas ligeras correspondientes; y reciclar las olefinas ligeras formadas a la primera zona de reacción.

2.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde: el hidrocarburo olefínico ligero que se va a dimerizar es isobuteno; el oxigenato utilizado para controlar la selectividad de reacción es agua o TBA o una mezcla de los mismos, y la reacción que ocurre en la sección de recuperación es la formación de TBA de isobuteno y agu .

3. - El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde: el hidrocarburo olefínico ligero que se va a dimerizar es isobuteno, el oxigenato utilizado para controlar la selectividad de reacción es agua o TBA o una mezcla de los mismos, y - la reacción que ocurre en la sección de recuperación es formación de MTBE de isobuteno y metanol .

4. - El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde: el hidrocarburo olefínico ligero que se va a dimerizar es isoamileno o mezcla de isoamileno e isobuteno; el oxigenato para controlar la selectividad de reacción es mezcla de agua, TBA o alcohol de amilo terciario o mezcla de los mismos; y la reacción ocurriendo en la sección de recuperación es la formación de alcohol de amilo terciario y TBA.

5. - Un proceso para dimerizar hidrocarburos olefinicos ligeros en una zona de reacción que contiene un catalizador acídico sólido, que comprende: recuperar un efluente de zona de reacción que contiene hidrocarburos olefinicos no reaccionados; convertir los hidrocarburos olefinicos no reaccionados en un producto intermedio en el efluente, separar el producto intermedio del efluente, descomponer el producto intermedio separado para formar hidrocarburos olefinicos ligeros, y reciclar los hidrocarburos olefinicos ligeros a la zona de reacción.

6. - El proceso de conformidad con la reivindicación 5, en donde el dímero se separa primero del efluente de zona de reacción antes de que se someta a conversión de los hidrocarburos olefinicos no reaccionados.