PT844224E - Processo para a obtencao de c3 e c4-olefinas a partir de uma mistura de alimentacao contendo c4-c-olefinas - Google Patents
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Description
1
DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A OBTENÇÃO DE C3- E C4 - OLEFINAS A PARTIR DE UMA MISTURA DE ALIMENTAÇÃO CONTENDO C4-C7-OLEFINAS" A invenção refere-se a um processo para a obtenção de C3 - e C_r olefinas a partir de uma mistura de alimentação contendo C-rCy-olefínas por reacção da mistura de alimentação a temperaturas de 380 a 700°C com um catalisador de zeolite granulado.
Este processo é conhecido a partir da patente US 5 059 735. De acordo com esse processo, à mistura de alimentação adiciona-se uma grande quantidade de propano antes de a alimentar ao catalisador e obtém-se juntamente com C2-C.rolefinas uma quantidade considerável de hidrocarbonetos aromáticos C^. A invenção tem como objectivo modificar 0 processo conhecido de modo que 0 produto seja rico em propileno. Simultaneamente o processo deve realizar-se da maneira o mais possível favorável do ponto de vista de custos. De acordo com a invenção, este objectivo atinge-se vaporizando a mistura de alimentação e misturando com vapor de água, em que se regula uma proporção em peso H20 : hidrocarbonetos compreendida dentro do intervalo de 0,5 : 1 e 3 : 1, introduzindo a mistura de alimentação que contem vapor de água com uma temperatura de entrada no intervalo 380 a 700°C num reactor que contém um enchimento de catalisador de zeolite granulada de forma selectiva, em que a zeolite é do tipo Pentasil e possui uma proporção atómica Si : AI compreendida no intervalo de 10 : 1 e 200 : 1 e retirando do enchimento e do reactor uma mistura de
? produto cuja temperatura é 20 a 80°C mais baixo do que a temperatura de entrada e cujo teor somado de propileno e de isómeros de buteno é pelo menos igual a 60 % em peso e preferivelmente pelo menos 70 % em peso dos componentes olefinicos da mistura de alimentação. Usualmente, a mistura de produtos contém ainda etileno e na realidade 5 a 20 % em peso em relação aos componentes olefinicos presentes na mistura de alimentação. Preferivelmente a temperatura da mistura de produtos é 30 a 50°C menor do que a temperatura de entrada. O catalisador é em si conhecido e por exemplo é descrito em EP- B-0 369 364. E aconselhável trabalhar no reactor a pressões relativamente pequenas da ordem de grandeza de 0,2 a 3 bar. Usualmente, as pressões no reactor estão compreendidas no intervalo de 0,6 a 1,5 bar. A composição da mistura de alimentação pode variar dentro de largos limites mas aconselha-se regular o teor de hidrocarbonetos aromáticos calculado com exclusão do vapor de água para o máximo de 5 % em peso e preferivelmente no máximo de 2 % em peso. Isto é aconselhável porque um teor maior de aromáticos origina a desactivação prematura do catalisador devido à formação de depósitos de carbono. É ainda conveniente que a mistura de alimentação seja isenta de componentes que tem ligações C-C triplas ou ligações duplas conjugadas porque igualmente desactivam o catalisador. Misturas de alimentação apropriadas são por exemplo as misturas gasosas que se obtêm nas refinarias e que eventual mente devem ser previamente tratadas por hidrogenação.
As possibilidades de forma de realização do processo são esclarecidas com o auxilio do desenho. O desenho representa um diagrama de fluxo do processo.
3 A mistura de alimentação vaporizada é alimentada pela tubagem (1) e misturada com vapor de água proveniente da tubagem (2). A mistura é em seguida alimentada pela tubagem (3) a um aquecedor (4) que preferivelmente tem a forma de aquecedor aquecido por chamas. Na tubagem (5) a mistura de alimentação que contem vapor de água possui uma temperatura compreendida no intervalo de 380 a 700 0 C e preferivelmente 400 e 600 0 C. Com esta temperatura de alimentação é alimentada ao reactor (6). Na mistura da tubagem (5) a proporção em peso H20 = hidrocárbonetos está compreendida entre 0.5 : 1 e 3 : 1 e de preferência pelo menos igual a 1 : 1.
No reactor (6) o catalisador de zeolito granulado é colocado sob a forma de um enchimento (7). As granulometrias do catalisador ficam em geral compreendidas no intervalo de 1 a 8 mm. A zeolite é do tipo Pentasil e tem propriedades selectivas da forma. Para o catalisador de zeolite é importante que as cristalites primárias do alumino-silicato tenham uma distribuição apertada de granulometrias com diâmetros compreendidos entre 0,1 e 0,9 pm. A superfície BET está usualmente compreendida no intervalo de 300 a 600 m2/g e o volume dos poros (de acordo com o porosimetria de mercúrio) está compreendido entre cerca de 0,3 e 0,8 cm3/'g. Como agente ligante para a manutenção das cristalites primárias, utiliza-se de preferência óxido de alumínio hidratado. A reacção no reactor (6) realiza-se de preferência adiabaticamente de modo que a temperatura da mistura que reage diminua ao atravessar o enchimento (7). Por consequência, a mistura de produtos que sai pela tubagem (9) possui uma temperatura que é 20 a 80°C e, na maior parte dos casos, 30 a 50°C menor do que a temperatura de entrada na tubagem (5). Usualmente, a temperatura de saída na tubagem (9) é pelo
menos 350°C. O produto principal da mistura de produtos da tubagem (9) é propileno. 80 a 100 % em peso das olefínas presentes na mistura de alimentação na tubagem (5) reagem no reactor (6).
No arrefecedor (10), a mistura de produtos da tubagem (9) é arrefecida a temperaturas de aproximadamente 30 a 60 0 C de modo que se condensam água e gasolina. A mistura contendo o condensado é transportada na tubagem (11) para um separador (12). A partir do separador (12) retira-se água por meio da tubagem (13), na tubagem (14) obtém-se uma fase líquida orgânica e através da tubagem (15) obtém-se um produto gasoso. O produto gasoso contêm C2-C4-olefinas e também uma pequena proporção de parafinas. Para separar as substância valiosas, especialmente etileno e propileno, alimenta-se o gás da tubagem (15) a um dispositivo de separação não representado que é em si conhecido. A fase líquida orgânica da tubagem (14) é separada na coluna de destilação (17) com obtenção de uma fracção de C^-C^olefinas através da tubagem (18) e em gasolina retirada através da tubagem (19). O produto da cabeça que é retirado por meio da tubagem (18) contém ainda usualmente pequenas quantidades de hidrocarbonetos saturados. Na gasolina da tubagem (19) estão contidas apenas pequenas quantidades de hidrocarbonetos aromáticos (no máximo 5 % em peso). O produto da tubagem (18) que contém propileno é usualmente alimentado igualmente a um dispositivo de separação não representado, para se obter por destilação ou adsorção as substâncias pretendidas. Nesse caso trata-se de, além de propileno, sobretudo etileno, n-buteno-1 e isobutileno. O n-buteno-2 obtido e que não tem utilização pode ser reciclado para o reactor (6). 5
Exemplos :
No laboratório, trabalha-se com uma instalação correspondente ao desenho. O catalisador é em todos os casos o mesmo e é utilizado sob a forma de cilindros de extrusão com as dimensões 1,5 x 3 mm. O catalisador é pormenorizadamente descrito na patente EP-B-0 369 364 da Sudchemie nos exemplos 1 a 5.
Exemplo 1:
Prepara-se a seguinte mistura de alimentação: n-penteno-1 (CjH10) 40 % em peso n-hexeno-1 (C6H12) 20 % em peso n-pentano (CjH12) 20 % em peso n-hexano (C6HI4) 20 % em peso
Por Kg. das olefinas adicionam-se à mistura de alimentação 1,5 Kg de água, aquece-se a mistura a 460 0 C e alimenta-se a uma pressão de 0,5 bar ao reactor (6), que contém o enchimento do catalisador (7). A carga por hora é igual a 1 Kg de hidrocarbonetos por Kg de catalisador. A mistura de produtos que sai do reactor com uma temperatura de 435 ° C contém etileno 4,8 % em peso propileno 23,5 % em peso isobutileno 7,7 % em peso n-buteno-1 2,0 % em peso c-buteno-2 2,9 % em peso t-buteno-2 3,6 % em peso
Total C2 - C4-olefinas 44,5 % em peso 6 6
Exemplo 2:
Pré-aquece-se a 500 0 C a mistura de alimentação do Exemplo 1 conjuntamente com 1,5 Kg de água por Kg de hidrocarboneto e alimenta-se sob uma pressão de 2 bar e a carga de 3 Kg/Kg/h (calculada isenta de água) é feita passar através do enchimento do canalizador. A mistura de produtos na tubagem (9) é arrefecida a 470°C e contém 41,6 % em peso de olefinas com a composição: etileno 9,9 % em peso propileno 48,6 % em peso buteno 41,5% em peso
Exemplo 3:
Modifica-se o Exemplo 2 de modo que se trabalha sob uma pressão do reactor (6) igual a 1,3 bar e uma carga de catalisador de 2 Kg/Kg/h (calculada isenta de água). A temperatura na tubagem (9) é igual a 462°C e, depois do arrefecedor (10), a temperatura na tubagem (11) desceu para 35 ° C. Depois da separação de água que contém uma pequena quantidade de compostos orgânicos, obtém-se como produto liquido e gasoso
7
Olefinas Parafinas Naftenos Aramáticos Soma 1. C2-C4-01efinas: C2 (% em peso) 7,22 C3 (% em peso) 26,07 C4 (% em peso) 18,33 Soma (% em peso) 51,62 51,62 2. Gás combustível C1 (% em peso) 0,13 C2 (% em peso) 0,31 C3 (% em peso) 2,10 C4 (% em peso) 2,05 Soma (% em peso) 4,59 4,59 3. Gasolina C5 (% em peso) 5.17 16,19 0,51 C6 (% em peso) U3 15,94 0,80 0,40 C7+ (% em peso) 0,62 0,85 0,45 1,73 Soma (% em peso) 6,92 | 32,98 1,76 2,13 43,79 Total (% em peso) j _í_ 100,00
Exemplo 4:
Prepara-se a seguinte mistura de alimentação e, de resto, trabalha-se como no Exemplo 3: n-buteno-2 9,2 % em peso n-penteno-1 35,9 % em peso n-hexeno-1 18,3 % em peso n-pentano 18,3 % em peso n-hexeno 18,3 % em peso
Depois de se separar a água através da tubagem (13), nas tubagens reunidas (14) e (15) obtém-se uma fracçào de Cj-C^olefinas com a seguinte composição: 8 et i leno 12,1 % em peso propileno 49,7 % em peso isobutileno 17,5 % em peso n-buteno-1 5,3 % em peso c-buteno-2 7,1 % em peso t-buteno-2 8,3 % em peso
Esta fracção de olefinas perfaz 57,2 % em peso de substâncias orgânicas das tubagens unidas (14) e (15).
Lisboa, 28 de Abril de 2000
Rsaa de Sa!»tire, 195, 1250 LÍSSOA
Claims (4)
1
ff REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a obtenção de C3-C4-olefinas e de uma mistura de alimentação que contém C4-C7-olefinas por reacção da mistura de alimentação a temperaturas de 380 a 700°C num catalisador de zeolite granular, caracterizado pelo facto de se vaporizar a mistura de alimentação e se misturar com vapor de água. regulando-se uma proporção em peso H20 : hidrocarbonetos compreendida num intervalo de 0,5 : 1 a 3 : 1, se alimentar a mistura de alimentação que contém vapor de água com uma temperatura de entrada na gama de 380 a 700 0 C a um reactor, que contém um enchimento de catalisador de zeolite de forma selectiva granular, em que a zeolite é do tipo Pentasil e possui uma proporção atómica Si : AI compreendida na gama de 10 : Ia 200 : 1 e, a partir do enchimento, se retirar do reactor uma mistura de 1 produtos cuja temperatura é 20 a 80 ° C menor do que a temperatura de entrada e cujo teor somado de propileno e isómeros de buteno é pelo menos 60 % em peso dos componentes olefinicos da mistura de alimentação.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de no reactor se trabalhar a uma pressão compreendida no intervalo de 0,2 a 3 bar.
3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de se regular o teor de aromáticos da mistura de alimentação isenta de água para um máximo de 5 % em peso. 2
4. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou uma das reivindicações seguintes, caracterizado pelo facto de se arrefecer a mistura de produtos que saem do reactor a temperaturas de aproximadamente de 30 a 60°C, se condensar e separar a água, se separar um gás produzido formado por uma fase liquida orgânica e se separar a partir da fase liquida uma facção de hidrocarbonetos que é rica em propileno, isobutileno n-butenos. Lisboa, 28 da Abril de 2000
Rua do Salitre, 195, 6*'c-Drt. 125« LISBOA
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