BRPI0609364B1 - Processo para hidroisomerização de ligação dupla de butenos - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA HIDROISOMERIZAÇÃO DE LIGAÇÃO DUPLA DE BUTENOS".

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se à hidroisomerização de ligação dupla de olefinas C4.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

Em muitos processos é desejável a obtenção da isomerização de ligações duplas dentro de uma dada molécula. A isomerização de ligação dupla é o movimento da posição da ligação dupla dentro de uma molécula sem alteração da estrutura da molécula. Isso é diferente da isomerização em esqueleto, onde a estrutura muda (mais tipicamente representando a interal- teração entre a forma iso e a forma normal). A isomerização em esqueleto prossegue por um mecanismo completamente diferente daquele da isomeri- zação de ligação dupla. A isomerização em esqueleto ocorre tipicamente empregando um catalisador ácido promovido.

Existem dois tipos básicos de isomerização de ligação dupla, a saber, hidroisomerização e não hidroisomerização. A primeira emprega pe- quenas quantidades de hidrogênio sobre catalisadores de metal nobre (tais como, Pt ou Pd) e ocorre em temperaturas moderadas, enquanto a última é isenta de hidrogênio e emprega tipicamente catalisadores de óxido de metal básico em temperaturas mais altas. A hidroisomerização de ligação dupla em temperaturas modera- das é a mais usada para maximizar a olefina interior (2-buteno, por exemplo, em oposição a 1-buteno) uma vez que o equilíbrio termodinâmico favorece a olefina interior em temperaturas mais baixas. Essa tecnologia é empregada quando existe uma reação que favorece a olefina interior em relação à alfa olefina. A etilenólise de 2-buteno para fabricar propileno é uma tal reação. A reação de etilenólise (metátese) é 2-buteno + etileno -> 2 propilenos. Etileno e 1-buteno não reagem. Quando em uma mistura de olefinas C4 normais, 2- buteno puder ser maximizado, então a reação em propileno será maximiza- da. É bem conhecido que as reações de hidroisomerização de liga- ção dupla ocorrem simultaneamente com as reações de hidrogenação. Em muitas aplicações comerciais, uma carga com moléculas altamente insatu- radas (acetilênicos e/ou dienos) é processada sobre um leito fixo de catali- sador de metal nobre suportado, na presença de hidrogênio. Por exemplo, a reação de butadieno sobre os catalisadores de metal nobre pode ser resu- mida na seqüência de reação mostrada abaixo: A reação de hidrogenação primária de butadieno mais hidrogê- nio forma 1-buteno. Ela prossegue rapidamente sobre os catalisadores (ra- zão relativa equivalente a 1.000). Na presença de hidrogênio, duas reações ocorrem com 1-buteno. Uma é a hidroisomerização de 2-buteno (razão rela- tiva de 100). Essa reação requer a presença de hidrogênio para prosseguir, porém não consome hidrogênio. A outra reação é hidrogenação em butano normal (razão relativa de 10). A reação final é a hidrogenação de 2-buteno diretamente em butano normal. Essa é a reação mais lenta (razão relativa de 1) e essencialmente pode ser abandonada. Sob condições normais sobre os catalisadores de metal nobre, é esperado que a seletividade da conversão de 1-buteno seja de 90% para 2-buteno e 10% para n-butano. O último re- presenta uma perda de olefinas e é indesejável.

As reações de hidroisomerização e hidrogenação são conheci- das por serem realizadas em reatores de leito fixo. A Patente US número 3.531.545 descreve um processo e método para isomerização de ligação dupla consistindo na mistura de uma corrente de hidrocarboneto contendo 1- olefinas e pelo menos um composto contendo enxofre com hidrogênio, a- quecimento da corrente de hidrocarboneto/hidrogênio misturados em tempe- raturas de reação, contatando a corrente com um catalisador de metal nobre e então recuperando as 2-olefinas como um produto. O processo descrito nessa patente utiliza enxofre como um aditivo para reduzir a tendência a hi- drogenação do catalisador e assim aumentar a hidroisomerização. Enxofre mostrou estar presente tanto na alimentação, adicionado à alimentação ou adicionado à corrente de hidrogênio. É conhecido o emprego de uma torre de fracionamento de hidro- carboneto em combinação com um reator de hidrogenação de leito fixo. Na Patente US número 6.072.091, é usada uma coluna de destilação em com- binação com pelo menos uma zona de reação de hidrogenação. A zona de reação de hidrogenação está associada à seção de retificação da coluna de destilação. Mais especificamente, os hidrocarbonetos são removidos da se- ção de retificação da coluna para hidrogenar pelo menos uma porção dos hidrocarbonetos acetilênicos e diolefínicos contidos lá. O efluente da zona de reação é então reintroduzido na seção de retificação da coluna de destila- ção. É conhecida a realização de uma reação de hidroisomerização dentro de uma torre de destilação catalítica. Na Patente US número 5.087.780 (Arganbright), é descrito um processo para isomerização de bute- nos em uma corrente de hidrocarboneto C4 mista. Uma corrente contendo 1- buteno, 2-buteno e pequenas quantidades de butadieno é alimentada a uma torre de destilação catalítica contendo um catalisador de Pd. Uma pequena quantidade de hidrogênio é também alimentada à torre. O 1-buteno, estando entre os mais voláteis dos C4s, tem movimento ascendente, enquanto 2- buteno, sendo menos volátil, tende a um movimento descendente na torre. O catalisador está localizado na zona com concentrações maiores de 2-buteno e ocorre a hidroisomerização de 2-buteno em 1-buteno. 2-buteno residual na parte inferior pode ser reciclado para a torre. Se isobutileno for parte de uma mistura de alimentação, ele também terá movimento ascendente com o 1- buteno.

Na Patente US número 6.242.661 é revelado um processo para separação de isobutileno dos butenos normais. Esse processo também em- prega um processo de destilação catalítica incorporando a reação de hidroi- somerização. Uma mistura de butenos normais e isobutilenos é alimentada à torre, juntamente com uma quantidade pequena de hidrogênio. A torre con- tém um catalisador de Pd localizado dentro das estruturas de destilação den- tro da torre. Nesse processo, o catalisador está localizado na seção superior da torre em múltiplos leitos catalíticos. Conforme o fracionamento ocorre, o isobutileno tem movimento ascendente. 1-Buteno (também um componente volátil) tende a mover com isobutileno. Uma vez que o sistema não emprega um catalisador de isomerização em esqueleto, o isobutileno tem movimento não afetado através da torre. Contudo, a hidroisomerização ocorre nas regi- ões de 1-buteno alto e 1-buteno é convertido em 2-buteno. Esse 2-buteno é menos volátil e tem movimento ascendente em relação à torre. Desse modo, isobutileno relativamente puro é obtido na parte superior, uma vez que 1- buteno é reagido e tem movimento ascendente como o 2-buteno.

Todos os processos acima produzem uma corrente que é con- centrada em 2-buteno. Na reação de etilenólise (metátese) de 2-buteno para formar propileno, sabe-se que o isobutileno não é um componente de ali- mentação desejado. Isobutileno e etileno não reagirão. Isobutileno e 2-bu- teno reagirão para formar propileno e 2-metil-2-buteno. Essa reação possui um efeito negativo na seletividade de propileno da reação de etilenólise e não é desejável. Assim, na maioria dos casos, é preferível remover o isobuti- leno de uma corrente de 2-buteno antes da reação com etileno. É conhecido o emprego de um desisobutilenizador de destilação catalítica (CD-DelB) para preparar uma corrente de 2-buteno para um reator de metátese (etilenólise). De modo semelhante à Patente US número 6.242.661 referida acima, um CD-DelB removerá isobutileno na parte supe- rior, enquanto maximizando o fluxo de 2-buteno fora da parte inferior, con- forme o 1 -buteno é hidromerizado para formar 2-buteno. A torre conterá, tipi- camente, estruturas alternadas de catalisador e fracionamento acima do ponto de alimentação e estruturas de fracionamento abaixo do ponto de ali- mentação. De modo geral, existem cerca de quatro seções catalíticas na torre. Hidrogênio é adicionado abaixo do ponto de alimentação, a fim de que esteja suficientemente disperso, quando alcançar o ponto de alimentação. O CD-DelB nesse emprego realiza duas funções. Ela hidroiso- meriza o 1 -buteno em 2-buteno para aperfeiçoar a recuperação de 2-buteno e maximizar a produção de propileno e também hidrogena as pequenas quantidades restantes de butadieno após a hidrogenação seletiva, de modo a reduzir o teor de butadieno, que é um veneno para o catalisador de metá- tese. Em uma torre CD-DelB, o isobutano e isobutileno são os componentes mais voláteis e tendem a ascender na torre. O 2-buteno e o n-butano são os menos voláteis e tendem descender. O 1 -buteno e butadieno possuem vola- tilidade intermediária e ascenderão ou descenderão dependendo da opera- ção da torre. Se a torre for projetada de modo que o 1-buteno ascenda, ele entrará em contato a seção catalítica e será hidroisomerizado em 2-buteno ao limite do equilíbrio de 1-buteno/2-buteno na torre. O 2-buteno formado da hidroisomerização de 1-buteno tende a mover descendentemente e o 1-bu- teno remanescente continua a mover ascendentemente. As seções de fra- cionamento da torre separam 2-buteno de 1 -buteno. O butadieno que entra no CD-DelB é ligeiramente menos volátil que 1-buteno. Algum buteno tem movimento ascendente onde ele é hidro- genado sobre o catalisador. O produto primário da hidrogenação é 1 -buteno.

Contudo, uma porção do butadieno que tem movimento ascendente é "com- pletamente" hidrogenada em n-butano. Isto constituí em uma perda de n- butenos e assim uma perda de alimentação para uma unidade de metátese.

Uma parte do butadieno tem movimento descendente com o produto primá- rio 2-buteno. Esse butadieno não é reagido, uma vez que ele não entra em contato com o catalisador. O butadieno pode estar presente em níveis não mais que muito baixos nas partes inferiores, se o 2-butadieno for alimentado a uma unidade de metátese. A Patente US número 6.420.619 é dirigida a um processo onde são empregadas ambas uma unidade de destilação cataiítica-hidrogenação de "extremidade traseira" e uma torre desisobutilenizadora de destilação ca- talítica. Esse conceito substitui as unidades de hidrogenação seletivas de leito fixo, normalmente associadas aos sistemas de fracionamento da planta de etileno. Existem unidades de leito fixo tipicamente separadas para as fra- ções de C3, C4 e C5 para remover os acetilênicos e diolefinas em níveis in- feriores antes do processamento adicional. O sistema da Patente US núme- ro 6.420.619 emprega uma carga de alimentação de hidrocarboneto C3 a C6 de um craqueador a vapor ou unidade FCC. Na seção CDHydro de "extre- midade traseira", as torres de destilação catalíticas são empregadas para hidrogenar acetilênicos e diolefinas na corrente incluindo butadieno, metil acetileno e propadieno e produzem uma corrente de produto de propileno.

As partes inferiores da torre produzem uma corrente C4+ que é então envia- da a um sistema de fracionamento que inclui um desbutanizador. A corrente da parte superior de C4 de um desbutanizador é direcionada para um CD- DelB onde ocorre a hidroisomerização. Além da alimentação de C4 ao des- butanizador, existe um reciclo C5+ do sistema de fracionamento a jusante seguindo a unidade de metátese.

Três vantagens do sistema revelado na Patente US número 6.420.619 são: 1. reciclo da corrente C5+ a partir da unidade de metátese permi- te uma conversão de reciclo maior de butenos, uma vez que o sistema con- vencional emprega um arrasto lateral de C4 do despropilenizador que se destina ao reciclo de 2-buteno não convertido de volta para o reator de metá- tese, 2. a remoção das partes pesadas impede a formação na corren- te de reciclo, e 3. um catalisador pode ser empregado no desbutanizador po- dendo também ser usado para remover seletivamente quaisquer traços de butadieno.

Uma desvantagem de um sistema CD-DelB convencional é que grandes quantidades de catalisador devem ser usadas. Outra desvantagem, conforme indicado cima, é que a fim de saturar o butadieno, a torre de fra- cionamento deve ser projetada para impulsionar o butadieno para acima so- bre o catalisador. Isso resulta em uma torre grande e cara, com refluxo muito alto. Uma terceira desvantagem é que, quando a parte inferior da torre for usada como uma corrente de alimentação para a unidade de metátese, será preciso que a quantidade de isobutileno na parte inferior seja pequena, pelo que, resultando em custos de operação muito altos para reebulição e con- densação.

Uma alternativa ao CD-DelB para obtenção de uma corrente de alimentação de 2-buteno é um sistema que emprega uma unidade de hidroi- somerização de leito fixo a montante de uma unidade de hidrogenação sele- tiva. A unidade de hidrogenação seletiva primeiro remove o butadieno para abaixar os níveis. Então a corrente de alimentação de C4 efluente é alimen- tada ao segundo reator de leito fixo e hidrogênio é introduzido. Na unidade de leito fixo o 1-buteno na corrente hidroisomeriza em 2-buteno e a pequena quantidade de butadieno que permanece reage. O efluente então vai para a torre de fracionamento convencional onde o isobutileno e o isobutano são separados na parte superior e o 2-buteno segue para a parte inferior onde entra em um tambor de desengajamento onde qualquer excesso de hidrogê- nio é ventilado. O restante da parte inferior é usado para a unidade de metá- tese. Esse processo requer menos catalisador que a unidade CD-DelB em razão das forças de acionamento maiores para o leito fixo. A torre de fracio- namento pode se projetada para permitir que mais isobutileno passe para os efluentes da parte inferior, assim economizando na operação e no capital, uma vez que uma torre menor pode ser usada. A desvantagem do sistema de leito fixo é que a quantidade de n-butenos recuperados é ligeiramente inferior em relação ao uso de CD-DelB. A Patente US número 6.686.510 se refere à produção de isobuti- leno e propileno de alta pureza a partir de frações de hidrocarboneto possu- indo quatro átomos de carbono. O processo revelado nesse documento compreende três estágios sucessivos, a saber: 1) a hidrogenação seletiva de butadieno com isomerização de 1-buteno em 2-buteno até o equilíbrio ter- modinâmico; 2) a separação por destilação em uma fração superior conten- do isobutileno e uma fração inferior contendo 2-buteno e butano, e 3) a me- tátese da fração de 2-buteno com etileno para produzir propileno.

Assim, vários sistemas são conhecidos para preparação de cor- rentes de 2-buteno para uso como correntes de alimentação para uma uni- dade de metátese. Seria útil o desenvolvimento de um método e aparelho para a hidroisomerização seletiva de 1-buteno a 2-buteno que possui efici- ência aperfeiçoada em relação aos sistemas conhecidos anteriormente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO É provido um processo para hidroisomerização de ligação dupla para aumento da seletividade de 2-buteno sobre 1-buteno. O processo au- menta o rendimento de 2-butenos de uma dada corrente de alimentação de C4 e produz uma corrente de 2-buteno contendo uma concentração menor de butadieno, pelo que resultando em menos fuligem do catalisador a mon- tante durante um processo subsequente, tal como metátese. A invenção em uma forma preferida é um processo para a con- versão preferencial em 2-buteno de uma corrente de C4 contendo 1-buteno e 2-buteno, compreendendo mistura da corrente de C4 com uma primeira corrente de hidrogênio para formar uma corrente de alimentação, hidroiso- merização da corrente de alimentação na presença de um primeiro catalisa- dor de hidroisomerização, a fim de converter pelo menos uma porção de 1- buteno em 2-buteno, pelo que, produzindo um efluente de hidroisomeriza- ção, passagem do efluente de hidroisomerização através de uma coluna de fracionamento para formar uma corrente da parte superior compreendendo isobutano e isobutileno e uma corrente da parte inferior compreendendo 2- buteno, retirando uma corrente de reciclo da coluna de fracionamento em um local acima do ponto de alimentação, onde a razão em peso de 1-buteno para 2-buteno é alta e combinando a corrente de reciclo com pelo menos uma da corrente de C4 e a corrente de alimentação a montante do catalisa- dor de hidroisomerização. A retirada preferivelmente aconteceria em uma elevação na coluna, na qual a concentração de 1 -buteno estaria a um máxi- mo, se a etapa de retirada a corrente de reciclo fosse eliminada.

Em uma concretização preferida, a corrente de alimentação compreende adicionalmente butadieno e o método adicional compreende hidrogenação da corrente de alimentação a montante do reator de hidroiso- merização para reduzir o teor de butadieno da corrente de C4 para não mais que cerca 1% em peso. A corrente de reciclo é preferivelmente misturada com a corrente de alimentação após a corrente de alimentação ter sido hi- drogenada.

Em outra forma, o processo compreende, adicionalmente, mistu- ra da corrente da parte inferior com um reagente de metátese apropriado para formar uma corrente de alimentação de metátese e alimentando a cor- rente de alimentação de metátese a um reator de metátese e reagindo 2- buteno com o reagente de metátese para formar um produto de metátese.

Geralmente, o reagente de metátese compreende etileno e o produto de me- tátese compreende propileno.

Algumas vezes, a corrente de alimentação inclui adicionalmente C5 e/ou componentes mais pesados e o método compreende adicionalmen- te, remoção de C5 e/ou componente mais pesado do efluente de hidroiso- merização antes do fracionamento. Em alguns casos, a corrente da parte inferior ou a corrente de alimentação de metátese é purificada antes da cor- rente de alimentação de metátese ser remetida ao reator de metátese.

Em uma concretização, uma segunda corrente de hidrogênio é alimentada ao reator de hidroisomerização em uma localização a jusante do ponto de alimentação da primeira corrente de hidrogênio. Em alguns casos, uma terceira corrente de hidrogênio é alimentada à coluna de fracionamento em um local a jusante do ponto de alimentação da segunda corrente de hi- drogênio. Um, duas ou todas as três correntes de hidrogênio podem opcional e adicionalmente conter monóxido de carbono.

Em outra forma, o método compreende, adicionalmente, a etapa de separação do produto de metátese dos componentes mais pesados para formar uma corrente de componente pesada e combinação da corrente de componente pesada com o efluente de hidroisomerização.

De modo geral, a corrente a montante e a corrente a jusante contêm, cada uma, pequenas quantidades de 1-buteno. Em alguns casos, a razão de fluxo de 1 -buteno na corrente a montante é maior que a razão de fluxo de 1-buteno na corrente a jusante. Em outros casos, a razão de fluxo de 1-buteno na corrente a jusante é maior que a razão de fluxo de 1-buteno na corrente a montante. O catalisador de hidroisomerização no reator de hidroisomerização de leito fixado freqüentemente compreende um metal do grupo VIII em um suporte. Um aditivo de ouro, prata e/ou metais alcalinos pode também ser incluído.

Outra concretização é um aparelho para conversão preferencial em 2-buteno de uma corrente de alimentação contendo hidrogênio e com- postos de C4, incluindo 1-buteno e 2-buteno. O aparelho compreende um reator de hidroisomerização configurado para conter um catalisador de hi- droisomerização para conversão de pelo menos uma porção de 1-buteno na corrente de alimentação em 2-buteno, uma coluna de fracionamento para separação da corrente de alimentação hidroisomerizada em uma corrente a montante compreendendo isobutano e isobutileno e uma corrente a jusante compreendendo 2-buteno, um arrasto lateral próximo à parte superior da coluna de fracionamento, para remover uma corrente de reciclo e uma en- trada de reciclo para combinação da corrente de reciclo com a corrente de alimentação a montante do catalisador de hidroisomerização. A invenção compreende, conseqüentemente, as várias etapas e a relação de uma ou mais de tais etapas entre si e o aparelho possuindo as características, propriedades e relação dos elementos exemplificados na revelação detalhada a seguir.

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é um desenho esquemático de uma primeira concreti- zação, onde uma corrente de 2-buteno é produzida. A figura 2 é um desenho esquemático de uma segunda concreti- zação, onde uma corrente de 2-buteno é produzida com compostos C5+ sendo removidos antes do fracionamento dos compostos de C4. A figura 3 é um desenho esquemático de uma concretização, onde uma corrente de 2-buteno é produzida e usada como a corrente de alimentação em uma reação de metátese. A figura 4 é um desenho esquemático de outra concretização, na qual uma corrente de 2-buteno é produzida e usada como a corrente de ali- mentação em uma reação de metátese. A figura 5 é um gráfico mostrando a conversão e perfis de seleti- vidade para hidroisomerização de 1 -buteno em 2-buteno. A figura 6 é um gráfico mostrando a razão de 1-butenos para 2- butenos em uma torre desisobutilenizadora que está a montante de um rea- tor de leito fixo. A figura 7 é um gráfico mostrando a força de acionamento nos vários estágios em uma torre desisobutilenizadora que não possui um arras- to lateral para remoção de 2-butenos próximo à parte superior da coluna. A figura 8 é um gráfico mostrando o teor de 1 -buteno nos vários estágios de uma torre desisobutilenizadora quando não existe arrasto lateral da parte superior da coluna e quando os arrastos laterais das várias razões de fluxo são empregados.

Descrição Detalhada da Invenção A invenção provê um aparelho e método para obtenção de ren- dimentos aperfeiçoados de 2-buteno de uma corrente de C4 quando compa- rada às técnicas conhecidas anteriormente. De acordo com a invenção, um reator de hidroisomerização de leito fixo é empregado em conjunto com uma torre desisobutilenizadora. Um arrasto lateral é removido da torre em um lo- cal onde a força de acionamento para a reação de hidroisomerização em 2- bteno é alta e esse arrasto lateral é reciclado para o reator de hidroisomeri- zação de leito fixo.

Com referência aos desenhos e primeiro à figura 1 são mostra- dos um aparelho e processo para produção de uma corrente de 2-buteno de uma corrente de C4. A corrente de C4 contém 1 -buteno e 2-buteno e tipica- mente também contém butadieno e butano. Essa corrente freqüentemente também contém algum C5 e materiais de peso molecular mais alto. O pro- cesso total é denominado como 10. Uma corrente de C4, que é designada como 12, é combinada com uma corrente de reciclo 18, para formar uma corrente 20, que é alimentada a um reator de hidroisomerização de leito fixo 22. Uma corrente de alimentação de C4 típica ao reator 22 contém 2-50 par- tes em peso de 1-buteno, 2-50 partes em peso de 2-buteno, 2-50 partes em peso de isobutileno, 2-50 partes em peso de isobutano, 2-50 partes em peso de n-butano e 0-1 parte em peso de butadieno, as partes totais em peso sendo de 100. Em qualquer caso, butadieno não representa mais do que 1.500 pppm. O hidrogênio na corrente 16 é alimentado diretamente ao reator de hidroisomerização 22 ou é combinado com correntes 12 e 18 para formar a corrente 20. No reator de hidroisomerização 22, 1-buteno é hidroisomeri- zado em 2-buteno. Pressões de reator típicas são de 200-3000 kPa (2-30 bar) e geralmente de 500-18000 kPa (5-18 bar). As temperaturas típicas da entrada do reator são de 26,66°C a 121,11 °C (80-250°F) e usualmente 48,88°C a 82,22°C (120 a 180°F). Hidrogênio e outros não condensáveis são ventilados da corrente de efluente do reator 24 para a corrente 25.

Qualquer catalisador de hidroisomerização apropriado pode ser empregado.

Exemplos de tais catalisadores são metais nobres (Pd) suportados em alu- mina. Os aditivos aos metais incluindo Ag, Au, etc. podem ser suados para modificar a características de reação. O restante do efluente do reator, na corrente 26, é alimentado a uma torre desisobutilenizadora 36. Temperatu- ras de torre típicas são de 26,66°C a 104,44°C (80-220°F) e usualmente de 37,77°C a 71,11°C (100 - 160°F). Pressões de reator típicas são de 200- 1200 kPa (2-12 bar) e geralmente de 300-800 kPa (3-8 bar). A corrente a jusante 38 da torre desisobutilenizadora 36 contém isobutileno e isobutano.

Pequenas quantidades de 1-buteno e 2-buteno tipicamente estão incluídas na corrente a jusante 38. A corrente a jusante 40 contém a maioria de 2- buteno.

De acordo com a invenção, uma porção do líquido é removida da extremidade superior 37 da coluna em um arrasto lateral superior 39. O arrasto lateral 39 preferivelmente constitui a corrente de reciclo 18, que é combinada com a corrente de alimentação 12 conforme é indicado acima, pelo que, provendo conversão adicional do 1-buteno presente na corrente 18 no reator de hidroisomerização 22. Como resultado do arrasto lateral 39, a concretização da figura 1 utiliza significativamente menos catalisador que o processo CD-DelB convencional. Adicionalmente, a concretização da figura 1 converte mais do 1-buteno originário da corrente 12 de alimentação de C4 em 2-buteno, comparado ao sistema convencional empregando um leito fixo e torre de fracionamento, onde nenhum arrasto lateral é empregado. O arrasto lateral 39 preferivelmente é posicionado em elevação na torre desisobutilenizadora 36, onde a concentração de 1-buteno seria a maior se nenhum arrasto lateral fosse incluído. Tipicamente, isto está próxi- mo da parte superior da coluna. Para determinar a elevação apropriada para o arrasto lateral em um sistema específico, o ponto de força de direciona- mento máximo para a reação de hidroisomerização é determinado em con- dições nas quais a coluna é ajustada para operar. A reação entre 1-buteno e 2-buteno pode ser representada pela equação (1) onde B1 é 1-buteno, B2 é 2-buteno, Kbi é a reação k para B1 a B2 e Kb2 é a ração k para B2 a B1. kbi (1) B1 —> B2 kb2 A razão de reação é a reação k vezes a concentração do rea- gente. A razão de reação k's , o coeficiente de equilíbrio Keq, é igual à razão de kb1 para kb2. A razão do desaparecimento de B1 através de hidroisomeri- zação de B1 para B2 é: Razão = kb1[B1] + kb2[B2} em que [B1] e [B2] são as porcentagens molares de 1 e 2 buteno, respecti- vamente. A força de acionamento para reação de 1 -buteno pode ser definida pela divisão de ambos os lados por -kbi o que resulta no que se segue: Força de acionamento = [B1] - [B2]/Keq Esse fator de força de acionamento pode ser colocado em gráfi- co como uma função da posição na torre de um sistema específico e é a técnica preferida para localizar o ponto ótimo para localização do arrasto lateral.

Com referência em seguida à figura 2, é mostrada outra concre- tização para produção de uma corrente de 2-buteno de uma corrente de ali- mentação de C4, onde um arrasto lateral é removido da torre do desisobuti- lenizador. Nessa concretização, quaisquer compostos C5+ na alimentação ou compostos de enxofre mais pesados na alimentação são removidos a montante da torre do desisobutilenizador. Adicionalmente, a produção de butanos durante a reação de hidroisomerização é minimizada por emprego de correntes de alimentação de hidrogênio múltiplas e/ou a inclusão de pe- quenas quantidades de monóxido de carbono em uma ou mais das corren- tes de hidrogênio. Os inventores verificaram surpreendentemente que CO atua como um inibidor para reações de hidrogenação de butenos em buta- nos, enquanto permitindo que reações de hidroisomerização de ligação du- pla continuem. Em razão da alimentação de hidrogênio ou mistura de hidro- gênio/CO em locais múltiplos ao longo de um reator de leito fixo, o butadieno na alimentação é hidrogenado em butenos, enquanto ao mesmo tempo a hidrogenação de butenos em butanos é minimizada. É observado que o uso de uma ou mais correntes contendo H2 e CO pode também ser empregado na concretização mostrada na figura 1. O sistema mostrado na figura 2 é designado como 110. Uma corrente de alimentação de C4, que é designada como 112, é combinada com uma corrente de reciclo 118 para formar uma corrente 120, que é alimentada ao reator de hidroisomerização de leito fixo 122. O hidrogênio na corrente 116 é alimentado diretamente ao reator de hidroisomerização 122 ou é combinado com correntes 112 e 118 para for- mar uma corrente 120. Monóxido de carbono é opcionalmente incluído com o hidrogênio na corrente 116. O hidrogênio e/ou monóxido de carbono op- cionalmente também pode ser injetado ao reator 122 em um segundo local aproximadamente a meio caminho ao longo do comprimento do reator 122 na corrente 121. No reator de hidroisomerização 122, 1-buteno é hidroiso- merizado em 2-buteno, formando a corrente de efluente de reator 124. O hidrogênio e outros não condensáveis são ventilados da corrente de efluente do reator 124 na corrente 125. O efluente de reator restante na corrente 120 é alimentado a uma primeira torre de fracionamento 130. Na primeira torre de fracionamento 130, os compostos de C4 são removidos da parte superior na corrente 132 e compostos de C5+ são removidos das partes inferiores na corrente 134. Um leito catalítico de hidrogenação 131, também conhecido como um "leito de proteção" hidrogena o restante dos butadienos para formar butenos. A corrente 132 é subseqüentemente alimentada a uma torre de- sisobutilenizadora 136. A corrente a montante 138 da torre desisobutileniza- dora 136 contém isobutileno e isobutano, e pequenas quantidades de 1- buteno e 2-buteno. A corrente a jusante 140 contém a maior parte de 2- buteno. Na extremidade superior 137 da torre desisobutilenizadora 136, exis- te uma elevação na qual as concentrações de 1-buteno estão a um máximo, se nenhum arrasto lateral for usado. Um arrasto lateral a montante 139 é posicionado nessa elevação. O arrasto lateral 139 forma a corrente de reci- clo líquido 118 que é combinação com a corrente de alimentação 112 con- forme é indicado acima. A localização do arrasto lateral 139 preferivelmente é selecionada da mesma maneira como na concretização da figura 1, isto é, a elevação na qual a razão de 1-buteno em 2-buteno está a um máximo se nenhum arrasto lateral for realizado. A figura 3 ilustra um sistema 210 para produção de propileno de uma corrente de C4 212. A corrente de C4 212 é combinada com uma cor- rente de reciclo 218 para formar a corrente 220, que é alimentada a um rea- tor de hidroisomerização de leito fixo 222. O hidrogênio na corrente 216 é combinado com as correntes 212 e 218 para formar uma corrente 220 ou pode ser alimentado diretamente ao reator 222. O monóxido de carbono op- cionalmente é incluído no hidrogênio na corrente 216. Hidrogênio e opcio- nalmente também o monóxido de carbono podem ser injetados no reator 222 em uma segunda localização, aproximadamente uma terço do caminho ao longo do comprimento do reator 222 na corrente 221 e em uma terceira loca- lização ao redor de dois terços do caminho ao longo do reator 222 na corren- te 223. Se múltiplos pontos de injeção forem usados, o volume do hidrogênio e monóxido de carbono opcional introduzido na corrente 216 será reduzido, de modo que o volume total do hidrogênio e de CO não seja superior ao ne- cessário para obter o resultado desejado. O vantagem da divisão de hidro- gênio em três pontos de alimentação diferentes é reduzir a produção de bu- tanos no reator 222. A vantagem da inclusão de monóxido de carbono nas correntes 216, 221 e/ou 223 é inibir as reações de hidrogenação enquanto permitindo que as reações de hidroisomerização aconteçam.

Quando uma injeção simples de corrente de H2/CO misturada é empregada, como é ilustrado na figura 1, o CO e H2 preferivelmente são in- jetados em um ponto simples a montante do reator de hidroisomerização.

Nesse caso, a razão de CO para H2 está entre 0,1% e 3% em uma base mo- lar, mais preferivelmente 0,1-0,5% e é tipicamente de 0,2-0,4% em uma ba- se molar. Quando múltiplas injeções são usadas, conforme descrito nas figu- ras 2 e 3, hidrogênio preferivelmente é fornecido a cada ponto de alimenta- ção de um modo, tal que, o volume total do catalisador no reator de hidroi- somerização esteja em um estado ativo. A razão de CO para H2 em cada ponto de injeção preferível, porém não necessariamente, é o mesmo como em outros pontos de injeção. É também possível ter-se uma das correntes contendo apenas hidrogênio.

No reator de hidroisomerização 222, 1-buteno é hidromerizado em 2-buteno. A corrente efluente do reator 224 é ventilada para remover hi- drogênio e outros não condensáveis na corrente 225 e é então combinada com uma corrente de reciclo de metátese 227 para formar uma corrente 226, que é alimentada a uma torre desisobutilenizadora 236. Acima do ponto de alimentação na torre desisobutilenizadora 236, na extremidade superior 237 da torre desisobutilenizadora, existe uma elevação na qual as concentrações de 1-buteno estão a um máximo, se nenhum arrasto lateral for incluído. Uma arrasto lateral superior 239 é posicionado nessa localização, formando a cor- rente de reciclo 218. A corrente de reciclo 218 é combinada com a corrente de alimentação 212 e entra no reator de hidroisomerização 222 como indi- cado acima. A corrente a montante 238 da torre desisobutilenizadora 236 contém isobutileno e isobutano e pequenas quantidades de 1-buteno e 2- buteno. A corrente a jusante 240 contém a maior parte de 2-buteno. Preferi- velmente, o teor de butadieno da corrente 240 é inferior a 50 partes por mi- lhão com base no peso e, mais preferivelmente, menos de 10 partes por mi- lhão com base no peso, uma vez que butadieno é um veneno para os catali- sadores de metátese. A corrente 240 opcionalmente é purificada em um ou mais leitos de proteção 243. Uma corrente de alimentação de etileno 242 é combinada com a corrente a montante 240 para formar uma corrente de ali- mentação de reator de metátese 244. Essa corrente entra no reator de metá- tese 246, onde 2-buteno e etileno reagem para formar uma corrente de pro- duto de metátese 248. A corrente de produto de metátese 248 contém propileno, bute- nos e hidrocarbonetos C5+. O propileno é separado dos hidrocarbonetos mais pesados no separador 250 e é removido como o produto na corrente 252. Os hidrocarbonetos C4, C5 e mais pesados são reciclados na corrente de reciclo de metátese 227 e são combinados com a corrente 224 para for- mar a corrente 226. A figura 4 ilustra um sistema 310 para produção de propileno a partir de uma corrente de C4. Uma corrente de alimentação de C4 312 é passada através de uma unidade de hidrogenação seletiva 313 que hidroge- na butadieno, produzindo uma corrente de alimentação de C4 de butadieno inferior 314. Uma corrente de hidrogênio 316 e uma corrente de reciclo 318 são combinadas com a corrente 314 para formar a corrente 320. A corrente 320 é alimentada a um reator de hidroisomerização de leito fixo 322 onde 1 - buteno é hidroisomerizado em 2-buteno. A alimentação dividida do hidrogê- nio ao reator de hidroisomerização e a inclusão de monóxido de carbono com o hidrogênio podem ser empregadas nessa concretização, bem como quaisquer concretizações das figuras 1 -4. A corrente de efluente do reator 324 é ventilada para remover hidrogênio e outros não condensáveis na corrente 325 e o restante é combi- nado com a corrente de reciclo de metátese 327 para formar a corrente 326, que é alimentada a uma torre de fracionamento 330. Na torre de fraciona- mento 330, os compostos de C4 são removidos da parte superior na corren- te 332 e compostos de C5+ são removidos como partes inferiores na corren- te 334. Um leito catalítico de hidrogenação 331, também conhecido como "leito de proteção" hidrogena o restante dos butadienos para formar butenos. A corrente 332 é subseqüentemente alimentada a uma torre de- sisobutilenizadora 336. Acima do ponto de alimentação na torre desisobuti- lenizadora 336, na extremidade superior 337 da torre desisobutilenizadora 336, próximo ou no local onde as concentrações de 1-buteno e butadieno estão em seu máximo, um arrasto lateral a montante 339 é posicionado, o arrasto lateral 339 formando a corrente de reciclo 318. A corrente de reciclo 318 é combinada com a corrente de alimentação 312 e entra no reator de hidroisomerização 322. A corrente a montante 338 da torre desisobutileniza- dora 336 contém isobutileno e isobutano e pequenas quantidades de 1 -bu- teno e 2-buteno. A corrente a montante 340 contém o 2-buteno. A corrente 340 opcionalmente é purificada em um ou mais leitos de proteção 343. Uma corrente de alimentação de etileno 342 é combinada com a corrente a mon- tante 340 para formar uma corrente de alimentação de reator de metátese 344. Essa corrente entra no reator de metátese 346, onde 2-buteno e etileno reagem para formar uma corrente de produto de metátese 348. A corrente de produto de metátese 348 contém propileno, bute- nos e hidrocarbonetos C5+. O propileno é separado dos hidrocarbonetos mais pesados no separador 350 e é removido com o produto na corrente 352. Os hidrocarbonetos mais pesados C4 e C5 são reciclados na corrente 327 e são combinados com a alimentação do desbutanizador a partir da cor- rente 324 (geralmente após ventilação) na corrente 326. A remoção de um arrasto lateral e reciclagem do arrasto lateral de volta para o reator de hidroisomerização provê várias vantagens de pro- cessamento. Primeiro, por remoção de 1 -buteno da parte superior da torre desisobutilenizadora e reciclagem do mesmo para o reator de hidroisomeri- zação, uma razão mais baixa de conversão de 1-buteno em 2-buteno pode ser empregada no reator de hidroisomerização, pelo que, resultando em uma razão mais baixa de conversão de butenos em butanos. Como resulta- do, mais butenos saem da torre desisobutilenizadora, resultando em uma razão mais alta de produção de propileno para uma dada quantidade de ali- mentação de C4, quando o sistema é seguido por uma reação de metátese.

Em segundo, por remoção do butadieno em uma corrente de reciclo, uma concentração menor de butadieno será encontrada na corrente da parte infe- rior. Essa redução no butadieno por sua vez reduz a fuligem do catalisador de metátese no reator de metátese. Em terceiro lugar, a corrente de reciclo faz com que uma proporção maior de 1-buteno seja reciclada ao invés de ser removida na parte superior da torre de fracionamento com o isobutileno e isobutano. Isso resulta em uma quantidade maior de 1 -buteno sendo conver- tida em 2-buteno no processo total. A invenção é especificamente útil para processamento de cor- rentes de C4 de craqueador de corrente e correntes de C4 de refinaria. Tipi- camente, as correntes de vapor de C4 de craqueador contêm quantidades apreciáveis de butadieno e portanto requerem a inclusão de uma unidade de hidrogenação seletiva para converter butadieno em butenos. As correntes de C4 de refinaria possuem um teor de butadieno baixo que pode ser proces- sado dentro da unidade de hidroisomerização e assim a inclusão de uma unidade de hidrogenação seletiva não é necessária. A inclusão de um fra- cionador a montante da torre desisobutilenizadora provê a remoção de mate- riais pesados que entram no sistema juntamente com os C4s. As correntes de C4 da refinaria freqüentemente contêm compostos de enxofre mais pe- sados incluindo dissulfeto de dimetila (DMDS) e dissulfeto de dietila (DEDS), ambos podendo ser removidos por uma primeira torre de fracionamento, conforme é mostrado nas figuras 2 e 4.

EXEMPLOS

Os exemplos mostram várias opções de processamento para uma corrente de alimentação de C4 simples possuindo a composição mos- trada abaixo na Tabela 1. Embora qualquer tipo de corrente de C4 possa ser usado na invenção, tais correntes tipicamente são geradas de uma corrente de C4 de craqueador de vapor, uma corrente de C4 de uma unidade FCC ou uma mistura das duas. O metano é metano solúvel de uma unidade de hidrogenação seletiva a montante, onde o butadieno foi reduzido de aproximadamente 45.000 pppm na alimentação para 1.300 pppm no efluente. O hidrogênio para aquela reação contém alguma quantidade de metano. Como resultado da etapa de hidrogenação seletiva, os 2-butenos totais possuem 26,63% em peso e o 1 -buteno possui 11,63% em peso. Isso resulta em uma razão de 2- buteno para 1-buteno de 2,29. Isso está longe da razão de equilíbrio de hi- droisomerização na temperatura do reator de hidroisomerização nominal de 60°C. A 60°C, a razão de equilíbrio de 2-buteno para 1-buteno é de 21,6. O hidrogênio usado nos exemplos consiste em uma mistura de 95% em peso de hidrogênio e 5% em peso de metano, com um peso molecular de 2,11.

No reator de hidroisomerização de leito fixo, o 1-buteno é reagi- do para formar 2-buteno e o butadieno restante é hidrogenado para 1- buteno. Existe também reação de 1-buteno na alimentação (e/ou formado de butadieno) para n-butano. A seletividade é definida como aquela porção de 1 -buteno convertida que é convertida em n-butano. Nesse exemplo específi- co, a mistura de equilíbrio de 1-buteno e 2-buteno resultaria na conversão de 84,9% de 1-buteno. Observe que a conversão completa não pode ser obtida em uma etapa simples devido à limitação do equilíbrio. A figura 5 mostra a conversão/seletividade para reação da cor- rente de C4 em relação a um reator de hidroisomerização contendo um cata- lisador de Pd suportado. A figura 5 mostra o desempenho quando se utiliza uma alimentação de hidrogênio pura, simples e o aperfeiçoamento que pode resultar do uso de quantidades menores de CO com hidrogênio injetado em pontos múltiplos de alimentação no reator de hidroisomerização. Quando um ponto de injeção de hidrogênio simples é empregado em um reator de hi- droisomerização de 3,05 m de comprimento x 1,37 m de diâmetro interno, a conversão no 1-buteno é de 65% com uma seletividade para n-buteno de 6,7%. A seletividade para buteno é definida como o butano total produzido, dividido pelo 1-buteno convertido. Conforme descrito acima, sob condições normais, o butano é formado simultaneamente conforme o 1 -buteno é hidroi- somerizado em 2-buteno. Quando duas alimentações de hidrogênio/CO são empregadas, a razão da reação é ligeiramente suprimida e a seletividade para butano é reduzida. Um reator de hidroisomerização de 4,57 m de com- primento x 1,37 m de diâmetro interno contendo mais catalisador é empre- gado e a conversão é aperfeiçoada para 79% com 5,4% de seletividade para n-butano. Para a carga de alimentação mostarda e para a temperatura do reator, a conversão de equilíbrio (sem hidrogenação) é de 84,9%. É importante definir a localização apropriada para o arrasto late- ral. A localização preferivelmente é o ponto de força de acionamento máxima para a reação de hidroisomerização. Essa localização é definida por consi- deração dos perfis da composição da torre usando apenas um leito fixo (sem arrasto lateral). O perfil da composição sobre a torre para o Exemplo 2 com um arrasto lateral de 0 é mostrado na figura 6. A figura 6 mostra a razão de 2-buteno para 1-buteno. Conforme pode ser visto, para a maior parte da tor- re, a razão está abaixo do equilíbrio, indicando reação favorável em potenci- al de 1-buteno em 2-buteno. A figura 7 mostra a "força de acionamento" conforme definida acima. Conforme pode ser visto, as localizações em potencial para remoção de um arrasto lateral estão entre os estágios 9 e 29 com localização ótima no estágio 18. Essa localização variará dependendo das especificidades da carga de alimentação e condições de operação de fracionamento. Contudo, é desejável que a localização esteja no ou próxima ao ponto de força de a- cionamento ótima com localizações preferidas possuindo forças de aciona- mento de pelo menos 85% da máxima e geralmente pelo menos 90% da máxima, conforme definido pelo perfil da composição sem arrasto lateral. A figura 8 mostra o impacto da razão de arrasto na composição de 1 -buteno na coluna de fracionamento. Um arrasto lateral maior resulta em uma concen- tração de 1 -buteno menor na parte superior da coluna.

Exemplo 1 (Comparativo) - Torre CD-DelB Convencional Uma simulação computadorizada sofisticada foi realizada, onde as correntes de alimentação possuindo a composição mostrada acima foram enviadas para três torres CD-DelB convencionais diferentes. Um total de 1,27 kg/s de buteno está na alimentação. Além disso, existem 2,80 kg/s de 2-buteno e 0,15 kg/s de butadieno. A primeira torre, Torre 1A, consistiu em 94 estágios de equilíbrio e uma razão de refluxo de 4,5 (refluxo para alimen- tação). Essa torre continha 10.696,16 kg de catalisador em 57,82 m3 de es- truturas de destilação catalítica. Isso representa uma velocidade espacial aproximada de 2,3 peso do catalisador por peso de 1-buteno alimentados à torre. O restante da torre foi preenchido com enchimento de fracionamento de alta eficiência. Hidrogênio foi adicionado abaixo dos leitos de catalisador e abaixo da alimentação para fornecer a hidrogenação necessária de buta- dieno e hidroisomerização de 1-buteno. A segunda torre, Torre 1B, consistiu em 129 estágios de equilíbrio e tinha uma razão de refluxo de 4,5 (refluxo para alimentação). Os trinta e cinco estágios adicionais ajudaram a obter a melhor separação. Essa torre também continha 10.696,16 kg de catalisador em 57,82 m3 de estruturas. O restante da torre foi preenchido com enchi- mento de fracionamento de alta eficiência. Hidrogênio foi adicionado para fornecer a hidrogenação necessária de butadieno e hidroisomerização de 1- buteno. A terceira torre, designada como Torre 1C, consistia em 94 estágios de equilíbrio e operou em uma razão de refluxo de 6,20 (refluxo para alimen- tação). O refluxo maior aperfeiçoou o fracionamento, porém requereu mais operações (reebulição e taxa de condensação). Essa torre também continha 10.696,16 kg de catalisador em 57,82 m3 de estruturas. O restante da torre foi preenchido com enchimento de fracionamento de alta eficiência. Hidrogê- nio foi adicionado para fornecer a hidrogenação necessária de butadieno e hidroisomerização de 1 -buteno.

Em uma torre CD-DelB da técnica anterior, fracionamento e hi- droisomerização prosseguiram em paralelo. Em relação aos vários estágios, o 1-buteno reage para formar 2-buteno enquanto simultaneamente, o 2- buteno se move a jusante por fracionamento e o 1-buteno se move a mon- tante por fracionamento. Assim, conforme a estrutura se move a montante através da torre, a mistura de reação se move continuamente para fora do equilíbrio por fracionamento e do equilíbrio da torre através da reação. A fim de obter uma conversão alta, vários estágios de reação são necessários pa- ra satisfazer os vários estágios de fracionamento. Isso resulta em uma gran- de quantidade de catalisador. Essa seqüência ocorre em todas três torres.

Em todas as três torres, a carga de alimentação é conforme mostrada na Tabela 1. Existe uma quantidade considerável de 1-buteno e butadieno na alimentação. É o objetivo do projeto produzir uma corrente da parte inferior contendo uma fração alta de 2-buteno e quantidade mínima de butadieno. Conforme discutido acima, o 1-buteno tende a se elevar na torre e o butadieno tende a se mover para baixo. Isso impacta o desempenho da torre, pelo que as condições de fracionamento devem ser variadas para ob- ter uma mistura com baixo teor de butadieno.

Conforme mostrado na tabela 2, na Torre 1A houve fraciona- mento insuficiente para obter uma recuperação alta de n-butenos na parte inferior, conforme desejado para um processo de metátese. Uma vez que a alimentação para a torre não é reagida, a razão de produto no espaço sus- penso precisou ser aumentada para mover o butadieno para cima da torre assim sobre o catalisador de hidrogenação/hidroisomerização. Isso foi ne- cessário para reduzir o butadieno no efluente para 10 ppm. Com o fluxo maior de produto no espaço suspenso 2-buteno significativo foi perdido no espaço suspenso. A recuperação foi de 76,1% da alimentação, como n- butenos na parte inferior quando satisfazendo um nível de butadieno baixo no produto da parte inferior. Também é importante observar que, quando o butadieno deve ser tracionado para o espaço suspenso, ocorre uma quanti- dade maior de hidrogenação em uma seletividade maior para butano. Isso é indesejável.

Na Torre 1B, vários estágios de fracionamento (129 versus 94) foram usados para aperfeiçoar a recuperação. A recuperação aumentou pa- ra 91%. Essa opção precisou de mais capital na torre de fracionamento. A torre 1C empregou refluxo para aperfeiçoar o desempenho de fracionamento. Nesse caso, uma razão de refluxo maior (6,2 versus 4,5) foi empregada. Isso aperfeiçoou a recuperação para 93,8%. Contudo, essa op- ção requereu mais custo de capital devido ao tráfego mais alto na torre sen- do necessário um diâmetro de torre maior. Adicionalmente, o requisito de energia foi maior devido às taxas de caldeira e condensador maiores.

Exemplo 2 - Arrasto Lateral da Torre Desisobutilenizadora Uma simulação computadorizada sofisticada foi realizada, na qual uma corrente de alimentação possuindo a mesma composição das cor- rentes de alimentação usadas no Exemplo Comparativo 1, foi enviada para uma unidade de hidroisomerização de leito fixo de 3,5 m de comprimento x 1,37 m de diâmetro interno. Conforme descrito acima, esse reator usou uma alimentação de hidrogênio simples e tinha uma conversão de 1-buteno de 66%. Seguindo-se o leito fixo, o efluente fluiu para uma torre de fraciona- mento para separar o isobutileno e isobutano de 2-buteno e n-butano. A tor- re seguindo-se o leito fixo consistia em 94 estágios teóricos com uma razão de refluxo de 4,5. O reator simulado era um leito fixo com 6,7% de seletivi- dade de 1-buteno para butano. As taxas da caldeira e condensador foram equivalentes aquelas da Torre CD-DelB 1A no Exemplo Comparativo 1, uma vez que eles são estabelecidas pela razão de refluxo. O processo resultou em uma conversão de 66% de 1-buteno (Exemplo Comparativo 2). Os resultados são mostrados na Tabela 3. Isso representa o desempenho do leito fixo da técnica anterior mais o sistema de fracionamento. Um total de 90,3% de bute- nos normais (1- e 2-butenos) é recuperado no produto da parte inferior. O processo acima foi repetido com a exceção de que um arrasto lateral foi removido da torre de fracionamento no estágio 18, em uma quanti- dade de 1,259 kg/s (Exemplo 2A) ou 2,519 kg/s (10 ou 4,5 pés) (Exemplos 2B-2C). Os resultados são mostrados na Tabela 3. Um arrasto lateral de 1,259 kg/s (10.000 lb)resultou em um aumento na quantidade de recupera- ção de n-buteno (incluindo 2-buteno) nas partes inferiores a partir de 90,33% a 93,87%. Esse é o resultado da conversão de 1-buteno maior que se tornou possível pelo reciclo do arrasto lateral. Um arrasto lateral de 2,519 kg/s (20.000 Ib) resultou em uma recuperação de n-buteno nas partes inferiores de 96,73% (Exemplo 2B). Contudo, o teor de isobutileno na parte inferior foi também relativamente alto em 17,87%. Para os dois casos possuindo um arrasto lateral de 2,519 kg/s (20.000 Ib) a diferença é a quantidade de do produto destilado que é obtida. Quanto a torre foi ajustada para ter um teor de 2,73% de isobutileno nas partes inferiores, a porcentagem de alimenta- ção de n-buteno nas partes inferiores foi de 92,55% (Exemplo 2C). A razão de produto destilado (espaço suspenso) controla a quantidade de isobutileno e butadieno que está no produto da parte inferior. A fim de obter uma quanti- dade inferior de isobutileno no produto da parte inferior, existem várias ope- rações. Um fluxo de produto destilado maior pode ser obtido, mais estágios podem ser empregados, ou mais refluxo pode ser usado. Todas são opções comercialmente úteis. Para esse exemplo, presume-se que a torre de fracio- namento permaneça com os mesmos 94 estágios teóricos e uma razão de refluxo fixa de 4,5. É importante observar que em todos os casos, o butadie- no é inferior aquele obtido sob condições semelhantes para CD-DeIB. Esse é o resultado da conversão de butadieno no reator de hidroisomerização a montante da torre de fracionamento.

Para todos os casos, a quantidade de catalisador necessário para todos os casos de leito fixo é consideravelmente reduzida daquela ne- cessária para a CD-DeIB. Conforme descrito, aquele sistema utiliza uma quantidade alta de catalisador em razão da natureza de sua seqüência de reação dentro da torre.

Exemplo 3 - Arrasto lateral da Torre Desisobutilenizadora Com- binado com Divisão da Alimentação de Hidrogênio e CO no Reator de Hi- droisomerizacão O procedimento do Exemplo Comparativo 2 foi repetido com a exceção de que uma alimentação combinada de hidrogênio e CO foi adicio- nada em dois locais diferentes ao longo do comprimento do reator de hidroi- somerização e o reator simulado era um leito fixo com 5,4% de saturação de 1-buteno.

Esse caso permite desempenho aperfeiçoado em relação ao Exemplo Comparativo 2. A recuperação é maior em condições de fraciona- mento equivalentes. Os volumes catalíticos são maiores refletindo a ativida- de ligeiramente reduzida, porém seletivamente maior devido ao uso de CO. O uso de duas correntes de H2/CO aumenta a recuperação para 93,8% (E- xemplo 3) de 90,3 (Exemplo 2) como um resultado de perdas menores de butenos em n-butano (seletividade aperfeiçoada). Embora esse Exemplo requeira mais catalisador que o Exemplo Comparativo 2, ambos os Exemplo Comparativo 2 e Exemplo 3 requerem quantidades catalíticas substancial- mente menores que os casos CD-DelB do Exemplo Comparativo 1. O procedimento do Exemplo 3 foi repetido com a exceção de que um arrasto lateral foi adicionado ao estágio 18 em uma quantidade de 1,259 kg/s. Esse arrasto lateral foi misturado com a corrente de alimentação de C4 e reinjetado ao reator de hidroisomerização. O uso do arrasto lateral aumento a porcentagem de recuperação de n-butenos na parte inferior a partir de 93,82% (Exemplo 3) para 96,21% (Exemplo 3A). O procedimento do Exemplo 3A foi repetido com a exceção de que o arrasto lateral no estágio 18 foi aumentado para uma quantidade de 2,519 kg/s. Esse arrasto lateral foi misturado com corrente de alimentação de C4 e reinjetado no reator de hidroisomerização. O uso do arrasto lateral aumentado incrementou a porcentagem de recuperação de n-butenos na parte inferior a partir de 96,21% (Exemplo 3A) para 97,72% (Exemplo 3B).

Observe que sob especificações idênticas de operação de torre (Exemplos 3, 3A e 3B), o Exemplo 3B resultou em um incremento em isobutileno na parte inferior aumentando para mais de 17%. Em alguns casos, isso é inde- sejável para processamento a jusante. O procedimento do Exemplo 3B foi repetido com a exceção de que um arrasto lateral foi adicionado no estágio 18, em uma quantidade de 2,519 kg/s (20.000 Ib) e a torre foi ajustada para ter 2,85% em peso de teor de isobutileno na parte inferior. O arrasto lateral foi misturado com a corrente de alimentação de C4 e reinjetado no reator de hidroisomerização. Em apro- ximadamente o mesmo isobutileno no produto da parte inferior, o uso do ar- rasto lateral aumentou a porcentagem de recuperação de n-butenos na parte inferior de 93,82% (Exemplo 3A) para 95,08% (Exemplo 3C). Observe, con- tudo, que aumentando o fluxo de produto no espaço suspenso para recupe- rar mais isobutileno no espaço suspenso, a recuperação líquida de n- butenos no produto da parte inferior sofre queda de 97,72% para 95,08%.

Os resultados são mostrados na Tabela 4.

Conforme pode ser visto, o uso de um arrasto lateral resultou em recuperação de n-buteno maior que nos casos com um leito fixo apenas, seguido por uma torre convencional sem arrasto lateral (Exemplo Compara- tivo 2) ou um CD-DelB sozinho (Exemplo 1). Em todos os casos, os custos do catalisador para as opções de leito fixo são menores que para o CD- DelB.

Claims (22)

1. Processo para conversão preferencial em 2-buteno de uma corrente de C4 contendo 1 -buteno e 2-buteno, compreendendo: mistura da corrente de C4 com uma primeira corrente de hidro- gênio para formar uma corrente de alimentação, hidroisomerização da corrente de alimentação na presença de um catalisador de hidroisomerização, a fim de converter pelo menos uma porção do 1-buteno em 2-buteno, pelo que produzindo um efluente de hi- droisomerização, passagem do efluente de hidroisomerização através de uma co- luna de fracionamento para formar uma corrente da parte superior compre- endendo isobutano e isobutileno e uma corrente da parte inferior compreen- dendo 2-buteno, retirada de uma corrente de reciclo da coluna de fracionamento em uma localização acima do ponto de alimentação, onde a razão em peso de 1 -buteo em 2-buteno é alta, e combinando a corrente de reciclo com pelo menos uma corrente de C4 e a corrente de alimentação a montante do catalisador de hidroisome- rização.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, onde a corrente de C4 compreende adicionalmente butadieno, compreendendo adicionalmente hidrogenação da corrente de C4 antes ou durante mistura da corrente de C4 com a primeira corrente de hidrogênio para reduzir o teor de butadieno da corrente de C4 para não mais de cerca de 1% em peso.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, onde a corrente de reciclo é misturada com a corrente de C4 após hidrogenação.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, onde a corrente de reciclo é retirada na elevação da coluna na qual a concentração de 1-buteno estaria a um máximo, se nenhuma corrente de reciclo fosse retirada.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente mistura da corrente da parte inferior com um reagente de metátese apropriado para formar uma corrente de alimentação de metátese, e alimentação da corrente de alimentação de metátese a um reator de metá- tese e reagindo o 2-buteno com o reagente de metátese para formar um produto de metátese.

6. Processo de acordo com a reivindicação 2, compreendendo adicionalmente, mistura da corrente da parte inferior com um reagente de metátese apropriado para formar uma corrente de alimentação de metátese, e alimentação da corrente de alimentação de metátese a um reator de metá- tese e reação de 2-buteno com o reagente de metátese para formar um pro- duto de metátese.

7. Processo de acordo com a reivindicação 5, onde o reagente de metátese compreende etileno e o produto de metátese compreende pro- pileno.

8. Processo de acordo com a reivindicação 3, onde a corrente de C4 inclui C5 e/ou componentes mais pesados, compreendendo adicional- mente remoção de C5 e/ou componentes mais pesados do efluente de hi- droisomerização, antes de passar o efluente de hidroisomerização através da coluna de fracionamento.

9. Processo de acordo com a reivindicação 5, compreendendo adicionalmente purificação de uma dentre corrente da parte inferior e corren- te de alimentação de metátese, antes da alimentação da corrente de alimen- tação de metátese ao reator de metátese.

10. Processo de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente alimentação de uma segunda corrente de hidrogênio ao rea- tor de hidroisomerização em um local a jusante do ponto de alimentação da primeira corrente de hidrogênio.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, compreendendo adicionalmente alimentação de uma terceira corrente de hidrogênio ao reator de hidroisomerização em um local a jusante do ponto de alimentação da se- gunda corrente de hidrogênio.

12. Processo de acordo com a reivindicação 1, onde a primeira corrente de hidrogênio compreende, adicionalmente, monóxido de carbono.

13. Processo de acordo com a reivindicação 10, onde pelo me- nos uma das primeira e segunda correntes de hidrogênio compreende adi- cionalmente monóxido de carbono.

14. Processo de acordo com a reivindicação 11, onde pelo me- nos uma das primeira, segunda e terceira correntes de hidrogênio compre- ende monóxido de carbono.

15. Processo de acordo com a reivindicação 5, onde a primeira corrente de hidrogênio compreende adicionalmente monóxido de carbono.

16. Processo de acordo com a reivindicação 5, compreendendo adicionalmente separação do produto de metátese dos componentes mais pesados e combinação da corrente de componente pesado com o efluente de hidroisomerização.

17. Processo de acordo com a reivindicação 1, onde a corrente de reciclo é retirada na elevação da coluna de fracionamento, onde a força de acionamento para a hidroisomerização de 1 -buteno em 2-buteno seria de pelo menos 85% da força de acionamento máxima dentro da coluna, se ne- nhuma corrente de reciclo fosse retirada.

18. Processo de acordo com a reivindicação 1, onde a corrente de reciclo é retirada na elevação da coluna de fracionamento, onde a força de acionamento para a hidroisomerização de 1-buteno em 2-buteno seria de pelo menos 90% da força de acionamento máxima dentro da coluna, se ne- nhuma corrente de reciclo fosse retirada.

19. Processo de acordo com a reivindicação 1, onde o catalisa- dor de hidroisomerização no reator de hidroisomerização de leito fixo com- preende um metal do grupo VIII em um suporte.

20. Processo de acordo com a reivindicação 19, onde o catalisa- dor de hidroisomerização inclui um aditivo selecionado do grupo consistindo em ouro, prata e metais alcalinos.

21. Processo para produção de propileno de uma corrente de C4 contendo butadieno, 1-buteno e 2-buteno, compreendendo: mistura da corrente de C4 com uma primeira corrente de hidro- gênio para hidrogenar butadieno e formar uma corrente de alimentação pos- suindo um teor de butadieno de não mais de cerca de 1 % em peso, hidroisomerização da corrente de alimentação na presença de um catalisador de hidroisomerização, a fim de converter pelo menos uma porção do 1-buteno em 2-buteno, pelo que, produzindo um efluente de hi- droisomerização, passagem do efluente de hidroisomerização através de uma co- luna de fracionamento para formar uma corrente da parte superior compre- endendo isobutano e isobutileno e uma corrente da parte inferior compreen- dendo 2-buteno, retirada da corrente de reciclo da coluna de fracionamento em uma localização na coluna onde a razão em peso de 1-buteno para 2-buteno está a um máximo, combinação da corrente de reciclo com pelo menos uma dentre corrente de C4 e a corrente de alimentação a montante do catalisador de hidroisomerização, mistura da corrente da parte inferior com etileno para formar uma corrente de alimentação de metátese, e alimentação da corrente de alimentação de metátese a um rea- tor de metátese e reação de 2-buteno com o etileno para formar propileno.

22. Aparelho para a conversão preferencial em 2-buteno de uma corrente de alimentação contendo hidrogênio e compostos de C4 incluindo 1 -buteno e 2-buteno, compreendendo: um reator de hidroisomerização configurado para conter um ca- talisador de hidroisomerização para conversão de pelo menos uma porção do 1 -buteno na corrente de alimentação em 2-buteno, uma coluna de fracionamento para separação da corrente de alimentação hidroisomerizada em uma corrente da parte superior compreen- dendo isobutano e isobutileno e uma corrente da parte inferior compreen- dendo 2-buteno, um arrasto lateral próximo à parte superior da coluna de fracio- namento para remoção de uma corrente de reciclo, e uma entrada de reciclo para combinar a corrente de reciclo com a corrente de alimentação a jusante do catalisador de hidroisomerização.