BRPI0620461A2 - processo e sistema para a produção de olefinas leves a partir de uma carga de alimentação contendo oxigenado - Google Patents
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Abstract
PROCESSO E SISTEMA PARA A PRODUçãO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DE UMA CARGA DE ALIMENTAçãO CONTENDO OXIGENADO.Processamento melhorado de uma carga de alimentação contendo oxigenado para a produção ou rendimento aumentado de olefinas leves, particulamente para o rendimento relativo aumentado de propileno.Tal processamento envolve a conversão de oxigênado em olefinas e subseqüente tratamento da corrente efluente de conversão de oxigenado incluindo a isomerização de pelo menos uma parte dos 1-butenos em 2-butenos e metátese de pelo menos uma parte dos 2-butenos para produzir propileno adicional.
Description
"PROCESSO E SISTEMA PARA A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DE UMA CARGA DE ALIMENTAÇÃO CONTENDO OXIGENADO"
A invenção diz respeito de uma forma geral à conversão de oxigenados em olefinas, mais particularmente, em olefinas leves.
Uma parte principal da indústria petroquímica mundial está envolvida com a produção de materiais de olefina leve e seu subseqüente uso na produção de numerosos produtos químicos importante através da polimerização, oligomerização, alquilação e outras reações químicas bem conhecidas. As olefinas leves incluem, etileno, propileno e misturas destes. Estas olefinas leves são blocos de reforço essenciais para as indústrias petroquímicas e químicas modernas. A fonte principal para estes materiais de refino para os dias de hoje é o fracionamento de vapor dos suprimentos de petróleo. Por várias razões incluindo as considerações geográficas, econômicas, políticas e fornecimento reduzido, a técnica tem a muito tempo procurado uma fonte diferente de petróleo com relação as quantidades maciças de matérias primas que são necessárias para fornecer a demanda para estes materiais de olefina leve.
A busca por materiais alternativos para a produção de olefina leve tem levado ao uso de oxigenados tais como álcoois e, mais particularmente, ao uso de metanol, etanol e álcoois superiores ou seus derivados tais como éter dimetílico, éter dietílico, etc., por exemplo. As peneiras moleculares tais como zeólito cristalino microporoso e catalisadores não zeolíticos, particularmente silicoaluminofosfatos (SAPO), são conhecidos de promover a conversão de oxigenados em misturas de hidrocarboneto, particularmente misturas de hidrocarboneto compostas basicamente de olefinas leves.
Tal processamento de oxigenados para formar olefinas leves é comumente referido como um processo de metanol para olefina (MTO), como metanol isolado ou juntamente com outros materiais de oxigenado tais como éter dimetílico (DME) é tipicamente um material de oxigenado mais comumente empregado nesse particular. Na prática, tais disposições de processamento de conversão de oxigenado comumente produzem etileno e propileno como produtos principais e, como sendo o único processamento, pode alcançar relações de produto de propileno para etileno de até 1,4. Além da produção de etileno e propileno como produtos principais, tal processamento também tipicamente produz ou resulta em quantidades relativas menores de correntes de hidrocarboneto C4 e mais pesado altamente olefmicas.
Comumente designada, a US 5.990.369 de Barger et al., cuja divulgação inteira é aqui incorporada por referência, divulga um processo para a produção de olefinas leves compreendendo olefinas tendo de 2 a 4 átomos de carbono per molécula de uma carga de alimentação de oxigenado. O processo compreende passar a carga de alimentação de oxigenado em uma zona de conversão de oxigenado contendo um catalisador de aluminofosfato de metal para produzir uma corrente de olefina leve. A corrente de olefma leve é fracionada e uma parte dos produtos é submetida a metátese para intensificar o rendimento dos produtos de etileno, propileno e/ou butileno. O propileno pode ser submetido a metátese para produzir mais etileno, ou uma combinação de etileno e buteno pode ser submetida a metátese para produzir mais propileno. A combinação de produção de olefma leve e metátese, ou desproporção é divulgada como fornecendo flexibilidade tal como para superar as limitações de equilíbrio do catalisador de aluminofosfato de metal na zona de conversão de oxigenado. Além disso, a sua invenção é divulgada como fornecendo a vantagem de duração prolongada do catalisador e maior estabilidade do catalisador na zona de conversão de oxigenado.
Embora tal processamento possa desejavelmente resultar na formação de quantidades relativas aumentadas de propileno, outras melhoras tais como para ainda mais intensificar a quantidade relativa de produção e recuperação de propileno, são desejadas e têm sido buscadas.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO Um objetivo geral da invenção é fornecer ou resultar em processamento melhorado de uma carga de alimentação contendo oxigenado para olefinas leves.
Um objetivo mais específico da invenção é superar um ou mais problemas descritos acima.
O objetivo geral da invenção pode ser alcançado, pelo menos em parte, através de um processo específico para a produção de olefinas leves de uma carga de alimentação contendo oxigenado. De acordo com uma forma de realização preferida, um tal processo envolve o contato da carga de alimentação contendo oxigenado em um reator de conversão de oxigenado com um catalisador de conversão de oxigenado e nas condições de reação eficazes para converter a carga de alimentação contendo oxigenado para formar uma corrente efluente de conversão de oxigenado compreendendo olefinas leves e hidrocarbonetos C4+, em que as olefinas leves compreendem etileno e os hidrocarbonetos C4+ compreendem uma quantidade de butenos incluindo uma quantidade de 1-butenos. A corrente efluente de conversão de oxigenado é tratada e forma uma primeira corrente de processo compreendendo pelo menos uma parte da quantidade de butenos incluindo 1- butenos a partir da corrente efluente de conversão de oxigenado. Pelo menos uma parte da quantidade de 1-butenos da primeira corrente de processo é isomerizada para formar uma corrente isomerizada que compreende uma quantidade de 2-butenos. Pelo menos uma parte da quantidade de 2-butenos da corrente isomerizada é colocada em contato com etileno em uma zona de metátese em condições eficazes para produzir uma corrente efluente de metátese compreendendo propileno com pelo menos uma parte deste propileno desejavelmente recuperada. I
A técnica anterior geralmente falha em fornecer esquemas e disposições de processamento para a conversão de uma carga de alimentação contendo oxigenado em olefinas que minimiza a produção de propileno tanto em grande parte quanto possa ser desejado. Além do mais, a técnica anterior geralmente falha em fornecer um esquema e disposição de processamento tão eficaz e eficiente quanto pode ser desejado em aumentar o rendimento relativo de propileno em associação com a conversão de materiais de oxigenado de olefinas leves.
Um processo para a produção de olefinas leves de uma carga de alimentação contendo oxigenado de acordo com uma outra forma de realização envolve o contato de uma carga de alimentação contendo oxigenado em um reator de conversão de oxigenado com um catalisador de conversão de oxigenado e em condições de reação eficazes para converter a carga de alimentação contendo oxigenado para formar uma corrente efluente de conversão de oxigenado compreendendo olefinas leves e hidrocarbonetos C4+. As olefinas leves desejavelmente incluem etileno. Os hidrocarbonetos C4+ desejavelmente incluem uma quantidade de butenos incluindo uma quantidade de 1-butenos e uma quantidade de 2-butenos. A corrente efluente de conversão de oxigenado é tratada e forma uma primeira corrente de processo consistindo essencialmente de pelo menos uma parte dos 1-butenos da corrente efluente de conversão de oxigenado e uma segunda corrente do processo que compreende pelo menos uma parte do etileno da corrente efluente de conversão de oxigenado. Pelo menos uma parte dos 1-butenos da primeira corrente do processo é isomerizada para formar uma corrente isomerizada compreendendo 2-butenos. De acordo com uma forma de realização particular, a corrente isomerizada contém pelo menos 8 moles de 2- buteno per mol de 1-buteno. Pelo menos uma parte dos 2-butenos da corrente isomerizada é submetida a metátese com pelo menos uma parte do etileno da segunda corrente do processo em uma zona de metátese em condições eficazes para produzir uma corrente efluente de metátese que compreende propileno. O propileno pode então ser apropriadamente recuperado.
É também fornecido um sistema para a produção de olefinas leves a partir de uma carga de alimentação contendo oxigenado. De acordo com uma forma de realização preferida, um tal sistema inclui um reator para o contato de uma carga de alimentação contendo oxigenado com um catalisador de conversão de oxigenado e conversão da carga de alimentação contendo oxigenado para formar uma corrente efluente de conversão de oxigenado que compreende olefinas leves e hidrocarbonetos C4+, em que as olefinas leves compreendem etileno e os hidrocarbonetos C4+ compreendem uma quantidade de butenos incluindo uma quantidade de 1-butenos. Uma zona de tratamento é fornecida para o tratamento da corrente efluente de conversão de oxigenado e formação de uma primeira corrente de processo compreendendo pelo menos uma parte da quantidade de butenos incluindo 1-butenos a partir da corrente efluente de conversão de oxigenado. Uma zona de isomerização é fornecida para a isomerização de pelo menos uma parte da quantidade de 1-butenos da primeira corrente do processo para formar uma corrente isomerizada que compreende uma quantidade de 2-butenos. O sistema para a produção de olefinas leves a partir de uma carga de alimentação contendo oxigenado ainda inclui uma zona de metátese para o contato de pelo menos uma parte da quantidade de 2-butenos da corrente isomerizada com etileno para produzir uma corrente efluente de metátese que compreende propileno. Uma zona de recuperação é fornecida para a recuperação de propileno a partir do efluente de metátese.
Como aqui usado, referências às "olefinas leves" devem ser
entendidas para de uma forma geral se referir às olefinas C2 e C3, isto é, etileno e propileno, isoladamente ou em combinação.
Outros objetivos e vantagens serão evidentes para aqueles versados na técnica a partir da seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com as reivindicações anexas e desenhos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A FIG. 1 é um diagrama de fluxo esquemático do processo simplificado que ilustra um processo para a conversão de oxigenados em olefinas e que emprega uma zona de isomerização de buteno, para intensificar a quantidade relativa de 2-buteno, e uma zona de metátese, para intensificar o rendimento de propileno, de acordo com uma forma de realização preferida.
A FIG. 2 é um diagrama de fluxo do processo esquemático simplificado que ilustra um processo para a conversão de oxigenados em olefinas e que emprega uma zona de isomerização de buteno, para intensificar a quantidade relativa de 2-buteno, e uma zona de metátese, para intensificar o rendimento de propileno, de acordo com uma outra forma de realização preferida.
A FIG. 3 é um diagrama de fluxo do processo esquemático simplificado que ilustra um processo para a conversão de oxigenados em olefinas e que emprega uma zona de isomerização de buteno, para intensificar a quantidade relativa de 2-buteno, e uma zona de metátese, para intensificar o rendimento de propileno, de acordo com mais uma outra forma de realização preferida.
A FIG. 4 é um diagrama de fluxo do processo esquemático
simplificado que ilustra um processo para a conversão de oxigenados em olefinas e que emprega uma zona de isomerização de buteno, para intensificar a quantidade relativa de 2-buteno, e uma zona de metátese, para intensificar o rendimento de propileno, de acordo com ainda mais outra forma de realização preferida.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
A carga de alimentação contendo oxigenado pode ser convertida em olefinas leves em uma reação catalítica e hidrocarbonetos mais pesados (por exemplo, hidrocarbonetos C4+) formados durante tal processamento e subseqüentemente tratada tal que pelo menos uma parte da quantidade de 1-butenos formados após tal conversão é subseqüentemente isomerizada para formar uma corrente contendo 2-butenos. Tais 2-butenos podem então ser submetidos a metátese com etileno para produzir propileno adicional.
Como será observado, tal processamento pode ser incorporado em uma variedade de disposições de processamento. Como representativo, a FIG. 1 ilustra um diagrama de fluxo do processo esquemático simplificado para um esquema de processo, geralmente designado pelo numerai de referência 10, para a conversão de oxigenados em olefmas e empregando uma zona de metátese para intensificar o rendimento de propileno, de acordo com uma forma de realização preferida.
Mais particularmente, uma carga de alimentação ou corrente de alimentação contendo oxigenado 12 tal como geralmente composta de oxigenados leves tais como um ou mais de metanol, etanol, éter dimetílico, éter dietílico, ou misturas destes, é introduzida em uma zona de conversão de oxigenado ou seção de reator 14 em que a carga de alimentação contendo oxigenado entra em contanto com um catalisador de conversão de oxigenado em condições de reação eficazes para converter a carga de alimentação contendo oxigenado para formar uma corrente efluente de conversão de oxigenado que compreende hidrocarbonetos de gás combustível, olefinas leves e hidrocarbonetos C4+, em uma maneira como é conhecida na técnica, tal como, por exemplo, utilizando um reator de leito fluidizado.
Como será observado por aqueles qualificados na técnica e guiados pelos ensinamentos aqui fornecidos, uma tal carga de alimentação pode ser metanol de grau comercial, metanol bruto ou qualquer pureza de metanol entre estes. O metanol bruto pode ser um produto não refinado de uma unidade de síntese de metanol. Aqueles versados na técnica e guiados pelos ensinamentos aqui fornecidos entenderão e observarão que no interesse dos fatores tais como estabilidade de catalisador melhorada, as formas de realização que utilizam suprimentos de metanol de pureza mais elevada podem ser preferidas. Assim, os suprimentos adequados em tais formas de realização podem compreender metanol ou uma mistura de metanol e água, com possíveis tais suprimentos tendo um teor de metanol entre 65 % e 100 % em peso, preferivelmente um teor de metanol entre 80 % e 100 % em peso e, de acordo com uma forma de realização preferida, um teor de metanol entre 95 %e 100% em peso.
Uma corrente de alimentação da unidade de metanol para olefina pode compreender entre 0 e 35 % em peso e mais preferivelmente entre 5 e 30 % em peso de água. O metanol na corrente de alimentação pode compreender entre 70 e 100 % em peso e mais preferivelmente entre 75 e 95 % em peso da corrente de alimentação. O etanol na corrente de alimentação pode compreender entre 0,01 e 0,5 % em peso e mais tipicamente entre 0,1 e 0,2 % em peso da corrente de alimentação embora concentrações mais elevadas podem ser benéficas. Quando o metanol for o componente principal na corrente de alimentação, os álcoois superiores na corrente de alimentação podem compreender entre 200 e 2000 pppm e mais tipicamente entre 500 e 1500 pppm. Adicionalmente, quando o metanol for o componente principal na corrente de alimentação, o éter dimetílico na corrente de alimentação pode compreender entre 100 e 20.000 pppm e mais tipicamente entre 200 e 10.000 pppm.
A invenção, no entanto, também contempla e abrange as formas de realização em que a carga de alimentação contendo oxigenado inclui éter dimetílico, ou isoladamente ou em combinação com água, metanol ou em combinação tanto com água quanto com metanol, por exemplo. A invenção especificamente abrange as formas de realização em que a carga de alimentação contendo oxigenado é principalmente éter dimetílico e, em certas formas de realização, em que a carga de alimentação contendo oxigenado é essencialmente éter dimetílico, ou isoladamente ou com não mais do que quantidades não substanciais de outros materiais de oxigenado.
As condições de reação para a conversão de oxigenados em olefinas leves são conhecidas daqueles versados na técnica. Preferivelmente, de acordo com as formas de realização particulares, as condições de reação compreendem uma temperatura entre 200 0 e 700 0C, mais preferivelmente entre 300 0 e 600 0C5 e o mais preferível entre 400 0 e 550 0C. Além disso, as pressões de operação de reator tipicamente são preferíveis superatmosféricas e tais como geralmente na faixa de 10 psig a 100 psig (cerca de 69 kPa man a 689 kPa man), como pode ser requerido para ajustar pressão suficiente na
sucção do compressor.
Como será observado por aqueles versados na técnica e guiados pelos ensinamentos aqui fornecidos, as condições de reação são geralmente variáveis tais como dependentes dos produtos desejados. Por exemplo, se a produção aumentada de etileno for desejada, então a operação em uma temperatura de reator entre 475 0 e 550 0C e mais preferivelmente entre 500 0 e 520 0C, pode ser preferida. Se a produção aumentada de propileno for desejada, então a operação em uma temperatura de reação entre 350 0 e 475 0C e mais preferivelmente entre 400 0 e 430 0C pode ser preferida. Além disso, as pressões mais elevadas tendem a produzir levemente mais propileno em relação ao etileno.
As olefinas leves produzidas podem ter uma relação de etileno para propileno entre 0,5 e 2,0 e preferivelmente entre 0,75 e 1,25. Sem uma relação mais elevada de etileno para propileno for desejada, então a temperatura de reação é de uma forma geral desejavelmente mais elevada do que se uma relação mais baixa de etileno para propileno for desejada. De acordo com uma forma de realização preferida, uma faixa de temperatura de alimentação entre 120 0C e 210 0C é preferível. De acordo com uma outra forma de realização preferida uma faixa de temperatura de alimentação entre 180 °e 210 0C é preferível. De acordo com uma forma de realização preferida, a temperatura é desejavelmente mantida abaixo de 210 0C para evitar ou
minimizar a decomposição térmica.
A seção de reator de conversão de oxigenado 14 produz ou resulta em um produto de conversão de oxigenado ou corrente efluente 16 tal como geralmente compreendendo hidrocarbonetos de gás combustível, olefinas leves, e hidrocarbonetos C4+- A corrente efluente de conversão de oxigenado 16 é passada para uma zona de tratamento de corrente efluente de conversão de oxigenado, geralmente designada pelo numerai de referência 20. A zona de tratamento 20 inclui uma zona de separação de água 22. Na zona de separação de água 22, o efluente do reator sofre separação tal como por ser extinta com água e depois cintilada em uma temperatura de separação que é mais baixa do que a temperatura do reator para fornecer uma corrente efluente de vapor 24 e uma corrente de água 26. A corrente de água 26 pode ser ainda despojada embora não mostrado na FIG. 1 para remover os oxigenados para reciclo na zona de reação de conversão de oxigenado 14 e a corrente de água despojada 26 ou parte desta pode ser usada para gerar vapor para uso em um reformador de vapor de extremidade frontal (se um reformador de vapor for usado para gerar o gás de síntese a partir do gás natural); alternativamente, a água pode ser tratada e usada para a preparação de água de esfriamento, irrigação ou outros usos desejados.
A corrente efluente de vapor 24 pode ser ainda processada tal como através de uma seção de compressor 28 tal como composta de um ou mais estágios de compressor e, embora não mostrado na FIG. 1, a corrente efluente de vapor 24 pode ser ainda processada tal como pela absorção de oxigenados mediante o uso de absorvente de água ou metanol com o absorvente subseqüentemente sendo despojado de oxigenado para regenerar o absorvente enquanto recicla os oxigenados na zona de reação 14. A corrente de produto de oxigenado-olefma insuficiente pode depois ser convencionalmente lavada com uma solução cáustica para neutralizar quaisquer gases ácidos antes da passagem de uma tal corrente efluente comprimida 30 em uma zona de fracionamento C2 32. Na zona de fracionamento C2 32, a corrente efluente comprimida 30 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de extremidades leves 34 que compreende menos C2 e
uma corrente acrescida de C3 36.
A corrente de extremidades leves 34 é passada em uma zona desmetanizadora 40. Na zona desmetanizadora 40, a corrente de extremidades leves 34 é fracionada tal como por métodos de destilação convencionais tais como para fornecer uma corrente suspensa 42 compreendendo metano e possivelmente também alguma espécie inerte (N2, COs etc.) e uma corrente inferior C2 desmetanizada 43 que compreende componentes mais pesados do que o metano, tal como etano e etileno. A corrente 42, ou parte desta e dependendo de sua composição, pode ser reciclada na unidade de extremidade frontal para produzir gás de síntese. Alternativamente, a corrente 42 ou parte
desta pode ser usada como combustível.
A corrente de C2 desmetanizada 43 é passada em um divisor C2 44. No divisor C2 44, a corrente de C2 desmetanizada 43 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de produto de etileno suspensa 46 tal como geralmente composta de etileno e uma corrente inferior 50 tal como geralmente composta de etano. Uma tal corrente inferior contendo etano ou uma parte desta pode ser reciclada na unidade de gás de síntese de extremidade frontal ou, se tal unidade não for facilmente disponível ou acessível, pode ser usada como combustível.
A corrente acrescida de C3 36 é passada em uma zona de tratamento de retirada de propano 52. Na zona de tratamento de retirada de propano 52, a corrente acrescida de C3 36 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais tais como para fornecer uma corrente suspensa 54 compreendendo materiais de C3 e uma corrente despropanizada 56 geralmente compreendendo componentes acrescidos de C4. A corrente de material de C3 54 é passada em um divisor de C3 60. No divisor de C3 60, a corrente de material de C3 54 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de produto de propileno suspensa 62 tal como geralmente composta de propileno e uma corrente inferior 64 tal como geralmente composta de propano. Similar à corrente inferior contendo etano descrita acima, uma tal corrente inferior contendo propano ou uma parte desta pode ser reciclada na unidade de gás de síntese de extremidade frontal ou, se tal unidade não estiver facilmente disponível, pode ser usada como combustível.
A corrente despropanizada 56 é passada em uma zona de fracionamento C4 66. Na zona de fracionamento C4 66, a corrente despropanizada 56 é fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de buteno misturada 70, rica em n- butenos e tendo um teor de isobutileno baixo, tal como geralmente composto de 1-buteno e 2-buteno, tal como em uma mistura em equilíbrio, e uma corrente acrescida de C4 72 geralmente compreendendo componentes
acrescidos de C4 diferentes de buteno.
Em geral, as unidades de MTO produzem quantidades
relativamente pequenas de C5 e compostos mais pesados. Na prática, uma tal corrente acrescida de C4 ou uma parte desta pode ser usada como combustível. Por exemplo, para localizações na proximidade das refinarias, tais materiais ou partes selecionadas destes podem ser misturados no tanque de gasolina. Alternativamente e tal como dependendo das especificações quanto ao teor de olefma na alimentação para a unidade de gás de síntese, uma tal corrente acrescida de C4 ou uma parte desta pode ser reciclada na unidade de gás de síntese de extremidade frontal. Foi observado que a reação de metátese de butenos com etileno sobre um catalisador de metátese para produzir propileno, é favorecida onde os butenos estão na forma de 2-butenos diferentes de 1-butenos. Assim, de acordo com uma forma de realização preferida, e como descrito com maiores detalhes abaixo, a corrente de buteno misturada 70, ou pelo menos uma parte desta, é passada em uma zona de isomerização 76 para a isomerização de pelo menos uma parte da quantidade de 1-butenos nela contida para formar uma corrente isomerizada 80 compreendendo uma quantidade aumentada de 2-butenos. Como será observado, tal isomerização de 1-butenos em 2-
butenos pode desejavelmente ocorrer sobre um catalisador de isomerização adequado nas condições de reação de isomerização selecionadas. A reação de isomerização de 1-buteno em 2-buteno é realmente uma hidroisomerização como é geralmente conduzida na presença de uma atmosfera de hidrogênio para facilitar a migração de ligação dupla, mas tal que o uso de hidrogênio é minimizada para evitar as reações colaterais de hidrogenação indesejáveis. Os catalisadores tipicamente empregados em tal processamento são comumente baseados em metais nobres (paládio, ródio, platina, etc.) depositados em um suporte de alumina inerte; o paládio é normalmente preferível. As condições de reação típicas e usuais podem envolver uma temperatura de 100 0 a 150 0C e tipicamente uma pressão de 1,5 a 2 MPa (215 a 300 psia). A alimentação no reator de hidroisomerização é geralmente pré-aquecida pela troca com o efluente do reator e pelo vapor. Uma tal alimentação aquecida depois entra no reator, que tipicamente opera em uma fase misturada com um ou mais leitos de catalisador. Após o esfriamento, os produtos de isomerização são tipicamente cintilados para remover o gás de hidrogênio em excesso. A temperatura de reação é geralmente selecionada de modo a maximizar a conversão em 2-buteno (favorecida pelas temperaturas baixas) embora ainda tendo uma taxa razoável de reação; em conseqüência é comumente desejável operar em uma temperatura de menos do que 150 0C. Desej avelmente, a corrente isomerizada conterá 2-buteno e 1-buteno em uma relação molar de pelo menos 8, por exemplo, pelo menos 8 moles de 2-buteno per mol de 1- buteno, e, de acordo com pelo menos certas formas de realização preferidas uma relação molar maior do que 10, por exemplo, mais do que 10 moles de 2- buteno per mol de 1-buteno. Se fracionado, o 1-buteno residual (mais leve do que o 2-buteno) pode ser reciclado no reator de isomerização.
Pelo menos uma parte da corrente isomerizada 80 e uma quantidade de etileno, como mostrado pela corrente do processo 82, tal como uma parte da corrente de produto de etileno suspensa descrita acima 46 através da linha 83, são introduzidas em uma zona de metátese 84 e sob condições eficazes para produzir uma corrente efluente de metátese 86
compreendendo propileno.
A reação de metátese pode de uma forma geral ser realizada
sob condições e emprega catalisadores tais como são conhecidos na técnica. De acordo com uma forma de realização preferida, um catalisador de metátese tal como contendo uma quantidade catalítica de pelo menos um oxido de molibdênio e óxido de tungstênio é adequado para a reação de metátese. As condições para a reação de metátese geralmente incluem a temperatura de reação variando de 20 0 a 450 0C, preferivelmente de 250 0 a 350 0C, e pressões variando da atmosférica até acima de 3.000 psig (20,6 MPa man), preferivelmente entre 435 e 510 psig (3000 a 3500 kPa man), embora as pressões mais elevadas possam ser empregadas se desejável. Os catalisadores que são ativos para a metátese de olefinas e que podem ser usados no processo desta invenção são de um tipo geralmente conhecido. A este respeito, referência é feita ao "Journal of Molecular Catalysis", 28 (1984) páginas 117-131, ao "Journal of Catalysis", 13 (1969) páginas 99-113, ao "Applied Catalysis" 10 (1984) pages 29-229 e ao "Catalysis Reviews", 3 (1) (1969) páginas 37-60. A desproporção (metátese) de 2-buteno com etileno pode, por exemplo, ser realizada na fase vapor a 300 0C a 350 0C e 0,5 MPa absoluto (75 psia) com um WHSV de 50 a 100 e uma conversão direta de 15 %, dependendo da relação de etileno para 2-buteno.
Tais catalisadores de metátese podem ser homogêneos ou heterogêneos, com os catalisadores heterogêneos sendo preferidos. O catalisador de metátese preferivelmente compreende uma quantidade cataliticamente eficaz de componente de metal de transição. Os metais de transição preferidos para uso na presente invenção incluem tungstênio, molibdênio, níquel, rênio, e misturas destes. O componente de metal de transição pode estar presente como metal elementar e/ou um ou mais compostos do metal. Se o catalisador for heterogêneo, é preferível que o componente de metal de transição seja associado com um suporte. Qualquer material de suporte adequado pode ser empregado contanto que substancialmente não interfira com os componentes da carga de alimentação ou a conversão de componente de olefina inferior. Preferivelmente, o material de suporte é um óxido, tal como sílica, alumina, titânia, zircônica e misturas destes. A sílica é um material de suporte particularmente preferido. Se um material de suporte for empregado, a quantidade de componente de metal de transição usado em combinação com o material de suporte pode variar amplamente dependendo, por exemplo, da aplicação particular envolvida e/ou o metal de transição sendo usado. Preferivelmente, o metal de transição compreende de 1 % a 20 % em peso (calculado com metal elementar) do ■ catalisador total. O catalisador de metátese pode vantajosamente compreender uma quantidade cataliticamente eficaz de pelo menos um dos metais de transição mencionados acima, e são capazes de promover metátese de olefina. O catalisador pode também conter pelo menos um agente de ativação presente em uma quantidade para melhorar a eficácia do catalisador .Vários agentes de ativação podem ser empregados, incluindo os agentes de ativação que são bem conhecidos na técnica para facilitar as reações de metátese. Os catalisadores de metátese de olefina leve podem, por exemplo, desejavelmente ser complexos de tungstênio (W), molibdênio (Mo) ou rênio (Re) em uma fase heterogênea ou homogênea.
Em geral, o equilíbrio de metátese para a produção de propileno é também favorecido pelas temperaturas mais baixas e relações de etileno:2-buteno mais elevadas. Por exemplo, em uma temperatura de 600 K, os equilíbrios de metátese mostrados na seguinte Tabela, abaixo, podem ser
Relação de Etileno:2-Buteno 2-Buteno Convertido (% molar) 1 65 2 83 3 89
A corrente efluente de metátese 86 é passada em uma zona de tratamento efluente de metátese 88 tal como inclui uma coluna de etileno 90 em que o etileno pode ser separado do equilíbrio do efluente de metátese para formar uma corrente de etileno 92 e um equilíbrio da corrente efluente de metátese 94. A corrente de etileno 92 pode, na totalidade ou em parte, ser passada ou estimulada, como mostrado pela linha 98 e pela linha 82, na zona de metátese 84 tal como para a metátese com buteno. Uma corrente de purga 96 pode ser fornecida para evitar a formação de impurezas ou espécies inertes
no circuito de reciclo de etileno.
O equilíbrio da corrente efluente de metátese 94 é passado para uma coluna de propileno 100. Na coluna de propileno 100, o equilíbrio da corrente efluente de metátese é tratado, por exemplo, fracionado, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente do produto de propileno suspensa 102 tal como geralmente composta de propileno e uma corrente inferior 104 tal como para formar uma corrente de buteno 106 tal como pode ser retornada para outro processamento de metátese e uma corrente de purga C4 110 tal como pode desejavelmente ser incluída para evitar a formação indesejada de materiais pesados ou outros não reativos (por exemplo, saturados) que podem de outra maneira se acumular no circuito. A corrente de purga 110 pode desejavelmente se dirigir ao combustível.
Na forma de realização mostrada na FIG. 1, tanto a corrente de buteno 70 resultante da zona de fracionamento C4 66 quanto a corrente de buteno 106 resultante da coluna de propileno 100 da zona de tratamento efluente de metátese 88 são passadas na zona de isomerização 76 para isomerizar pelo menos uma parte da quantidade de 1-butenos contida para formar a corrente isomerizada 80 que compreende uma quantidade aumentada de 2-butenos. Aqueles versados na técnica e guiados pelos ensinamentos aqui fornecidos, no entanto, observarão que a prática mais ampla da invenção não
necessariamente tão limitada.
Por exemplo, na forma de realização alternativa, pode ser
desejável que apenas a corrente de buteno resultante de uma tal zona de
fracionamento C4, tal buteno em seguida às vezes referido como "buteno
novo", pode ser submetido à tal isomerização antes da metátese. Um
diagrama de fluxo do processo esquemático simplificado para um tal esquema
de processo, geralmente designado pelo numerai de referência 210 é de uma
forma geral mostrado na FIG. 2.
O esquema de processo 210 é geralmente similar ao esquema
de processo 10 descrito acima e tendo uma carga de alimentação ou corrente
de alimentação contendo oxigenado 212, tal como descrito acima, que é
introduzida em uma zona de conversão de oxigenado ou seção de reator 214
em que a carga de alimentação contendo oxigenado entra em contato com um
catalisador de conversão de oxigenado nas condições de reação eficazes para
converter a carga de alimentação contendo oxigenado e para formar uma
corrente efluente de conversão de oxigenado que compreende hidrocarbonetos
de gás combustível, olefinas leves e hidrocarbonetos C4+, em uma maneira
como conhecida na técnica, tal como, por exemplo, utilizando um reator de
leito fluidizado. A seção de reator de conversão de oxigenado 214 produz os resultados em um produto de conversão de oxigenado ou corrente efluente 216 tal como geralmente compreendendo hidrocarbonetos de gás combustível, olefinas leves e hidrocarbonetos C4+. A corrente efluente de conversão de oxigenado 216 é passada em uma zona de tratamento de corrente efluente de conversão de oxigenado, geralmente designada pelo numerai de referência 220. A zona de tratamento 220 inclui uma zona de separação de água 222 em que o efluente do reator passa por separação tal como sendo extinto com água e depois cintilado em uma temperatura de separação que é mais baixa do que a temperatura do reator para fornecer uma corrente efluente de vapor 224 e uma corrente de água 226. A corrente de água 226 pode ser ainda despojada embora não mostrada na FIG. 2 para remover os oxigenados para reciclo na zona de reação de conversão de oxigenado 214.
a corrente efluente de vapor 224 pode ser ainda processada tal
como através de um a seção de compressor 228 tal como composta de um ou mais estágios de compressor. Tal como com o esquema de processo 10 acima descrito, a corrente efluente de vapor 224 pode ser ainda processada tal como por ser convencionalmente lavada com uma solução cáustica para neutralizar quaisquer gases ácidos e remover os refinados de catalisador e secada antes da passagem de uma tal corrente efluente comprimida 230 em uma zona de fracionamento de C2 232. No caso da zona de fracionamento de C2 232, a corrente efluente comprimida 230 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de extremidades leves 234 que compreende menos C2 e uma corrente acrescida de C3 236.
A corrente de extremidades leves 234 é passada em uma zona desmetanizadora 240. Na zona desmetanizadora 240, a corrente de extremidades leves 234 é fracionada tal como por métodos de destilação convencionais tais como para fornecer uma corrente suspensa 242 compreendendo metano e uma corrente inferior C2 desmetanizada 243 que compreende componentes mais pesados do que o metano, tal como etano e etileno. A corrente de C2 desmetanizada 243 é passada em um divisor C2 244. No divisor C2 244, a corrente de C2 desmetanizada 243 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de produto de etileno suspensa 246 tal como geralmente composta de etileno e uma corrente inferior 250 tal como
geralmente composta de etano. A corrente acrescida de C3 236 é passada em uma zona de
tratamento de retirada de propano 252. Na zona de tratamento de retirada de propano 252, a corrente acrescida de C3 236 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais tais como para fornecer uma corrente suspensa 254 compreendendo materiais de C3 e uma corrente despropanizada 256 geralmente compreendendo componentes acrescidos de C4. A corrente de material de C3 254 é passada em um divisor de C3 260. No divisor de C3 260, a corrente de material de C3 254 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de produto de propileno suspensa 262 tal como geralmente composta de propileno e uma corrente inferior 264 tal como geralmente composta de propano.
A corrente despropanizada 256 é passada em uma zona de fracionamento C4 266. Na zona de fracionamento C4 266, a corrente despropanizada 256 é fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de buteno misturada 270, tal como geralmente composto de 1-buteno e 2-buteno, tal como em uma mistura em equilíbrio, e uma corrente acrescida de C4 272 geralmente compreendendo componentes acrescidos de C4 diferentes de buteno.
A corrente de buteno misturada 270, ou pelo menos uma parte desta, é passada em uma zona de isomerização 276 para a isomerização, tal como descrito acima, de pelo menos uma parte da quantidade de 1-butenos nela contida para formar uma corrente isomerizada 280 compreendendo uma
quantidade aumentada de 2-butenos. Pelo menos uma parte da corrente isomerizada 280, tal como
através de uma linha 281, e uma quantidade de etileno, como mostrado pela corrente do processo 282, tal como uma parte da corrente de produto de etileno suspensa descrita acima 246 através da linha 283, são introduzidas em uma zona de metátese 284 e sob condições eficazes para produzir uma corrente efluente de metátese 286 compreendendo propileno.
A corrente efluente de metátese 286 é passada em uma zona de tratamento efluente de metátese 288 tal como inclui uma coluna de etileno 290 em que o etileno pode ser separado do equilíbrio do efluente de metátese para formar uma corrente de etileno 292 e um equilíbrio da corrente efluente de metátese 294. A corrente de etileno 292 pode, na totalidade ou em parte, ser passada ou estimulada, como mostrado pela linha 298 e pela linha 282, na zona de metátese 284 tal como para a metátese com buteno. Uma corrente de purga 296 pode ser fornecida para evitar a formação de impurezas ou espécies
inertes no circuito de reciclo de etileno. O equilíbrio da corrente efluente de metátese 294 é passado
para uma coluna de propileno 300. Na coluna de propileno 300, o equilíbrio da corrente efluente de metátese é tratado, por exemplo, fracionado, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente do produto de propileno suspensa 302 tal como geralmente composta de propileno e uma corrente inferior 304 tal como para formar uma corrente de buteno 306 tal como pode ser retornada para outro processamento de metátese e uma corrente de purga C4 310 tal como pode desejavelmente ser incluída para evitar a formação indesejada de materiais pesados ou outros não reativos (por exemplo, saturados) que podem de outra maneira se acumular no circuito. A corrente de purga 310 pode desejavelmente se dirigir ao combustível.
Como mostrado, nesta forma de realização, a corrente de buteno 306 é retornada, tal como através da linha 281, para outro processamento de metátese sem primeiro ser submetida ao processamento de isomerização. Alternativamente, o propileno resultante de tal processamento de metátese pode anteriormente ir ao encontro das especificações de grau polimérico tal que uma corrente não mais requer a inclusa de uma tal colina
divisora de C3.
Embora os esquemas de processamento 10 e 21, mostrados nas
FIGS. 1 e 2 e descritos acima, envolvidos no tratamento de isomerização de buteno novo, de acordo com uma outra forma de realização preferida, pode ser desejável que apenas os butenos resultantes de uma tal zona de tratamento de metátese, tais como buteno em seguida às vezes referido como "buteno de reciclo", sejam submetidos a tal isomerização antes da metátese. Um diagrama de fluxo do processo esquemático simplificado para um tal esquema de processo, geralmente designado pelo numerai de referência 410 é
geralmente mostrado na FIG. 3.
O esquema de processo 410 é geralmente similar ao esquema
de processo 10 descrito acima e tendo uma carga de alimentação ou corrente de alimentação contendo oxigenado 412, tal como descrito acima, que é introduzida em uma zona de conversão de oxigenado ou seção de reator 414 em que a carga de alimentação contendo oxigenado entra em contato com um catalisador de conversão de oxigenado nas condições de reação eficazes para converter a carga de alimentação contendo oxigenado e para formar uma corrente efluente de conversão de oxigenado que compreende hidrocarbonetos de gás combustível, olefmas leves e hidrocarbonetos C4+, em uma maneira como é conhecida na técnica, tal como, por exemplo, utilizando um reator de leito fluidizado. A seção de reator de conversão de oxigenado 414 produz os resultados em um produto de conversão de oxigenado ou corrente efluente 416 tal como geralmente compreendendo hidrocarbonetos de gás combustível, olefmas leves e hidrocarbonetos C4+. A corrente efluente de conversão de oxigenado 416 é passada em uma zona de tratamento de corrente efluente de conversão de oxigenado, geralmente designada pelo numerai de referência 420. A zona de tratamento 420 inclui uma zona de separação de água 422 em que o efluente do reator passa por separação tal como sendo extinto com água e depois cintilado em uma temperatura de separação que é mais baixa do que a temperatura do reator para fornecer uma corrente efluente de vapor 424 e uma corrente de água 426. A corrente de água 426 pode ser ainda despojada embora não mostrada na FIG. 3 para remover os oxigenados para reciclo na zona de reação de conversão de
oxigenado 414.
A corrente efluente de vapor 424 pode ser ainda processada tal como através de um a seção de compressor 428 tal como composta de um ou mais estágios de compressor. Tal como com o esquema de processo 10 acima descrito, a corrente efluente de vapor 424 pode ser ainda processada tal como por ser convencionalmente lavada com uma solução cáustica para neutralizar quaisquer gases ácidos e remover os refinados de catalisador e secada antes da passagem de uma tal corrente efluente comprimida 430 em uma zona de fracionamento de C2 432. Na zona de Racionamento de C2 432, a corrente efluente comprimida 430 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de extremidades leves 434 que compreende menos C2 e uma corrente acrescida de C3 436.
A corrente de extremidades leves 434 é passada em uma zona desmetanizadora 440. Na zona desmetanizadora 440, a corrente de extremidades leves 434 é fracionada tal como por métodos de destilação convencionais tais como para fornecer uma corrente suspensa 442 compreendendo metano e uma corrente inferior C2 desmetanizada 443 que compreende componentes mais pesados do que o metano, tal como etano e etileno. A corrente de C2 desmetanizada 443 é passada em um divisor C2 444. No divisor C2 444, a corrente de C2 desmetanizada 443 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de produto de etileno suspensa 446 tal como geralmente composta de etileno e uma corrente inferior 450 tal como
geralmente composta de etano.
A corrente acrescida de C3 436 é passada em uma zona de
tratamento de retirada de propano 452. Na zona de tratamento de retirada de propano 452, a corrente acrescida de C3 436 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais tais como para fornecer uma corrente suspensa 454 compreendendo materiais de C3 e uma corrente despropanizada 456 geralmente compreendendo componentes acrescidos de C4. A corrente de material de C3 454 é passada em um divisor de C3 460. No divisor de C3 460, a corrente de material de C3 454 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de produto de propileno suspensa 462 tal como geralmente composta de propileno e uma corrente inferior 464 tal como
geralmente composta de propano.
A corrente despropanizada 456 é passada em uma zona de fracionamento C4 466. Na zona de fracionamento C4 466, a corrente despropanizada 456 é fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de buteno misturada 470, tal como geralmente composto de 1-buteno e 2-buteno, tal como em uma mistura em equilíbrio, e uma corrente acrescida de C4 472 geralmente compreendendo componentes acrescidos de C4 diferentes de buteno.
Nesta forma de realização, a corrente de buteno misturada 470, ou pelo menos uma parte desta tal como através de uma linha 473, e uma quantidade de etileno, como mostrado pela corrente do processo 482, tal como uma parte da corrente de produto de etileno suspensa descrita acima 446 através da linha 483, são introduzidas em uma zona de metátese 484 e sob condições eficazes para produzir uma corrente efluente de metátese 486
compreendendo propileno.
A corrente efluente de metátese 486 é passada em uma zona de tratamento efluente de metátese 488 tal como inclui uma coluna de etileno 490 em que o etileno pode ser separado do equilíbrio do efluente de metátese para formar uma corrente de etileno 492 e um equilíbrio da corrente efluente de metátese 494. A corrente de etileno 492 pode, na totalidade ou em parte, ser passada ou estimulada, como mostrado pela linha 498 e pela linha 482, na zona de metátese 484 tal como para a metátese com buteno. Uma corrente de purga 496 pode ser fornecida para evitar a formação de impurezas ou espécies inertes no circuito de reciclo de etileno. O equilíbrio da corrente efluente de metátese 494 é passado para uma coluna de propileno 500. Na coluna de propileno 500, o equilíbrio da corrente efluente de metátese é tratado, por exemplo, fracionado, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente do produto de propileno suspensa 502 tal como geralmente composta de propileno e uma corrente inferior 504 tal como para formar uma corrente de buteno 506 e uma corrente de purga C4 510.
Como mostrado na FIG. 3, nesta forma de realização, a corrente de buteno 506 é passada em uma zona de isomerização 576 para isomerizar, tal como descrito acima, tal que pelo menos uma parte da quantidade de 1-butenos nela contida é isomerizada para formar uma corrente de isomerização 480 compreendendo uma quantidade aumentada de 2- butenos.
A corrente de buteno misturada 470 e a corrente isomerizada 480, tal como através da linha 473 e quantidade de etileno, como mostrado pela corrente do processo 482, tal como uma parte da corrente de produto de etileno suspensa descrita acima 446, são introduzidas em uma zona de metátese 484 e sob condições eficazes para produzir uma corrente efluente de
metátese 486 compreendendo propileno. A FIG. 4 ilustra um esquema de processo, geralmente
designado pelo numerai de referência 610, para a conversão de oxigenados em olefmas e empregando uma zona de isomerização de buteno, para intensificar a quantidade relativa de 2-buteno, e uma zona de metátese, para intensificar o rendimento de propileno, de acordo com ainda mais uma outra
forma de realização preferida.
O esquema de processo 610, similar ao esquema de processo
descrito acima, utiliza uma carga de alimentação ou corrente de alimentação contendo oxigenado 612, tal como descrito acima, que é introduzida em uma zona de conversão de oxigenado ou seção de reator 614 em que a carga de alimentação contendo oxigenado entra em contato com um catalisador de conversão de oxigenado nas condições de reação eficazes para converter a carga de alimentação contendo oxigenado e para formar uma corrente efluente de conversão de oxigenado que compreende hidrocarbonetos de gás combustível, olefmas leves e hidrocarbonetos C4+, em uma maneira como é conhecida na técnica, tal como, por exemplo, utilizando um reator de leito fluidizado.
A seção de reator de conversão de oxigenado 614 produz os resultados em um produto de conversão de oxigenado ou corrente efluente 616 tal como geralmente compreendendo hidrocarbonetos de gás combustível, olefmas leves e hidrocarbonetos C4+. A corrente efluente de conversão de oxigenado 616 é passada em uma zona de tratamento de corrente efluente de conversão de oxigenado, geralmente designada pelo numerai de referência 620. A zona de tratamento 620 inclui uma zona de separação de água 622 em que o efluente do reator passa por separação tal como sendo extinto com água e depois cintilado em uma temperatura de separação que é mais baixa do que a temperatura do reator para fornecer uma corrente efluente de vapor 624 e uma corrente de água 626. A corrente de água 626 pode ser ainda despojada embora não mostrada na FIG. 4 para remover os oxigenados para reciclo na zona de reação de conversão de oxigenado 614.
A corrente efluente de vapor 624 pode ser ainda processada tal como através de um a seção de compressor 628 tal como composta de um ou mais estágios de compressor. Tal como com o esquema de processo 10 acima descrito, a corrente efluente de vapor 624 pode ser ainda processada tal como por ser convencionalmente lavada com uma solução cáustica para neutralizar quaisquer gases ácidos e remover os refinados de catalisador e secada antes da passagem de uma tal corrente efluente comprimida 630 em uma zona de fracionamento de C2 632. Na zona de fracionamento de C2 632, a corrente efluente comprimida 630 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de extremidades leves 634 que compreende menos C2 e uma corrente acrescida de C3 636.
A corrente de extremidades leves 634 é passada em uma zona desmetanizadora 640. Na zona desmetanizadora 640, a corrente de extremidades leves 634 é fracionada tal como por métodos de destilação convencionais tais como para fornecer uma corrente suspensa 642 compreendendo metano e uma corrente inferior C2 desmetanizada 643 que compreende componentes mais pesados do que o metano, tal como etano e etileno. A corrente de C2 desmetanizada 643 é passada em um divisor C2 644. No divisor C2 644, a corrente de C2 desmetanizada 643 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de produto de etileno suspensa 646 tal como geralmente composta de etileno e uma corrente inferior 650 tal como geralmente composta de etano.
A corrente acrescida de C3 636 é passada em uma zona de tratamento de retirada de propano 652. Na zona de tratamento de retirada de propano 652, a corrente acrescida de C3 636 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais tais como para fornecer uma corrente suspensa 654 compreendendo materiais de C3 e uma corrente despropanizada 656 geralmente compreendendo componentes acrescidos de C4. A corrente de material de C3 654 é passada em um divisor de C3 660. No divisor de C3 660, a corrente de material de C3 654 é tratada, por exemplo, fracionada, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente de produto de propileno suspensa 662 tal como geralmente composta de propileno e uma corrente inferior 664 tal como
geralmente composta de propano.
A corrente despropanizada 656 é passada em uma zona de
superfracionamento C4 665. Na zona de superfracionamento C4 665, a corrente despropanizada 656 é superfracionada para formar uma corrente 667 composta principalmente de 1-buteno, uma corrente residual 668 de butenos, tendo um teor relativo elevado de 2-butenos e uma corrente acrescida de C4 672 geralmente compreendendo componentes acrescidos de C4 diferentes de buteno. De acordo com a forma de realização ilustrada, uma tal corrente residual 668 pode desejavelmente ser enviada, tal como através das linhas 669 e 670, para a zona de metátese 684. A corrente de 1-buteno 667 pode ser enviada para uma zona de isomerização 676, tal como descrito acima, para a isomerização de pelo menos uma parte da quantidade de 1-butenos nela contida para formar uma corrente isomerizada 680 que compreende uma quantidade aumentada de 2-butenos, com pelo menos uma parte da corrente isomerizada 680 sendo introduzida na zona de metátese 684, tal como através
das linhas 669 e 670.
Uma quantidade de etileno, como mostrado pela corrente do processo 682, tal como uma parte da corrente de produto de etileno suspensa descrita acima 646 através da linha 683, é também introduzida na zona de metátese 684 e sob condições eficazes para produzir uma corrente efluente de
metátese 686 compreendendo propileno. A corrente efluente de metátese 686 é passada em uma zona de
tratamento efluente de metátese 688 tal como inclui uma coluna de etileno 690 em que o etileno pode ser separado do equilíbrio do efluente de metátese para formar uma corrente de etileno 692 e um equilíbrio da corrente efluente de metátese 694. A corrente de etileno 692 pode, na totalidade ou em parte, ser passada ou estimulada, como mostrado pela linha 698 e pela linha 682, na zona de metátese 684 tal como para a metátese com buteno. Uma corrente de purga 696 pode ser fornecida para evitar a formação de impurezas ou espécies
inertes no circuito de reciclo de etileno.
O equilíbrio da corrente efluente de metátese 694 é passado para uma coluna de propileno 700. Na coluna de propileno 700, o equilíbrio da corrente efluente de metátese é tratado, por exemplo, fracionado, tal como por métodos de destilação convencionais, para fornecer uma corrente do produto de propileno suspensa 702 tal como geralmente composta de propileno e uma corrente inferior 704 tal como para formar uma corrente de buteno 706 tal como pode ser retornada para outro processamento de metátese e uma corrente de purga C4 710. Como mostrado, nesta forma de realização, a corrente de buteno 706 pode ser retornada à zona de metátese 684, tal como através da linha 670, para outro processamento de metátese sem primeiro ser submetida ao processamento de isomerização. No entanto, é também contemplado direcionar a corrente de buteno 706 para o reator de isomerização 676 junto da corrente de 1-buteno 667 similar à forma de
realização da FIG. 1.
Assim, através da aplicação de isomerização de buteno e
metátese de butenos com etileno, tal como descrito acima, é fornecido processos e sistemas para a conversão de uma carga de alimentação contendo oxigenado em olefmas que maximiza a produção de propileno em maior parte do que até agora praticamente realizável. Além do mais, os esquemas e disposições de processamento são fornecidos os quais são desejavelmente eficazes e eficientes em aumentar o rendimento relativo de propileno em associação com a conversão de oxigenado de olefmas leves. Em particular, a integração do processamento e sistema da conversão de oxigenados em olefmas com metátese, como aqui descrito, pode desejavelmente resultar na obtenção de relações de produto de propileno para etileno de pelo menos duas ou mais e, de acordo com pelo menos certas formas de realização, o processamento como aqui descrito pode desejavelmente resultar na obtenção de relações de produto de propileno para etileno de pelo menos 2,3 ou mais. Nas formas de realização particulares, a integração de processamento e sistema da conversão de oxigenados em olefmas com metátese pode desejavelmente ser combinada com a operação em temperatura baixa com pressão elevada tal que as relações de produto de propileno para etileno de pelo menos 3 a 4, tal como relações de propileno para etileno na faixa de 4 a
5, podem ser obtidas e realizadas.
A invenção ilustrativamente aqui divulgada adequadamente
pode ser praticada na ausência de qualquer elemento, parte, etapa, componente ou ingrediente que não seja especificamente aqui divulgado.
Embora na descrição detalhada anterior esta invenção tenha sido descrita em relação a algumas de suas formas de realização preferidas, e muitos detalhes foram apresentados para propósitos de ilustração, ficará evidente para aqueles versados na técnica que a invenção é suscetível às formas de realização adicionais e que alguns dos detalhes aqui descritos podem ser variados consideravelmente sem divergir dos princípios básicos da invenção.
Claims (10)
1. Processo para a produção de olefmas leves a partir de uma carga de alimentação contendo oxigenado, dito processo caracterizado pelo fato de que compreende: o contato da carga de alimentação contendo oxigenado em um reator de conversão de oxigenado (14, 214, 414, 614) com um catalisador de conversão de oxigenado e em condições de reação eficazes para converter a carga de alimentação contendo oxigenado em uma corrente efluente de conversão de oxigenado compreendendo olefinas leves e hidrocarbonetos C4+, em que as olefmas leves compreendem etileno e os hidrocarbonetos C4+ compreendem uma quantidade de butenos incluindo uma quantidade de 1- butenos; o tratamento da corrente efluente de conversão de oxigenado e a formação de uma primeira corrente de processo que compreende pelo menos uma parte da quantidade de butenos incluindo 1-butenos da corrente efluente de conversão de oxigenado; a isomerização de pelo menos uma parte da quantidade de 1- butenos da primeira corrente de processo para formar uma corrente isomerizada compreendendo uma quantidade de 2-butenos; o contato de pelo menos uma parte da quantidade de 2-butenos da corrente isomerizada com etileno em uma zona de metátese (84, 284, 484, 684) em condições eficazes para produzir uma corrente efluente de metátese que compreende propileno; e a recuperação de propileno da corrente efluente de metátese.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de tratamento adicionalmente forma uma segunda corrente de processo que compreende pelo menos uma parte do etileno a partir da corrente efluente de conversão de oxigenado e em que pelo menos uma parte do etileno da segunda corrente do processo é introduzida na zona de metátese (84, 284, 484, 684) para metabolizar com pelo menos uma parte da quantidade de 2-butenos para produzir propileno.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os hidrocarbonetos C4+ da corrente efluente de conversão de oxigenado adicionalmente compreende uma quantidade de 2-butenos e em que durante dita etapa de metátese, pelo menos uma parte de dita quantidade de 2-butenos é também submetida a metátese com etileno na zona de metátese (84, 284, 484, 684) em condições eficazes para produzir propileno adicional incluído na corrente efluente de metátese.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de tratamento adicionalmente forma uma segunda corrente do processo compreendendo pelo menos uma parte do etileno da corrente efluente de conversão de oxigenado e em que pelo menos uma parte do etileno da segunda corrente do processo é introduzida na zona de metátese (84, 284, 484, 684) para submeter a metátese com pelo menos uma parte da quantidade de 2-butenos para produzir propileno.
5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os hidrocarbonetos C4+ da corrente efluente de conversão de oxigenado adicionalmente compreendem uma quantidade de 2-butenos e em que dito processo adicionalmente compreende a separação de 1-butenos de 2- butenos antes da isomerização dos 1-butenos separados.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a etapa de tratamento adicionalmente forma uma segunda corrente de processo que compreende pelo menos uma parte do etileno da corrente efluente de conversão de oxigenado e em que pelo menos uma parte do etileno da segunda corrente do processo é introduzida na zona de metátese (84, 284, 484, 684) para submeter a metátese com pelo menos uma parte da quantidade de 2-butenos para produzir propileno.
7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a corrente efluente de metátese adicionalmente compreende uma quantidade de butenos, dito processo adicionalmente compreendendo: a separação de pelo menos uma parte da quantidade de butenos da corrente efluente de metátese, e a reciclagem de pelo menos uma parte dos butenos separados na zona de metátese (84, 284, 484, 684) e em que dita isomerização de pelo menos uma parte dos 1- butenos da primeira corrente do processo compreende a isomerização da parte reciclada dos butenos separados.
8. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a etapa de tratamento adicionalmente forma uma segunda corrente do processo que compreende pelo menos uma parte do etileno da corrente efluente de conversão de oxigenado e em que pelo menos uma parte do etileno da segunda corrente do processo é introduzida na zona de metátese (84, 284, 484, 684) para submeter a metátese com pelo menos uma parte da quantidade de 2-butenos para produzir propileno.
9. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita isomerização resulta em uma corrente isomerizada compreendendo pelo menos 8 moles de 2-buteno per mol de 1-buteno.
10. Sistema (10, 210, 610) para a produção de olefinas leves a partir de uma carga de alimentação contendo oxigenado, dito sistema, caracterizado pelo fato de que compreende: um reator (14, 214, 614) para o contato de uma corrente de alimentação contendo oxigenado com um catalisador de conversão de oxigenado e conversão da corrente de alimentação em uma corrente efluente de conversão de oxigenado compreendendo olefinas leves e hidrocarbonetos C4+, em que as olefinas leves compreendem etileno e os hidrocarbonetos C4+ compreendem uma quantidade de butenos incluindo uma quantidade de 1- butenos; uma zona de tratamento (20, 220, 620) para o tratamento da corrente efluente de conversão de oxigenado e formação de uma primeira corrente do processo compreendendo pelo menos uma parte da quantidade de butenos incluindo 1-butenos da corrente efluente de conversão de oxigenado; uma zona de isomerização (76, 276, 676) para a isomerização de pelo menos uma parte da quantidade de 1-butenos da primeira corrente do processo para formar uma corrente isomerizada que compreende uma quantidade de 2-butenos; uma zona de metátese (84, 284, 684) para o contato de pelo menos uma parte da quantidade de 2-butenos da corrente isomerizada com etileno para produzir uma corrente efluente de metátese compreendendo propileno; e uma zona de recuperação (88, 288, 688) para a recuperação de propileno da corrente efluente de metátese.
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