ES2898639T3 - Mejora de la corriente de subproductos en un proceso de coproducción de óxido de propileno/estireno - Google Patents
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Abstract
Un método que comprende: (a) someter una corriente orgánica que comprende al menos un oxigenado a hidrotratamiento, mediante el cual se produce un producto de hidrotratamiento que comprende etilbenceno, en donde la corriente orgánica es un producto de un proceso para la producción de óxido de propileno; y (b) separar una corriente de producto de etilbenceno del producto de hidrotratamiento, para producir una corriente residual, en donde el hidrotratamiento se lleva a cabo en presencia de un catalizador de hidrotratamiento que comprende molibdeno y que además comprende níquel, cobalto o una combinación de los mismos y en donde el catalizador de hidrotratamiento es un catalizador sulfurado y en donde el hidrotratamiento se lleva a cabo a una temperatura de entrada en el rango de 150-300 °C y una temperatura de salida superior o igual a 350 °C.
Description
DESCRIPCIÓN
Mejora de la corriente de subproductos en un proceso de coproducción de óxido de propileno/estireno
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud es presentada bajo el Tratado de Cooperación de Patentes, que reivindica el beneficio de prioridad a la Solicitud Provisional de los Estados Unidos No. 62/492,619 presentada el 1 de mayo de 2017.
Campo de la invención
Esta divulgación se refiere a la mejora de la corriente de subproductos; más específicamente, esta divulgación se refiere a sistemas y métodos para mejorar corrientes orgánicas que contienen oxigenado obtenidas durante la producción de óxido de propileno; aún más específicamente, esta divulgación se refiere a sistemas y métodos para tratar, mediante hidrotratamiento, corrientes de proceso que contienen oxigenado, formadas en la producción de óxido de propileno o la coproducción de óxido de propileno y monómero de estireno.
Antecedentes de la invención
La coproducción de óxido de propileno y monómero de estireno, también denominado como proceso 'POSM', implica la oxidación de etilbenceno para formar hidroperóxido de etilbenceno, seguida de la reacción catalítica del hidroperóxido con propileno para formar óxido de propileno (PO) y 1-fenil etanol y la deshidratación del 1-fenil etanol para producir monómero de estireno. En el proceso POSM, se emplean diversas etapas de destilación para separar los reactivos que no han reaccionado, así como diversas corrientes de producto, y se pueden emplear una o más etapas de lavado para purificar diversas corrientes. En el proceso POSM, y otros tales procesos dirigidos a la producción de óxido de propileno u otros químicos, se genera un gran volumen de corrientes de subproductos que comprenden oxigenados. Sin tratamiento adicional, estas corrientes de subproductos son una corriente de productos de bajo valor que puede ser útil como combustible de bajo grado.
En consecuencia, existe una necesidad continua de sistemas y métodos para mejorar corrientes orgánicas de bajo valor que contienen oxigenados producidos en una variedad de procesos, tales como, sin limitación, procesos de producción de PO o POSM.
El documento WO 2009/021866 A1 describe un proceso para preparar etilbenceno por hidrogenación de un bis(feniletil)éter. El bis(feniletil)éter se puede producir en un proceso en donde el etilbenceno es convertido en su hidroperóxido, el óxido de propileno y el 1 -feniletanol se forman a partir de propileno y el hidroperóxido de etilbenceno, y el 1 -feniletanol se convierte en estireno.
Resumen de la invención
La presente invención está dirigida a un método que comprende:
(a) someter una corriente orgánica que comprende al menos un oxigenado a hidrotratamiento, por el cual se produce un producto de hidrotratamiento que comprende etilbenceno, en donde la corriente orgánica es un producto de un proceso para la producción de óxido de propileno; y
(b) separar una corriente de producto de etilbenceno del producto de hidrotratamiento, para producir una corriente residual,
en donde el hidrotratamiento se lleva a cabo en presencia de un catalizador de hidrotratamiento que comprende molibdeno y que además comprende níquel, cobalto o una combinación de los mismos y en donde el catalizador de hidrotratamiento es un catalizador sulfurado y en donde el hidrotratamiento se lleva a cabo a una temperatura de entrada en el rango de 150-300 °C y una temperatura de salida superior o igual a 350 °C.
Breve descripción de los dibujos
Las siguientes figuras ilustran realizaciones del tema descrito en este documento. El objeto reivindicado puede entenderse por referencia a la siguiente descripción tomada en conjunto con las figuras adjuntas, en las que números de referencia similares identifican elementos similares, y en las que:
La Figura 1A es un esquema de un sistema para mejorar una corriente orgánica según una realización de esta divulgación;
La Figura 1B es un esquema de un sistema para producir y mejorar una corriente orgánica según una realización de esta divulgación;
La Figura 2 es un esquema de un sistema para mejorar una corriente orgánica según otra realización de esta divulgación; y
La Figura 3 es un esquema de un sistema para producir y mejorar una corriente orgánica según una realización de esta divulgación.
Descripción detallada de la invención
En este documento se describen sistemas y métodos para mejorar las corrientes que contienen oxigenados orgánicos que se generan en un proceso de producción de óxido de propileno. En realizaciones, las corrientes orgánicas son corrientes de subproductos generadas en un proceso p O s M . Como se señaló aquí anteriormente, durante procesos, tal como el proceso POSM, se producen grandes volúmenes de corrientes de subproductos que pueden estar contaminados por cenizas (principalmente sales de sodio) y que son útiles principalmente como combustible de baja calidad. La corriente orgánica que comprende oxigenados puede comprender un residuo viscoso/pesado generado en un proceso POSM.
Adicionalmente, aunque la descripción del método y sistema divulgados en este documento se proporciona con referencia a la mejora de una corriente de subproductos de PO o POSM, el sistema y método divulgados en este documento también se pueden utilizar para mejorar las corrientes orgánicas producidas en otros procesos para la producción de óxido de propileno. Tales corrientes orgánicas producidas en otros procesos incluyen corrientes orgánicas aromáticas que comprenden oxigenados que pueden convertirse en etilbenceno mediante hidrodesoxigenación. Como la corriente orgánica puede comprender un subproducto de un proceso PO o POSM, y puede denominarse en el presente documento como tal, la corriente orgánica no está destinada a limitarse a un residuo pesado o subproducto de PO o POSM, sino que puede ser cualquier corriente orgánica que comprende oxigenados que se pueda convertir en un producto, tal como etilbenceno (EB), mediante hidrotratamiento.
En este documento se describe un sistema y un método para mejorar una corriente orgánica que comprende uno o más oxigenados que se pueden convertir en etilbenceno mediante hidrotratamiento. Dicha corriente orgánica puede ser una corriente de subproducto producida durante la producción de PO o la coproducción de óxido de propileno y monómero de estireno.
La invención para la que se busca protección está dirigida a métodos como se define en las reivindicaciones 1-11. Los sistemas para mejorar las corrientes que contienen oxigenados orgánicos no forman parte de la invención. Hidrotratamiento
Un sistema según esta divulgación comprende una unidad de hidrotratamiento operable para convertir al menos un oxigenado en la corriente orgánica en etilbenceno mediante hidrotratamiento (incluyendo hidrodesoxigenación y/o hidrocraqueo), y un sistema de separación o aparato de destilación operable para separar un producto ligero que comprende etilbenceno de una corriente residual de producto pesado. El aparato de hidrotratamiento también puede denominarse en el presente documento aparato de hidrodesoxigenación o hidrotratamiento o unidad de hidrodesoxigenación; aunque a veces se denomina HDO o proceso de hidrodesoxigenación (por ejemplo, que ocurre en una unidad o aparato de hidrodesoxigenación), debe entenderse que también puede estar ocurriendo el hidrocraqueo. El sistema puede comprender además un aparato de producción de corriente orgánica (también denominado en el presente documento como una “unidad de producción de corriente orgánica”) operable para producir la corriente orgánica, y un aparato de pretratamiento (también denominado en el presente documento como una “unidad de pretratamiento”) operable para preparar la corriente orgánica para hidrotratamiento.
Un sistema y método para mejorar dicha corriente orgánica se describe ahora con referencia a la Figura 1A, que es un esquema de un sistema l0o para mejorar una corriente orgánica según una realización de esta divulgación. El sistema 100 de la Figura 1A comprende una unidad 40 de hidrotratamiento, un sistema de separación o aparato 50 de destilación y un aparato 15 de pretratamiento.
Según la invención, una corriente orgánica que comprende al menos un oxigenado se somete a hidrotratamiento (por ejemplo, hidrodesoxigenación selectiva (HDO) y/o hidrocraqueo) en la unidad de hidrotratamiento, mediante lo cual se produce un producto de hidrotratamiento que comprende etilbenceno. Por ejemplo, se puede introducir una corriente orgánica directamente en la unidad 40 de hidrotratamiento mediante la línea 17B de entrada de corriente orgánica; La corriente orgánica contaminada se puede introducir mediante la línea 17A de entrada de corriente orgánica contaminada en el aparato 15 de pretratamiento, en donde se trata para la eliminación del contaminante como se describe aquí a continuación, y una corriente orgánica pretratada se introduce en la unidad 40 de hidrotratamiento mediante la línea 25 de corriente orgánica pretratada. Dentro de la unidad 40, de hidrotratamiento la alimentación orgánica se convierte en un producto de hidrotratamiento que comprende etilbenceno, que se puede eliminar de la unidad 40 de hidrotratamiento mediante la línea 45 de productos de hidrotratamiento.
Según la invención, el hidrotratamiento es llevado a cabo en presencia de un catalizador de hidrotratamiento heterogéneo que comprende molibdeno. Según la invención, el catalizador de hidrotratamiento comprende además
níquel, cobalto o una combinación de los mismos. Según la invención, el catalizador de hidrotratamiento es un catalizador sulfurado. En realizaciones, el catalizador de hidrotratamiento comprende NiMo, CoMo o una combinación de los mismos. En realizaciones, el catalizador de hidrotratamiento no es un catalizador a base de cobre. El catalizador de hidrotratamiento puede ser cualquier catalizador de tipo NiMo o NiCo disponible comercialmente, por ejemplo, catalizador CRI KL8233 o KL8234 KataLeuna disponible de Criterion Catalysts and Technologies de Shell Global Solutions, Los Paises Bajos; catalizadores bifuncionales como se describe en Applied Catalysis A: General 238 (2003) 141-148; catalizador de hidrogenólisis como se describe en la solicitud de patente de e E.UU. N° 5,773,677; u otro catalizador de hidrotratamiento empleado por los expertos en la técnica.
En realizaciones, el catalizador exhibe baja selectividad para uno o más subproductos y/o baja hidrogenación de anillos de aromáticos. Por ejemplo, en realizaciones, el hidrotratamiento proporciona un producto de hidrotratamiento que comprende menos de o igual a 0.2, 0.5, 1, 3, 5, 10, 15 o 20 por ciento en peso de subproducto de etilciclohexano. El catalizador de hidrotratamiento puede promover la hidrogenólisis de oxigenados a EB, con poca hidrogenación de los mismos a etilciclohexano.
Una o más líneas 26 pueden utilizarse para introducir otros componentes en la unidad 40 de hidrotratamiento, o tales componentes se pueden combinar con la corriente orgánica a hidrotratar antes de la introducción de los mismos en la unidad 40 de hidrotratamiento. Por ejemplo, se puede introducir hidrógeno en la unidad 40 de hidrotratamiento mediante una línea 26. Puede introducirse hidrógeno a un nivel para completar el proceso evitando al mismo tiempo un exceso molar significativo para evitar el reciclaje excesivo de las corrientes de gas. En realizaciones, el hidrógeno se combina con la corriente orgánica líquida que comprende el oxigenado que se va a hidrotratar en una relación molar con respecto a los componentes hidrotratables en el rango de aproximadamente 2 a aproximadamente 20, de aproximadamente 3 a aproximadamente 15, o de aproximadamente 4 a aproximadamente 10. En realizaciones, el hidrotratamiento/hidrodesoxigenación puede realizarse de forma continua.
En algunas realizaciones, el sistema comprende más de un hidrotratador, reactor de hidrotratamiento o etapa de hidrotratamiento en serie. En realizaciones, la unidad de hidrotratamiento comprende más de un hidrotratador o reactor de hidrotratamiento o etapa de hidrotratamiento en paralelo. En realizaciones, someter la corriente orgánica que comprende al menos un oxigenado a hidrotratamiento comprende introducir la corriente orgánica en más de un reactor de hidrotratamiento en serie, o introducir la corriente orgánica en más de un reactor de hidrotratamiento en paralelo. En realizaciones, el hidrotratamiento se opera a un grado reducido de conversión de alimentación y el producto de hidrotratamiento se recicla a la unidad de hidrotratamiento, y/o se emplea un diluyente como se describe aquí a continuación. Tales métodos pueden utilizarse para controlar la temperatura del hidrotratamiento exotérmico. En realizaciones, por lo tanto, al menos una porción del producto de hidrotratamiento se somete a hidrotratamiento adicional. En realizaciones, un método de esta divulgación comprende controlar la exotermicidad del hidrotratamiento operando el hidrotratamiento en un grado reducido de reacción y reciclando el producto del hidrotratamiento a la unidad de hidrotratamiento, ajustando la cantidad de un diluyente combinado con la corriente orgánica, operando una pluralidad de reactores de hidrotratamiento en serie, o una combinación de los mismos. En realizaciones, el hidrotratamiento se lleva a cabo adiabáticamente.
En realizaciones, como se indicó anteriormente, el hidrotratamiento se lleva a cabo en presencia de un diluyente. Como la hidrodesoxigenación es exotérmica, el uso de un diluyente puede ayudar a controlar la temperatura del hidrotratamiento. En realizaciones, el diluyente comprende etilbenceno, que puede introducirse en la unidad 40 de hidrotratamiento mediante una línea 26, puede introducirse en la unidad 40 de hidrotratamiento junto con la corriente 17B orgánica, y/o puede introducirse durante el pretratamiento por ejemplo introducido en la línea 17A de entrada de corriente orgánica contaminada (p. ej., que contiene sodio). El diluyente puede introducirse en la unidad 40 de hidrotratamiento junto con la corriente orgánica que se va a tratar mediante la línea 17B orgánica, la línea 25 de corriente orgánica pretratada (descrita además aquí a continuación), o ambas. En realizaciones, la corriente orgánica que se va a hidrotratar se combina (dentro y/o aguas arriba de la unidad 40 de hidrotratamiento) con un diluyente en una relación de masa de corriente orgánica a diluyente que está en el rango de 1:0.1 a 1:10, desde 1:0.5 a 1:5 de 1:1 a 1:3, o igual a 1:1.5, 1:2 o 1:2.5.
Como se describe aquí a continuación con referencia a la realización de la Figura 2, al menos una porción de los pesados en la línea 60 de salida de la corriente residual del sistema de separación separada de una corriente de producto ligero o de etilbenceno en el sistema 50 de separación puede reciclarse a la unidad 40 de hidrotratamiento, e introducirse a la misma, por ejemplo, mediante una línea 26 de entrada de la unidad de hidrotratamiento, al menos una porción del producto de hidrotratamiento en la línea 45 de producto de hidrotratamiento puede reciclarse a la unidad 40 de hidrotratamiento mediante una línea 26, al menos una parte del producto de etilbenceno en la línea 55 de salida ligera del sistema de separación (o "salida EB") puede reciclarse a la unidad 40 de hidrotratamiento mediante una línea 26, o una combinación de los mismos.
La unidad de hidrotratamiento puede comprender un hidrotratador de alta temperatura, alta presión. En realizaciones, la unidad de hidrotratamiento comprende un hidrotratador de alta temperatura, alta presión que comprende un reactor catalítico de lecho fijo. Según la invención, el hidrotratamiento se lleva a cabo a una temperatura de entrada en el rango de 150-300 °C, opcionalmente de 180-280 °C o de 200-250 °C. Según la
invención, el hidrotratamiento se lleva a cabo a una temperatura de salida superior o igual a 350 °C, opcionalmente 400 °C o 450 °C. El hidrotratamiento se puede llevar a cabo con una temperatura de salida superior a 350 °C, 400 °C o 450 °C después de un tiempo de intervención inicial del catalizador. Las temperaturas más altas pueden promover el hidrocraqueo de componentes (por ejemplo, difenilbutanos) a EB. En realizaciones, el hidrotratamiento se lleva a cabo a una presión en el rango de 20.7-137.9 bar (300-2000 psig), de 34.5-103.4 bar (500-1500 psig) o de 55.1-82.74 bar (800-1200 psig). En realizaciones, el hidrotratamiento se lleva a cabo a una velocidad espacial horaria del líquido (LHSV) en el rango de 0.1 a 10 h-1, de 0.5 a 5 Ir1 o de 0.8 a 2 h-1.
En realizaciones, la recuperación de etilbenceno, definida como el porcentaje en peso de la corriente orgánica introducida en la unidad 40 de hidrotratamiento que se convierte en etilbenceno, es mayor que 20, 30, 40, 50 o 60% en peso. En realizaciones, la conversión de al menos un oxigenado en etilbenceno es mayor o igual que 90, 93 o 95% en peso.
Separación
Según la invención, el método comprende además la separación del producto de hidrotratamiento en una corriente de producto de etilbenceno y una corriente residual. La separación puede comprender destilación. En realizaciones, la separación comprende destilación al vacío. La destilación al vacío puede realizarse a una presión menor o igual a 200 mbar (150 mm Hg), 133 mbar (100 mm Hg) o 67 mbar (50 mm Hg). En realizaciones, la destilación comprende someter el producto de hidrotratamiento a destilación para separar el producto de hidrotratamiento en una corriente ligera que comprende etilbenceno y una corriente pesada que comprende la corriente residual. En realizaciones, la destilación comprende someter el producto de hidrotratamiento a destilación para separar el producto de hidrotratamiento en una corriente ligera que comprende principalmente etilbenceno y una corriente pesada que comprende la corriente residual. Por lo tanto, según realizaciones, el producto de hidrotratamiento se introduce en el sistema 50 de separación mediante la línea 45 de producto de hidrotratamiento, y una corriente de producto ligero o de etilbenceno se elimina del mismo mediante la línea 55 de salida de producto de etilbenceno, y una corriente pesada o residual eliminada del sistema 50 de separación mediante la línea 60 de salida de corriente residual del sistema de separación. En realizaciones, la corriente ligera, la corriente pesada o ambas se someten a una destilación adicional para proporcionar una o más corrientes destiladas adicionales. Por tanto, en realizaciones, el sistema 50 de separación comprende una, dos o más columnas de destilación en serie o en paralelo. Los compuestos de alto punto de ebullición (también denominados "pesados") en la línea 60 de salida de la corriente residual del sistema de separación se pueden utilizar como combustible, tal como combustible para buques, aceite de calefacción, o además mejorado para su uso como fuente de productos químicos.
En realizaciones, el sistema 50 de separación comprende una primera columna de destilación que se puede operar para proporcionar una corriente ligera que comprende etilbenceno, a partir de una corriente pesada que comprende la corriente residual. En realizaciones, la corriente ligera que comprende etilbenceno se introduce en una segunda columna de destilación que puede funcionar para separar una primera corriente que comprende etilbenceno de una segunda corriente que comprende etilciclohexano.
Como se explica aquí a continuación con referencia a la realización de la Figura 2, en realizaciones, la corriente ligera, la corriente pesada, una corriente destilada adicional o una combinación de las mismas se recicla a la unidad de hidrotratamiento. En realizaciones, al menos una porción de la corriente de producto de etilbenceno en la línea 55 de salida de etilbenceno del sistema de separación, al menos una porción de la corriente residual en la línea 60 de salida de corriente residual del sistema de separación, o ambas, se reciclan a la unidad 40 de hidrotratamiento para hidrotratamiento adicional.
Separar la corriente de producto de etilbenceno del producto de hidrotratamiento (produciendo así una corriente residual en la línea 60 de salida de la línea de corriente residual del sistema de separación) puede comprender la recuperación de al menos 20, 25, 30, 40, 50 o 60 por ciento en peso del etilbenceno en el producto de hidrotratamiento. La corriente residual puede comprender más de o igual a 5, 10, 20, 50 o 70 por ciento en peso de isómeros de difenilbutano. En realizaciones, la corriente residual comprende principalmente isómeros de difenilbutano. En realizaciones, la corriente residual comprende más de o igual a 5, 10, 20 o 30 por ciento en peso de 2,3-difenilbutano. En realizaciones, separar la corriente de producto de etilbenceno del producto de hidrotratamiento (produciendo así una corriente residual en la línea 60 de salida de la línea de corriente residual del sistema de separación) comprende recuperar al menos el 50 por ciento en peso del etilbenceno en el producto de hidrotratamiento, y la corriente residual se enriquece en isómeros de difenilbutano como componentes principales. En realizaciones, la corriente residual comprende más de o igual a 10, 11, 12, 13 o 14 por ciento en peso de la forma meso de 2,3-difenilbutano. El método puede comprender además cristalizar la forma meso del dímero de etilbenceno, 2,3-difenilbutano, y separarlo de la corriente residual.
En realizaciones, la corriente residual en la línea 60 de salida de corriente residual del sistema de separación tiene un valor de combustible más alto que la corriente orgánica 17A/17B sometida a hidrotratamiento en la unidad 40 de hidrotratamiento. En realizaciones, la corriente residual tiene un valor calórico mayor que la corriente orgánica. En realizaciones, la corriente residual tiene una densidad que es al menos un 3, 5 o 10 por ciento menor que la
densidad de la corriente orgánica. En realizaciones, la corriente residual tiene una densidad menor o igual a 0.97, 0.95 o 0.91 g/ml.
En realizaciones, la corriente residual comprende un contenido de oxígeno que es 20-100%, 30-90% o 40-90% menor que el contenido de oxígeno de la corriente orgánica introducida en la unidad 40 de hidrotratamiento. En realizaciones, la corriente residual tiene un contenido de oxígeno que es al menos 70%, 80%, 90% o 100% menos que el contenido de oxígeno de la corriente orgánica introducida en la unidad 40 de hidrotratamiento. En realizaciones, la corriente residual tiene un contenido de oxígeno menor o igual a 10, 5, 2, 1 o 0.1% en peso.
En realizaciones, la corriente residual tiene una viscosidad menor o igual a 20 cP, 10 cP o 5 cP a 40°C.
Corriente orgánica a hidrotratar
Según la invención, la corriente orgánica que comprende los oxigenados a convertir en etilbenceno mediante hidrotratamiento es producto de un proceso para la producción de óxido de propileno (PO). En realizaciones, la corriente orgánica comprende un producto de un proceso para la producción de óxido de propileno y monómero de estireno (POSM).
Un método según esta divulgación puede comprender además la producción de corriente orgánica. Por ejemplo, la corriente orgánica que se va a hidrotratar se puede producir en un proceso de generación de corriente orgánica, tal como mediante la unidad 10 de producción de corriente orgánica de la realización de la Figura 1B, que es un esquema de un sistema 100 para producir y mejorar una corriente orgánica según una realización de esta divulgación. El sistema 100 de la Figura 1B comprende una unidad 40 de hidrotratamiento, un sistema de separación o aparato 50 de destilación, una unidad 10 de producción de corriente orgánica y una unidad 15 de pretratamiento, que en la realización de la Figura 1B comprende un aparato 20 de lavado y un lecho 30 de protección.
En realizaciones, la unidad 10 de producción de corriente orgánica comprende un sistema de producción de PO. En realizaciones, la unidad 10 de producción de corriente orgánica comprende un sistema de producción POSM. En realizaciones, la unidad 10 de producción de corriente orgánica convierte una alimentación que comprende etilbenceno y se introduce en la misma mediante la línea 5 de entrada de etilbenceno y/o la línea 55 de producto de etilbenceno en uno o más productos 15. En realizaciones, el sistema 10 de producción de corriente orgánica comprende un sistema de producción de PO. En tales realizaciones, una línea 14A de salida de producto está configurada para la eliminación de PO del sistema 10 de producción de PO. En realizaciones, la unidad 10 de producción de corriente orgánica comprende un sistema de producción POSM. En tales realizaciones, una línea 14A de salida de producto puede configurarse para la eliminación de PO del sistema 10 POSM, y una segunda línea 14B de salida de producto puede configurarse para la eliminación de un producto de estireno del mismo. Se pueden configurar una o más líneas 16 para que la eliminación de desechos no se mejore mediante el hidrotratamiento de esta divulgación. Dicho material puede utilizarse en calderas u hornos o venderse como combustible para buques, por ejemplo.
En realizaciones, el método comprende además generar, mediante un proceso POSM, una corriente de subproductos POSM para ser mejorada/hidrodesoxigenada según el sistema y método descritos en este documento. Se comercializan diversos procesos POSM, y una corriente orgánica tratada mediante el sistema y método de esta divulgación puede producirse mediante cualquier proceso POSM de este tipo. Por ejemplo, los procesos POSM y/o las corrientes de residuos pesados de los mismos se describen en las Patentes de Estados Unidos N° 3,351,635; 3,439,001; 4,066,706; 4,262,143; y 5,210,354.
En realizaciones del proceso POSM mediante el cual se genera una corriente orgánica POSM a hidrotratar, se hace reaccionar etilbenceno con oxígeno molecular a temperatura elevada para formar hidroperóxido de etilbenceno. Puede incorporarse una pequeña cantidad de álcali en la mezcla de oxidación para mejorar la rata de oxidación y la selectividad. En realizaciones, el hidroperóxido de etilbenceno se hace reaccionar posteriormente con propileno (por ejemplo, en presencia de un catalizador de epoxidación, tal como un catalizador de molibdeno) para formar óxido de propileno y 1-fenil etanol (también denominado en el presente documento alcohol metilbencílico o MBA). La mezcla de reacción de epoxidación puede lavarse cáusticamente y someterse a una serie de destilaciones para separar los materiales contenidos en ella. En realizaciones, la mezcla de reacción se destila para separar la cabeza del propileno sin reaccionar de los componentes más pesados. El propileno separado se puede reciclar a la etapa de epoxidación. En realizaciones, los componentes más pesados se destilan adicionalmente, opcionalmente después de un lavado cáustico, en una serie de destilaciones para separar el producto óxido de propileno, producto 1-fenil etanol y etilbenceno sin reaccionar, que puede reciclarse, opcionalmente después de un lavado cáustico. La corriente de 1-fenil etanol o MBA puede deshidratarse para producir monómero de estireno, o someterse a hidrotratamiento, como se describe aquí a continuación. En realizaciones, una corriente de producto orgánico pesado de bajo valor resultante de una o más etapas de tales separaciones en un proceso POSM, o similar, se utiliza como corriente orgánica a hidrotratar y ser mejorada como se describe en el presente documento.
En realizaciones, una corriente de residuos orgánicos pesados de un proceso de óxido de propileno/monómero de estireno, sometida a hidrotratamiento según esta divulgación, comprende principalmente compuestos de arilo
oxigenados, que pueden tener, sin limitación, pesos moleculares mayores o iguales a 90 g/mol, 94 g/mol, 200 g/mol, 215 g/mol o 225 g/mol. En realizaciones, la corriente de residuos orgánicos pesados del proceso de óxido de propileno/monómero de estireno comprende compuestos de arilo oxigenados. En realizaciones, la corriente de residuos orgánicos pesados del proceso de óxido de propileno/monómero de estireno comprende principalmente compuestos de arilo oxigenados. En realizaciones, la corriente de residuos orgánicos pesados del proceso de óxido de propileno/monómero de estireno comprende al menos 20, 30, 40, o 50 por ciento en peso de compuestos de arilo oxigenados.
En realizaciones, la unidad 10 de producción de corriente orgánica produce MBA y un subproducto acetofenona (ACP). Según realizaciones de esta divulgación, en lugar de convertir el ACP en MBA en una unidad de hidrogenación, y el MBA en estireno mediante deshidratación, una corriente de ACP/MBA que comprende ACP y MBA se hidrotrata como se describe en el presente documento para proporcionar EB adicional. En realizaciones, la corriente orgánica que se va a hidrotratar comprende por tanto una corriente ACP/MBA de un sistema POSM. La utilización de MBA y/o ACP como corriente orgánica puede alterar la relación de monómero de estireno a etilbenceno (SM:EB) proporcionada en el proceso POSM. En realizaciones, la producción de SM puede reducirse a una producción constante de PO convirtiendo una corriente de deslizamiento de MBA/ACP en EB como se describe en el presente documento.
En realizaciones, la unidad 10 de producción de corriente orgánica comprende una evaporación de película por frotación (WFE) que produce una fracción de cabeza volátil. En realizaciones, la corriente orgánica que comprende el oxigenado que se va a convertir en EB comprende una porción de tal fracción de cabeza. Tal cabeza de WFE puede comprender un alto nivel de 2-feniletanol junto con MBA y ACP.
En realizaciones, al menos un oxigenado en la corriente orgánica comprende MBA, 2-feniletanol (alcohol feniletílico o PEA), éteres, ACP, éteres de MBA y PEA, compuestos de apertura de anillo de óxido de propileno, oligómeros (por ejemplo, oligómeros de estireno, incluyendo dímeros y trímeros de los mismos), o una combinación de los mismos. En realizaciones, los éteres de MBA comprenden del 1 al 20% en peso del oxigenado en la corriente orgánica. En realizaciones, los éteres de PEA comprenden 1-20% en peso del oxigenado en la corriente orgánica. En realizaciones, los compuestos o isómeros de apertura de anillo PO comprenden del 1 al 20% en peso del oxigenado en la corriente orgánica.
En realizaciones, la corriente orgánica es una corriente de coproducto POSM que no ha sido tratada para eliminar los productos pesados de la misma. Por ejemplo, en realizaciones, la corriente orgánica es un residuo pesado que no ha sido sometido a destilación instantánea o similar para eliminar los residuos pesados del mismo. En realizaciones, se evita la destilación instantánea, ya que puede generar fondos de destilación que son difíciles de manipular y desechar.
En realizaciones, la corriente orgánica que comprende oxigenado que se va a convertir en etilbenceno también comprende un contaminante. El contaminante puede ser sodio, que puede, por ejemplo, originarse en lavados cáusticos utilizados en el proceso POSM. En realizaciones, la contaminación comprende más de o igual al 97%, 98% o 99% de sales de sodio. La contaminación puede comprender además cantidades menores de otros metales, tal como, sin limitación, Fe, Mg, Ca y K. En realizaciones, el contaminante comprende sodio, potasio o ambos. En realizaciones, la corriente orgánica comprende más de o igual a 0.01% en peso (100 ppm), 0.1% en peso (1000 ppm), 0.25% en peso (2500 ppm), 0.3% en peso (3000 ppm), 0.4% en peso (4000 ppm), 0.5% en peso (5.000 ppm), 0.75% en peso (7.500 ppm), 1.0% en peso (10.000 ppm), 2.5% en peso (25.000 ppm) o 5% en peso (50.000 ppm) de sodio y/o potasio. En realizaciones, la corriente orgánica comprende de 0.01% en peso (100 ppm) a 5% en peso (50.000 ppm), de 0.01% en peso (100 ppm) a 2.5% en peso (25.000 ppm) o de 0.01% en peso (100 ppm) a 1% en peso (10.000 ppm) de sodio y/o potasio. En realizaciones, la corriente orgánica que comprende el oxigenado que se va a convertir en etilbenceno comprende menos de 500, 250, 100, 50, 10 o 1 ppm de sodio y/o potasio, y se introduce directamente en la unidad 40 de hidrotratamiento, por ejemplo, mediante de la línea 17B de entrada de la corriente orgánica.
Pretratamiento
En realizaciones, la corriente orgánica que comprende el oxigenado que se va a convertir en etilbenceno es una corriente orgánica contaminada con sodio y/o potasio que se trata para la eliminación de al menos una porción del contaminante para proporcionar una corriente orgánica pretratada, antes de someter la corriente orgánica pretratada a hidrotratamiento. En realizaciones, la corriente orgánica pretratada en la línea 25 de corriente orgánica pretratada comprende menos de 500, 250, 100, 50, 10 o 1 ppm de sodio y/o potasio. La eliminación de al menos una porción del contaminante antes del hidrotratamiento puede comprender someter la corriente orgánica contaminada a un lavado con ácido y neutralización posterior para proporcionar una corriente orgánica pretratada; poner en contacto la corriente orgánica con agua y dióxido de carbono, por lo que se extrae sodio de la corriente orgánica, y separar una fase de suspensión acuosa que contiene sodio de una corriente orgánica pretratada que comprende un contenido de sodio reducido con respecto a la corriente orgánica contaminada; pasar la corriente orgánica contaminada sobre un lecho de protección de catalizador para proporcionar la corriente orgánica pretratada antes del hidrotratamiento; o una combinación de los mismos.
En realizaciones, se introduce una corriente orgánica contaminada mediante la línea 17A orgánica contaminada en la unidad 15 de pretratamiento, en donde el contaminante se elimina para proporcionar una corriente orgánica pretratada en la línea 25 de corriente orgánica pretratada. La unidad 15 de pretratamiento puede comprender un lavado 20/220 como se muestra en las realizaciones de la Figura 1B y la Figura 2 (que se describen aquí a continuación), un tratamiento con CO2, como se muestra en la realización de la Figura 3 (que se describe aquí a continuación), y/o un lecho de protección, como se muestra en las realizaciones de las Figuras 1B y 3 (que se describe aquí a continuación).
Con referencia a la Figura 1B, en realizaciones, se introduce una corriente orgánica contaminada mediante la línea 17A de corriente orgánica contaminada en el aparato 20 de lavado y/o en el lecho 30 de protección antes de la introducción en la unidad 40 de hidrotratamiento. En realizaciones, se introduce una corriente orgánica contaminada mediante una o más líneas 17A de corriente orgánica contaminada en el aparato 20 de lavado. La corriente orgánica lavada extraída del aparato 20 de lavado mediante la línea 25' de corriente orgánica lavada o pretratada puede introducirse directamente en la unidad 40 de hidrotratamiento, o puede introducirse en un lecho 30 de protección que pueda funcionar para reducir aún más el nivel de contaminante en el mismo. Alternativamente, la corriente orgánica contaminada en la línea 17A puede introducirse directamente en el lecho 30 de protección.
Como se discute adicionalmente con referencia a la Figura 2 aquí a continuación, se puede introducir etilbenceno fresco de compensación y/o EB reciclado que comprende una porción del etilbenceno en la línea 55 de salida de etilbenceno del sistema de separación en el aparato 15 de pretratamiento, y/o se pueden reciclar cargas pesadas del sistema 50 de separación al aparato 15 de pretratamiento.
La corriente orgánica contaminada se puede tratar en el pretratamiento 15 para proporcionar una corriente orgánica pretratada que comprende menos de 500, 250, 100, 50, 10 o 1 ppm de sodio y/o potasio, que se puede introducir en la unidad 40 de hidrotratamiento mediante una línea 25 o línea 25' de corriente orgánica pretratada. En realizaciones, la alimentación a la unidad 40 de hidrotratamiento es casi neutra.
Lecho de protección
Como se indicó anteriormente, eliminar al menos una porción del contaminante antes del hidrotratamiento puede comprender hacer pasar la corriente orgánica contaminada sobre un lecho de protección de catalizador para proporcionar la corriente pretratada antes del hidrotratamiento. En la realización de la Figura 1B, la fase orgánica contaminada se lava en el sistema 20 de lavado y la fase orgánica lavada en la línea 25' de corriente orgánica pretratada es introducida en el lecho 30 de protección, en donde se eliminan las trazas de sodio del mismo. Una corriente orgánica pretratada que comprende un contaminante reducido se introduce en la unidad 40 de hidrotratamiento mediante la línea 25 de corriente orgánica pretratada. El lecho 30 de protección puede comprender un material sólido capaz de retener eficazmente iones metálicos. Ejemplos de estos materiales incluyen, sin limitación, intercambiadores de iones tal como zeolitas, arcillas y resinas de iones en forma de H.
Dentro del lecho 30 de protección, la corriente orgánica puede someterse a una o más etapas de "pulido" de intercambio iónico para reducir aún más el contenido de sodio de los mismos. Someter la corriente orgánica a intercambio iónico, puede comprender someter la corriente orgánica a intercambio catiónico. El intercambio iónico puede efectuarse mediante cualquier intercambio iónico utilizado por los expertos en la técnica. Por ejemplo, en realizaciones, el intercambio iónico se efectúa con una resina de intercambio iónico que comprende grupos de ácido sulfónico. El intercambio de iones se puede llevar a cabo utilizando un medio de intercambio de iones que sea natural o sintético. En realizaciones, el intercambio iónico se efectúa con una resina de intercambio iónico seleccionada del grupo que consiste en resinas poliméricas, zeolitas, arcillas y combinaciones de los mismos. Por ejemplo, la forma ácida de zeolitas y/o materiales estratificados, tal como arcillas, pueden proporcionar medios de intercambio iónico eficaces, en realizaciones. Lavar
En realizaciones, como se señaló aquí anteriormente, eliminar al menos una porción del contaminante antes del hidrotratamiento comprende someter la corriente orgánica a un lavado ácido y neutralización posterior para proporcionar una corriente orgánica pretratada. La corriente orgánica puede lavarse con agua después de un lavado con ácido, neutralización o ambos. En realizaciones, el sometimiento de la corriente orgánica a un lavado ácido y la subsiguiente neutralización para proporcionar una corriente orgánica pretratada se lleva a cabo como se describe en la Patente de los EE.UU. No. 8,142,661, o 8,815,084, la divulgación de cada una de las cuales se incorpora aquí en su totalidad para fines no contrarios a esta divulgación.
El aparato de lavado, tal como el aparato 20 de lavado de la Figura 1B, se describirá aquí a continuación con referencia a la realización de la Figura 2, que es un esquema de un sistema para mejorar una corriente orgánica según otra realización de esta divulgación. En la realización de la Figura 2, un sistema 200 para mejorar una corriente orgánica según una realización de esta divulgación comprende un aparato 220 de lavado que incluye una unidad 220A de lavado con ácido, una unidad 220B de lavado con agua, un lavado con carbonato o bicarbonato (por ejemplo, sodio, potasio y/o carbonato de amonio) o unidad 220C de neutralización, y unidad 220D de lavado con agua. Se introduce una corriente orgánica que comprende oxigenado para convertirlo en etilbenceno (por ejemplo, la
línea 17A de entrada de corriente orgánica contaminada de la Figura 1A) mediante la línea 217A de entrada de corriente orgánica contaminada en la unidad 220A de lavado con ácido. Se puede introducir etilbenceno nuevo de compensación en la unidad 220A de lavado con ácido mediante la línea 205 de EB de compensación, se puede introducir EB reciclado (por ejemplo, una porción de la línea 55 de salida ligera del sistema de separación de la Figura 1A) se puede introducir en la unidad 220A de lavado con ácido mediante la línea 255B de reciclaje EB, y/o materiales pesados reciclados (por ejemplo, una porción de la línea 60 de salida de corriente residual del sistema de separación de la Figura 1A) pueden introducirse en la unidad 220A de lavado con ácido mediante de la línea 260B' de reciclado de corriente residual del sistema de separación.
Antes y/o dentro de la unidad 220A de lavado con ácido, la corriente orgánica se pone en contacto con una solución ácida (en la línea 221A de ácido) para proporcionar una corriente orgánica lavada con ácido. Se puede introducir ácido, tal como, sin limitación, solución de ácido sulfúrico o solución de ácido clorhídrico, mediante la línea 221A de entrada de ácido en la unidad 220A de lavado con ácido.
La línea 222A de desechos que comprende al menos una porción del contaminante eliminado (por ejemplo, sodio) se retira de la unidad 220A de lavado con ácido mediante la línea 222A de desechos. En realizaciones, se introduce una corriente orgánica lavada con ácido mediante la línea 225A de corriente orgánica lavada con ácido en una unidad 220B de lavado con agua. La corriente orgánica lavada con ácido en la línea 225A puede comprender menos de 200, 100, 10 o 1 ppm de sodio. En realizaciones alternativas, la corriente orgánica lavada con ácido se introduce directamente en la unidad 220C de neutralización. Puede introducirse agua en la unidad 220B de lavado con agua mediante la línea 221B de entrada de agua. Puede introducirse una corriente orgánica lavada con agua mediante de la línea 225B de corriente orgánica lavada con agua en la unidad 220C de neutralización, y el agua de desecho eliminada de la unidad 220B de lavado con agua mediante la línea 222B de salida de lavado con agua. El agua en la línea 222B de salida de lavado con agua se puede reciclar y mezclar con ácido en la línea 221A de ácido y/o agua en la línea 221B de entrada de agua. La corriente orgánica lavada con ácido y agua en la línea 225B puede comprender menos de 100, 10 o 1 ppm de sodio.
Dentro de la unidad 220C de neutralización, se neutraliza la corriente orgánica lavada con ácido. La neutralización puede comprender poner en contacto la corriente orgánica lavada con ácido y/o agua con un agente de neutralización. El agente de neutralización puede comprender carbonato, mármol triturado o una combinación de los mismos. El carbonato puede comprender carbonato de amonio, carbonato de sodio o ambos. El agente de neutralización puede introducirse en la unidad 220C de neutralización mediante la línea 221C de entrada de agente de neutralización, o puede estar contenido (por ejemplo, mármol) dentro de la unidad 220C. El material de desecho puede eliminarse de la unidad 220C de neutralización mediante la línea 222C de desecho. La corriente orgánica neutralizada en la línea 225C de corriente orgánica neutralizada puede comprender menos de 100, 10 o 1 ppm de sodio.
En realizaciones, la corriente orgánica neutralizada en la línea 225C se lava con agua. En realizaciones, la corriente orgánica neutralizada se introduce mediante la línea 225C de salida de la unidad de neutralización en la unidad 220D de lavado con agua. Se introduce agua en la unidad 220D de lavado con agua mediante la línea 221D de entrada de agua y se retira de la misma a través de la línea 222D de salida del lavado con agua. El agua en la línea 222D de salida de lavado con agua se puede reciclar y mezclar con ácido en la línea 221A de ácido y/o agua en la línea 221B de entrada de agua. La corriente orgánica pretratada se puede eliminar de la unidad 220D de lavado con agua mediante la línea 225D de corriente orgánica lavada, que, como la corriente orgánica lavada en la línea 25' de corriente orgánica lavada de la Figura 1B, se puede alimentar directamente a la unidad 240 de hidrotratamiento o mediante el lecho 230 de protección, que puede ser operable como se describe con referencia al lecho 30 de protección de la Figura 1B. Como se señaló aquí anteriormente, la corriente orgánica pretratada en la línea 225D puede comprender menos de 100, 10 o 1 ppm de sodio, en realizaciones.
La fase/corriente orgánica pretratada en la línea 225D de corriente orgánica lavada que sale del aparato 220 de lavado o la línea 225E de corriente orgánica pretratada que sale del lecho 230 de protección se introduce en el reactor 240 de hidrotratamiento. El producto de hidrotratamiento reciclado se puede introducir en el reactor de 240 hidrotratamiento mediante la línea 245A de reciclado de producto de hidrotratamiento. Los materiales pesados reciclados se pueden introducir en el reactor 240 de hidrotratamiento mediante la línea 260B de reciclado de corriente residual del sistema de separación. Entre el reactor 240 de hidrotratamiento, la hidrodesoxigenación de oxigenados en la corriente orgánica procede mediante la combinación con hidrógeno, introducido en el reactor 240 de hidrotratamiento mediante de la línea 226 de entrada de la unidad de hidrotratamiento. El hidrotratamiento se puede llevar a cabo como se describe aquí anteriormente con referencia a la unidad 40 de hidrotratamiento de la Figura 1A. El producto de hidrotratamiento se retira del reactor de hidrotratamiento o del sistema 240 mediante la línea 245 de productos de hidrotratamiento. Una porción del producto de hidrotratamiento puede reciclarse al reactor 240 de hidrotratamiento, mediante la línea 245A de reciclado de producto de hidrotratamiento. Tal reciclado se puede utilizar cuando el reactor 240 de hidrotratamiento se opera en un grado de reacción más bajo, por ejemplo, para controlar la temperatura.
Como se señaló anteriormente con referencia a la realización de la Figura 1A, la recuperación de etilbenceno, definida como el porcentaje en peso de la corriente orgánica introducida en el sistema 240 de hidrotratamiento que
se convierte en etilbenceno, puede ser mayor que 20, 30, 40, 50 o 60% en peso, en realizaciones. En realizaciones, la conversión de al menos un oxigenado en etilbenceno es mayor o igual que 90, 93 o 95% en peso.
El producto de hidrotratamiento se puede introducir en el sistema 250 de separación, que puede comprender una o más columnas de destilación, mediante la línea 245 de producto de hidrotratamiento. El sistema 250 de separación se puede operar como se describió aquí anteriormente con referencia al sistema 50 de separación de la realización de la Figura 1A. Dentro del sistema 250 de separación, una corriente ligera que comprende etilbenceno se puede separar de una corriente pesada o residual. La corriente ligera que comprende etilbenceno se puede eliminar del sistema 250 de separación mediante el sistema ligero de separación o la línea 255 de EB de salida, y la corriente pesada o residual se puede eliminar del sistema 250 de separación mediante la línea 260 de salida de la corriente residual del sistema de separación. La corriente ligera puede comprender más de 90, 95 o 97 por ciento de EB. En realizaciones, la corriente ligera comprende principalmente EB. Separar la corriente de producto de etilbenceno del producto de hidrotratamiento puede comprender recuperar al menos 20, 30, 40, 50 o 60 por ciento en peso del etilbenceno en el producto de hidrotratamiento de la línea 245 de productos de hidrotratamiento.
La corriente pesada o residual se puede eliminar del sistema 250 de separación mediante la línea 260 de salida de la corriente residual del sistema de separación. Como se indicó anteriormente, la corriente residual puede comprender más de o igual a 5, 10, 20, 50 o 70 por ciento en peso de isómeros de difenilbutano. En realizaciones, la corriente pesada o residual comprende principalmente difenilbutanos. En realizaciones, la corriente residual comprende más de o igual a 5, 10, 20 o 30 por ciento en peso de 2,3-difenilbutano. El método puede comprender además cristalizar la forma meso del 2,3-difenilbutano y separarlo de la corriente residual.
Al menos una porción de la corriente ligera puede reintroducirse en el reactor de hidrotratamiento o en el sistema 240 de hidrotratamiento, por ejemplo, mediante combinación con corriente orgánica contaminada en la línea 217A de corriente orgánica contaminada mediante de la línea 255B EB de reciclaje o mediante combinación con corriente orgánica pretratada en la línea 225D (no mostrado en la realización de la Figura 2). Al menos una porción de la corriente pesada puede reintroducirse en el reactor 240 de hidrotratamiento, por ejemplo, mediante combinación con corriente orgánica contaminada en la línea 217A de corriente orgánica contaminada mediante la línea 260B' de corriente residual reciclada del sistema de separación o mediante combinación con la línea 225E de corriente orgánica pretratada a través de la línea 260B de corriente residual reciclada del sistema de separación.
La corriente residual no reciclada en la línea 260A de corriente residual no reciclada del sistema de separación se puede utilizar como combustible para buques, se puede tratar adicionalmente para su uso como combustible o se puede usar como un precursor químico como se señaló aquí anteriormente con referencia a la línea 60 de la realización de la Figura 1A. El EB recuperado se puede utilizar en un aparato de producción de corriente orgánica aguas abajo, tal como la unidad 10 de producción de corriente orgánica descrita aquí anteriormente con referencia a la realización de la Figura 1B. Por ejemplo, el EB recuperado en la línea EB 255A recuperado se puede utilizar en un proceso/sistema PO o POSM. En realizaciones, el EB recuperado se introduce en un oxidante de un proceso POSM configurado para la auto oxidación de EB para formar hidroperóxido de etilbenceno.
Pretratamiento con dióxido de carbono
Como se señaló aquí anteriormente, en realizaciones, el pretratamiento para eliminar al menos una porción del contaminante antes del hidrotratamiento comprende el tratamiento con dióxido de carbono. La figura 3 es un esquema de un sistema para producir y mejorar una corriente orgánica según otra realización de esta divulgación. El sistema 100 de la Figura 3 es consistente con el sistema 100 de la Figura 1B, con el pretratamiento 15 de la realización de la Figura 3 que comprende el tratamiento 20' con dióxido de carbono en lugar del lavado 20.
El tratamiento 20' con dióxido de carbono puede comprender poner en contacto la corriente orgánica con agua y dióxido de carbono, por lo que el sodio se extrae de la corriente orgánica, y separar una fase de suspensión acuosa que contiene sodio de una fase o corriente orgánica pretratada que comprende un contenido de sodio reducido con respecto a la corriente orgánica contaminada. En realizaciones, dicha eliminación de contaminantes con dióxido de carbono se realiza como se describe en la Solicitud de Patente de Estados Unidos No. 62/454,542, presentada el 3 de febrero de 2017, cuya divulgación se incorpora aquí en su totalidad para propósitos no contrarios a esta divulgación.
Sin limitación, el dióxido de carbono se puede combinar en una fase acuosa antes de entrar en contacto con la corriente orgánica, o el dióxido de carbono se puede combinar con una mezcla de la corriente orgánica y agua. En realizaciones, el tratamiento con dióxido de carbono reemplaza el tratamiento con ácido mineral convencional. En otras realizaciones, el tratamiento con dióxido de carbono se utiliza en combinación con (por ejemplo, después de) el tratamiento con ácido mineral convencional.
En realizaciones, poner en contacto la corriente orgánica contaminada con agua y dióxido de carbono comprende combinar el dióxido de carbono con el agua para formar una corriente de agua saturada con CO2 y poner en contacto la corriente de agua saturada con CO2 con la corriente orgánica contaminada. En realizaciones, poner en
contacto la corriente orgánica contaminada con agua y dióxido de carbono comprende combinar la corriente orgánica contaminada y el agua para formar una mezcla e inyectar el dióxido de carbono como gas en la misma. En realizaciones, poner en contacto de la corriente orgánica contaminada con agua y dióxido de carbono, la separación de la fase de suspensión acuosa que contiene sodio de la fase orgánica pretratada que comprende un contenido de sodio reducido en relación con la corriente orgánica contaminada, o ambos, se repiten para proporcionar una fase o corriente orgánica pretratada que tiene un contenido de sodio más reducido. En realizaciones, la corriente orgánica se somete a intercambio iónico para proporcionar una corriente orgánica pretratada que tiene un contenido de sodio más reducido. En realizaciones, la corriente orgánica contaminada y el agua están presentes durante el contacto de la corriente orgánica con agua y dióxido de carbono en una relación volumétrica en el rango de 1:1 a 20:1, 1:1 a 5:1, o 1:1 a 2:1.
En realizaciones, la corriente orgánica se diluye mediante combinación con uno o más de otros productos químicos orgánicos, tal como, sin limitación, aquellos que comprenden grupos alifáticos o aromáticos, antes de entrar en contacto con el dióxido de carbono. En realizaciones, el uno o más de otros productos químicos orgánicos comprenden etilbenceno, tolueno, cumeno, xileno, hexano, heptano, octano, nonano, decano, etc., o una combinación de los mismos. En realizaciones, la corriente orgánica contaminada se combina con etilbenceno antes del contacto de la corriente orgánica contaminada con dióxido de carbono. En realizaciones, la relación en peso entre la corriente orgánica contaminada y uno o más de otros productos químicos orgánicos (por ejemplo, Etilbenceno) está en el rango de relación en peso/peso de 1:10 a relación en peso/peso de 2:1, de relación en peso/peso de 1:10 a relación en peso/peso de 1:1, o de relación en peso/peso 1:8 a relación en peso/peso de 2:1. En realizaciones, poner en contacto la corriente orgánica contaminada con agua y dióxido de carbono comprende combinar el dióxido de carbono con agua para formar una corriente de agua saturada con CO2 y poner en contacto la corriente de agua saturada con CO2 con la corriente orgánica contaminada.
En realizaciones, la corriente orgánica contaminada y el agua (o "fase acuosa") se combinan para formar una mezcla y se inyecta dióxido de carbono como gas en la misma. El dióxido de carbono puede ser proporcionado por un gas seleccionado del grupo que consiste en dióxido de carbono puro y/u otros gases que comprenden más del 50 por ciento en volumen de dióxido de carbono. En realizaciones, el gas que comprende más del 50 por ciento en volumen de dióxido de carbono es un gas de combustión. El gas de combustión puede comprender más del 70 por ciento en volumen de dióxido de carbono. En realizaciones, el dióxido de carbono es proporcionado por un gas que comprende más de 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99 por ciento en volumen de dióxido de carbono.
El gas de dióxido de carbono puede ser burbujeado, ser sometido a burbujeo o introducido de otro modo en una mezcla que comprende la fase orgánica contaminada y agua. Por ejemplo, se puede utilizar un dispositivo de mezcla que comprende un burbujeador, a través del cual se pueden introducir burbujas de gas de dióxido de carbono en una mezcla de las fases orgánica y acuosa.
Después de la puesta en contacto de la fase orgánica con dióxido de carbono como se describe aquí anteriormente, la mezcla resultante se separa en fases inmiscibles, mediante una unidad de separación. Las sales de sodio se solubilizan en la fase acuosa. Específicamente, la separación proporciona una fase acuosa que contiene sodio y una fase orgánica pretratada que tiene un contenido de sodio reducido con respecto a la corriente orgánica, en donde el contenido de sodio reducido está por debajo del obtenido mediante la adición de agua o la dilución sola. La separación se realiza en condiciones que proporcionan una fase acuosa que contiene sodio inmiscible y una fase orgánica pretratada que tiene un contenido de sodio reducido.
El método puede comprender además repetir la puesta en contacto de la fase orgánica con dióxido de carbono, la separación de la fase acuosa de la fase orgánica, o las etapas de puesta en contacto y las etapas de separación una o más veces para obtener una fase orgánica que tenga un contenido de sodio más reducido.
En realizaciones, el método comprende además someter la fase orgánica a una o más etapas de "pulido" de intercambio iónico, como se describe aquí anteriormente con referencia al lecho 30 de protección, para reducir adicionalmente el contenido de sodio de la fase orgánica.
Características
El sistema y método de esta divulgación proporcionan la mejora de una corriente orgánica que es un producto de un proceso para la producción de óxido de propileno, tal como un subproducto formado en la coproducción de óxido de propileno y estireno. El proceso de la divulgación comprende someter la corriente orgánica a hidrodesoxigenación para convertir al menos una porción del o de los oxigenados en EB, y la posterior separación de EB del producto de hidrotratamiento que lo contiene. La corriente orgánica se puede pretratar para la eliminación de contaminantes de la misma antes del hidrotratamiento. Dicho pretratamiento puede comprender poner en contacto con dióxido de carbono y agua, y separar la mezcla resultante en una fase que contiene sal de sodio acuosa y una fase orgánica pretratada que tiene un contenido de sodio reducido; lavado con ácido y posterior neutralización para proporcionar una corriente orgánica pretratada; y/o el paso a través de un lecho de protección para proporcionar una corriente
orgánica pretratada. El sistema y el método descritos permiten la producción de una corriente residual mejorada, que puede utilizarse como combustible o como precursor de sustancias químicas, y EB a partir de una corriente de subproductos de PO o POSM de bajo valor.
Los siguientes ejemplos simplemente ilustran el sistema y método de esta divulgación. Los expertos en la técnica reconocerán muchas variaciones que están dentro del alcance de las reivindicaciones.
Ejemplos
Ejemplo 1
Se diluyeron tres (3) kg de una corriente de subproducto contaminada con sodio generada durante la coproducción de PO y estireno en una planta POSM en una relación de masa 1:1 con EB como diluyente. La solución resultante se lavó con 1.2 kg de solución de ácido sulfúrico al 10% haciendo recircular la mezcla con una bomba y la mezcla se dejó sedimentar durante la noche antes de separar la fase acuosa. El procedimiento se repitió con agua, solución de (NH4)2CO3 al 5% en agua y de nuevo con agua, dando como resultado una alimentación pretratada neutra. Luego, la alimentación pretratada se combinó con 1.2 kg de corrientes adicionales de subproductos no contaminados generados durante la coproducción de PO y estireno, y 5.4 kg de EB adicional, para proporcionar una alimentación orgánica que contiene oxigenado y que contiene 2 partes de EB por 1 parte de coproductos POSM se utilizaron como alimentación de hidrotratamiento que consistía en una mezcla de MBA (3.2% en peso según GC), ACP (3.0% en peso), PEA, éteres de MBA y PEA (3% en peso) y productos de apertura de anillo de PO (~ 1% en peso), junto con componentes más pequeños e invisibles para GC, así como 12 ppm de sodio.
Ejemplo 2
La alimentación producida en el Ejemplo 1 combinada con 15 ppm de dimetildisulfito se suministró continuamente a una rata de 40 ml/h, junto con gas H2 a una rata de 170 sccm en un tubo reactor de lecho fijo de 2.5 cm (1 pulgada) que contenía 40 g del catalizador de NiMo KL8234 (disponible en Criterion Catalysts) tiene 500 horas de funcionamiento antes del comienzo del experimento. El reactor se hizo funcionar en modo de flujo descendente a una presión de 68.94 bar (1000 psig), manteniendo un gradiente de temperatura desde 300 °C en la parte superior del lecho hasta 360 °C en el fondo del lecho mediante un horno externo de concha de almeja. Una porción de 1471 g del producto HDO se separó del agua y se sometió a recuperación de EB usando un evaporador rotatorio de vacío (27 mbar (20 mm Hg), 80 °C), dando como resultado 1325 g de fracción ligera de EB con un contenido de EB del 95% y 133 g de material residual amarillo claro que contiene ~ 9% en peso de EB, 24% en peso de 2,3-difenilbutano (~ 1: 1 meso: rac), ~ 14% en peso de otros isómeros de difenbutano, ~ 1% en peso de fenol. El material residual después de la recuperación de EB tenía una viscosidad baja de 3 cP a 40 °C, una densidad de 0.9224 g/mL, una composición elemental de 89.3% en moles de C y 10.6% en moles de H, y un valor calórico de 18678 Btu/lb.
El nivel de recuperación de EB preparativo calculado con base en el contenido de EB de la fracción ligera fue 56% en peso (no se contó el EB sobrante en el material residual).
Ejemplo 3
Se prepararon quince (15) kg de lote de alimento pretratado que contenía 10 kg de diluyente de etilbenceno junto con una mezcla de diversas corrientes de subproductos generados durante la coproducción de PO y estireno en una planta POSM (contaminada con sodio y no contaminada) de manera similar al Ejemplo 1. El material que contenía 2 partes de EB por 1 parte de coproductos POSM se utilizó como alimentación de hidrotratamiento que constaba de una mezcla de MBA (2.5% en peso según GC), ACP (<0.1% en peso), PEA (5.2%), éteres de MBA (3% en peso) y productos de apertura de anillo de PO (~ 1% en peso), junto con componentes más pequeños e invisibles para GC, así como 30 ppm de sodio.
Ejemplo 4
La alimentación producida en el Ejemplo 3 combinada con 15 ppm de dimetildisulfito se suministró continuamente a una rata de 40 ml/h, junto con gas H2 a una rata de 170 sccm, en un tubo reactor de lecho fijo de 2.5 cm (1 pulgada) que contenía 40 g de catalizador de NiMo activado KL8234 (disponible de Criterion Catalysts) que tiene 1100 horas en funcionamiento antes del comienzo del experimento. El reactor se hizo funcionar en modo de flujo descendente a una presión de 68.94 bar (1000 psig), manteniendo un gradiente de temperatura de 280 °C en la parte superior del lecho a 350 °C en la parte inferior del lecho mediante un horno externo de concha de almeja. Una porción de 448 g del producto HDO se separó del agua y se sometió a recuperación de EB utilizando un evaporador rotatorio de vacío (27 mbar (20 mm Hg), 80 °C), lo que dio como resultado 380 g de fracción ligera de EB con un contenido de EB del 97%. y 48 g de material residual de color ámbar oscuro que contiene ~ 3% en peso de EB, 2.8% de PEA; 21.5% en peso de 2,3-difenilbutano (~1: 1 meso: rac), ~14% en peso de otros isómeros de difenbutano, 1.5% en peso de fenol. El nivel de recuperación de EB preparativa calculado con base en el contenido de EB de la fracción ligera fue del 55% en peso.
Divulgación adicional
Las realizaciones particulares descritas anteriormente son sólo ilustrativas, ya que la presente divulgación puede modificarse y practicarse de diferentes maneras pero equivalentes evidentes para los expertos en la técnica que se benefician de las enseñanzas del presente documento. Además, no se pretenden limitaciones a los detalles de construcción o diseño aquí mostrados, aparte de lo que se describe en las reivindicaciones siguientes. Si bien las composiciones y los métodos se describen en términos más amplios de "tener", "comprender", "contener" o "incluir" diversos componentes o etapas, las composiciones y los métodos también pueden "consistir esencialmente en" o "consistir en" los diversos componentes y etapas. El uso del término "opcionalmente" con respecto a cualquier elemento de una reivindicación significa que el elemento es requerido, o alternativamente, el elemento no es requerido, estando ambas alternativas dentro del alcance de la reivindicación.
Los números y rangos descritos anteriormente pueden variar en cierta cantidad. Siempre que se divulga un rango numérico con un límite inferior y un límite superior, se divulga específicamente cualquier número y cualquier rango incluido que caiga dentro del rango. En particular, cualquier rango de valores (de la forma, "desde aproximadamente a hasta aproximadamente b" o, de manera equivalente, "desde aproximadamente a hasta b" o, de manera equivalente, "desde aproximadamente a-b") que se describe en el presente documento debe entenderse que establezca todos los números y rangos incluidos dentro del rango más amplio de valores. Además, los términos de las reivindicaciones tienen su significado corriente y simple, a menos que el titular de la patente defina lo contrario de forma explícita y clara. También, los artículos indefinidos "un" o "una", como se usan en las reivindicaciones, se definen aquí para significar uno o más de uno de los elementos que introduce. Si hay algún conflicto en el uso de una palabra o término en esta especificación y una o más patentes u otros documentos, se deberían adoptar las definiciones que sean consistentes con esta especificación.
Claims (11)
1. Un método que comprende:
(a) someter una corriente orgánica que comprende al menos un oxigenado a hidrotratamiento, mediante el cual se produce un producto de hidrotratamiento que comprende etilbenceno, en donde la corriente orgánica es un producto de un proceso para la producción de óxido de propileno; y
(b) separar una corriente de producto de etilbenceno del producto de hidrotratamiento, para producir una corriente residual,
en donde el hidrotratamiento se lleva a cabo en presencia de un catalizador de hidrotratamiento que comprende molibdeno y que además comprende níquel, cobalto o una combinación de los mismos y en donde el catalizador de hidrotratamiento es un catalizador sulfurado y en donde el hidrotratamiento se lleva a cabo a una temperatura de entrada en el rango de 150-300 °C y una temperatura de salida superior o igual a 350 °C.
2. El método de la reivindicación 1, en donde la corriente orgánica es un producto de un proceso para la coproducción de óxido de propileno y monómero de estireno (POSM).
3. El método de la reivindicación 1, en donde la recuperación de etilbenceno, definida como el porcentaje en peso de la corriente orgánica POSM antes del hidrotratamiento que se convierte en etilbenceno, es superior al 20% en peso.
4. El método de la reivindicación 1, en donde la corriente orgánica comprende un contaminante seleccionado entre sodio, potasio o ambos, y en donde el método comprende además eliminar al menos una porción del contaminante para proporcionar una corriente orgánica pretratada, antes de someter la corriente orgánica pretratada a hidrotratamiento.
5. El método de la reivindicación 4, en donde la corriente orgánica es un producto de un proceso para la coproducción de óxido de propileno y estireno (POSM), y en donde eliminar al menos una porción del contaminante antes del hidrotratamiento comprende:
(c) poner en contacto la corriente orgánica con agua y dióxido de carbono, por lo que el sodio se extrae de la corriente orgánica, y separar una fase de suspensión acuosa que contiene sodio de una fase orgánica que comprende un contenido de sodio reducido con respecto a la corriente orgánica; pasar la corriente orgánica sobre un lecho de protección de catalizador antes del hidrotratamiento; o poner en contacto la corriente orgánica con agua y dióxido de carbono, por lo que el sodio se extrae de la corriente orgánica, y separar una fase de suspensión acuosa que contiene sodio de una fase orgánica que comprende un contenido de sodio reducido con respecto a la corriente orgánica; y pasar la corriente orgánica sobre un lecho de protección de catalizador antes del hidrotratamiento; o (d) someter la corriente orgánica a un lavado ácido y neutralización posterior para proporcionar la corriente orgánica pretratada; pasar la corriente orgánica sobre un lecho de protección de catalizador antes del hidrotratamiento; o someter la corriente orgánica a un lavado ácido y neutralización subsiguiente para proporcionar la corriente orgánica pretratada y pasar la corriente orgánica sobre un lecho de protección de catalizador antes del hidrotratamiento.
6. El método de la reivindicación 5, en donde el poner en contacto en (c) comprende combinar el dióxido de carbono con el agua para formar una corriente de agua saturada con CO2, y poner en contacto la corriente de agua saturada con CO2 con la corriente orgánica; combinar la corriente orgánica y el agua para formar una mezcla e inyectar el dióxido de carbono como gas en la misma; o ambos.
7. El método de la reivindicación 1, que comprende además someter al menos una porción del producto de hidrotratamiento a hidrotratamiento adicional.
8. El método de la reivindicación 1, en donde (b) la separación de la corriente de producto de etilbenceno del producto de hidrotratamiento comprende destilación.
9. El método de la reivindicación 1, que comprende además reciclar al menos una porción de la corriente de producto de etilbenceno, al menos una porción de la corriente residual, o ambas, al hidrotratamiento en (a).
10. El método de la reivindicación 1, en donde la corriente residual comprende isómeros de difenilbutano.
11. El método de la reivindicación 1, en donde el al menos un oxigenado se selecciona de alcohol metilbencílico (MBA), 2-fenil etanol (PEA), éteres, acetofenona (ACP), éteres de MBA y PEA, compuestos de apertura de anillo de óxido de propileno o una combinación de los mismos.
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