ES2989746T3 - Procedimiento energéticamente eficiente para la separación de butenos a partir de corrientes de hidrocarburos C4 y subsiguiente separación n/iso - Google Patents

Procedimiento energéticamente eficiente para la separación de butenos a partir de corrientes de hidrocarburos C4 y subsiguiente separación n/iso Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a un procedimiento para la eliminación de butenos de corrientes de hidrocarburos C4 que contienen butanos además de butenos, mediante destilación extractiva con un disolvente adecuado. El procedimiento según la invención se caracteriza por la integración térmica que permite el aprovechamiento del calor del disolvente para calentar y/o evaporar al menos parcialmente diversas corrientes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento energéticamente eficiente para la separación de butenos a partir de corrientes de hidrocarburos C4 y subsiguiente separación n/iso
La presente invención se refiere a un procedimiento para la separación de butenos a partir de corrientes de hidrocarburos C4, que contienen también butanos además de butenos, mediante destilación extractiva con un disolvente adecuado. El procedimiento según la invención se distingue por una integración de calor con la que el calor del disolvente se utiliza para el calentamiento y/o la evaporación al menos parcial de diversas corrientes.
La separación de mezclas de butano-buteno por medio de destilación extractiva es conocida en sí. En este caso se utiliza un disolvente aprótico (por ejemplo N-metil-2-pirrolidona (NMP) o acetonitrilo (ACN)) para aumentar la volatilidad relativa de los alcanos frente a los alquenos. En una columna de destilación extractiva, el absorbedor, se disuelven preferentemente los butanos en el disolvente, los butanos se separan como producto de cabeza. El disolvente cargado se libera a continuación de los butenos, que se obtienen como producto de cabeza en forma enriquecida, en una columna de separación, el desorbedor, a temperatura elevada y/o presión reducida. El disolvente liberado de butenos se devuelve entonces a la destilación extractiva.
Debido a la proporción disolvente respecto a alimentación se asigna un alto significado para la rentabilidad del procedimiento a la integración de calor. En la cola del desorbedor se produce disolvente caliente, cuyo contenido energético se puede utilizar de diversas maneras. En el documento US 2014/0124358 A1 se presenta un procedimiento para la extracción selectiva de olefinas, que solucionará la tarea de la integración de calor. En esta se propone utilizar el contenido energético del disolvente caliente para el calentamiento de una corriente lateral del desorbedor, para el calentamiento del producto de cola del absorbedor, que se conduce al desorbedor, para el calentamiento de una o varias corrientes laterales del absorbedor, y para el precalentamiento de la corriente de alimentación.
La solución propuesta en el estado de la técnica no puede satisfacer completamente la tarea de una recuperación lo más completa posible de las corrientes de energía presentes en el sistema, o puede hacerlo solo mediante estructuras relativamente complejas.
Por lo tanto, la tarea de la presente invención consistía en poner a disposición un procedimiento en el que se obtuviera una recuperación de energía mejorada, en el mejor de los casos máxima, y que fuera menos costosa desde el punto de vista técnico de la instalación.
Esta tarea se puede solucionar mediante la ejecución del procedimiento propuesta en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes están indicadas formas de realización preferentes. El procedimiento según la invención es un procedimiento para la separación de butenos a partir de una corriente de hidrocarburos C4 que contiene al menos butenos y los butanos n-butano e iso-butano, mediante destilación extractiva con un disolvente, en donde el procedimiento comprende los siguientes pasos:
a. evaporación al menos parcial de la corriente líquida de hidrocarburos C4 en un evaporador de alimentación, suministro de la corriente gaseosa de hidrocarburos C4 y suministro del disolvente líquido, preferentemente NMP, por encima de la corriente de hidrocarburos C4 a un absorbedor, en el que la corriente de hidrocarburos C4 y el disolvente se ponen en contacto entre sí, mediante lo cual pasan al disolvente predominantemente butenos de la corriente de hidrocarburos C4, en donde el disolvente cargado de este modo, preferentemente NMP, se recoge en un colector de líquido del absorbedor, se conduce a través del evaporador del absorbedor y después se dirige a la cola del absorbedor por debajo del colector de líquido, mediante lo cual se desgasifican predominantemente butanos del disolvente cargado, preferentemente NMP, en donde el disolvente cargado, preferentemente NMP, se conduce a continuación como corriente de cola a un desorbedor, y en donde en la cabeza del absorbedor se produce una corriente enriquecida en butanos en comparación con la corriente de hidrocarburos C4 utilizada;
b. suministro del disolvente cargado, preferentemente NMP, al desorbedor, en cuya cola se presenta una temperatura elevada y preferentemente una presión más reducida en comparación con la cola del absorbedor y en el que los butenos se separan de disolvente, preferentemente NMP, mediante lo cual, en la cabeza del desorbedor, se produce una corriente enriquecida en butenos, en donde se recoge un disolvente liberado de butenos al menos parcialmente, preferentemente NMP, en un colector de líquido del desorbedor, se conduce a través del evaporador del desorbedor y después se dirige a la cola del desorbedor por debajo del colector de líquido, mediante lo cual se desgasifican butenos aún presentes en el disolvente, y en donde el disolvente se devuelve a continuación al absorbedor como corriente de cola;
c. suministro de la corriente enriquecida en butanos a un fraccionador n/iso, en el que se separan n-butano e iso-butano, mediante lo cual, en la cola del fraccionador n/iso, se produce una corriente enriquecida en isobutanos y en la cola del fraccionador n/iso se produce una corriente enriquecida en n-butanos;
en donde el calor del disolvente retirado como corriente de cola del desorbedor se utiliza para la integración de calor, en la que el calor del disolvente se utiliza respectivamente en al menos un cambiador de calor para el precalentamiento del disolvente cargado conducido al desorbedor, para la evaporación en el evaporador del absorbedor y para la evaporación de la corriente líquida de hidrocarburos C4, y en donde
la corriente enriquecida en butenos se extrae en la cabeza del desorbedor y se somete a una condensación, en donde el calor de condensación se utiliza al menos parcialmente para el calentamiento del fraccionador n/iso.
Una ventaja del presente procedimiento es la estructura relativamente sencilla de la integración de calor, que aún posibilita una recuperación de energía eficiente. En la forma más sencilla de realización de la presente invención están previstos además evaporadores laterales, no forzosamente adicionales, que conllevan un gasto técnico de instalación adicional y con ello costes más elevados. En el presente caso se utiliza además el calor de condensación que se produce en la condensación de la corriente enriquecida en butenos y opcionalmente el calor de hidrogenación de un paso de hidrogenación previo o dos pasos de hidrogenación posteriores para una separación n/iso de butanos por medio de un fraccionador n/iso, mediante lo cual se debe alimentar menos o incluso no se debe alimentar energía externa para tal paso. También los calores de escape que se producen en el procedimiento según la invención o en otros procedimientos compuestos adicionales serían utilizables para el calentamiento del fraccionador n/iso.
Mediante la integración de calor se extrae el disolvente. El motivo no es solo que con ello se deban calentar otras corrientes o columnas, sino en primer término la refrigeración del disolvente para la absorción. La absorción de butenos (aquí: paso a) tiene lugar casi siempre a una temperatura menor que la desorción (aquí: paso b). Por lo tanto, si se extrae suficiente calor del disolvente en la integración de calor, si presenta una temperatura apropiada, el disolvente se puede conducir directamente al absorbedor. No obstante, también es concebible que el disolvente no presente aún la temperatura correcta a pesar de la presente integración de calor. En tal caso, el disolvente se puede dirigir a través de un refrigerador residual tras la integración de calor y antes de la entrada en el absorbedor para enfriarlo a una temperatura apropiada.
El calor es una magnitud de proceso. El calor suministrado o disipado corresponde a la modificación de la energía interna menos el trabajo realizado. Los conceptos utilizados en esta invención calor, transporte de calor e integración de calor se basan siempre en esta definición.
El presente procedimiento se refiere a la separación de butenos a partir de corrientes de hidrocarburos C4 que contienen buteno. Además de los butenos, estas corrientes también contienen alcanos (n-butanos e iso-butanos). En este caso, en el ámbito de la presente invención, si no se indica lo contrario, el concepto butanos significa tanto nbutano como isobutano. En el presente procedimiento, tras la separación al menos parcial de butenos debe tener lugar aún un corte de alcanos en n-butano e iso-butano para obtener n-butano e iso-butano respectivamente lo más puros posible. A tal efecto, según la invención está prevista una separación n/iso en un fraccionador n/iso. Antes o después de este corte de butanos se puede realizar una hidrogenación de butenos residuales en las corrientes. En el procedimiento según la invención se pueden utilizar todas las corrientes de hidrocarburos C4 que contienen al menos butenos y butanos, en tanto las cantidades en las que están presentes los butenos y/o butanos permitan una realización económica del procedimiento. En una forma preferente de realización de la presente invención, la corriente de hidrocarburos C4 utilizada está constituida esencialmente, es decir, en más de 98 % en peso, preferentemente en más de 99 % en peso, por butanos y butenos. Las correspondientes corrientes pueden contener también impurezas u otros hidrocarburos, como 1,3-butadieno o hidrocarburos C5, en cantidades reducidas.
En el procedimiento según la invención, en el paso a se utiliza un disolvente líquido, en el que se disuelven principalmente los butenos de la corriente de hidrocarburos C4 gaseosa utilizada. Los disolventes apropiados son disolventes apróticos, a modo de ejemplo N-metil-2-pirrolidona (NMP). El procedimiento según la invención se realiza preferentemente con NMP como disolvente. En otra forma preferente de realización de la presente invención, el disolvente contiene agua, en especial en el intervalo de 1 a 10 % en peso, preferentemente de 4 a 9 % en peso, referido respectivamente a la cantidad total de disolvente.
Como absorbedor pueden servir en especial columnas de cuerpos de relleno, que presentan al menos dos lechos de cuerpos de relleno. Tales columnas son conocidas en principio por el especialista. Por encima del lecho de cuerpos de relleno se encuentra preferentemente una zona de retrolavado con varios platos teóricos para retener el disolvente arrastrado en la fase gaseosa. Por encima de la zona de retrolavado está la cabeza del absorbedor, donde se produce una corriente enriquecida en butanos en comparación con la corriente de hidrocarburos C4 utilizada. Bajo el último lecho de cuerpos de relleno estaría dispuesto el colector de líquidos según la invención, por debajo del cual se encuentra la cola del absorbedor. La estructura exacta del absorbedor depende de diversos parámetros y es variable en ciertos aspectos.
Desde el punto de vista espacial, el disolvente líquido se añade al absorbedor por encima de la entrada de la corriente de hidrocarburos C4. En una forma de realización preferente, el disolvente se añade al absorbedor por encima del primer lecho de cuerpos de relleno y de la corriente de hidrocarburos C4 en uno o más lechos de cuerpos de relleno por debajo del primer lecho de cuerpos de relleno. El disolvente líquido se escurrirá hacia abajo en el absorbedor y se pondrá en contacto con la corriente de hidrocarburos C4 en forma de vapor (ascendente), mediante lo cual una parte de la corriente de hidrocarburos C4, que contiene predominantemente butenos, pasa al disolvente, mediante lo cual se produce un disolvente cargado. En el paso a, la corriente de hidrocarburos C4 y el disolvente se ponen en contacto entre sí, en especial en contracorriente. En una forma preferente de realización de la presente invención, la parte de la corriente de hidrocarburos C4 que pasa al disolvente, comprende al menos 70 % en peso, de modo especialmente preferente al menos 80 % en peso de butenos, referido a la composición de la parte de la corriente de hidrocarburos C4 que ha pasado al disolvente. De ello resulta en especial que al menos 80 %, de modo especialmente preferente al menos 90 % de los butenos contenidos en la corriente de hidrocarburos C4 utilizada pasan al disolvente.
El disolvente cargado desciende en el absorbedor y se recoge en un colector de líquido apropiado, en especial un plato de chimenea. La temperatura del disolvente cargado que se produce en el colector de líquido se sitúa preferentemente entre 40 y 90°C, de modo especialmente preferente entre 45 y 65 °C. El disolvente cargado se retira del colector de líquido, se conduce a través del evaporador del absorbedor y después se dirige a la cola del absorbedor por debajo del colector de líquido, mediante lo cual se desgasifican predominantemente butanos del disolvente cargado. El evaporador del absorbedor es preferentemente un evaporador de un paso, en el que el disolvente cargado se hace pasar solo una vez por el evaporador. De este modo se pueden realizar temperaturas lo más bajas posibles, mediante lo cual se puede evitar la contaminación. Además se aumenta la diferencia de temperaturas impulsora, lo que posibilita una utilización de energía de la corriente de NMP aún más eficiente. El evaporador del absorbedor también puede estar configurado en varias etapas, es decir, pueden estar presentes varios cambiadores de calor, o bien varios evaporadores, que pertenecen al evaporador del absorbedor.
En la cola queda entonces el disolvente cargado predominantemente con butenos, que se retira de la misma y se conduce al desorbedor como corriente de cola. En este caso, la temperatura en la corriente de cola del absorbedor, que se conduce al desorbedor, se sitúa preferentemente entre 70 y 130 °C, de modo especialmente preferente entre 85 y 120 °C.
En la cabeza del absorbedor se produce una corriente enriquecida en butanos en comparación con al corriente de hidrocarburos C4 utilizada. Esta corriente enriquecida en butanos puede contener adicionalmente agua, que procede del disolvente. Este agua se puede separar en un paso subsiguiente. En este caso, la corriente enriquecida en butanos se extrae en la cabeza del absorbedor y se somete a una condensación de una o varias etapas, en donde se condensa una corriente que contiene agua y una corriente de productos que contiene butanos. Estas dos corrientes se pueden separar en un dispositivo apropiado, a modo de ejemplo un destilador. La corriente que contiene agua separada de la corriente de productos que contiene butanos se puede conducir al absorbedor o al desorbedor según su composición y/o descargar parcialmente del procedimiento.
La corriente de productos que contiene butanos obtenida a partir de la condensación puede contener aún cantidades reducidas de agua, en especial en una cantidad de hasta 1500 ppm en peso, referido a la composición total de la corriente de productos que contiene butanos. Además, la corriente de productos que contiene butanos obtenida a partir de la condensación puede contener aún butenos residuales, en donde las corrientes contienen habitualmente menos de 20 % en peso, preferentemente menos de 15 % en peso, de modo especialmente preferente menos de 5 % en peso de butenos, referido a la composición total de la corriente de productos que contiene butanos.
Según los requisitos en la corriente de productos que contiene butanos, puede ser necesario que la corriente de productos que contiene butanos se someta a un secado, preferentemente en una columna de secado, tras la condensación para separar el agua aún contenida. Preferentemente, la corriente de productos que contiene butanos presenta tras el secado una cantidad máxima de agua de 50 ppm en peso, preferentemente de 25 ppm en peso. El agua producida en el secado se puede devolver a la condensación en el absorbedor.
Según la invención, la corriente enriquecida en butanos o, en tanto se efectúe una condensación, la corriente de productos que contiene butanos, se conduce a un fraccionador n/iso, en el que se separan n-butano e iso-butano. Un fraccionador n/iso es en especial una columna de destilación apropiada. En este caso, en la columna del fraccionador n/iso se produce una corriente enriquecida en iso-butano y en la cola del fraccionador n/iso se produce una corriente enriquecida en n-butano. El fraccionador n/iso según la invención es un dispositivo apropiado para la separación de n- de iso-butanos, en especial una columna de destilación. La temperatura en la cola del fraccionador n/iso se sitúa preferentemente en 50 a 70 °C, de modo especialmente preferente 55 a 65 °C. La presión en el fraccionador n/iso se sitúa preferentemente en 4 a bis 10 bares absolutos, de modo especialmente preferente 5 a 7 bares absolutos. La configuración exacta y el funcionamiento de un correspondiente fraccionador n/iso, o bien de una correspondiente columna de destilación es conocida por el especialista.
La corriente enriquecida en iso-butanos que se produce en la cabeza del fraccionador n/iso está constituida predominantemente por iso-butano. Preferentemente, la corriente enriquecida en iso-butano está constituida por isobutano en 98 % en peso, más preferentemente en 99 % en peso, de modo especialmente preferente en 99,5 % en peso. La corriente enriquecida en n-butanos que se produce en la cola del fraccionador n/iso está constituida predominantemente por n-butano. Preferentemente, la corriente enriquecida en n-butano está constituida por n-butano en 98 % en peso, más preferentemente en 99 % en peso, de modo especialmente preferente en 99,5 % en peso.
La energía necesaria para el calentamiento del fraccionador n/iso y, por lo tanto, para la consecución del corte de butanos, se obtiene al menos parcialmente a partir del calor de condensación que se produce en la condensación de la corriente enriquecida en butenos, que se extrae en la cabeza del desorbedor. Por lo tanto, el calor de condensación se utiliza al menos parcialmente. El correspondiente condensador para la condensación de la corriente enriquecida en butenos, que se extrae en la cabeza del desorbedor, puede ser un cambiador de calor conocido por el especialista. También es concebible que el condensador del desorbedor se realice como caldera. También es posible que el condensador, según disponibilidad de corrientes internas, se realice en varias etapas, en donde una integración de calor se efectúa solo con la condensación en la primera etapa y en las segundas etapas se utiliza un medio de refrigeración externo.
Ya se ha mencionado que la corriente enriquecida en butanos o, en tanto se efectúe una condensación, la corriente de productos que contiene butanos está constituida ya en parte predominante por n- e iso-butanos. Es posible que en estas corrientes también estén aún presentes butenos que no han pasado al disolvente en la extracción. Si se desea que con la separación n/iso se obtengan corrientes de n-, o bien iso-butano puras en olefinas, la corriente enriquecida en butanos, que se retira en la cabeza del absorbedor o, en tanto se efectúe una condensación, la corriente de productos que contiene butanos, se puede someter a una hidrogenación antes de la entrada en el fraccionador n/iso para transformar butenos aún presentes en butanos. Tal hidrogenación de olefinas residuales es común generalmente para el especialista y no se debe describir detalladamente aquí.
En una forma de realización especialmente preferente, al menos una parte del calor de reacción producido en la hidrogenación antes del fraccionador n/iso se utiliza para el calentamiento del fraccionador n/iso. De este modo se puede ahorrar al menos una parte de la energía externa, necesaria en caso contrario, para el calentamiento del fraccionador n/iso.
Alternativamente, también es posible que tal hidrogenación no esté dispuesta antes del fraccionador n/iso, sino solo después. Los 1-butenos y los isobutenos aún presentes se producen habitualmente en la cola del fraccionador n/iso y estarían contenidos entonces en la corriente enriquecida en iso-butano. Los 2-butenos llegan a la cola y están contenidos en la corriente enriquecida en n-butano. En una forma preferente de realización de la presente invención, la corriente enriquecida en iso-butano y la corriente enriquecida en n-butanos o ambas corrientes se someten a una hidrogenación para transformar butenos aún presentes en butanos. Por consiguiente, también es posible hidrogenar solo una corriente obtenida a partir del fraccionador n/iso, mientras que la otra corriente no se hidrogena.
En una forma especialmente preferente de realización de la presente invención, al menos una parte del calor de reacción producido en la hidrogenación de una o ambas corrientes o al menos una parte de ambas hidrogenaciones de ambas corrientes se utiliza para el calentamiento del fraccionador n/iso. De este modo se puede ahorrar la energía externa, necesaria en caso contrario, para el calentamiento del fraccionador n/iso. Bajo ciertas circunstancias, ya no se requiere energía externa adicional. A modo de ejemplo, una correspondiente integración de calor de reacción producido se podría realizar también mediante un circuito de agua caliente interno. Tales pasos técnicos de instalación son comunes en sí para el especialista.
El disolvente retirado en la cola del absorbedor y cargado con butenos predominantemente se suministra al desorbedor. A tal efecto, el disolvente cargado se conduce al desorbedor, a modo de ejemplo por medio de una bomba. En la cola del desorbedor se presenta una temperatura elevada y preferentemente una presión más reducida en comparación con la cola del absorbedor. La temperatura en la cola del desorbedor se sitúa preferentemente entre 120 y 200 °C, de modo más preferente entre 130 y 195 °C. La presión de cabeza en el desorbedor se puede situar entre 1 y 6 bares absolutos, preferentemente entre 2 y 5 bares absolutos. Mediante la temperatura elevada frente al absorbedor y la presión preferentemente más reducida se eliminan al menos parcialmente del disolvente los butenos y opcionalmente butenos aún contenidos. En una forma de realización preferente, el disolvente liberado de butenos al menos parcialmente contiene hasta 5000 ppm en peso de butenos, de modo especialmente preferente 100 a 900 ppm en peso en peso de butenos. El disolvente liberado de butenos al menos parcialmente desciende en el desorbedor y se recoge en un colector de líquido del desorbedor. El disolvente liberado de butenos al menos parcialmente se conduce desde este a través de un evaporador del desorbedor y después por debajo del colector de líquido, en especial a plato de chimenea, a la cola del desorbedor, mediante lo cual se desgasifican butenos aún presentes en el disolvente. El evaporador del absorbedor es preferentemente un evaporador de un paso, en el que el disolvente liberado de butenos al menos parcialmente se hace pasar solo una vez por el evaporador. De este modo se pueden realizar temperaturas lo más bajas posibles, mediante lo cual se puede evitar la contaminación. El evaporador del absorbedor también puede estar configurado en varias etapas, es decir, pueden estar presentes varios cambiadores de calor, que pertenecen al evaporador del absorbedor. En la cola queda entonces el disolvente liberado de butenos, que se retira de la misma, se conduce al absorbedor como corriente de cola y en este se utiliza de nuevo como disolvente para la absorción de butenos.
El disolvente liberado de butenos se puede someter parcial o completamente a una regeneración antes de ser conducido al absorbedor, mediante lo cual se eliminan impurezas, a modo de ejemplo los productos secundarios citados anteriormente, presentes en la corriente de hidrocarburos C4 utilizada y/o formados a partir de los butenos a las temperaturas del desorbedor, como compuestos oligoméricos o poliméricos, del disolvente, preferentemente del NMP. La regeneración se realiza preferentemente de modo que el disolvente liberado de butenos se conduce a un recipiente y se evapora a una presión de menos de 500 mbares absolutos, de modo más preferente de menos de 200 mbares absolutos y a una temperatura entre 100 y 150 °C. Al recipiente puede estar conectada una columna. Mediante la regeneración se separan en especial productos de punto de ebullición elevado. Si se somete solo una parte de disolvente liberado de butenos a una regeneración, la parte regenerada de disolvente se reúne a continuación con el disolvente no regenerado y se devuelve al absorbedor.
En la cabeza del desorbedor se produce en especial una corriente enriquecida en butenos en comparación con al corriente de hidrocarburos C4 utilizada. Esta corriente enriquecida en butenos puede contener adicionalmente agua, que procede del disolvente. Este agua se puede separar en un paso subsiguiente. En este caso, la corriente enriquecida en butenos se extrae en la cabeza del desorbedor y se somete a una condensación de una o varias etapas, en donde se condensa una corriente que contiene agua que, además de agua, puede contener también restos de compuestos orgánicos y una corriente de productos que contiene butenos. Estas dos corrientes se pueden separar en un dispositivo apropiado, a modo de ejemplo un destilador. La corriente que contiene agua separada de la corriente de productos que contiene butenos se puede conducir a continuación de nuevo al desorbedor. También es posible una descarga de toda la corriente que contiene agua o partes de la misma para eliminar los compuestos orgánicos.
En una forma preferente de realización de la presente invención, la condensación de la corriente enriquecida en butenos retirada en la cabeza del desorbedor está configurada en dos etapas, en donde en una primera etapa se condensa una corriente que contiene agua, que se devuelve entonces al desorbedor, y en la segunda etapa se condensa la corriente de productos que contiene butenos. No obstante, también se puede condensar agua aún presente en la segunda etapa. Este agua residual se puede separar a través de un dispositivo apropiado, a modo de ejemplo un destilador, de la corriente de productos que contiene butenos.
La corriente de productos que contiene butenos obtenida a partir de la condensación contiene preferentemente menos de 20 % en peso, más preferentemente menos de 16 % en peso, referido a la composición total de la corriente de productos que contiene butenos. En su lugar, la corriente de productos que contiene butenos obtenida a partir de la condensación contiene presenta preferentemente un contenido en butenos de al menos 70 % en peso, más preferentemente de al menos 75 % en peso, de modo especialmente preferente de al menos 86 % en peso, referido a la composición total de la corriente de productos que contiene butenos.
Una característica típica de la presente invención es la integración de calor bajo uso del calor del disolvente en la trayectoria del desorbedor de vuelta al absorbedor. El calor del disolvente retirado como corriente de cola del desorbedor, preferentemente del NMP, se utiliza según la invención para la integración de calor, en la que el calor del disolvente se utiliza respectivamente en al menos un cambiador de calor para el precalentamiento del disolvente cargado conducido al desorbedor, para la evaporación en el evaporador del absorbedor y para la evaporación de la corriente líquida de hidrocarburos C4.
En una configuración preferente de la presente invención, el precalentamiento del disolvente cargado conducido al desorbedor se realiza en dos etapas, en donde se efectúa una primera transferencia de calor al disolvente cargado conducido al desorbedor en un cambiador de calor, a modo de ejemplo un cambiador de calor de haz de tubos, y una segunda transferencia de calor al disolvente cargado conducido al desorbedor en un evaporador de caldera. Tal configuración tiene la ventaja de que, en la configuración preferente citada anteriormente, el calor que se transfiere al disolvente cargado en ambas etapas, es decir, en el cambiador de calor y en el evaporador de caldera, procede del disolvente retirado como corriente de cola del desorbedor como medio portador de calor. El uso de un evaporador de caldera tendría también la ventaja de que en el conducto al desorbedor podría dominar también una presión previa más reducida. Normalmente es necesaria una presión previa elevada para evitar la evaporación en la tubería, lo que podría ocasionar problemas como la ruptura de las mismas. Otra ventaja es que se limita la carga de temperatura y de este modo se asegura que la diferencia de temperaturas sea, o bien siga siendo suficiente para la transferencia de calor.
Según la invención, el disolvente liberado de butenos al menos parcialmente, de modo preferente NMP, se recoge en un colector de líquido del desorbedor y se conduce a través de un evaporador del desorbedor, mediante lo cual se pueden desgasificar los butenos aún presentes en el disolvente. El calor para la evaporación en el evaporador del desorbedor se puede introducir en este caso en un cambiador de calor mediante transferencia de calor de un medio portador de calor apropiado. El medio portador de calor puede ser en especial vapor de calefacción, que se utiliza como vapor de presión media o alta presión. Como vapor de calefacción es preferente un vapor de presión media, que presenta una temperatura de 150 a 270 °C, preferentemente de 160 a 250 °C. El vapor de presión media presenta preferentemente una presión de 15 a 30 bares absolutos, de modo especialmente preferente de 17 a 25 bares absolutos. Como vapor de calefacción se puede utilizar también un vapor con una presión de > 30 bares absolutos. Tal vapor de calefacción se puede denominar también vapor de alta presión.
El vapor de calefacción utilizado para la evaporación se puede condensar al menos parcialmente en el cambiador de calor, mediante lo cual se produce un condensado caliente a una presión de 10 a 20 bares absolutos, preferentemente 12 a 17 bares absolutos y a una temperatura de 150 a 210 °C, preferentemente 160 a 200 °C. Tras el cambiador de calor está dispuesto preferentemente un recipiente de condensado, en el que el condensado caliente se puede separar del vapor. El condensado caliente se puede utilizar adicionalmente para el calentamiento del fraccionador n/iso. En el recipiente de condensado se presenta preferentemente una presión más reducida que en el cambiador de calor en el punto del vapor de calefacción. Debido a la presión más reducida se puede evaporar una parte de condensado caliente, mediante lo cual el vapor total, es decir, la fracción no condensada de vapor de calefacción y el condensado caliente evaporado en el recipiente de condensado mediante descarga de presión, se produce en el recipiente de condensado como vapor de baja presión. En el presente documento, el vapor de baja presión presenta una presión de más de 0 bar y menos de 10 bares absolutos. La temperatura del vapor de baja presión se sitúa preferentemente en 100 a 180 °C.
El vapor de baja presión producido contiene aún energía, que no se puede aprovechar en ningún procedimiento conocido. No obstante, esto no es razonable desde una perspectiva energética y económica. No obstante, esta energía se puede utilizar en una configuración preferente de la presente invención. A tal efecto, el vapor de calefacción utilizado para la evaporación en el evaporador del desorbedor se puede poner a disposición por medio de un emisor de vapor, preferentemente regulable (termocompresor). El termocompresor se alimenta después tanto con el vapor de calefacción utilizado, que procede, a modo de ejemplo, de una correspondiente red de vapor, aquí en especial el vapor de presión media utilizado preferentemente, como con el vapor de baja presión del recipiente de condensado, mediante lo cual se produce un vapor mixto, que es correspondientemente el medio portador de calor para el evaporador del desorbedor. Por consiguiente, el vapor mixto en esta configuración es el vapor de calefacción. Tal emisor de vapor está configurado de modo que se opera con un vapor impulsor y puede succionar vapor de succión de un recipiente mediante un presión negativa (presión dinámica en el emisor de vapor), mediante lo cual se produce el vapor mixto que se utiliza como medio portador de calor. En el presente caso, el vapor impulsor es el vapor de calefacción, o bien el vapor de presión media con el que se succiona el vapor de baja presión como vapor de succión del recipiente de condensado y se mezcla con el vapor impulsor.
La ventaja de tal configuración es evidente. La energía del vapor de baja presión que se produce en el recipiente de condensado se puede utilizar y, por lo tanto, se pueden ahorrar energía y costes. Tal procedimiento puede ser ventajoso también por otro motivo. El emisor de vapor utilizado puede ser regulable en el sentido de que las cantidades de vapor de presión media y baja presión se pueden ajustar, a modo de ejemplo en función de determinados parámetros de proceso. La cantidad de vapor de succión se ajusta en este caso a través de la cantidad de vapor impulsor. Las cantidades de vapor de presión media y baja presión se pueden ajustar, a modo de ejemplo, en función de la temperatura en el desorbedor.
Se puede presentar una configuración preferente también si el desorbedor presenta un evaporador lateral. En tal caso, el medio portador de calor, que se utiliza para el evaporador lateral, puede ser el vapor mixto del emisor de vapor, mientras que en el evaporador del desorbedor se emplea vapor de presión media como vapor de calefacción. El condensado caliente del evaporador del desorbedor y el evaporador lateral se dirigen entonces a un recipiente de condensado correspondientemente a las anteriores explicaciones. El vapor de baja presión producido se utiliza entonces en el emisor de vapor, cuyo vapor mixto se utiliza en el evaporador lateral. La ventaja de esta variante es que el condensado caliente que se produce se podría descomprimir adicionalmente para poder poner a disposición una mayor cantidad de vapor de baja presión.
El procedimiento descrito en el presente documento se puede utilizar en combinaciones químicas que comprenden en especial una oligomerización y opcionalmente una hidroformilación. En este caso, es posible que la separación de butenos conforme al procedimiento según la invención se utilice en diversos puntos en la combinación. También es posible que la separación de butenos según la invención esté presente en varios puntos dentro de una combinación química. A modo de ejemplo, es posible que el procedimiento aquí descrito se utilice al comienzo de tal combinación. La corriente de hidrocarburos C4 utilizada puede ser en especial una fracción de craqueo C4, un refinado 1, un refinado 2 o una mezcla de los mismos. En tanto se utilicen la fracción de craqueo C4 y/o el refinado 2, antes del procedimiento de separación según la invención se puede efectuar una hidrogenación de la fracción de craqueo C4, en la que se hidrogena butadieno selectivamente, o una separación de butadieno, en la que se elimina butadieno por extracción con un disolvente como NMP o nitrilos, para reducir el contenido en butadieno. Tras una separación de butadieno por extracción y antes de la separación según la invención puede estar dispuesta una hidroisomerización para facilitar la tarea de separación en el procedimiento según la invención, ya que 1-buteno se transforma en 2-buteno, que generalmente se absorbe mejor por el disolvente.
Si el procedimiento de separación se utiliza al comienzo de la combinación, la corriente de productos obtenida se puede suministrar a una síntesis de MTBE y preferentemente a continuación se puede efectuar sucesivamente una separación de 1-buteno, una oligomerización y una o varias hidroformilaciones sobre los oligómeros a purificar. Se puede efectuar una hidroformilación tanto con la corriente de productos de la oligomerización, mediante lo cual se puede producir INA (isononanol), por ejemplo a partir de di-n-butenos tras hidrogenación siguiente, o ITDA (isotridecanol) a partir de tributenos, como con los butenos no transformados de la oligomerización, mediante lo cual se puede producir 2-PH (2-propilheptanol) tras condensación aldólica siguiente e hidrogenación subsiguiente. Con los butenos no transformados de la oligomerización se podría realizar una oligomerización adicional, en caso dado en lugar de una hidroformilación. Las condiciones de los pasos de procedimiento individuales son comunes para el especialista. Los pasos de procedimiento individuales pueden contener otros pasos, como por ejemplo la separación de productos o la elaboración de las corrientes resultantes, pero no se citan aquí explícitamente. No obstante, el procedimiento de separación según la invención también se puede insertar en cualquier otro punto de tal combinación.
En una forma de realización de la presente invención, la corriente de hidrocarburos C4 utilizada en el procedimiento de separación según la invención se extrae de una síntesis de MTBE tras la separación de MTBE y la corriente de productos que contiene butenos se suministra a continuación a una separación de 1-buteno, tras lo cual se efectúan una o varias hidroformilaciones para la producción subsiguiente de 2-PH, ITDA y/o INA. Los pasos de procedimiento individuales pueden contener otros pasos, como por ejemplo la separación de productos o la elaboración de las corrientes resultantes, pero no se citan aquí explícitamente.
En otra forma de realización de la presente invención, la corriente de hidrocarburos C4 utilizada en el procedimiento de separación según la invención se extrae de una separación de 1-buteno y la corriente de productos que contiene butenos se suministra a continuación a una oligomerización, tras lo cual se efectúan una o varias hidroformilaciones para la producción subsiguiente de 2-PH, ITDA y/o INA. Los pasos de procedimiento individuales pueden contener otros pasos, como por ejemplo la separación de productos o la elaboración de las corrientes resultantes, pero no se citan aquí explícitamente.
En otra forma de realización de la presente invención, la corriente de hidrocarburos C4 utilizada en el procedimiento de separación según la invención se extrae de una oligomerización y la corriente de productos que contiene butenos se suministra a continuación a una oligomerización para la producción subsiguiente de 2-PH. Los pasos de procedimiento individuales pueden contener otros pasos, como por ejemplo la separación de productos o la elaboración de las corrientes resultantes, pero no se citan aquí explícitamente.
En otra forma de realización de la presente invención, el procedimiento de separación según la invención se utiliza al final de la combinación. En este caso, la corriente de hidrocarburos C4 utilizada se extrae de una producción de 2-PH que sigue a la hidroformilación. La corriente de productos que contiene butenos obtenida a continuación a partir del procedimiento de separación según la invención se puede devolver en este caso y utilizar en un punto apropiado en el conjunto, a modo de ejemplo para la separación de 1-buteno, para la oligomerización o una o varias hidroformilaciones. De este modo se puede aumentar la eficiencia de la combinación total, ya que incluso después de pasar por el último paso del procedimiento en el conjunto puede estar presente hasta 20 % en peso de buteno.
Independientemente del punto en la combinación en el que esté dispuesto el procedimiento de separación según la invención, la corriente de productos que contiene butanos se puede suministrar, a modo de ejemplo, a una oligomerización adiabática, una hidrogenación de butanos aún presentes o un fraccionamiento n/iso de butanos, en la que se separan n-butano e isobutano. El fraccionamiento n/iso se puede efectuar también tras una oligomerización adiabática. También sería posible una incorporación de la corriente de productos que contiene butanos antes de la oligomerización en una combinación descrita anteriormente de síntesis de MTBE, separación de 1-buteno, oligomerización y una hidroformilación.
En una forma especialmente preferente de realización de la presente invención, la energía necesaria para el fraccionamiento n/iso se puede efectuar al menos parcialmente mediante integración de calor con la primera etapa de una condensación de dos etapas en la cabeza del desorbedor. Esto tiene la ventaja de que la energía que se produce en la condensación se utiliza y no se disipa simplemente en el ambiente como en el estado de la técnica.
La presente invención se explica a continuación por medio de figuras. Las figuras sirven para la ilustración, pero no se deben entender de manera limitante.
La Fig. 1 muestra la configuración básica de la presente invención. La corriente líquida de hidrocarburos C4 se evapora a través de un cambiador de calor (4) y se dirige al absorbedor (1). El disolvente se lleva a la temperatura deseada si es necesario a través de un refrigerador residual (3) y se dirige asimismo al absorbedor, en donde la entrada está por encima de la entrada para la corriente de hidrocarburos C4 desde el punto de vista espacial, en el presente caso por encima del primer lecho de cuerpos de relleno. En la cabeza del absorbedor (1) se produce la corriente enriquecida en butanos, que se conduce al fraccionador n/iso (20). Previamente es posible una condensación (no trazada). Para el calentamiento del fraccionador n/iso se utiliza el calor de condensación del condensador (21), que puede estar configurado también en dos etapas. En la cola del desorbedor (1) se recoge el disolvente cargado, lo que se indica en la figura mediante el plato de chimenea. En este se retira al menos una parte del disolvente cargado y se conduce a la cola del absorbedor (2) a través de un evaporador del absorbedor (5). El disolvente cargado se retira de la cola del absorbedor (1) y se dirige por medio de una bomba (9) a través del cambiador de calor (6) para el precalentamiento del disolvente cargado al desorbedor (2), donde los butenos presentes en el disolvente se separan del disolvente. En la cabeza del desorbedor se produce la corriente enriquecida en butenos. Esta corriente se somete a una condensación en el condensador (21) y se dirige a un separador de fases (18). La fase acuosa se conduce al desorbedor. La corriente de productos que contiene butenos se evacúa. Únicamente se indica una posible corriente de recirculación. En la cola del desorbedor (2) se recoge el disolvente liberado de butenos al menos parcialmente, lo que se indica en la figura mediante el plato de chimenea. En este se retira al menos una parte del disolvente cargado y se conduce a la cola del desorbedor a través de un evaporador del desorbedor (7). Después se retira el disolvente liberado de butenos de la cola del desorbedor (2) y se devuelve al absorbedor por medio de una bomba (8) a través del cambiador de calor (6) para el precalentamiento del disolvente cargado, el evaporador del absorbedor (5), el cambiador de calor (4) para la evaporación de la corriente de hidrocarburos C4 y el refrigerador residual (3).
La Fig. 2 muestra otra forma preferente de realización de la presente invención, en la que está presente un emisor de vapor (12) en el evaporador del desorbedor (7). Este emisor de vapor se alimenta con el vapor de calefacción regular, es decir, a modo de ejemplo el vapor de presión media de la red de vapor y el vapor de baja presión, al recipiente de condensado (11), mediante lo cual se produce un vapor mixto que se utiliza como vapor de calefacción para el evaporador del desorbedor (7), El funcionamiento de un emisor de vapor se explica en la descripción de la Fig. 7. Todo lo demás corresponde a las anteriores explicaciones respecto a la Fig. 1.
La Fig. 3 muestra una forma preferente de realización de la presente invención, en la que el precalentamiento del disolvente cargado conducido al desorbedor (2) se realiza en dos etapas. En este caso, la primera transferencia de calor tiene lugar en el cambiador de calor (6) y a continuación la segunda transferencia de calor tiene lugar en el evaporador de caldera (10). El funcionamiento de un evaporador de caldera se explica en la descripción de la Fig. 6. Todo lo demás corresponde a las anteriores explicaciones respecto a la Fig. 2.
La Fig. 4 muestra otra forma preferente de realización de la presente invención, en la que está prevista una hidrogenación en una unidad de hidrogenación (22). La disposición de la hidrogenación es variable, por lo cual las diferentes posibilidades se han trazado aquí con líneas discontinuas. La hidrogenación se puede efectuar antes de la entrada en el fraccionador n/iso o tras el fraccionador n/iso. Tras el fraccionador n/iso, la hidrogenación se puede efectuar en la corriente de cabeza y/o en la corriente de cola. Todo lo demás corresponde a las anteriores explicaciones respecto a la Fig. 1.
La Fig. 5 muestra una forma preferente de realización de la presente invención, en la que el calor del condensado caliente, que se produce asimismo en el recipiente de condensado (11), se utiliza adicionalmente para el calentamiento del fraccionador n/iso (20) a través del cambiador de calor (23). Todo lo demás corresponde a las anteriores explicaciones respecto a la Fig. 2.
La Fig. 6 muestra la estructura esquemática de un evaporador de caldera (10). A través de la boquilla de alimentación (101) en el lado de la camisa se conduce la alimentación líquida al evaporador. La alimentación líquida se evapora parcialmente en el evaporador de caldera y se conduce al desorbedor a través de la boquilla de gas (103) en el lado de la camisa. La fracción de alimentación que no se evapora se escurre a través de un rebosadero y a través de la boquilla de producto (102) en el lado de la camisa como producto líquido en el desorbedor (2). En el lado del tubo, el producto de cola del desorbedor (2) se utiliza como medio de calefacción, que se conduce a través de la boquilla de entrada (104) a través de los tubos y sale de nuevo en la boquilla de salida (105).
La Fig. 7 muestra la estructura esquemática de un evaporador de caldera (12). El vapor impulsor (121) es aquí el vapor de calefacción, en especial el vapor de presión media de la red de vapor. El vapor de succión (123) es el vapor de baja presión del recipiente de condensado. Ambos se mezclan a través de la unidad de regulación (124) y se conducen al evaporador del desorbedor (7) como vapor mixto (122) a través de la salida. A través de la unidad de regulación se pueden ajustar las cantidades de vapor impulsor y vapor de succión, mediante lo cual se puede influir sobre la presión y la temperatura del vapor mixto y, por lo tanto, en el posible rendimiento de calefacción.
Ejemplos
Ejemplo 1 - Forma de realización según la Figura 1
La separación de butano-buteno representada en la Figura 1 se simuló con Aspen Plus v10. Se utilizó un conjunto de parámetros NRTL modificado para describir las interacciones entre los componentes. En la simulación se condujeron 19 t/h de una alimentación que contiene hidrocarburos a una separación de butano/buteno (según la Figura 1). Esta contiene un total de 45 % en peso de butanos (35 % en peso de n- y 10 % en peso de iso-butano), 30 % en peso de iso-buteno, 25 % en peso de n-buteno.
En total se extraen en el absorbedor 7 t/h de producto de cola que contenía butano. El producto de cola del absorbedor que contiene butanos está constituido por 70 % en peso de n-butano, 27 % en peso de iso-butano y 3 % en peso de butenos. En la cola se extrae el disolvente cargado con la corriente de productos que contiene buteno. La corriente de productos que contiene buteno contiene 14 % en peso de n-butano, 47 % en peso de iso-buteno y 39 % en peso de n-buteno. Por consiguiente, con la proporción disolvente/alimentación ajustada de 13 se puede obtener un rendimiento de buteno de 98 %. A continuación, el gran exceso de disolvente se utiliza también para la integración de calor.
Solo en el desorbedor (2) se introduce energía de fuera de la instalación, esto es, a través del vapor de calefacción para el evaporador del desorbedor (7). Se transfieren 6,9 MW al evaporador del desorbedor (7). Por lo demás, en este ejemplo se realiza sistemáticamente una integración de calor con el disolvente, de modo que no se requiere otra energía externa. El producto de cola caliente del desorbedor (2) se conduce a través del cambiador de calor para el precalentamiento (6) del desorbedor. Aquí se transfieren 8,4 MW. Tras el precalentamiento del desorbedor (6) se conduce el disolvente a la cola del absorbedor (1), donde se transfieren 7,8 MW a través del cambiador de calor (5) del mismo. Para la evaporación de la corriente de alimentación C4, a través del cambiador de calor (4) se transfieren otros 1,8 MW a la alimentación para la evaporación de la alimentación. En un refrigerador residual (3) se lleva el disolvente a la temperatura de extracción óptima con agua de refrigeración. Para este ejemplo se supusieron 40 °C. Por lo tanto, para alcanzar esta temperatura se deben extraer otros 2,5 MW del disolvente. Mediante esta conexión se puede reducir el aporte de calor externo y utilizar el calor interno de manera óptima. Si no estuviera presente al menos uno de los cambiadores de calor (4), (5) y (6), la energía no transferida debería extraerse en el refrigerador residual (3) y, por lo tanto, destruirse. Además, la energía no transferida se debería suministrar entonces de manera externa. En este procedimiento solo se requieren en total 6,9 MW de energía externa.
Adicionalmente, el fraccionador n/iso se calienta con el calor de condensación. De este modo, para el corte en el fraccionador n/iso se pueden utilizar 3,5 MW de la condensación. Si además está presente una hidrogenación, para el corte en el fraccionador n/iso se pueden utilizar otros 0,7 MW de la hidrogenación.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la separación de butenos a partir de una corriente de hidrocarburos C4 que contiene al menos butenos y los butanos n-butano e iso-butano, mediante destilación extractiva con un disolvente, en donde el procedimiento comprende los siguientes pasos:
a. evaporación al menos parcial de la corriente líquida de hidrocarburos C4 en un evaporador de alimentación, suministro de la corriente gaseosa de hidrocarburos C4 y suministro del disolvente líquido por encima de la corriente de hidrocarburos C4 a un absorbedor, en el que la corriente de hidrocarburos C4 y el disolvente se ponen en contacto entre sí, mediante lo cual pasan al disolvente predominantemente butenos de la corriente de hidrocarburos C4, en donde el disolvente cargado de este modo se recoge en un colector de líquido del absorbedor, se conduce a través del evaporador del absorbedor y después se dirige a la cola del absorbedor por debajo del colector de líquido, mediante lo cual se desgasifican predominantemente butanos del disolvente cargado en donde el disolvente cargado se conduce a continuación como corriente de cola a un desorbedor, y en donde en la cabeza del absorbedor se produce una corriente enriquecida en butanos en comparación con la corriente de hidrocarburos C4 utilizada;
b. suministro del disolvente cargado al desorbedor, en cuya cola se presenta una temperatura elevada y preferentemente una presión más reducida en comparación con la cola del absorbedor y en el que los butenos se separan de disolvente mediante lo cual, en la cabeza del desorbedor, se produce una corriente enriquecida en butenos, en donde se recoge un disolvente liberado de butenos al menos parcialmente en un colector de líquido del desorbedor, se conduce a través del evaporador del desorbedor y después se dirige a la cola del desorbedor por debajo del colector de líquido, mediante lo cual se desgasifican butenos aún presentes en el disolvente, y en donde el disolvente se devuelve a continuación al absorbedor como corriente de cola;
c. suministro de la corriente enriquecida en butanos a un fraccionador n/iso, en el que se separan n-butano e isobutano, mediante lo cual, en la cola del fraccionador n/iso, se produce una corriente enriquecida en iso-butano y en la cola del fraccionador n/iso se produce una corriente enriquecida en n-butano;
caracterizado por queel calor del disolvente retirado como corriente de cola del desorbedor se utiliza para la integración de calor, en la que el calor del disolvente se utiliza respectivamente en al menos un cambiador de calor para el precalentamiento del disolvente cargado conducido al desorbedor, para la evaporación en el evaporador del absorbedor y para la evaporación de la corriente líquida de hidrocarburos C4, y por que
la corriente enriquecida en butenos se extrae en la cabeza del desorbedor y se somete a una condensación, en donde el calor de condensación se utiliza al menos parcialmente para el calentamiento del fraccionador n/iso.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde el disolvente utilizado es NMP.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en donde el disolvente, o bien el NMP, contiene agua y el contenido en agua se sitúa entre 1 y 10 % en peso, preferentemente entre 4 y 9 % en peso.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde la corriente enriquecida en butenos que se produce en la cabeza del desorbedor contiene adicionalmente agua, que procede del disolvente.
5. Procedimiento según la reivindicación 5, en donde la corriente enriquecida en butenos se extrae en la cabeza del desorbedor y se somete a una condensación, condensándose y separándose una corriente que contiene agua y una corriente de productos que contiene buteno.
6. Procedimiento según la reivindicación 6, en donde la corriente de productos que contiene buteno obtenida en la condensación presenta un contenido en buteno de al menos 70 % en peso, preferentemente al menos 75 % en peso, de modo especialmente preferente al menos 86 % en peso, referido a la composición total de la corriente de productos que contiene buteno.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde la corriente enriquecida en butanos, que se extrae en la cabeza del absorbedor, se somete a una hidrogenación antes de la entrada en el fraccionador n/iso, para transformar butenos aún presentes en butanos.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, en donde al menos una parte del calor de reacción producido en la hidrogenación se utiliza para el calentamiento del fraccionador n/iso.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la corriente enriquecida en iso-butano que se produce en la cabeza del fraccionador n/iso y/o de la corriente enriquecida en n-butano que se produce en la cola del fraccionador n/iso se somete a una hidrogenación para transformar butenos aún presentes en butanos.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, en donde al menos una parte del calor de reacción producido en la hidrogenación o al menos una parte del calor de reacción producido en ambas hidrogenaciones se utiliza para el calentamiento del fraccionador n/iso.
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el precalentamiento del disolvente cargado conducido al desorbedor se realiza en dos etapas, en donde se efectúa una primera transferencia de calor al disolvente en un cambiador de calor y una segunda transferencia de calor al disolvente en un evaporador de caldera.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el calor para la evaporación en el evaporador del desorbedor se introduce en un cambiador de calor con un medio portador de calor apropiado, en especial vapor de calefacción, mediante intercambio de calor.
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el vapor de calefacción utilizado se condensa al menos parcialmente en el cambiador de calor y de este modo se produce un condensado caliente a una presión de 10 a 20 bares absolutos, preferentemente 12 a 17 bares absolutos y a una temperatura de 150 a 200 °C, preferentemente 160 a 190 °C, que se dirige a un recipiente de condensado.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en donde en el recipiente de condensado se presenta una presión más reducida que en el cambiador de calor en el lado del vapor de calefacción y de este modo se evapora de nuevo una parte del condensado caliente, mediante lo cual el vapor total se produce como vapor de baja presión.
15. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el vapor de calefacción para el evaporador del desorbedor se pone a disposición por medio de un emisor de vapor, que se alimenta con vapor de alta presión o presión media y el vapor de baja presión que se produce en el recipiente de condensado.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58126820A (ja) 1982-01-22 1983-07-28 Nippon Zeon Co Ltd C↓4炭化水素留分より高純度ブテン−1又はブテン−1/イソブテン混合物の分離方法
DE10219375A1 (de) * 2002-04-30 2003-11-13 Basf Ag Kontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von Butenen aus einem C4-Schnitt
DE10242923A1 (de) * 2002-09-16 2004-03-18 Oxeno Olefinchemie Gmbh Verfahren zur Trennung von Butenen und Butanen durch extraktive Destillation mit einem polaren Extraktionsmittel
DE102005002127A1 (de) * 2005-01-17 2006-07-20 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Butadien aus n-Butan
DE102005023549A1 (de) * 2005-05-21 2006-11-23 Oxeno Olefinchemie Gmbh Verfahren zur Oligomerisierung von Butenen
CN102633585A (zh) * 2012-02-03 2012-08-15 南京迈森科技发展有限公司 一种高纯度丙烷、异丁烷与正丁烷的制备方法
RU2617692C2 (ru) * 2012-11-07 2017-04-26 Ламмус Текнолоджи Инк. Избирательная экстракция олефинов
CN104177212B (zh) * 2013-05-21 2016-01-13 中国石化工程建设有限公司 一种制备异丁烷的系统及方法
CN104926584B (zh) * 2014-03-19 2016-09-14 中国石化工程建设有限公司 一种制备异丁烷的系统及方法
CN107879882B (zh) * 2016-09-30 2020-09-15 中国石油化工股份有限公司 一种混合碳四生产正丁烷、异丁烷和2-丁烯的方法和装置
EP4108306A1 (de) 2021-06-25 2022-12-28 Evonik Operations GmbH Extraktionsdestillationskolonnensystem und dessen einsatz bei der trennung von butenen aus c4-kohlenwasserstoffströmen

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