Procedimiento para la producción selectiva de olefinas a partir de hidrocarburos ligeros que comprende:

a) fraccionar una fracción de butano en un desisobutanizador, obteniéndose una fracción enriquecida en isobutano y una fracción enriquecida en n-butano,

b) craquear dicha fracción de n-butano y

opcionalmente una fracción de etano,

opcionalmente una fracción de propano,

en una zona de craqueo no catalítica, produciendo una corriente rica en olefina, preferiblemente la fracción de etano, si la hubiera, la fracción de propano, si la hubiera, y las fracciones de n-butano se craquean en zonas de craqueo no catalítico separadas,

c) tratar dicha corriente rica en olefina en una sección separada que comprende:

retirar hidrógeno y metano,

recuperar una corriente de etileno

recuperar una corriente de etano y recircular dicha corriente a la zona de craqueo,

recuperar una corriente de propileno,

recuperar una corriente de propano, opcionalmente recircular dicha corriente a la zona de craqueo,

recuperar una corriente de C4,

retirar las fracciones pesadas,

d) hidrogenar selectivamente los dienos y alquinos de la corriente de C4 producida en la etapa c) a sus correspondientes olefinas,

e) hacer reaccionar mediante metátesis en una sección de metátesis la corriente de C4 producida en la etapa d) y una parte de la corriente de etileno producida en la etapa c), produciendo propileno,

f) tratar el efluente de la etapa e) para recuperar:

una corriente de etileno opcionalmente recirculada a la sección de metátesis,

una corriente de propileno,

una corriente de C4 y fracciones pesadas,

g) tratar opcionalmente la corriente de C4 y fracciones pesadas producida en la etapa f), que se hidrogena o no se hidrogena, y recircular a la zona de craqueo opcionalmente a través de un desisobutanizador, o recircular directamente a la zona de craqueo,

h) transformar opcionalmente el isobuteno recuperado de la etapa a) en isobuteno y transformar posteriormente el isobuteno obtenido en poliisobuteno, diisobuteno, alquilato para mezclado de gasolina, terc-butiléteres, metacrilato de metilo o hacer reaccionar con formaldehído para formar isopreno

Producción de propileno y etileno a partir de butano y etano.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para producir propileno y etileno a partir de una corriente de hidrocarburos ligeros que comprende esencialmente etano y butano. El procedimiento implica un craqueo no catalítico de etano y n-butano seguido de una metátesis de etileno y 2-buteno para aumentar el rendimiento de propileno. Opcionalmente, el isobutano subproducido se deshidrogena y posteriormente se convierte el isobuteno producido en otros productos valiosos como diisobutileno, alquilato para mezclado de gasolina, terc-butiléteres, poliisobutileno, metacrilato de metilo o isopreno.

Problema técnico y técnica anterior

Las olefinas son deseadas desde hace tiempo como materias primas en industria petroquímica. Las olefinas tales como etileno, propileno y butenos son útiles para preparar una amplia variedad de productos petroquímicos incluyendo, pero sin limitación, polímeros y metil-terc-butiléter. En consecuencia, un gran número de procedimiento, descritos en la bibliografía, están dirigidos a la producción de olefinas.

El documento US 5.523.502 describe un proceso integrado para la producción selectiva de olefinas a partir de hidrocarburos que comprende:

(a) craquear una primera materia prima hidrocarbonada en un proceso de craqueo catalítico profundo que comprende poner en contacto dicha materia prima hidrocarbonada pesada con un catalizador ácido sólido en un lecho fluidificado o móvil o un reactor en línea de transferencia de fase denso, en presencia de vapor, produciendo un primer efluente que contiene olefina;

(b) craquear una segunda materia prima hidrocarbonada en un proceso de craqueo por vapor no catalítico que comprende el craqueo térmico de dicha segunda materia prima hidrocarbonada en presencia de vapor en una zona radiante de un horno de craqueo térmico, produciendo un segundo efluente que contiene olefina;

(c) combinar dicho primer efluente que contiene olefina con dicho segundo efluente que contiene olefina, produciendo un efluente mixto que contiene olefina para procesamiento corriente abajo;

(d) recircular una porción de dicho efluente que contiene olefina mixto a la etapa de craqueo por vapor (b) como al menos una porción de dicha segunda materia prima hidrocarbonada; y

(e) recuperar un efluente de olefinas producidas selectivamente a partir del efluente que contiene olefina mixto de la etapa de procesamiento corriente abajo.

En dicho proceso, la primera materia prima hidrocarbonada se selecciona del grupo constituido por petróleo bruto, nafta, destilado, gasóleo de vacío, fueloil y mezclas de los mismos, y la segunda materia prima hidrocarbonada comprende una materia prima hidrocarbonada ligera seleccionada de gasóleos, naftas, butanos, propano, etano y mezclas de los mismos.

El documento US 2005 0107650 A1 se refiere a un procedimiento de producción de propileno a partir de una corriente de alimentación hidrocarbonada que implica craquear por vapor el hidrocarburo y procesar entonces el etileno que se obtiene, produciendo propileno. La invención es particularmente aplicable a una corriente de alimentación que es, toda o en su mayor parte, etano. Más precisamente, se refiere a un procedimiento de producción de propileno a partir de etano que comprende las etapas de:

a) craqueo por vapor de una materia primera de etano o principalmente etano, produciendo así un producto de craqueo que contiene etileno, hidrógeno, etano, metano, acetileno e hidrocarburos C3 y más pesados;

b) tratar dicho producto de craqueo en una sección de recuperación de una planta de etileno, incluyendo retirar dicho hidrógeno, metano e hidrocarburos C3 y más pesados del mismo y convertir dicho acetileno del mismo principalmente en etileno y producir así un producto de craqueo tratado que contiene principalmente etileno y etano, e incluyendo fraccionar dicho producto de craqueo tratado en un fraccionador de C2 y obtener una fracción de etileno y una fracción inferior de fondo;

c) recircular dicha fracción de etano de fondo a dicho craqueo por vapor;

d) hacer reaccionar mediante dimerización en una sección de dimerización una primera porción de dicha fracción de etileno, produciendo así una corriente rica en buteno;

e) hacer reaccionar por metátesis en una sección de metátesis el buteno de dicha corriente rica en buteno con una segunda porción de dicha fracción de etileno, produciendo así una corriente rica en propileno; y

f) separar el producto de propileno de dicha corriente rica en propileno.

El documento US 5.026.936 describe un procedimiento para la producción de propileno que comprende:

(a) craquear una olefina C4 o superior y/o hidrocarburo parafínico sobre un catalizador de zeolita en condiciones favorables para la producción de etileno y propileno, formando una mezcla compuesta por etileno, propileno y buteno,

(b) separar etileno y buteno de la mezcla de reacción de la etapa (a),

(c) metatetizar dichos etileno y buteno separados de la mezcla de reacción de la etapa (a), formando propileno adicional, y

(d) recuperar el propileno formado en la etapa (a) y la etapa (c).

En muchos países hay materias primas hidrocarbonadas compuestas por etano, propano y butano. El propano tiene un gran valor como GLP, por lo tanto se separa y se vende como GLP, y el etano y butano restantes pueden convertirse en etileno, propileno y olefinas superiores. El craqueo por vapor del etano no sólo produce etileno; la cantidad de propileno a menudo no es suficiente para instalar el equipo necesario para recuperar el propileno. El craqueo por vapor de propano produce altas cantidades de etileno pero cantidades bastante bajas de propileno; por tanto, la formación de gas combustible (principalmente metano) es alta. La formación de gas combustible puede considerarse como una pérdida de valor químico potencial. El craqueo por vapor de isobutano da como resultado bajos rendimientos de etileno, altos rendimientos de propileno y una mayor formación de gas combustible. Sin embargo, el craqueo por vapor de isobutano da como resultado un rendimiento de productos líquidos (C5+) significativo que acelera la coquización de los serpentines de horno y requiere un equipo de enfriado con aceite complicado para minimizar la incrustación corriente abajo del horno de craqueo por vapor. Además, el craqueo por vapor de isobutano da como resultado una alta formación de isobuteno que se diluye en otros hidrocarburos que tienen 4 carbonos.

La reacción de metátesis entre etileno y 2-buteno permite aumentar la producción de propileno de un craqueo por vapor. Sin embargo, la presencia de isobuteno ha de minimizarse en una reacción de metátesis, ya que el isobuteno da como resultado hidrocarburos más pesados y por tanto pérdida de 2-buteno potencial que puede formar más propileno. A continuación se muestran diversas reacciones de metátesis:

Se han propuesto varias técnicas para retirar el isobuteno corriente arriba del reactor de metátesis. La primera es convertir el isobuteno en metil-terc-butiléter o etil-terc-butiléter mediante reacción con metanol o etanol, respectivamente, sobre catalizadores de tipo ácido. Los éteres pueden usarse como componente de gasolina. La segunda es convertir el isobuteno en oligómeros sobre catalizadores de tipo ácido. Los oligómeros, principalmente diisobuteno, pueden usarse como componente de gasolina, como tales o después de hidrogenación. La tercera es destilar la fracción de C4 en un superfraccionador. Como los puntos de ebullición de isobuteno y 1-buteno están muy cercanos, esto puede hacerse en una columna de destilación catalítica que convierte el 1-buteno continuamente en 2-buteno, siendo este último significativamente más pesado que el isobuteno. A menudo, estas técnicas para retirar isobuteno retiran también algunos de los n-butenos mediante conversión química o mediante destilación. Esto implica una pérdida de n-butenos potenciales que dará como resultado menos...

1. Procedimiento para la producción selectiva de olefinas a partir de hidrocarburos ligeros que comprende: