PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE BUTADIENO.

Procedimiento para la obtención de butadieno a partir de n-butano,

con los siguientes pasos:

A) Preparación de un flujo de gas de alimentación que contiene n-butano;

B) Suministro del flujo de gas de alimentación que contiene n-butano a, al menos, una primera zona de deshidrogenación y una deshidrogenación no oxidativa, catalítica, de n-butano, obteniendo un flujo de gas de productos b que contiene n-butano, 1-buteno, 2-buteno, butadieno, hidrógeno, componentes secundarios de bajo punto de ebullición y, eventualmente, vapor de agua;

C) Suministro del flujo de gas b de la deshidrogenación catalítica no oxidativa y de un gas que contiene oxígeno a, al menos, una segunda zona de deshidrogenación y una deshidrogenación oxidativa de 1-buteno y 2-buteno, obteniéndose un flujo de gas c que contiene n-butano, 2-buteno, butadieno, hidrógeno, componentes secundarios de bajo punto de ebullición y vapor de agua, que contiene una proporción mayor de butadieno que el flujo de gas de producto b;

D) Separación de hidrógeno, de los componentes secundarios de bajo punto de ebullición y del vapor de agua, obteniendo un flujo de gas de productos C4 d que consiste, esencialmente, en n-butano, 2-buteno y butadieno;

E) Separación del flujo de gas de productos C4 d en un flujo de retorno e1 que consiste, esencialmente, en n-butano y 2-buteno, y un flujo e2 conformado, esencialmente por butadieno, a través de la destilación extractiva, y retorno a la zona de deshidrogenación del flujo de retorno e1 a la primera zona de deshidrogenación;

E) eventualmente, suministro parcial o completo del flujo e2 que consiste, esencialmente, en butadieno a la zona de hidrogenación selectiva y la hidrogenación selectiva de butadieno hasta obtener 1-buteno y/o 2-buteno, obteniendo un flujo f que contiene 1-buteno y 2-buteno;

G) eventualmente, suministro del flujo f que contiene 1-buteno y 2-buteno a una zona de destilación y separación de un flujo de producto de valor g1, obteniendo un flujo g2 que contiene 2-buteno;

H) eventualmente, retorno a la primera zona de deshidrogenación del flujo g2 que contiene 2-buteno

Procedimiento para la obtención de butadieno.

La presente invención comprende un procedimiento para la obtención de butadieno.

El butadieno (GB-A-628, 686) es una sustancia química básica importante y se utiliza, por ejemplo, para la fabricación de cauchos sintéticos (homopolímeros de butadieno, caucho de butadieno-estirol o caucho de nitrilo) o para la obtención de terpolímeros termoplásticos (copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estirol). El butadieno se hace reaccionar, además, obteniendo sulfolano, cloropreno y 1,4-hexametilenodiamina (mediante 1,4-diclorbuteno y nitrilo de ácido adipínico). Mediante la dimerización de butadieno se puede obtener, además, vinilciclohexeno, que puede ser deshidrogenado obteniendo estirol.

El 1-buteno es, al igual que el butadieno, una sustancia química básica significativa. Partiendo de 1-buteno se obtienen, por ejemplo, por oxosíntesis, n-valeraldehído, y por metátesis, hexeno.

El butadieno y el 1-buteno pueden ser obtenidos mediante el craqueo por vapor (steam-cracking) de hidrocarburos saturados, en cuyo caso se parte usualmente de nafta como materia prima. En el caso del craqueo de nafta por vapor, se obtiene una mezcla de hidrocarburos de metano, etano, eteno, acetileno, propano, propeno, propino, aleno, butenos, butadieno, butinos, metilalenos, hidrocarburos C₅ y superiores.

La desventaja de la obtención de butadieno en el proceso de craqueo es que necesariamente se obtienen cantidades mayores de subproductos indeseados.

El objeto de la invención es poner a disposición un procedimiento para la obtención de butadieno a partir de 1-buteno y, opcionalmente, 1-buteno a partir de n-butano en el cual se obtienen subproductos en una cantidad lo más reducida posible.

El objeto se logra mediante un procedimiento para la obtención de butadieno a partir de n-butano, con los siguientes pasos:

El procedimiento acorde a la invención se caracteriza por un aprovechamiento lo más efectivo posible de las materias primas. De ese modo, se minimizan las pérdidas de la materia prima n-butano a través del retorno de n-butano que no ha reaccionado en la deshidrogenación. A través del acople de la deshidrogenación no oxidativa catalítica y de la deshidrogenación oxidativa catalítica se logra una elevada ganancia de butadieno. En comparación con la obtención de butadieno a través del craqueo, el procedimiento se caracteriza por una elevada selectividad. No se obtienen subproductos. Se prescinde de la costosa separación de butadieno a partir de la mezcla de gas de producto del proceso de craqueo.

En una primera parte del procedimiento A, se pone a disposición un flujo de gas de alimentación que contiene n-butano. Usualmente, se parte de una mezcla de gas rica en n-butano, como gas licuado de petróleo (liquefied petroleum gas, LPG) como materia prima. El LPG contiene, esencialmente, hidrocarburos C₂-C₅ saturados. Además, también contiene metano y rastros de hidrocarburos C₆⁺. La composición del LPG puede oscilar fuertemente. Ventajosamente, el LPG utilizado contiene, al menos, 10% en peso de butanos.

De modo alternativo, se puede utilizar un flujo de C₄ purificado de crackers o refinerías.

En una variante del procedimiento acorde a la invención, la preparación del flujo de gas de alimentación de deshidrogenación que contiene n-butano comprende los siguientes pasos:

(A1) preparación de un flujo de LPG,

(A2) Separación de propano y, eventualmente, metano, etano e hidrocarburos C₅⁺ (sobre todo, pentanos, además, hexanos, heptanos, benzol, tolueno) del flujo de LPG, obteniendo un flujo que contiene un butanos (n-butano e isobutano),

(A3) Separación del isobutano del flujo que contiene butanos, obteniendo un flujo de gas de alimentación que contiene n-butano, y, eventualmente, isomerización del isobutano obtenido, hasta obtener una mezcla de n-butano e isobutano y el retorno de la mezcla de n-butano e isobutano a la separación de isobutano.

La separación de propano y, eventualmente, metano, etano e hidrocarburos C₅⁺ se lleva a cabo, por ejemplo, en una o múltiples columnas de rectificación usuales. Por ejemplo, en una primera columna pueden separarse, por la cabeza, los agentes de bajo punto de ebullición (metano, etano, propano) y en una segunda columna, en la cola, los agentes de alto punto de ebullición (hidrocarburos C₅⁺). Se obtiene un flujo que contiene butanos (n-butano e isobutano), del cual se separa el isobutano, por ejemplo, en una columna de rectificación usual. El flujo restante que contiene n-butano se utiliza como flujo de gas de alimentación para la posterior deshidrogenación de butano.

El flujo de isobutano separado se somete, preferentemente, a una isomerización. Para ello, el flujo que contiene isobutano se suministra a un reactor de isomerización. La isomerización de isobutano para obtener n-butano puede llevarse a cabo como se describe en la memoria GB-A 2 018 815. Se obtiene una mezcla de n-butano/isobutano, suministrada a la columna de separación de n-butano/isobutano.

El flujo de isobutano separado también puede ser conducido a otra aplicación, por ejemplo, ser utilizado para la obtención de ácido metacrílico, poliisobuteno o metil-tert-butiléter.

En una parte del procedimiento B, el flujo de gas de alimentación que contiene n-butano es suministrado a la zona de deshidrogenación y se somete a una deshidrogenación no oxidativa catalítica. A su vez, en un reactor de deshidrogenación en un catalizador de deshidrogenación, el n-butano es deshidrogenado parcialmente obteniendo 1-buteno y 2-buteno, y obteniendo también butadieno. Además, se obtiene hidrógeno y, en cantidades menores, metano, etano, eteno, propano y propeno. Según el funcionamiento de la deshidrogenación, en la mezcla de gas del producto de la deshidrogenación no oxidativa catalítica de n-butano pueden hallarse además óxidos de carbono (CO, CO₂),...

1. Procedimiento para la obtención de butadieno a partir de n-butano, con los siguientes pasos:

2. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque la deshidrogenación no oxidativa de n-butano se lleva a cabo de modo autotérmico.

3. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el flujo de alimentación a que contiene n-butano a es obtenido a partir de gas licuado de petróleo (LPG, por sus siglas en inglés: liquefied petroleum gas).

4. Procedimiento acorde a la reivindicación 1 a 3, caracterizado porque la destilación extractiva se lleva a cabo con N-metilpirrolidona como medio de extracción.

5. Procedimiento acorde a las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se llevan a cabo los pasos F) y G).