PROCEDIMIENTO DE DESTILACION EXTRACTIVA.

Procedimiento para la separación por destilación extractiva de una mezcla inicial (A) de dos o más componentes,

con un solvente selectivo (S) en una columna con pared divisoria (TKW), en el cual

- el procedimiento se realiza en una columna con pared divisoria (TKW), con una pared divisoria (TW) dispuesta en dirección longitudinal de la columna y que se extiende hasta el extremo superior de la columna, dividiendo el interior de la columna en una primera área parcial (1), una segunda área parcial (2) y un área inferior común de la columna (3),

- la mezcla inicial (A) se suministra a la primera área parcial (1), de la primera área parcial (1) se extrae un primer flujo de cabeza (B) y de la segunda área parcial (2) se extrae un segundo flujo de cabeza (C), con respectivas especificaciones predeterminadas,

- el solvente selectivo (S) se aplica en el área superior de la primera área parcial (1) o en el área superior de la segunda área parcial (2),

- la cantidad de flujo de solvente (S1) aplicado en la primera área parcial (1) o la cantidad de flujo de solvente (S2) aplicado en la segunda área parcial (2) se regula de modo tal que se mantienen las especificaciones predeterminadas respectivas para los flujos de cabeza (B, C), y se extrae un flujo lateral (D) del área inferior común de la columna (3)

Procedimiento de destilación extractiva.

La presente invención comprende un procedimiento para la separación de una mezcla inicial de dos o más componentes a través de la destilación extractiva en una columna con pared divisoria.

La destilación extractiva es un procedimiento conocido para la separación destilativa de mezclas de componentes con escasas diferencias en su volatilidad relativa o con ebullición azeotrópica. La destilación extractiva se realiza agregando un solvente selectivo, también denominado medio de extracción, con un punto de ebullición notablemente superior al de la mezcla por separar y que, debido a su afinidad selectiva con algunos componentes individuales de la mezcla por separar, incrementa las diferencias en las volatilidades relativas de las mismas. Un criterio fundamental para la selección del solvente selectivo adecuado es hallar los captadores que permitan la separación con un mínimo de fase circulante de captador, es decir, que se caracterice por una capacidad de absorción lo suficientemente elevada.

Se conoce el procedimiento en el cual se utilizan columnas con pared divisoria para tareas de separación más complejas, en general, para mezclas de, al menos, tres componentes, en las que los componentes individuales se deben conservar cada uno en su forma pura. Dichas columnas presentan una pared divisoria, es decir, una chapa plana, orientada, en general, en dirección longitudinal de la columna, que impide la mezcla transversal de las corrientes líquidas y de vapor en las áreas parciales de la columna. Las columnas con pared divisoria son económicamente ventajosas en comparación con las columnas de destilación clásicas, dado que pueden realizar en un solo aparato tareas de separación para las cuales habitualmente se requieren dos columnas, asimismo, los costos de inversión y de energía son notablemente inferiores.

Se conoce el procedimiento por el cual las destilaciones extractivas se realizan en columnas con pared divisoria.

Un procedimiento de ese tipo se describe, por ejemplo, en la memoria DE-C 199 58 464. Gracias al acondicionamiento constructivo especial de la columna con pared divisoria, a saber, gracias a que se cierra el área de extracción en el extremo superior de la pared divisoria, puede regularse la temperatura en dicha área de la columna, controlando la presión que reina en ella. Dado que la presión del área de extracción puede ser modificada respecto de la presión de funcionamiento en la columna, se pueden aprovechar las diferencias de presión para el control de los flujos de vapor que ingresan por las áreas parciales de la columna divididas por la pared divisoria.

Por la declaración de patente europea no publicada anteriormente EP-A 1 317 947, se conoce un procedimiento de destilación de una mezcla con tres o más componentes en una columna con, al menos, tres zonas de destilación, que puede estar configurada como columna con pared divisoria, con una pared divisoria que se extiende hasta el extremo superior de la columna, que separa el interior de la columna en una primera área superior de la columna y un área inferior común de la columna, con suministro de la mezcla inicial y del solvente selectivo en la primera área de columna superior y la extracción de flujos de producto en el extremos superior respectivo de la primera área superior de la columna y de la segunda área superior de la columna y del área inferior común de la columna.

Por la declaración de patente WO-A-04011406 no publicada con anterioridad, se conoce un procedimiento continuo para la separación de un corte C₄ a través de la destilación extractiva con un solvente selectivo para lo cual se utiliza una columna de destilación extractiva, y en dirección longitudinal de la misma, se halla dispuesta una pared divisoria que se extiende hasta el extremo superior de la columna de extracción destilativa y conforma una primera área parcial, una segunda área parcial y un área de la columna inferior común, asimismo, de la primera área parcial superior se separa una corriente de cabeza que contiene butanos, de la segunda área parcial superior se separa una corriente de cabeza que contiene butenos, y del área de columna inferior común se separa una corriente que contiene hidrocarburos del corte C₄, que en el solvente selectivo son más fácilmente solubles que los butanos y los butenos.

El objeto de la invención es presentar un procedimiento más económico, especialmente, en lo tocante a la energía y el consumo de solventes.

Dicho objeto se logra gracias a un procedimiento para la separación de una mezcla inicial de dos o más componentes, por destilación extractiva con un solvente selectivo en una columna con pared divisoria, en el cual

Se observó, sorprendentemente, que gracias a un acondicionamiento constructivo simple de la columna con pared divisoria, a saber, gracias a que la pared divisoria se extiende hasta el extremo superior de la columna con pared divisoria, en ambas áreas del interior de la columna, separadas por la pared divisoria, se pueden regular, independientemente entre sí, las condiciones termodinámicas óptimas para la respectiva tarea de separación en la destilación extractiva. Es posible, sobre todo, aplicar las respectivas cantidades óptimas de solvente en cada área parcial por separado, de modo que se aproveche al máximo la capacidad de absorción del solvente en ambas áreas parciales y se minimice la demanda total de solvente. Al mismo tiempo se reduce el consumo de energía en comparación con la columna con pared divisoria "clásica".

Como mezcla inicial se pueden utilizar, en general, mezclas de hidrocarburos o de otros componentes orgánicos, que debido a la diferencia reducida en las volatilidades de, al menos, dos de sus componentes o debido a la configuración de azeótropos sólo se pueden separar a través de la adición de un solvente selectivo que modifica sus volatilidades relativas.

La mezcla inicial se aplica en la primera área parcial de la columna con pared divisoria, a menudo, aproximadamente, en el tercio central de la misma. Según la composición concreta de la mezcla inicial por separar puede ser posible que el componente o la mezcla de componentes con la mayor volatilidad se puedan separar de los demás componentes de la mezcla inicial de manera sencilla por destilación. En este caso, no es necesario agregar un solvente selectivo en el área superior de la primera área parcial para separar un flujo de cabeza conformado por un solo componente puro, con la mayor volatilidad, o por un haz de componentes con la mayor volatilidad.

En general, sin embargo, la separación de un componente puro o de un haz de componentes con la mayor volatilidad en una primera área parcial de la columna con pared divisoria sólo es posible mediante la adición de un solvente selectivo en el área superior de la primera área parcial y, con ello, por conducción en contracorriente con la mezcla inicial por separar. En este caso, el solvente selectivo es aplicado en condiciones termodinámicas adecuadas, en general, a temperaturas en lo posible reducidas, y se carga con los componentes de la mezcla inicial, con los cuales presenta una elevada afinidad, por el contrario, el o los componentes con los cuales presenta una afinidad reducida, es decir, los componentes de difícil disolución en el solvente selectivo, permanecen en la fase vapor y se extraen como flujo de cabeza.

El solvente cargado...

1. Procedimiento para la separación por destilación extractiva de una mezcla inicial (A) de dos o más componentes, con un solvente selectivo (S) en una columna con pared divisoria (TKW), en el cual

2. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque sólo se aplica un flujo del solvente selectivo (S1) en el área superior de la primera área parcial (1).

3. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque sólo se aplica un flujo del solvente selectivo (S2) en el área superior de la segunda área parcial (2).

4. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el solvente cargado de la cola de la columna (SL) se desgasifica en un evaporador de cola (V) y se extrae como flujo de solvente purificado (SR) y, preferentemente, se recicla en la destilación extractiva.

5. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en una o múltiples etapas de separación termodinámicamente adecuadas, se extraen uno o múltiples flujos, o flujos parciales, de líquido de la columna con pared divisoria (TKW), a través de la integración calórica con el flujo de solvente (SR) caliente, desgasificado, parcial o completamente evaporado, y se reconducen a la columna con pared divisoria (TKW), preferentemente, a la misma etapa de la cual se extrajo el flujo o el flujo parcial de líquido.

6. Aplicación del procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 5 para la separación de mezclas de hidrocarburos, especialmente, de cortes C₄, de cortes C₅ o de mezclas de sustancias aromáticas, preferentemente, de mezclas de benzol-tolueno-xileno o de mezclas de los xilenos isómeros.