Procedimiento para la obtención de 1,3-butadieno crudo.

Procedimiento para la obtención de 1, 3-butadieno crudo mediante destilación por extracción con un disolvente selectivo a partir de una fracción con 4 átomos de carbono,

que contiene acetilenos con 4 átomos de carbono como componentes secundarios, en una columna de pared separadora (TK) con un evaporador de cola (V1), en el que está dispuesta una pared separadora (T) en el sentido longitudinal de la columna bajo formación de una primera zona parcial (A), una segunda zona parcial (B), y una zona de columna inferior común (C), y a la que está preconectada una columna de lavado por extracción (K), caracterizado porque la alimentación de energía en la columna de pared separadora (TK) a través del evaporador de cola (V1) se regula de modo que a partir de la columna de pared separadora (TK) se extrae una corriente de cola (17), que contiene disolvente cargado con acetilenos con 4 átomos de carbono, cuya fracción en 1, 3-butadieno está limitada como máximo a 0, 1 hasta 2 veces la fracción de acetilenos con 4 átomos de carbono, de modo que la pérdida de 1, 3-butadieno es aceptable desde el punto de vista económico, y de modo que la corriente de cola (17) se alimenta a un desgasificador de acetileno (AG), y en el desgasificador de acetileno (AG) se destilan los acetilenos con 4 átomos de carbono a través de la cabeza, y se obtiene disolvente purificado como corriente de cola (27).

Procedimiento para la obtención de 1, 3-butadieno crudo La invención se refiere a un procedimiento para la obtención de 1, 3-butadieno crudo mediante destilación por extracción con un disolvente selectivo a partir de una fracción con 4 átomos de carbono, que contiene acetilenos con 4 átomos de carbono como componentes secundarios en una columna de pared separadora, o en columnas acopladas térmicamente.

La obtención de 1, 3-butadieno a partir de una fracción con 4 átomos de carbono es un problema técnico de destilación complicado debido a las bajas diferencias de componentes de la fracción con 4 átomos de carbono en las volatilidades relativas. Por lo tanto, la separación se lleva a cabo mediante una denominada destilación por extracción, es decir, una destilación bajo adición de un agente de extracción que presenta un punto de ebullición más elevado que la mezcla a separar, y que aumenta las diferencias en las volatilidades relativas de componentes a separar. Mediante empleo de un agente de extracción apropiado, a partir de la citada fracción con 4 átomos de carbono, por medio de destilación por extracción, se puede obtener una fracción de 1, 3-butadieno cruda, que se purifica adicionalmente a continuación en columnas de destilación pura.

En el presente caso se denomina 1, 3-butadieno crudo una mezcla de hidrocarburos que se obtuvo a partir de una fracción con 4 átomos de carbono, a partir de la que se separó al menos un 90 % en peso de la suma de butanos y butenos, preferentemente al menos un 98 % en peso de la suma de butanos y butenos, de modo especialmente preferente al menos un 99 % en peso de la suma de butanos y butenos, y simultáneamente al menos un 90 % en peso de acetilenos con 4 átomos de carbono, preferentemente al menos un 96 % en peso de acetilenos con 4 átomos de carbono, de modo especialmente preferente al menos un 99 % en peso de acetilenos con 4 átomos de carbono. El 1, 3-butadieno crudo contiene el producto de valor 1, 3-butadieno frecuentemente en una fracción de al menos un 80 % en peso, preferentemente un 90 % en peso, de modo especialmente preferente más de un 95 % en peso, resto impurezas.

Por el contrario, se denomina 1, 3-butadieno puro una mezcla de hidrocarburos que contiene el producto de valor 1, 3-butadieno en una fracción de al menos un 98 % en peso, preferentemente de al menos un 99, 5 % en peso, de modo especialmente preferente en el intervalo entre un 99, 7 y un 99, 9 % en peso, resto impurezas.

Por la DE-A 101 05 660 es conocido un procedimiento con acondicionamiento constructivo de instalaciones simplificado frente a procedimientos más antiguos: la separación de la fracción con 4 átomos de carbono se efectúa en una columna de pared separadora con pared separadora que se extiende hasta el extremo superior de la columna de pared separadora, y una columna de lavado por extracción pre-conectada a la columna de pared separadora. Según el procedimiento de la DE A 101 05 660, de la cola de la columna de pared separadora empleada para la destilación por extracción se extrae una corriente de disolvente parcialmente desgasificada. El concepto "disolvente parcialmente desgasificado" es conocido en este caso por el especialista activo en la destilación por extracción para la obtención de 1, 3-butadieno, y denomina un disolvente selectivo que contiene aún componentes disueltos de la fracción con 4 átomos de carbono a separar, y precisamente los componentes que presentan la máxima afinidad con el disolvente selectivo. Entre estos cuentan en especial los acetilenos con 4 átomos de carbono, sobre todo etilacetileno y vinilacetileno.

No obstante, una corriente de disolvente sólo parcialmente desgasificada no se puede reciclar en la destilación por extracción, ya que en caso contrario se acumularían acetilenos nocivos para la especificación. Por lo tanto, la corriente de cola extraída de la columna de pared separadora, antes del reciclaje en la destilación por extracción, se debería alimentar en primer lugar a una columna de desgasificado, como es conocida, por ejemplo, por la DE-A 27 24 365, que se acciona a presión más reducida frente a la columna de cuya cola se extrae la corriente parcialmente desgasificada. En la columna de desgasificado se efectúa la elaboración de la corriente de disolvente parcialmente desgasificada, bajo obtención de un disolvente purificado, es decir, completamente desgasificado, en la cola y una corriente de hidrocarburo en la cabeza de la columna de desgasificado, que se devuelve a la zona inferior de la columna de destilación por extracción a través de un compresor. Los acetilenos se esclusan a través de una corriente lateral.

No obstante, según el procedimiento de la DE-A 27 24 365, la corriente de cola extraída de la pared separadora, que se alimenta a la columna de desgasificado, contiene también cantidades considerables del producto de valor 1, 3butadieno, además de los acetilenos con 4 átomos de carbono. El 1, 3-butadieno llega a la corriente de cabeza de la columna de desgasificado, que no se puede desechar en un modo de operación económico, sino que se devuelve a través de un compresor a la destilación por extracción, que se realiza a presión más elevada frente al desgasificador. El compresor tiene un consumo de energía elevado, por lo tanto, también el procedimiento de la DE-A 27 24 365 era ya un progreso frente a procedimientos más antiguos, según los cuales eran necesarios compresores con consumo de energía triple. No obstante, en el momento de la solicitud de la DE-A 27 24 365, el especialista no sabía que se puede realizar un control de procedimiento que puede prescindir completamente del compresor de modo sencillo desde el punto de vista técnico.

En la DE-A 103 22 655 se describe un procedimiento según el cual, a través de la regulación de la alimentación de energía en la columna de pared separadora a través del evaporador de cola de la misma, así como el diseño del número de etapas de separación teóricas en la zona de la columna inferior común, se ajusta el régimen de la columna de pared separadora de modo que a partir de la columna de pared separadora se puede extraer una corriente de cola que contiene ya disolvente purificado.

La US 2003/0181772 da a conocer un proceso para la elaboración de una fracción con 4 átomos de carbono.

Correspondientemente se suprime la columna de desgasificado, así como el compresor para la recirculación de corriente que contiene 1, 3-butadieno, en la destilación por extracción.

Bajo el concepto disolvente purificado o disolvente completamente desgasificado, en el presente caso se entiende un disolvente que está enriquecido en componentes de la fracción con 4 átomos de carbono en tal medida que es apropiado para empleo como disolvente selectivo para la destilación por extracción de una fracción con 4 átomos de carbono, cumpliéndose las especificaciones predeterminadas para 1, 3-butadieno crudo refinado 1. En este caso, los componentes clave son acetilenos con 4 átomos de carbono, en especial etilacetileno y vinilacetileno.

Por otro lado, era tarea de la invención poner a disposición un procedimiento mejorado para la destilación por extracción de 1, 3-butadieno crudo en régimen sin compresor, que garantizara en especial menos impurificación en las columnas, una seguridad de operación y una rentabilidad elevada. Correspondientemente se encontró un procedimiento para la obtención de 1, 3-butadieno crudo mediante destilación por extracción con un disolvente selectivo a partir de una fracción con 4 átomos de carbono, que contiene acetilenos con 4 átomos de carbono como componentes secundarios, que se lleva a cabo en una columna de pared separadora con un evaporador de cola, en el que está dispuesta una pared separadora en el sentido longitudinal de la columna bajo formación de una primera zona parcial, una segunda zona parcial, y una zona de columna inferior común, y a la que está pre-conectada una columna de lavado por extracción, que está caracterizado porque la alimentación de energía en la columna de pared separadora a través del evaporador de cola se regula de modo que a partir de la columna de pared separadora se extrae una corriente de cola, que contiene disolvente cargado con acetilenos con 4 átomos de carbono, cuya fracción en 1, 3-butadieno está limitada como máximo a 0, 1 hasta 2 veces la fracción de acetilenos con 4 átomos de carbono, de modo que la pérdida de 1, 3-butadieno es aceptable desde el punto de vista económico, y de modo que la corriente de cola se alimenta a un desgasificador de acetileno, y en el desgasificador de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la obtención de 1, 3-butadieno crudo mediante destilación por extracción con un disolvente selectivo a partir de una fracción con 4 átomos de carbono, que contiene acetilenos con 4 átomos de carbono como componentes secundarios, en una columna de pared separadora (TK) con un evaporador de cola (V1) , en el que está dispuesta una pared separadora (T) en el sentido longitudinal de la columna bajo formación de una primera zona parcial (A) , una segunda zona parcial (B) , y una zona de columna inferior común (C) , y a la que está preconectada una columna de lavado por extracción (K) , caracterizado porque la alimentación de energía en la columna de pared separadora (TK) a través del evaporador de cola (V1) se regula de modo que a partir de la columna de pared separadora (TK) se extrae una corriente de cola (17) , que contiene disolvente cargado con acetilenos con 4 átomos de carbono, cuya fracción en 1, 3-butadieno está limitada como máximo a 0, 1 hasta 2 veces la fracción de acetilenos con 4 átomos de carbono, de modo que la pérdida de 1, 3-butadieno es aceptable desde el punto de vista económico, y de modo que la corriente de cola (17) se alimenta a un desgasificador de acetileno (AG) , y en el desgasificador de acetileno (AG) se destilan los acetilenos con 4 átomos de carbono a través de la cabeza, y se obtiene disolvente purificado como corriente de cola (27) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la fracción de 1, 3-butadieno en la corriente de cola (17) de la columna de pared separadora (TK) se imita a 0, 3 veces la fracción de acetilenos con 4 átomos de carbono.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la energía de la corriente de cola (17) de la columna de pared separadora (TK) se utiliza para el cambio de calor directo con la corriente de cola (27) del desgasificador de acetileno y/o con el líquido, que se extrae de una o varias etapas de separación a partir de la zona de la columna inferior común C de la columna de pared separadora, seleccionándose etapa de separación de la que se extrae el líquido de tal manera que la demanda de energía para la columna de pared separadora (TK) es mínima.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el contenido térmico de la corriente de cola (27) del desgasificador de acetileno (AG) se utiliza para el cambio de calor indirecto con el líquido que se extrae de una o varias etapas teóricas a partir de la zona de la columna inferior común (C) de la columna de pared separadora, determinándose la (s) etapa (s) separadora (s) , de la (s) que se extrae el líquido, de tal manera que la demanda de energía para la columna de pared separadora (TK) es mínima y/o porque el contenido térmico de la corriente de cola (27) se utiliza para el cambio de calor indirecto con la fracción con 4 átomos de carbono (1) , alimentada a la columna de pared separadora (TK) .

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en lugar de la columna de pared separadora (TK) se emplean columnas acopladas térmicamente.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque

- la fracción con 4 átomos de carbono (1) se alimenta a la primera zona parcial (A) de la columna de pared separadora (TK) , preferentemente en su zona media,

- la corriente de cola (2) de la primera zona parcial (A) de la columna de pared separadora (TK) se alimenta a la columna de lavado por extracción (K) , en su zona inferior,

- en la columna de lavado por extracción (K) se lleva a cabo una extracción en contracorriente mediante alimentación con una primera corriente parcial (3) de disolvente selectivo en la zona superior de la columna de lavado por extracción (K) ,

- los componentes de la fracción con 4 átomos de carbono menos solubles que 1, 3-butadieno en el disolvente selectivo se extraen a través de la cabeza de la columna de lavado por extracción (K) (4) ;

- la corriente de cola (7) de la columna de lavado por extracción (K) se devuelve a la zona superior de la primera zona parcial (A) de la columna de pared separadora (TK) ,

- a la columna de pared separadora (TK) en la zona superior de la segunda zona parcial (B) se alimenta una segunda corriente parcial (13) de disolvente selectivo,

- el producto de cabeza (14) de la segunda zona parcial (B) de la columna de pared separadora (TK) se extrae como 1, 3-butadieno crudo (16) , y

- de la zona de la columna inferior común (C) de la columna de pared separadora (TK) se extrae una corriente de cola (17) constituida por disolvente cargado con acetilenos con 4 átomos de carbono, cuya fracción en 1, 3-butadieno está limitada de modo que la pérdida de 1, 3-butadieno es aceptable desde el punto de vista económico,

- la corriente de cola (17) se alimenta al desgasificador de acetileno (AG) , donde los acetilenos con 4 átomos de carbono se destilan a través de la cabeza, y se obtiene disolvente purificado como corriente de cola (27) , que se recicla en el procedimiento.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la temperatura en el evaporador de cola (V1) de la columna de pared separadora (TK) se regula a un valor en el intervalo de 150 a 210ºC, preferentemente a 178ºC, y la presión de cabeza de la segunda zona parcial (B) de la columna de pared separadora (TK) se ajusta a un valor en el intervalo de 1 a 10 bar absolutos, preferentemente a un valor de 2 a 5 bar absolutos, de modo especialmente preferente a 3, 5 bar absolutos, y la presión de cabeza en el desgasificador de acetileno (AG) se ajusta a un valor en el intervalo de 1 bar absoluto hasta como máximo la presión de cola en la columna de pared separadora (TK) .

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el desgasificador de acetileno (AG) se integra estructuralmente en la zona de la columna inferior común (C) , diseñándose correspondientemente mayor el número de etapas de separación teóricas en la zona de la columna inferior común (C) , e incorporándose en la columna de pared separadora (TK) una separación hermética a gases en el punto que corresponde al extremo superior del desgasificador de acetileno (AG) integrado en la zona de la columna inferior común (C) .