Procedimiento para la producción de alfa-olefinas lineales y etileno.

Un procedimiento para convertir 1-buteno en etileno y 1-hexeno,

comprendiendo dicho procedimiento:

(a) someter una alimentación que comprende 1-buteno a una metátesis catalítica bajo condiciones y con uncatalizador de metátesis que minimiza la isomerización de dicha alimentación para producir etileno, propileno, 2-penteno y 5 3-hexeno, en que este catalizador y estas condiciones se seleccionan con el fin de conseguir unaselectividad en peso para 3-hexeno de al menos 40% a partir de 1-buteno;

en que la parte de la alimentación que contiene olefinas de C4 es al menos 90% de 1-buteno; y

en que la metátesis se efectúa a una WHSV de 3 a 200, a una presión de 0,170 MPa a 4,24 MPa y a unatemperatura de 50ºC a 600ºC;

(b) reciclar el 2-penteno a la reacción de metátesis; y

(c) isomerización de 3-hexeno a 1-hexeno.

Procedimiento para la producción de alfa-olefinas lineales y etileno Esta invención se refiere a la producción de alfa-olefinas lineales. Más particularmente, esta invención se refiere a la producción de alfa-olefinas lineales que tienen un número de carbono superior a partir de alfa-olefinas que tienen un número de átomos de carbono inferior. Más particularmente, esta invención se refiere a la producción de etileno y 1hexeno.

El documento US 5.057.638 describe un procedimiento para preparar 1-hexeno que comprende:

A. metatesizar 1-buteno hasta una mezcla que comprende 3-hexeno y etileno;

B. separar el 3-hexeno del producto de la etapa A;

C. hacer reaccionar el 3-hexeno con un compuesto electrofílico que contiene hidrógeno reactivo bajo condiciones catalizadas ácidas que permiten que el compuesto electrofílico que contiene hidrógeno activo se añada a enlaces dobles carbono-carbono; y

D. craquear el producto de la etapa C para producir una mezcla de n-hexenos que contiene 1-hexeno.

Las alfa-olefinas lineales actualmente son producidas mediante oligomerización selectiva de etileno. En general, la oligomerización se realiza en presencia de un catalizador, como un catalizador metálico alquilado. Se usan tiempos de residencia largos para producir cadenas hidrocarbonadas de longitudes variables. El enlace doble de olefina permanece en la posición alfa a medida que se añade la molécula de etileno. La oligomerización de etileno produce una amplia gama de productos de alfa-olefinas lineales. Se requiere un fraccionamiento extensivo para separar las alfa-olefinas que tienen números diferentes de átomos de carbono.

Según un primer aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para convertir 1-buteno en etileno y 1hexeno, comprendiendo dicho procedimiento: (a) someter una alimentación que comprende 1-buteno a metátesis catalítica bajo condiciones y con un catalizador de metátesis que minimicen la isomerización de dicha alimentación para producir etileno, propileno, 2-penteno y 3-hexeno, en que este catalizador y condiciones se seleccionan con el fin de conseguir una selectividad en peso respecto a 3-hexeno de al menos 40% a partir de 1-buteno; en que la parte de la alimentación que contienen olefinas de C4 es al menos 90% de 1-buteno y en que la metátesis se efectúa con una WHSV de 3 a 200 a una presión de 0, 170 MPa a 4, 24 MPa y a una temperatura de 50ºC a 600ºC; (b) reciclar el 2-penteno a la reacción de metátesis y (c) isomerización de 3-hexeno a 1-hexeno.

De acuerdo con la presente invención, una alfa-olefina lineal que tiene un primer número de átomos de carbono es sometida a una reacción de metátesis bajo condiciones y en presencia de una catalizador que minimice o elimine la isomerización de la cadena principal y/o enlaces dobles para obtener un producto de reacción que incluye etileno y una olefina interna lineal (LIO) que tiene un número de átomos de carbono mayor que el primer número de átomos de carbono. Específicamente, la alfa-olefina de alimentación con un número de átomos de carbono, es metatesizada para dar etileno y una olefina interna lineal con un número de átomos de carbono 2n-2. La olefina interna lineal resultante puede ser seguidamente isomerizada para producir una alfa-olefina lineal.

De acuerdo con la presente invención, 1-buteno es sometido a una reacción de metátesis bajo condiciones y en presencia de un catalizador de metátesis que minimiza o elimina la isomerización de la cadena principal y enlaces dobles para obtener un producto de reacción que incluye etileno y 3-hexeno. El 3-hexeno se isomeriza seguidamente en 1-hexeno.

En la reacción de metátesis, el catalizador y las condiciones de la reacción son tales que minimicen la isomerización del material de partida de 1-buteno.

El catalizador usado en este aspecto para la reacción de metátesis puede estar en soporte o ser un catalizador sin soporte y el catalizador global es uno que tenga una cantidad mínima de sitios tanto ácidos como básicos.

Un catalizador que tiene una cantidad reducida de sitios tanto ácidos como básicos (preferentemente de forma esencial sin sitios ácidos y básicos) mejora la selectividad de la metátesis de la alfa-olefina de número de átomos de carbono inferior (1-buteno) consigo mismo para formar etileno y una olefina interna lineal de número de átomos de carbono superior (3-hexeno) minimizando la isomerización.

Las reacciones de metátesis se pueden caracterizar como plenamente productivas, semi-productivas o no productivas, dependiendo de la simetría de la molécula con respecto al enlace doble. Dos olefinas desiguales reaccionarán de una manera “completamente productiva” un ejemplo es la reacción de 1-buteno con 2-buteno. El enlace doble está en una posición diferente en la molécula respectiva y estos reaccionarán rápidamente uno con otro. Dos moléculas iguales reaccionarán de una manera semi-productiva o no productiva. Si por ejemplo reacciona 1-buteno consigo mismo, como el enlace doble está en la misma posición en cada molécula, reaccionará a una velocidad considerablemente más lenta que la velocidad de reacciones completamente productivas. Si las moléculas de alimentación son iguales y simétricas alrededor del enlace doble (por ejemplo, 2-buteno reaccionando consigo

mismo) , entonces no se producirá ninguna reacción y el sistema se define como no productivo.

En muchos sistemas de reacción de metátesis, la actividad de la isomerización es incorporada para aumentar las velocidades de reacción. Al permitir un desplazamiento del enlace doble, se puede reducir la mitad de las reacciones no productivas. Los catalizadores de isomerización típicos incluyen óxidos de metales básicos y zeolitas mejoradas.

En una realización preferida, el catalizador o mezcla de catalizadores esencialmente no contiene óxido de magnesio, ya que el óxido de magnesio favorece la isomerización. Por tanto, por ejemplo, un catalizador preferido (en soporte o sin soporte) es un óxido de metal del grupo VI B o del grupo VII B como óxido de wolframio, óxido de molibdeno, óxido de renio, siendo particularmente preferido el óxido de wolframio.

Si se usa un soporte, este soporte tiene una cantidad minimizada de sitios tanto ácidos como básicos y, preferentemente, no tiene esencialmente sitios ácidos y preferentemente no tienen esencialmente sitios ácidos y no tiene esencialmente sitios básicos. Los soportes preferidos son sílice u óxido de circonio.

El catalizador puede incluir un promotor para reducir la acidez, por ejemplo, un metal alcalino (sodio, potasio o litio) , cesio, o una tierra rara.

Generalmente las condiciones de reacción tienden a favorecer la reacción primaria y se prefiere que desfavorezcan las reacciones posteriores. Por tanto, una reacción inferior y tiempos de residencias más cortos tienden a minimizar la reaccionar de isomerización.

De acuerdo con la presente invención, una alfa-olefina lineal, 1-buteno, es sometida a una auto-metátesis consigo misma (reacción semi-productiva) en presencia de un catalizador y bajo condiciones que minimicen la isomerización del 1-buteno para obtener un producto de reacción que incluye etileno y una alfa-olefina lineal con un número de átomos de carbono 2n-2, como 3-hexeno. La reacción es:

1. C4- + 1-C4-! C2- + 3-C6-

La reacción de metátesis, de acuerdo con la invención, se efectúa a una temperatura de aproximadamente 50ºC a 600ºC, preferentemente de aproximadamente 200ºC a 350ºC, a una velocidad espacial horaria en peso (WHSV) de aproximadamente 3 a aproximadamente 200, preferentemente de aproximadamente 6 a aproximadamente 40 y a una presión de aproximadamente 0, 170 MPa a aproximadamente 4, 24 MPa, preferentemente de aproximadamente 0, 308 MPa a aproximadamente 0, 791 MPa.

El material de partida de 1-buteno puede ser puro o una alimentación impura. La proporción de la alimentación que contiene olefinas de C4 reactivas es al menos 90% y, más preferentemente, al menos 95% de 1-buteno. Los componentes no reactivos, por ejemplo, butano normal, pueden diluir las olefinas en la materia prima. Lo más preferentemente, el material de partida de 1-buteno es una alimentación pura, es decir, el 1-buteno está presente en una cantidad de al menos 99%.

En una realización, una alimentación de butenos mixtos es previamente tratada para proporcionar una alimentación de 1-buteno para la reacción de metátesis. Por ejemplo, la alimentación de butenos mixtos puede contener 1-buteno, 2-buteno e isobutileno. Esta alimentación puede ser obtenida a partir de un dispositivo de craqueo de vapor de agua. En el caso de que la corriente de butenos... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para convertir 1-buteno en etileno y 1-hexeno, comprendiendo dicho procedimiento:

(a) someter una alimentación que comprende 1-buteno a una metátesis catalítica bajo condiciones y con un catalizador de metátesis que minimiza la isomerización de dicha alimentación para producir etileno, propileno, 2

penteno y 3-hexeno, en que este catalizador y estas condiciones se seleccionan con el fin de conseguir una selectividad en peso para 3-hexeno de al menos 40% a partir de 1-buteno;

en que la parte de la alimentación que contiene olefinas de C4 es al menos 90% de 1-buteno; y

en que la metátesis se efectúa a una WHSV de 3 a 200, a una presión de 0, 170 MPa a 4, 24 MPa y a una temperatura de 50ºC a 600ºC;

(b) reciclar el 2-penteno a la reacción de metátesis; y

(c) isomerización de 3-hexeno a 1-hexeno.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha selectividad en peso para 3-hexeno a partir de 1-buteno es de al menos 50%.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho catalizador se selecciona entre el grupo que consiste en 15 óxido de wolframio, óxido de molibdeno, óxido de renio y sus mezclas.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que dicho catalizador es óxido de wolframio.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que dicho catalizador es óxido de wolframio en un soporte.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha metátesis se efectúa a una WHSV de 6 a 40.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha metátesis se efectúa a una presión de 0, 308 MPa a 0, 791 20 MPa.

8. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que dicho catalizador está soportado en un soporte de sílice.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho 3-hexeno es isomerizado a 1-hexeno a una WHSV de 3 a 200 a una presión de 0, 2 MPa a 4 MPa y a una temperatura de 40ºC a 300ºC para una fase líquida y a una temperatura de 300ºC a 400ºC para una reacción en fase de vapor.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que dicho 3-hexeno es isomerizado a 1-hexeno a una presión de 0, 3 MPa a 1 MPa.

11. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que dicho 3-hexeno es isomerizado a 1-hexeno a una temperatura de 60ºC a 150 ºC para una fase líquida.