Proceso para la eliminación de MAPD de corrientes de hidrocarburos.

Un proceso para eliminar metil acetileno y propadieno de una corriente rica en propileno que comprende:

(a) alimentar (1) una primera corriente que comprende propileno, metilacetileno y propadieno y (2) una segunda corriente que contiene hidrógeno a al menos un reactor de lecho fijo de paso unitario que contiene un primer catalizador de hidrogenación donde una porción del metilacetileno y propadieno reacciona con el hidrógeno para producir propileno, siendo la reacción en dicho reactor de lecho fijo de paso unitario es en la fase de vapor;

(b) alimentar el efluente del paso (a) a un reactor de columna de destilación dentro de una zona de alimentación;

(c) a la vez en dicho reactor de columna de destilación

(i) hacer contactar el metilacetileno y propadieno sin reaccionar con hidrógeno en una zona de reacción con un segundo catalizador de hidrogenación de tal modo que reaccione dicho propadieno y metilacetileno con dicho hidrógeno para formar propileno y

(ii) separar el propileno mediante destilación fraccional; y

(d) retirar el propileno separado junto con cualquier propano y compuestos más ligeros, incluyendo cualquier hidrógeno sin reaccionar, de dicho reactor de columna de destilación como producto de cabeza.

Proceso para la eliminación de MAPD de corrientes de hidrocarburos.

Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere a la eliminación de MAPD de corrientes de hidrocarburos. Más particularmente la invención se refiere a un proceso donde el MAPD se convierte en propileno válido para hidrogenación selectiva. Más particularmente, la invención se refiere a un proceso donde un de los reactores de hidrogenación es un reactor de columna de destilación donde el propileno se separa simultáneamente de una corriente que contiene MAPD sin convertir.

Información Relacionada El Metilacetileno/propadieno (MAPD) no es un compuesto pero cubre los compuestos inestables de metilacetileno y propadieno los cuales se pueden describir como sigue:

Los compuestos MAPD son contaminantes altamente reactivos en una corriente de propileno. El método más común de eliminación es mediante hidrogenación selectiva la cual no solo “elimina” los contaminantes sino que los convierte en valiosos productos de propileno. La corriente de propileno se fracciona luego para eliminar una porción de la corriente que contiene MAPD sin convertir. La corriente que contiene el MAPD sin convertir se llama “Aceite Verde” y

la torre de fraccionamiento usada para separar la corriente que contiene el MAPD sin convertir del propileno se llama la “Torre de Aceite Verde”.

Anteriores métodos de hidrogenación selectiva del MAPD en corrientes de propileno han usado ambos reactores de fase líquida y de vapor. Generalmente mientras que la conversión es buena, en ambos casos la selectividad cae rápidamente con el tiempo. Por tanto, sería deseable mejorar la selectividad en general y mantener la selectividad a lo largo del tiempo. Ambos sistemas de fase vapor y líquida utilizan al menos dos reactores en paralelo, en ocasiones tres, dejando al menos uno de repuesto para la regeneración.

El principal inconveniente de este método es que la selectividad del propileno no siempre es la deseada. El subproducto de la hidrogenación, sin embargo, es propano el cual no es considerado un contaminante cuando se lleva a cabo un posterior procesado del propileno. Sin embargo, si reduce la cantidad de propileno valioso producido.

El término “destilación reactiva” se usa para describir la reacción y fraccionamiento simultáneos en una columna. Para los fines de esta invención, el término “destilación catalítica” incluye destilación reactiva y cualquier otro proceso de reacción y destilación fraccionada simultáneos en una columna independientemente de la designación aplicada a la misma.

Una destilación catalítica preferida es una en la que una estructura de destilación también sirve como el catalizador para la reacción. El uso de un catalizador de partículas solidas como parte de una estructura de destilación en un reactor de columna de destilación combinada para varias reacciones se describe en los Documentos de Patente de EE.UU. Números 4.232.177 (eterificación) ; 4.982.022 (hidratación) ; 4.447.668 (disociación) ; 5.019.669 (alquilación aromática) y 5.877.363 (hidrogenación) . Adicionalmente los documentos de Patente de EE.UU. Números 4.302.356; 4.443.559; 5.431.890 y 5.730.843 exponen estructuras catalíticas las cuales son útiles como estructuras de destilación.

Hidrogenación es la reacción de hidrógeno con un enlace múltiple carbono-carbono para “saturar” el compuesto. Esta reacción se conoce hace tiempo y se realiza normalmente a presiones superiores a la atmosférica y temperaturas moderadas usando un gran exceso de hidrógeno sobre un catalizador de metal. Entre los metales conocidos para catalizar la reacción de hidrogenación están platino, renio, cobalto, molibdeno, níquel, tungsteno y paladio. Generalmente, formas comerciales de catalizador usan óxidos soportados de estos metales. El óxido se reduce a la forma activa ya sea antes de usarlo con un agente reductor o durante el uso por el hidrógeno en la alimentación. Estos metales también catalizan otras reacciones, más notablemente deshidrogenación a elevadas temperaturas. Adicionalmente pueden promover la reacción de compuestos olefínicos con ellos mismos u otras olefinas para producir dímeros u oligómeros según se aumenta el tiempo de residencia.

La hidrogenación selectiva de compuestos hidrocarbonados se conoce ya hace tiempo. Peterson, et al en “The Selective Hydrogenation of Pyrolisis Gasoline” presentado a la Petroleum Division of the American Chemical Society en Septiembre de 1962, trata la hidrogenación selectiva de diolefinas C4 y superiores. Boitiaux, et al en “Newest Hydrogenation Catalyst”, Hydrocarbon Processing, Marzo 1985, presenta una visión general sin soporte de varios usos de catalizadores de hidrogenación, que incluye hidrogenación selectiva de una corriente rica en propileno y otros cortes. Hidrogenaciones convencionales en fase líquida como se presentan en la práctica requieren presiones parciales altas de hidrógeno, normalmente superiores a 1, 37 MPa (200 psi) y más frecuentemente en un intervalo de hasta dos 2, 75 MPa (400 psi) o mas. La presión parcial de hidrógeno en una hidrogenación en fase líquida es esencialmente la presión del sistema.

La memoria descriptiva de la patente de UK Nº 835.689 expone una hidrogenación en lecho percolador a alta presión, simultánea de fracciones C2 y C3 para eliminar acetilenos. La hidrogenación selectiva de MAPD en corrientes de propileno que utiliza destilación catalítica solamente se divulga en la Solicitud Internacional WO 95/15934.

El documento US Nº 3.770.619 se refiere a un proceso para purificar una mezcla de hidrocarburo mediante hidrogenación selectiva de compuestos altamente insaturados contenidos en la misma.

Es una ventaja del presente proceso que el propadieno y metilacetileno contenidos en la misma corriente de hidrocarburos en contacto con el catalizador sean selectivamente convertidos a propileno con muy poca, si la hay, formación de oligómeros o poca, si la hay, saturación de las mono-olefinas contenidas en la alimentación.

Resumen de la invención La presente invención comprende la hidrogenación selectiva de metilacetileno y propadieno (MAPD) contenido en una corriente rica de propileno para purificar la corriente y obtener mayores cantidades del propileno.

El proceso para la eliminación de metilacetileno y propadieno de una corriente rica en propileno de la presente invención comprende:

(a) alimentar (1) una primera corriente que comprende propileno, metilacetileno y propadieno y (2) una segunda corriente que contiene hidrógeno a al menos un reactor de lecho fijo de paso unitario que contiene un primer catalizador de hidrogenación donde una porción del metilacetileno y propadieno reacciona con el hidrógeno para producir propileno, siendo la reacción en dicho reactor de lecho fijo de paso unitario es en la fase de vapor;

(b) alimentar el efluente del paso (a) a un reactor de columna de destilación dentro de una zona de alimentación;

(c) a la vez en dicho reactor de columna de destilación

(i) hacer contactar el metilacetileno y propadieno sin reaccionar con hidrógeno en una zona de reacción con un segundo catalizador de hidrogenación de tal modo que reaccione dicho propadieno y metilacetileno con dicho hidrógeno para formar propileno y

(ii) separar el propileno mediante destilación fraccional; y

(d) retirar el propileno separado junto con cualquier propano y compuestos más ligeros, incluyendo cualquier hidrógeno sin reaccionar, de dicho reactor de columna de destilación como productos de cabeza.

El catalizador de hidrogenación en el reactor de lecho fijo de paso unitario puede ser el mismo o diferente que en el reactor de columna de destilación catalítica. El hidrógeno se provee según sea necesario para soportar la reacción y, se cree, que reduce el óxido y lo mantiene en el estado hidruro. El reactor de columna de destilación opera a una presión tal que la mezcla de reacción hierve en el lecho del catalizador. Si se desea, se puede retirar una corriente de fondo que contiene cualquier material que hierve a mayor temperatura (el Aceite Verde) para efectuar una separación completa.

El/Los reactor/es de lecho fijo de paso unitario puede (n) ser cualquier conocido en la técnica, al igual que el catalizador de hidrogenación.

El índice de hidrogenación se debe ajustar de tal manera que sea suficiente para soportar la reacción de hidrogenación y reemplazar el hidrógeno perdido del catalizador pero que se mantenga por debajo de lo requerido para la hidrogenación del propileno y, en el... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para eliminar metil acetileno y propadieno de una corriente rica en propileno que comprende:

(a) alimentar (1) una primera corriente que comprende propileno, metilacetileno y propadieno y (2) una segunda corriente que contiene hidrógeno a al menos un reactor de lecho fijo de paso unitario que contiene un primer catalizador de hidrogenación donde una porción del metilacetileno y propadieno reacciona con el hidrógeno para producir propileno, siendo la reacción en dicho reactor de lecho fijo de paso unitario es en la fase de vapor;

(b) alimentar el efluente del paso (a) a un reactor de columna de destilación dentro de una zona de alimentación;

(c) a la vez en dicho reactor de columna de destilación

(i) hacer contactar el metilacetileno y propadieno sin reaccionar con hidrógeno en una zona de reacción con un segundo catalizador de hidrogenación de tal modo que reaccione dicho propadieno y metilacetileno con dicho hidrógeno para formar propileno y

(ii) separar el propileno mediante destilación fraccional; y

(d) retirar el propileno separado junto con cualquier propano y compuestos más ligeros, incluyendo cualquier hidrógeno sin reaccionar, de dicho reactor de columna de destilación como producto de cabeza.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho segundo catalizador de hidrogenación es capaz de actuar como estructura de destilación.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada uno de los dichos primero y segundo catalizadores de hidrogenación comprenden 0, 05 a 5, 0 % en peso de óxido de paladio sobre alúmina extruida.

4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde se contiene hidrógeno en dicha segunda corriente en una cantidad que proporciona una relación molar de hidrógeno a dicho metilacetileno y propadieno de 1, 05 a 2, 05.

5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la presión de cabeza de dicho reactor de columna de destilación esta en el intervalo entre 621 kPa (90 psig) y 2172 kPa (315 psig) .

6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el efluente del paso (a) se alimenta a un segundo reactor de lecho fijo y paso unitario donde una porción adicional del metilacetileno y propadieno reacciona con el hidrógeno para producir propileno y el efluente de dicho segundo reactor de lecho fijo y paso unitario se alimenta al paso (b) .

7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dicho primer reactor de lecho fijo y paso unitario actúa como lecho barrera para eliminar venenos de dichos catalizadores de hidrogenación.