Separación de los componentes de una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples que incluye etileno.

Un método para separar una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples que incluye etileno y otroscomponentes,

estando al menos parte de los componentes presentes en una pluralidad de fases, cuyo métodoincluye:

en una primera etapa de evaporación súbita, someter a evaporación súbita la corriente hidrocarbonada decomponentes múltiples, desde una presión elevada y una temperatura de más de 180ºC hasta una presión en elintervalo de 10 - 18 bar(a), lo que produce una corriente de vapor que contiene etileno a una presión en el intervalode 10 - 18 bar(a) y una corriente multifásica que incluye algo de etileno;

en una segunda etapa de evaporación súbita, someter a evaporación súbita la corriente multifásica hasta unapresión inferior a 6 bar(a), lo que produce una segunda corriente de vapor a una presión inferior a 6 bar(a) y unacorriente de fondo;

retirar la primera corriente de vapor que contiene etileno de la primera etapa de evaporación súbita y la segundacorriente de vapor de la segunda etapa de evaporación súbita;

separar al menos una porción del etileno de la primera corriente de vapor que contiene etileno sometiendo la primeracorriente de vapor que contiene etileno a al menos una etapa de recuperación de etileno que produce una corrienterica en etileno y una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples empobrecida en etileno; y

extraer la corriente de fondo de la segunda etapa de evaporación súbita.

Separación de los componentes de una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples que incluye etileno Esta invención se refiere a la separación de componentes de una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples que incluye etileno. En particular, la invención se refiere a un método para separar una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples que incluye componentes en una pluralidad de fases y etileno, y a un procedimiento de oligomerización de etileno que incluye dicho método de separación.

La destilación es el método seleccionado en muchos métodos para separar una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples en diferentes fracciones. Cuando la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples incluye sólidos, tanto fundidos, como disueltos o no disueltos, tal como polímeros y ceras, no es deseable alimentar la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples a bandejas de destilación, ya que los sólidos pueden bloquear las bandejas. Un ejemplo de dicha corriente hidrocarbonada de componentes múltiples es la corriente de producto oligomérico obtenida en la oligomerización de una corriente olefínica. Por tanto, sería deseable disponer de un método eficiente y económico para separar una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples, que pueda incluir sólidos.

La patente GB 1019411 describe un método para preparar alfa-olefinas a partir de etileno usando un catalizador de trialquil aluminio o de dialquil aluminio hidruro. Para separar etileno y otras olefinas volátiles de las olefinas más pesadas se usa una cámara de evaporación súbita a baja presión seguida de columnas de fraccionamiento. No se indica la temperatura a la que opera la cámara de evaporación súbita a baja presión. El etileno separado es recirculado sin ninguna separación adicional.

La solicitud de patente US 3.789.081 también describe un método para preparar catalíticamente olefinas a partir de etileno. Este método emplea tándems de evaporación súbita que operan a presiones y temperaturas relativamente bajas para separar las olefinas más ligeras, que incluyen etileno, de las olefinas más pesadas, seguido de una etapa de trans-alquilación. El etileno separado es recirculado sin ninguna separación adicional.

Según un aspecto de la invención, se proporciona un método para separar una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples que incluye etileno y otros componentes, estando presentes al menos parte de los componentes en una pluralidad de fases, dicho método incluye:

en una primera etapa de evaporación súbita, someter a evaporación súbita una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples, desde una presión elevada (es decir, una presión superior a 18 bar (a) ) y a una temperatura de más de 180ºC, hasta una presión en el intervalo de 10 – 18 bar (a) , lo que produce una primera corriente de vapor que contiene etileno a una presión en el intervalo de 10 – 18 bar (a) y una corriente multi-fase que incluye algo de etileno;

en una segunda etapa de evaporación súbita, someter a evaporación súbita a la corriente multi-fase hasta una presión inferior a 6 bar (a) , produciendo una segunda corriente de vapor a una presión inferior a 6 bar (a) y una corriente de fondo;

retirar la primera corriente de vapor que contiene etileno de la primera etapa de evaporación súbita y la segunda corriente de vapor de la segunda etapa de evaporación súbita;

separar al menos una porción del etileno procedente de la primera corriente de vapor que contiene etileno sometiendo a la primera corriente de vapor que contiene etileno a al menos una etapa de recuperación de etileno que produzca una corriente rica en etileno y una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples empobrecida en etileno; y

En al menos una realización de la invención, el método incluye recalentar la corriente multi-fase procedente de la primera etapa de evaporación súbita antes de someter a evaporación súbita la corriente multi-fase de la segunda etapa de evaporación súbita.

Según un segundo aspecto de la invención, se proporciona un método de oligomerización de etileno, método que incluye:

en una etapa de oligomerización, oligomerizar etileno y retirar una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples de diferentes fases que incluye producto oligomérico, producto polimérico y etileno sin reaccionar;

calentar la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples hasta una temperatura en exceso de 180ºC;

separar la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples según un método de separación como el descrito anteriormente en la presente memoria, produciendo dicha corriente de vapor que contiene etileno; y

alimentar la primera corriente de vapor que contiene etileno a una etapa de recuperación de etileno que produzca una corriente rica en etileno y una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples empobrecida en etileno, que incluya el producto oligomérico y/o polimérico.

El método puede incluir la etapa de recuperar energía de la primera corriente de vapor que contiene etileno mediante intercambio de calor, una corriente adicional del método una corriente de servicio. Típicamente, la primera corriente de vapor que contiene etileno se condensa al menos parcialmente durante dicha etapa de intercambio de calor.

La corriente multi-fase puede ser predominantemente una corriente líquida que incluya sólidos, y opcionalmente gas atrapado.

En esta especificación, el término “sólidos” pretende incluir materiales tales como polietileno, ceras, catalizadores y productos de desactivación de los catalizadores, tanto fundidos, como parcialmente fundidos o disueltos en las condiciones del método de la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples. Además, en esta especificación el término “condensar” incluye un cambio de fase de gas a líquido, y el término “comprimir” no incluye un cambio de fase.

La corriente multi-fase preferiblemente es sometida a destilación súbita en la segunda etapa de evaporación súbita hasta una presión de entre aproximadamente 1 bar (a) y aproximadamente 6 bar (a) , más preferiblemente entre aproximadamente 2 bar (a) y aproximadamente 5 bar (a) , p. ej. entre aproximadamente 2 bar (a) y aproximadamente 4 bar (a) . Sin embargo, en algunas realizaciones de la invención, se puede usar una presión manométrica negativa, es decir una presión subatmosférica, para la segunda etapa de evaporación súbita.

Preferiblemente, en la primera etapa de evaporación súbita, la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples es sometida a destilación súbita desde una temperatura elevada de al menos 185ºC, preferiblemente una temperatura elevada de al menos 190ºC, más preferiblemente una temperatura elevada de al menos 195ºC, y una presión elevada de más de 30 bar (a) . Por tanto, la primera corriente de vapor que contiene etileno típicamente está definiendo un mayor caudal másico de etileno y se encuentra a una presión mayor que la segunda corriente de vapor.

Típicamente, en la primera etapa de evaporación súbita la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples es sometida a destilación súbita hasta una temperatura de al menos 120ºC, preferiblemente de al menos 150ºC, más preferiblemente de al menos 170ºC, p. ej., entre 175ºC y 190ºC.

La presión elevada puede estar entre 30 bar (a) y 50 bar (a) , preferiblemente entre 40 bar (a) y 50 bar (a) , más preferiblemente entre 46 bar (a) y 50 bar (a) .

Típicamente, la etapa de recuperación de etileno emplea al menos una columna de destilación. La etapa de recuperación de etileno, y en particular dicha columna de destilación, puede operarse a la misma presión que la primera etapa de evaporación súbita, restando cualquier pérdida de carga provocada por el equipamiento que participe en el método. Por lo tanto, la etapa de recuperación de etileno, y en particular dicha columna de destilación, puede operar a una presión en el intervalo de 10 – 18 bar (a) , preferiblemente 10 – 15 bar (a) .

La primera corriente de vapor que contiene etileno típicamente no se recomprime antes de ser alimentada a la etapa de recuperación de etileno, si no que preferiblemente es condensada, al menos parcialmente, antes de ser alimentada a la etapa de recuperación de etileno.

El método según el segundo aspecto de la invención puede incluir la etapa adicional de recircular la corriente enriquecida en etileno a la etapa de oligomerización.

La corriente hidrocarbonada de componentes múltiples empobrecida en etileno puede incluir un disolvente para un catalizador de oligomerización de etileno.

1. Un método para separar una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples que incluye etileno y otros componentes, estando al menos parte de los componentes presentes en una pluralidad de fases, cuyo método incluye:

en una primera etapa de evaporación súbita, someter a evaporación súbita la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples, desde una presión elevada y una temperatura de más de 180ºC hasta una presión en el intervalo de 10 – 18 bar (a) , lo que produce una corriente de vapor que contiene etileno a una presión en el intervalo de 10 – 18 bar (a) y una corriente multifásica que incluye algo de etileno;

en una segunda etapa de evaporación súbita, someter a evaporación súbita la corriente multifásica hasta una presión inferior a 6 bar (a) , lo que produce una segunda corriente de vapor a una presión inferior a 6 bar (a) y una corriente de fondo;

retirar la primera corriente de vapor que contiene etileno de la primera etapa de evaporación súbita y la segunda corriente de vapor de la segunda etapa de evaporación súbita;

separar al menos una porción del etileno de la primera corriente de vapor que contiene etileno sometiendo la primera corriente de vapor que contiene etileno a al menos una etapa de recuperación de etileno que produce una corriente rica en etileno y una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples empobrecida en etileno; y

extraer la corriente de fondo de la segunda etapa de evaporación súbita.

2. El método reivindicado en la reivindicación 1, en el que la corriente multifásica es sometida a destilación súbita en la segunda etapa de evaporación súbita hasta una presión de entre 1 bar (a) y 6 bar (a) .

3. El método reivindicado en la reivindicación 1 ó en la reivindicación 2, en el que, en la primera etapa de evaporación súbita, la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples es sometida a destilación súbita desde una temperatura elevada de al menos 185ºC y una presión elevada de más de 30 bar (a) , teniendo la primera corriente de vapor que contiene etileno un mayor caudal másico de etileno y estando a mayor presión que la segunda corriente de vapor.

4. El método reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 inclusive, en el que la etapa de recuperación de etileno emplea al menos una columna de destilación que opera a una presión en el intervalo de 10 – 18 bar (a) , no siendo recomprimida la primera corriente de vapor que contiene etileno antes de ser alimentada a la etapa de recuperación de etileno, pero siendo condensada al menos parcialmente antes de ser alimentada a la etapa de recuperación de etileno.

5. El método reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 inclusive, en el que la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples empobrecida en etileno incluye un disolvente para un catalizador de oligomerización de etileno, incluyendo adicionalmente dicho método la combinación de la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples empobrecida en etileno procedente de la etapa de recuperación de etileno y la segunda corriente de vapor procedente de la segunda etapa de evaporación súbita y la recuperación del disolvente de las corrientes combinadas por medio de destilación.

6. El método reivindicado en la reivindicación 5, en el que la presión de la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples empobrecida en etileno se reduce hasta la presión de la segunda corriente de vapor.

7. El método reivindicado en la reivindicación 1 ó en la reivindicación 2, que incluye calentar la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples hasta una temperatura de al menos 180ºC antes de someter a evaporación súbita la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples en la primera etapa de evaporación súbita, suministrándose al menos parte del calor necesario para la calefacción de la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples a través de la primera corriente de vapor que contiene etileno.

8. El método reivindicado en la reivindicación 7, en el que la calefacción de la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples se realiza por medio de intercambio de calor indirecto con un medio de calefacción o una corriente de método caliente, o mediante calefacción por contacto directo o mezcla con una corriente de método caliente.

9. Un método de oligomerización de etileno, método que incluye

en una etapa de oligomerización, oligomerizar etileno y extraer una corriente hidrocarbonada de componentes múltiples de diferentes fases que incluye producto oligomérico, producto polimérico y etileno no reaccionado;

calentar la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples hasta una temperatura de exceso de 180ºC; separar la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples según un método de separación como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 inclusive, produciendo dicha primera corriente de vapor que contiene etileno; y

alimentar la primera corriente de vapor que contiene etileno a dicha etapa de recuperación de etileno, produciendo dicha corriente rica en etileno y dicha corriente hidrocarbonada de componentes múltiples empobrecida en etileno, que incluye productos oligoméricos y/o poliméricos.

10. El método reivindicado en la reivindicación 9, en el que la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples se calienta hasta una temperatura de al menos 180ºC antes de someter a evaporación súbita la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples de la primera etapa de evaporación súbita, proporcionándose al menos parte del calor necesario para la calefacción de la corriente hidrocarbonada de componentes múltiples a través de la primera corriente de vapor que contiene etileno.

11. El método reivindicado en la reivindicación 9 ó en la reivindicación 10, que incluye recircular la corriente rica en etileno a la etapa de oligomerización.

12. El método reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11 inclusive, en el que, en la etapa de

oligomerización, el etileno se oligomeriza a una presión elevada de al menos 30 bar (a) y a una temperatura elevada de al menos 40ºC.