Proceso de isomerización de olefinas.

Un proceso de isomerización de doble enlace de olefinas para la conversión de compuestos olefínicos internos a compuestos olefínicos terminales,

que comprende poner en contacto una corriente de alimentación de fluido que contiene una olefina con un catalizador de óxido de magnesio activado bajo condiciones de isomerización de olefinas, el catalizador activado que tiene una actividad inicial para isomerización de olefinas y que contiene una cantidad de impureza que afecta la actividad que es, o contiene, azufre, fósforo, al menos un metal de transición o una combinación de los mismos y que no excede la cantidad que resultará en una reducción de la actividad del catalizador de la actividad del catalizador inicial por 0.075 por ciento de pérdida de conversión por hora, medida por la isomerización de 1-buteno a 2-buteno bajo las condiciones de isomerización de olefinas que incluyen una temperatura de al menos 250ºC.

Proceso de isomerizaciïn de olefinas Antecedentes de la invenciïn

1. Campo de la invenciïn

La presente invenciïn se relaciona con un proceso de isomerizaciïn de olefinas empleando un catalizador de ïxido de metal bïsico y a la composiciïn del catalizador para mejorar su vida activa.

2. Descripciïn de la tïcnica relacionada

Hay una necesidad creciente para las (alfa) olefinas terminales, tales como 1-buteno o 1-hexeno. La producciïn comercial de las alfa olefinas se logra usualmente mediante el aislamiento de la alfa olefina a partir de una corriente de hidrocarburos que contiene una concentraciïn relativamente alta del 1-isïmero. Por ejemplo, 1-buteno se puede aislar de la ruptura de vapor del producto C4. Las corrientes de C4 de ruptura en vapor contienen no sïlo la corriente de 1-buteno sino tambiïn 2-buteno, isobutileno, butadieno y ambos butanos normales e iso. El 1-buteno es aislado separando primero de butadieno por destilaciïn extractiva o eliminado butadieno por hidrogenaciïn. El isobutileno puede ser eliminado bien sea por reacciïn (por ejemplo, reacciïn con metanol para formar MTBE) , o por fraccionamiento, con los n-butenos restantes siendo separados por destilaciïn en una corriente superior de 1-buteno y un producto de fondo de 2-buteno. Un mïtodo de producciïn alterna para las alfa olefinas involucra la dimerizaciïn de etileno para formar 1-buteno o la trimerizaciïn de etileno para formar 1-hexeno. Otros mïtodos incluyen la adsorciïn de tamiz molecular de las olefinas lineales (utilizado para concentraciones bajas)

Otro proceso para proveer alfa olefinas es de isomerizaciïn catalïtica de olefinas internas, lo que logra el desplazamiento del enlace doble en una molïcula de olefina a partir de, por ejemplo, una posiciïn interna (2-buteno) a una posiciïn terminal (1-buteno) . Las temperaturas altas favorecen la isomerizaciïn de olefina interna a la alfa olefina. Sin embargo, la temperatura alta tiende a causar la coquizaciïn del catalizador lo que acorta la vida del catalizador. La duraciïn de la actividad del catalizador es un factor significativo con respecto a la viabilidad econïmica de un proceso. Cuanto mïs frecuentemente tenga que ser interrumpido un proceso para la regeneraciïn de catalizador, mïs costoso se vuelve el proceso. Por lo tanto, un mïtodo para mantener la actividad del catalizador al mïximo durante un perïodo de tiempo mïs largo a alta temperatura es una ventaja significativa para la isomerizaciïn de olefinas.

La US-A-2 361 613 divulga un proceso para la isomerizaciïn catalïtica de hidrocarburos olefïnicos, incluyendo un catalizador y un proceso para la isomerizaciïn de olefinas normales en mezclas de hidrocarburos a temperaturas moderadamente elevadas. Mïs especïficamente, este documento divulga la conversiïn de buteno-1 a buteno-2. De acuerdo con este proceso, el diïxido de carbono y el agua se eliminan de un catalizador de ïxido de magnesio, con lo cual estos gases pueden ser tolerados cuando se emplean altas temperaturas para la conversiïn, es decir, para la conversiïn de 2-buteno a 1-buteno.

Resumen de la invenciïn Se provee aquï un procedimiento de isomerizaciïn de doble enlace de olefinas para la conversiïn de compuestos olefïnicos internos a compuestos olefïnicos terminales, el cual comprende poner en contacto una corriente de alimentaciïn de fluido que contiene una olefina con un catalizador de ïxido de magnesio activado bajo condiciones de isomerizaciïn de olefinas, el catalizador activado tiene una actividad inicial para isomerizaciïn de olefina y que contiene una cantidad de impurezas que afectan la actividad que es, o contiene, azufre, fïsforo, al menos un metal de transiciïn o una combinaciïn de los mismos y que no excede aquella cantidad que resultarï en una reducciïn de la actividad catalïtica de la actividad catalizadora inicial a una rata de 0.075 por ciento de conversiïn pïrdida/h, medida por la conversiïn de isomerizaciïn de 1-buteno a 2-buteno bajo las condiciones de isomerizaciïn de olefinas que incluyen una temperatura de al menos 250ïC.

La invenciïn provee aquï ventajosamente un catalizador de isomerizaciïn de ïxido de magnesio que posee un perïodo extendido de actividad del catalizador a temperaturas de isomerizaciïn relativamente altas. El proceso de isomerizaciïn se utiliza ventajosamente para la isomerizaciïn de olefinas internas tales como 2-buteno o 2-hexeno a olefinas terminales, tales como 1-buteno o 1-hexeno.

Breve descripciïn de los dibujos Se describen aquï diversas realizaciones de la invenciïn con referencia a los dibujos en donde:

La figura 1 es un diagrama de flujo esquemïtico de un mïtodo para el tratamiento de una mezcla de compuestos C4 a partir de una ruptura;

La figura 2 es un diagrama de flujo esquemïtico del proceso de isomerizaciïn de olefinas de la presente invenciïn;

Las figuras. 3 y 4 son grïficos que ilustran la conversiïn de isomerizaciïn de olefinas 1-buteno vs. el tiempo logrado por el catalizador de ïxido de magnesio de la presente invenciïn; y,

Las figuras. 5 y 6 son grïficos que ilustran la conversiïn de isomerizaciïn de olefinas de 1-buteno vs. el tiempo logrado por el catalizador de ïxido de magnesio convencional.

Descripciïn detallada de las realizaciones preferidas Aquï el mïtodo de isomerizaciïn de olefinas estï dirigido a la conversiïn de compuestos olefïnicos internamente a compuestos olefïnicos terminales. Mientras que el mïtodo es descrito a continuaciïn en particular con referencia a la conversiïn de 2-buteno a 1-buteno, la conversiïn de cualquier compuesto olefïnico internamente al isïmero olefïnico terminal se incluye dentro del alcance de la invenciïn. Asï, por ejemplo, tambiïn se contemplan la conversiïn de 2penteno a 1-penteno, 2-hexeno o 3-hexeno a 1-hexeno, 2-hepteno o 3-hepteno a 1-hepteno, y similares.

En una planta de olefinas tïpica, hidrocarburos saturados se convierten en una mezcla de olefinas por un proceso de craqueo tales como ruptura tïrmica, ruptura en vapor, ruptura catalïtica de fluido y similares.

El efluente resultante de la reacciïn de ruptura es separada en fracciones de nïmero de carbonos utilizando una serie de columnas de destilaciïn y de intercambio de calor refrigerado. En una secuencia, un desmetanizador se utiliza para la eliminaciïn de metano y el hidrïgeno seguido por un desetanizador para la eliminaciïn de etano, etileno, y C2 acetileno. Los fondos de esta torre desetanizadora consisten de una mezcla de compuestos que varïan en nïmero de carbono de C3 a C6. Esta mezcla se separa en diferentes nïmeros de carbono, tïpicamente por fraccionamiento.

El corte de C3, primariamente propileno, es eliminado como producto y se utiliza por ïltimo para la producciïn de polipropileno o como materia prima para la sïntesis de cumeno u ïxido de propileno o de acrilonitrilo o de otros intermediarios quïmicos importantes. Las impurezas metil acetileno y propadieno (MAPD) deben ser eliminadas bien sea por fraccionamiento o hidrogenaciïn. Se prefiere la hidrogenaciïn, ya que algunos de estos compuestos C3 altamente insaturados terminan como propileno incrementando asï el rendimiento.

El corte de C4 que consiste de acetilenos C4, butadieno, butenos iso y normales, y butano iso y normal se puede procesar en muchos maneras. Un corte de C4 de ruptura en vapor tïpico contiene componentes como se define en la Tabla 1. La Tabla 1 se da solamente para propïsitos de ejemplificaciïn. Los porcentajes de los componentes de corrientes de C4 pueden estar fuera de los rangos dados en la Tabla 1.

TABLA 1

C4 acetilenos traza butadieno 30-40 porcentaje en peso 1-buteno 10-20 porcentaje en peso 2-buteno 5-15 porcentaje en peso isobuteno 20-40 porcentaje en peso buteno iso & normal 5-15 porcentaje en peso En un mïtodo preferido el procesamiento de la corriente de C4 se ilustra esquemïticamente en la figura 1. Una corriente 10 que contiene una mezcla de componentes C4 se envïa a una unidad de destilaciïn/hidrogenaciïn catalïtica 11 para la hidrogenaciïn de los C4-acetilenos y el butadieno para 1-buteno y 2-buteno. La hidrogenaciïn se puede realizar de una manera convencional en un lecho fijo o alternativamente en una unidad de destilaciïn catalïtica. La unidad de hidrogenaciïn catalïtica 11 puede emplear cualquier catalizador de hidrogenaciïn adecuado, tal como, por ejemplo, paladio sobre alïmina, en un lecho empacado. El hidrïgeno se puede agregar a un nivel que representa 1.0 a 1.5 veces el hidrïgeno requerido para hidrogenar los dienos y acetilenos a olefinas. Las condiciones son variables dependiendo del diseïo del reactor. Si, por ejemplo, la unidad de hidrogenaciïn catalïtica 11 es operada... [Seguir leyendo]

1. Un proceso de isomerizaciïn de doble enlace de olefinas para la conversiïn de compuestos olefïnicos internos a compuestos olefïnicos terminales, que comprende poner en contacto una corriente de alimentaciïn de fluido que contiene una olefina con un catalizador de ïxido de magnesio activado bajo condiciones de isomerizaciïn de olefinas, el catalizador activado que tiene una actividad inicial para isomerizaciïn de olefinas y que contiene una cantidad de impureza que afecta la actividad que es, o contiene, azufre, fïsforo, al menos un metal de transiciïn o una combinaciïn de los mismos y que no excede la cantidad que resultarï en una reducciïn de la actividad del catalizador de la actividad del catalizador inicial por 0.075 por ciento de pïrdida de conversiïn por hora, medida por la isomerizaciïn de 1-buteno a 2-buteno bajo las condiciones de isomerizaciïn de olefinas que incluyen una temperatura de al menos 250ïC.

2. El proceso de isomerizaciïn de olefina de la reivindicaciïn 1, en donde:

(i) el catalizador contiene no mïs de 2000 ppm de azufre y/o fïsforo y no mïs de 500 ppm de uno o mïs metales de transiciïn; o

(ii) el catalizador contiene no mïs de 1000 ppm de azufre y/o fïsforo y no mïs de 400 ppm de uno o mïs metales de transiciïn; o

(iii) el catalizador contiene no mïs de 75 ppm de azufre y/o fïsforo y no mïs de 330 ppm de uno o mïs metales de transiciïn; o

(iv) las condiciones de isomerizaciïn de olefina incluyen una temperatura de al menos 300ïC; o

(v) las condiciones de isomerizaciïn de olefina incluyen una temperatura de 340ïC a 500ïC.

3. El proceso de isomerizaciïn de olefina de la reivindicaciïn 1 o 2, en donde el al menos un metal de transiciïn es hierro, cromo, cobalto, nïquel, o una combinaciïn de los mismos.

4. El proceso de isomerizaciïn de olefina de la reivindicaciïn 2, parte (iv) , o la reivindicaciïn 3, en donde

(a) la olefina que posee un enlace interno comprende 2-hexeno y/o 3-hexeno y la olefina terminal correspondiente es 1-hexeno; o

(b) la olefina que posee un doble enlace interno es 2-buteno y la olefina terminal correspondiente es 1-buteno.

5. El proceso de isomerizaciïn de olefina de la reivindicaciïn 4, parte (a) , en donde la conversiïn de 2-buteno a 1buteno es de 20 por ciento a 30 por ciento.

6. Un proceso para la isomerizaciïn de una olefina C4 derivada de una corriente de C4 mezclada, que comprende las etapas de:

a) proveer una corriente de C4 que contiene butadieno, 1-buteno, 2-buteno, isobutileno y;

b) hidrogenar selectivamente la corriente de C4 en la presencia de un catalizador de hidrogenaciïn e hidrïgeno mediante el cual el butadieno se hidrogena selectivamente;

c) simultïneamente la hidroisomerizaciïn y el fraccionamiento de la alimentaciïn para convertir 1-buteno a 2-buteno y para eliminar el isobutileno por fraccionamiento; y

d) poner en contacto la corriente de C4 con un catalizador de ïxido de magnesio activado bajo condiciones de isomerizaciïn de olefina, el catalizador activado que tiene una actividad inicial para la isomerizaciïn de olefinas para convertir 2-buteno a 1-buteno y que contiene una cantidad de impureza que afecta la actividad que es, o contiene, azufre, fïsforo, al menos un metal de transiciïn o una combinaciïn de los mismos y que no excede la cantidad que resultarï en una reducciïn de la actividad del catalizador de la actividad del catalizador inicial por el 0, 075 por ciento pïrdida de conversiïn por hora, medido por la isomerizaciïn de 1-buteno a 2-buteno bajo las condiciones de isomerizaciïn de olefina que incluyen una temperatura de al menos 250 ï C.

7. El proceso de la reivindicaciïn 6, en donde:

(i) el catalizador de ïxido de magnesio contiene no mïs de 2000 ppm de azufre y/o fïsforo y no mïs de 500 ppm de uno o mïs metales de transiciïn; o

(ii) el catalizador de ïxido de magnesio contiene no mïs de 1000 ppm de azufre y/o fïsforo y no mïs de 400 ppm de uno o mïs metales de transiciïn; o

(iii) el catalizador de ïxido de magnesio contiene no mïs de 75 ppm de azufre y/o fïsforo y no mïs de 330 ppm de uno o mïs metales de transiciïn.