Proceso para la preparación de un alqueno.

Un proceso para la preparación de un alqueno a partir de un oxigenato que comprende poner en contacto unacorriente de alimentación del reactante que contiene al menos un reactante oxigenato y agua con un catalizador deheteropoliácido colocado en un soporte a una temperatura de al menos 170°C,

en donde el proceso se inicia usandoun proceso de puesta en marcha que comprende las siguientes etapas:

(i) calentar el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte a una temperatura de al menos 220 °C;

(ii) mantener el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado térmicamente de la etapa (i) a unatemperatura de al menos 220 °C durante un tiempo suficiente para remover el agua enlazada del componente deheteropoliácido del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte;

(iii) bajo una atmósfera anhidra, reducir la temperatura del catalizador de heteropoliácido colocado en un soportetratado térmicamente de la etapa (ii) hasta una temperatura por debajo de 220 °C; y

(iv) poner en contacto el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte de la etapa (iii) con la corriente dealimentación de reactante a una temperatura de al menos 170 °C.

Proceso para la preparación de un alqueno La presente invención se refiere a la preparación de alquenos a partir de oxigenatos usando un catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte.

El etileno y otros alquenos son productos químicos básicos importantes y son materiales de partida útiles para numerosos productos químicos, incluyendo productos poliméricos, tales como polietileno. Tradicionalmente se han producido los alquenos, tales como el etileno, mediante craqueo catalítico o al vapor de hidrocarburos derivados de petróleo sin refinar. Sin embargo, ya que el petróleo sin refinar es un recurso finito, existe interés en encontrar métodos alternativos, económicamente viables, para producir alquenos, en particular etileno, que puedan usar materias primas no derivadas del petróleo sin refinar.

En años recientes, la búsqueda de materiales alternativos para la producción de alqueno ha conducido a la producción de alquenos mediante la deshidratación de alcoholes, tales como metanol y etanol, que pueden ser producidos mediante la fermentación, por ejemplo, de azúcares, almidones y/o materiales celulósicos, o que pueden ser producidos alternativamente a partir de gas de síntesis.

La patente de los Estados Unidos No. 5.177.114 divulga un proceso para la conversión de gas natural en hidrocarburos líquidos de calidad para gasolina y/u olefina (s) mediante la conversión del gas natural en un gas de síntesis, y convirtiendo el gas de síntesis en éter dimetílico y/o metanol sin purificar y convirtiendo además el éter dimetílico / metanol sin purificar en gasolina y olefina (s) .

La patente de los Estados Unidos No. 5.817.906 divulga un proceso para producir olefina (s) ligera (s) a partir de una materia prima de oxigenato sin refinar que comprende alcohol y agua. El proceso emplea dos etapas de reacción. En primer lugar, se convierte el alcohol, usando una reacción con destilación, en un éter. Se hace pasar posteriormente el éter a una zona de conversión de oxigenato que contiene un catalizador de aluminosilicato metálico para producir una corriente de olefina ligera.

El documento EP 1792885 divulga un proceso para la producción de etileno a partir de una materia prima que contiene etanol. Se divulgan catalizadores a base de heteropoliácidos que son adecuados para la deshidratación de la materia prima de etanol.

El documento WO 2008/138775 A1 divulga un proceso para la deshidratación de uno o más alcoholes, proceso que comprende poner en contacto uno o más alcoholes en presencia de uno o más éteres con un catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte.

La patente de los Estados Unidos No. 4.398.050 describe la síntesis de una corriente de alcohol mixta y la purificación para producir una mezcla de etanol y propanol, que se deshidrata posteriormente a 0, 05 - 0, 1 MPa, 350 500 °C (ejemplo 1) . La patente de los Estados Unidos No. 4.398.050 divulga específicamente Al2O3, SiO2, TiO2, AlPO4 y Ca3 (PO4) 2 como ejemplos de catalizadores de deshidratación adecuados, siendo divulgados como los catalizadores preferidos fosfato de calcio u óxido de aluminio alcalinizado.

Se ha observado que la deshidratación de alcoholes para producir alquenos, en particular la deshidratación de etanol para producir etileno, también puede dar como resultado la formación de alcanos. Se requieren alquenos de alta pureza para su uso en muchos procesos químicos, tales como en la producción de polímeros; por lo tanto puede ser necesario remover alcanos de las composiciones de alqueno producidas antes de utilizarlas. La remoción de alcanos de los alquenos, por ejemplo la remoción de etano del etileno producido, puede ser muy costosa y requerir muchos recursos.

La patente de los Estados Unidos No. 4.232.179 describe cómo puede deshidratarse etanol en reactores adiabáticos. Los ejemplos, con sílice/alúmina y alúmina, muestran que el contenido en etano en el producto de etileno está en el intervalo de 0, 09 hasta 7, 91% en peso; esto es inaceptable para la producción de polietileno sin purificación adicional.

El documento WO 2008/062157 A1 divulga un catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte; un proceso para producir alquenos a partir de oxigenatos en presencia de dicho catalizador; y, el uso de dicho catalizador en un proceso para producir alquenos a partir de oxigenatos con una mayor productividad mientras que se reduce la formación de alcanos.

La presente invención proporciona un proceso mejorado para la producción de un alqueno a partir de un oxigenato en presencia de un catalizador de heteropoliácido; en particular, un proceso mejorado para la producción de un alqueno a partir de un oxigenato en términos de selectividad del alcano.

Por tanto, la presente invención proporciona un proceso para la preparación de un alqueno a partir de un oxigenato que comprende poner en contacto una corriente de alimentación de reactante que contiene al menos un reactante oxigenato y agua con un catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte a una temperatura de al menos 170 °C, en donde el proceso se inicia usando un procedimiento de puesta en marcha que comprende las siguientes etapas:

(i) calentar el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte a una temperatura de al menos 220 °C;

(ii) mantener el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado térmicamente de la etapa (i) a una temperatura de al menos 220 °C durante un tiempo suficiente para remover el agua enlazada del componente de heteropoliácido del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte;

(iii) bajo una atmósfera anhidra, reducir la temperatura del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado térmicamente de la etapa (ii) hasta una temperatura por debajo de 220 °C; y

(iv) poner en contacto el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte de la etapa (iii) con la corriente de alimentación de reactante a una temperatura de al menos 170 °C.

La presente invención proporciona además un proceso para la preparación de un alqueno a partir de un oxigenato que comprende poner en contacto una corriente de alimentación de reactante que contiene al menos un reactante oxigenato y agua con un catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte a una temperatura de al menos 170 °C, en donde el proceso se inicia usando un procedimiento de puesta en marcha que comprende las siguientes etapas:

(i) calentar el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte a una temperatura de al menos 220 °C;

(ii) mantener el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado térmicamente de la etapa (i) a una temperatura de al menos 220 °C durante un tiempo suficiente para remover el agua enlazada del componente de heteropoliácido del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte;

(iii) bajo una atmósfera anhidra, reducir la temperatura del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado térmicamente de la etapa (ii) hasta una temperatura por debajo de 220 °C;

(iv) poner en contacto el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte de la etapa (iii) con una alimentación de reactante que contiene el componente del reactante oxigenato de la corriente de alimentación del reactante y sin agua a una temperatura de al menos 170 °C; y

(v) mientras se mantiene una temperatura de al menos 170 °C, añadir agua a la alimentación del reactante de la etapa (iv) para formar la corriente de alimentación del reactante.

El catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte usado en el proceso de la presente invención puede ser un catalizador nuevo o un catalizador usado previamente; si el catalizador es un catalizador usado previamente, antes de la etapa (i) del proceso, se trata preferiblemente el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte calentando el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte hasta una temperatura de al menos 220 °C y haciendo pasar vapor sobre el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte calentado, seguido por calentamiento del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado con vapor hasta una temperatura de al menos 220 °C bajo una atmósfera anhidra.

El catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte usado en el proceso de la presente invención comprende un heteropoliácido colocado en un soporte adecuado para el catalizador.

El término “heteropoliácido", tal como se usa en el presente documento, se refiere a compuestos de heteropoliácido en la forma de un ácido libre o en la forma de una sal del heteropoliácido, tal como sales de metal alcalino, sales de metal alcalinotérreo, sales... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la preparación de un alqueno a partir de un oxigenato que comprende poner en contacto una corriente de alimentación del reactante que contiene al menos un reactante oxigenato y agua con un catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte a una temperatura de al menos 170°C, en donde el proceso se inicia usando un proceso de puesta en marcha que comprende las siguientes etapas:

(i) calentar el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte a una temperatura de al menos 220 °C;

(ii) mantener el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado térmicamente de la etapa (i) a una temperatura de al menos 220 °C durante un tiempo suficiente para remover el agua enlazada del componente de heteropoliácido del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte;

(iii) bajo una atmósfera anhidra, reducir la temperatura del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado térmicamente de la etapa (ii) hasta una temperatura por debajo de 220 °C; y

(iv) poner en contacto el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte de la etapa (iii) con la corriente de alimentación de reactante a una temperatura de al menos 170 °C.

2. Un proceso para la preparación de un alqueno a partir de un oxigenato que comprende poner en contacto una corriente de alimentación del reactante que contiene al menos un reactante oxigenato y agua con un catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte a una temperatura de al menos 170°C, en donde el proceso se inicia usando un proceso de puesta en marcha que comprende las siguientes etapas:

(i) calentar el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte a una temperatura de al menos 220 °C;

(ii) mantener el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado térmicamente de la etapa (i) a una temperatura de al menos 220 °C durante un tiempo suficiente para remover el agua enlazada del componente de heteropoliácido del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte;

(iii) bajo una atmósfera anhidra, reducir la temperatura del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado térmicamente de la etapa (ii) hasta una temperatura por debajo de 220 °C;

(iv) poner en contacto el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte de la etapa (iii) con una alimentación de reactante que contiene el componente del reactante oxigenato de la corriente de alimentación del reactante y sin agua a una temperatura de al menos 170 °C; y

(v) mientras se mantiene una temperatura de al menos 170 °C, añadir agua a la alimentación del reactante de la etapa (iv) para formar la corriente de alimentación del reactante.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la presión parcial del componente de oxigenato en la alimentación de reactante de la etapa (iv) es a lo sumo de 2 MPa.

4. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que antes de la etapa (i) del proceso, el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte se trata mediante calentamiento del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte hasta una temperatura de al menos 220 °C y haciendo pasar vapor sobre el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte calentado, seguido por calentamiento del catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado con vapor a una temperatura de al menos 220°C bajo una atmósfera anhidra.

5. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la etapa (i) se realiza bajo una atmósfera anhidra, y durante la etapa (ii) , se hace pasar vapor sobre el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte calentado seguido por el mantenimiento del catalizador a una temperatura de al menos 220°C bajo una atmósfera anhidra.

6. Proceso de acuerdo con la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte ha sido previamente empleado en un proceso para la preparación de un alqueno a partir de un oxigenato.

7. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que en la etapa (i) , se calienta el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte hasta una temperatura de al menos 240°C.

8. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que en la etapa (ii) , el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte tratado térmicamente de la etapa (i) se mantiene a una temperatura de al menos 240°C.

9. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que en la etapa (ii) , el catalizador de

heteropoliácido colocado en un soporte tratado térmicamente de la etapa (i) se mantiene a una temperatura de al menos 220°C durante al menos una hora.

10. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el al menos un reactante oxigenato en la corriente de alimentación del reactante es un alcohol y/o un derivado de alcohol.

11. Proceso de acuerdo con la reivindicación 10, en el que al menos un reactante oxigenato en la corriente de 10 alimentación del reactante es etanol y/o dietil éter.

12. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte es un catalizador de ácido silicotúngstico colocado en un soporte.

13. Proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el catalizador de heteropoliácido colocado en un soporte es un catalizador de ácido 12-tungstosilícico colocado en un soporte.

14. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el proceso para la preparación de un alqueno a partir de un oxigenato, se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 180°C hasta 270°C.

15. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el proceso para la preparación de un alqueno a partir de un oxigenato, se lleva a cabo a una presión en el intervalo de 0, 1 MPa hasta 4, 5 MPa.