ES2555457T3 - Procedimiento para retirar contaminantes oxigenados de una corriente de etileno - Google Patents

Procedimiento para retirar contaminantes oxigenados de una corriente de etileno Download PDF

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Manuela Arratia
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Abstract

Un procedimiento para retirar contaminantes oxigenados de una corriente de etileno que comprende: a) proporcionar una corriente de etileno seco (A) que comprende etileno, hasta un 1 % en peso de compuestos oxigenados, etano, CO, CO2, H2, CH4 e hidrocarburos C3+, b) enviar dicha corriente (A) a un separador de C2/desetanizador para producir una corriente de fondo que comprende etano, compuestos oxigenados e hidrocarburos C3+, una cabecera que comprende los componentes restantes, c) enviar dicha cabecera a una zona de adsorción de CO2 de lecho fijo para recuperar una corriente básicamente exenta de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menor, d) enviar dicha corriente básicamente libre de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menor, a un desmetanizador/eliminador de CO para recuperar una cabecera que comprende H2, CH4 y CO, etileno líquido en el fondo.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para retirar contaminantes oxigenados de una corriente de etileno Campo de la invencion
La presente invencion es un procedimiento para retirar contaminantes oxigenados de una corriente de etileno.
Las olefinas se producen tradicionalmente a partir de materias primas de petroleo mediante procedimientos de craqueo catalftico o con vapor. Estos procedimientos de craqueo, especialmente el craqueo con vapor, producen olefinas ligeras, tales como etileno y/o propileno, a partir de una diversidad de materias primas de hidrocarburo. El etileno y el propileno son importantes productos petroqmmicos primarios utiles en una diversidad de procedimientos para fabricar plasticos y otros compuestos qmmicos. El suministro limitado y el aumento de costes del petroleo crudo han impulsado la busqueda de procedimientos alternativos para producir productos de hidrocarburo.
Las olefinas se pueden producir por deshidratacion del correspondiente alcohol. El etanol se puede obtener por fermentacion de carbohidratos. Acumulada a partir de materia organica de organismos vivos, la biomasa es la fuente de energfa renovable lfder en el mundo. El efluente producido por la deshidratacion del etanol comprende basicamente etanol sin convertir, agua, etileno, acetaldehndo. El acetaldehndo puede causar problemas en las operaciones de recuperacion de etileno. Tambien puede comprender cantidades muy pequenas de etano, CO, CO2, H2, CH4 e hidrocarburos C3+. La relacion en peso de etano + CO + CO2 + H2 + CH4 + hidrocarburos C3+ con respecto al etileno es en la mayona del tiempo menos de 20/80.
Antecedentes de la invencion
El documento WO 01/25174 A1 describe un procedimiento para la concentracion y recuperacion de etileno y componentes mas pesados de un procedimiento de conversion de compuestos oxigenados. Se usa un procedimiento de separacion tal como un procedimiento de adsorcion por cambio de presion (PSA) para retirar hidrogeno y metano de una corriente de cabecera desmetanizada que comprende hidrogeno, metano, e hidrocarburos C2 y posteriormente retorno de los hidrocarburos C2 recuperados para que se mezclen con el efluente del procedimiento de conversion oxigenada.
El documento US 20030098281 A1 describe un procedimiento para controlar las concentraciones de agua y/o compuestos oxigenados de una corriente de olefina. El procedimiento incluye poner en contacto la corriente de olefina con un absorbente lfquido. El absorbente lfquido se selecciona entre el grupo que consiste en un poliol, amina, amida, nitrilo, compuesto que contiene nitrogeno heterodclico, y mezclas de los mismos. Se condensa una corriente gaseosa que comprende basicamente vapor, etileno, propileno y menos de un 2 % en peso de compuestos oxigenados en una torre de apagado. La cabecera de dicha torre de apagado se lava con una solucion caustica para retirar CO2 y a continuacion se pone en contacto con el lfquido absorbente para retirar los compuestos oxigenados.
El documento WO 03 020670 A1 proporciona un procedimiento para retirar componentes oxigenados tales como acetaldehndo, CO2 y/o agua de una corriente de olefina. Explica que es deseable retirar tales componentes oxigenados, dado que pueden envenenar los catalizadores que se usan para procesar adicionalmente la composicion de olefina. Ademas, la presencia de ciertos compuestos oxigenados, tales como acetaldehndo, puede causar incrustacion en otras unidades de purificacion de olefina, por ejemplo, unidades de tratamiento de gas acido. El procedimiento comprende proporcionar una corriente de olefina que contiene etileno, propileno, olefinas C4+ y acetaldehndo. La corriente de olefina se separa en una primera fraccion y una segunda fraccion, en la que la primera fraccion comprende al menos la mayona del etileno y/o el propileno presentes en la corriente de olefina, y la segunda fraccion comprende al menos la mayona de las olefinas C4+ y el acetaldehndo presentes en la corriente de olefina. La primera fraccion se trata a continuacion con gas acido mediante hidroxido sodico o hidroxido potasico. La corriente de olefina se separa por destilacion, preferentemente, la destilacion es destilacion extractiva usando un extractor. El extractor preferente es una composicion polar que tiene un punto de ebullicion promedio de al menos 38 °C a 1 atm. El metanol es un tipo preferente de extractor.
El documento WO 03 020672 A1 describe un procedimiento de retirada de dimetil eter de una corriente que contiene etileno y/o propileno. La corriente de olefina se hace pasar a una columna de absorcion de agua, y se usa metanol como absorbente de agua. El metanol y el agua conseguida, asf como algunos hidrocarburos oxigenados, se recuperan en las corrientes de fondo de dicha columna de absorcion de agua, se recupera la olefina de la cabecera y se envfa a una columna de destilacion. La columna de destilacion separa etileno y propileno, asf como componentes de punto de ebullicion mas bajo del dimetil eter y los componentes de punto de ebullicion mas alto, incluyendo los componentes C4+ y el metanol remanente del lavado con metanol. Se anade metanol adicional a la columna de destilacion para reducir la formacion de agua de clatrato y/o libre en la columna de destilacion. La corriente que contiene etileno y propileno sale de la columna de destilacion como cabecera y los componentes de punto de ebullicion mas alto que incluyen el dimetil eter y los componentes C4+ salen de la columna de destilacion como el fondo. A continuacion el etileno y el propileno fluyen a una columna de lavado caustico.
El documento WO 03 033438 A1 describe un procedimiento para procesar una corriente de olefina que contiene compuestos oxigenados y agua, que comprende: proporcionar una corriente de olefina que contiene compuestos
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oxigenados y agua; desecar la corriente de olefina; comprimir la corriente de olefina desecada; lavar la corriente de olefina con metanol para retirar al menos una parte de los compuestos oxigenados de la corriente de olefina; poner en contacto la corriente de olefina lavada con metanol con agua; y fraccionar la corriente de olefina puesta en contacto con agua. La corriente de olefina recuperada (lavada con metanol y a continuacion con agua) se envfa ademas a una etapa de lavado alcalino y de secado. La corriente de olefina que contiene compuestos oxigenados y agua es el efluente de un procedimiento MTO.
El documento US 6.444.869 describe un procedimiento para la produccion de etileno a partir de una corriente efluente de conversion de compuestos oxigenados. La corriente efluente de conversion de compuestos oxigenados comprende hidrogeno, metano, etileno, etano, propileno, propano y olefinas C4+. Este efluente se comprime, se trata para retirar los compuestos oxigenados, se hace pasar a una zona de retirada de dioxido de carbono en el que se absorbe dioxido de carbono por contacto con una solucion caustica o por contacto con una solucion de amina en combinacion con una solucion caustica de una forma convencional para retirar el dioxido de carbono, se seca, y a continuacion se realiza el fraccionamiento traves de un desetanizador y un desmetanizador.
El documento US 2005-0283038 A1 describe un procedimiento para producir una corriente de olefinas a partir de una primera corriente efluente de vapor de un compuesto oxigenado en una reaccion de conversion de olefina, comprendiendo dicha primera corriente efluente de vapor olefinas C2 y C3, hidrocarburos C4, y compuestos carbomlicos C2 a C6. El procedimiento, la temperatura y la presion de la primera corriente efluente de vapor se ajusta para producir una segunda corriente efluente de vapor que tiene una presion que vana de aproximadamente 100 psig a aproximadamente 350 psig (790 a 2514 kPa) y una temperatura que vana de aproximadamente 70 °F aproximadamente 120 °F (21 a 49 °C), conteniendo dicha segunda corriente efluente de vapor aproximadamente un 50 % en peso o mas de hidrocarburos C4 en base al peso total de hidrocarburos C4 en la primera corriente efluente de vapor. La segunda corriente efluente de vapor se lava a continuacion con una corriente que contiene alcohol lfquido para producir una tercera corriente efluente de vapor, despues de lo cual la tercera corriente efluente de vapor se lava con agua lfquida para proporcionar una cuarta corriente efluente de vapor que comprende las olefinas C2 y C3 y aproximadamente un 1,0 % en peso o menos de compuestos carbomlicos C2 a C6. En una realizacion de tal procedimiento de recuperacion, al menos parte de la cuarta corriente de efluente de vapor se pone en contacto con un componente basico, tal como caustico o una amina, para recuperar el volumen de dioxido de carbono de la misma (retirando de ese modo "gas acido" de la cuarta corriente efluente de vapor), despues de lo cual se seca la corriente reducida en CO2.
La principal desventaja de las tecnicas anteriores mencionadas anteriormente es la incrustacion del lavador caustico. El gas de entrada al lavador caustico contiene compuestos oxigenados reactivos tales como aldehndos y cetonas. Estos aldehndos reaccionan en una reaccion de condensacion aldolica en el entorno de la torre caustica para formar una cantidad considerable de polfmeros de aceite rojo. Esto causa problemas considerables de incrustacion en la torre caustica que tienen impacto en la longitud de procesado de la unidad. El tratamiento caustico gastado con un contenido significativo de polfmeros de aceite rojo es tambien una preocupacion importante asf como el tratamiento caustico gastado y los problemas de desechos. Ademas, se encuentran los problemas de manipulacion y desecho de los polfmeros de aceite rojo.
Los presentes inventores han descubierto un procedimiento para retirar contaminantes oxigenados de una corriente de etileno en el que no hay ningun lavado caustico para retirar el CO2 y ninguna columna de lavado para retirar los compuestos oxigenados. Los compuestos oxigenados son compuestos organicos que consisten en carbono, oxfgeno e hidrogeno.
Breve sumario de la invencion
La presente invencion es un procedimiento para retirar contaminantes oxigenados de una corriente de etileno que comprende:
a) proporcionar una corriente de etileno seco (A) que comprende etileno, hasta un 1 % en peso de compuestos oxigenados, etano, CO, CO2, H2, CH4 e hidrocarburos C3+,
b) enviar dicha corriente (A) a un separador de C2/desetanizador para producir una corriente de fondo que comprende etano, compuestos oxigenados e hidrocarburos C3+, y una cabecera que comprende los componentes restantes,
c) enviar dicha cabecera a una zona de adsorcion de CO2 de lecho fijo para recuperar una corriente basicamente exenta de CO2, es decir, CO2 es 1 ppm en volumen o menos,
d) enviar dicha corriente basicamente exenta de CO2, es decir, CO2 es 1 ppm en volumen o menos, a un desmetanizador/eliminador de CO para recuperar una cabecera que comprende H2, CH4 y CO,
etileno lfquido en el fondo.
En otra realizacion la etapa de retirada de CO2 se puede realizar en el etileno recuperado. En dicha realizacion, la presente invencion es un procedimiento para retirar contaminantes oxigenados de una corriente de etileno que comprende:
a1) proporcionar una corriente de etileno seco (A) que comprende etileno, hasta un 1 % de compuestos
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oxigenados, etano, CO, CO2, H2, CH4 e hidrocarburos C3+,
b1) enviar dicha corriente (A) a un separador de C2/desetanizador para producir una corriente de fondo que comprende etano, compuestos oxigenados e hidrocarburos C3+, y una cabecera que comprende los componentes restantes,
c1) enviar dicha corriente de cabecera a un desmetanizador/eliminador de CO para recuperar una cabecera que
comprende H2, CH4 y CO,
etileno Ifquido que comprende CO2 en el fondo,
d1) enviar dicho etileno que comprende CO2 a una zona de adsorcion de CO2 de lecho fijo para recuperar una corriente de etileno basicamente exenta de CO2, es decir, CO2 es 1 ppm en volumen o menos.
En una realizacion, la relacion en peso de etano + CO + CO2 + H2 + CH4 + hidrocarburos C3+ con respecto al etileno en (A) es menos de 10/90.
En una realizacion, la relacion en peso de etano + CO + CO2 + H2 + CH4 + hidrocarburos C3+ con respecto al etileno en (A) es menos de 10/90 y mayor de 0,1/99,9.
En una realizacion, la relacion en peso de etano + CO + CO2 + H2 + CH4 + hidrocarburos C3+ con respecto al etileno en (A) es menos de 5/95.
En una realizacion, la proporcion de compuestos oxigenados en (A) es de 50 ppm en peso a 7000 ppm en peso.
En una realizacion, la proporcion de compuestos oxigenados en (A) es hasta 3000 ppm en peso.
En una realizacion, la proporcion de compuestos oxigenados en (A) es hasta 2000 ppm en peso.
En una realizacion, la proporcion de H2 en (A) es de 5 a 1000 ppm en peso.
En una realizacion, la proporcion de H2 en (A) es hasta 800 ppm en peso.
En una realizacion, la proporcion de H2 en (A) es hasta 500 ppm en peso.
Ventajosamente, la "corriente de etileno seco" de la etapa a) significa un contenido de agua de menos de 5 ppm en peso, ventajosamente menos de 3 ppm en peso y preferentemente en menos de 1 ppm en peso.
En una realizacion, cuando se ha producido la corriente de etileno seco (A) por deshidratacion del etanol, dicha corriente (A) no contiene basicamente acetileno.
El etileno tratado de acuerdo con la presente invencion es particularmente adecuado para su uso como materia prima para fabricar alfa-olefinas, etilbenceno/estireno, oxido de etileno/etilenglicol, dicloruro de etileno y polfmeros correspondientes, tales como homo o copolfmero de polietileno (PE, EPR, EPDM, etc.), poliestireno (PS), copolfmeros de estireno con butadieno, isopreno, acrilonitrilo o combinaciones (SBS, SIS, SBR, ABS, SAN), poliesteres (PET) y cloruros de polivinilo (PVC).
Descripcion detallada de la invencion
Con respecto a los contaminantes oxigenados, tambien denominados compuestos oxigenados, se pueden citar etanol, alcoholes C3; eteres tales como dietil eter y metil etil eter; acidos carboxflicos tales como acido acetico; aldehfdos tales como acetaldehfdo; cetonas tales como acetona; y esteres tales como esteres de metilo. Los contaminantes oxigenados particularmente problematicos en la deshidratacion de alcoholes son los aldehfdos.
Con respecto a la corriente de etileno (A) de la etapa a), se puede originar a partir de la deshidratacion del etanol. Dicha deshidratacion se puede realizar en uno o mas reactores de deshidratacion de etanol. Con respecto a la deshidratacion del alcohol, tal procedimiento se describe en los documentos de Patente WO-2009-098262, WO- 2009-098267, WO-2009-098268 y WO-2009-098269, el contenido de los cuales se incorpora en la presente solicitud. La presente invencion es muy eficaz para la purificacion de etileno producido por deshidratacion de etanol.
La salida de dicho reactor de deshidratacion comprende etileno y vapor asf como cantidades minoritarias de compuestos oxigenados, etano, CO, CO2, H2, CH4 e hidrocarburos C3+. "Cantidades minoritarias" significa que la relacion en peso de etano + CO + CO2 + H2 + CH4 + hidrocarburos C3+ con respecto al etileno es menos de 20/80 y la mayona del tiempo menos de 10/90.
Dicha salida del reactor de deshidratacion se enfna inicialmente, por lo general en una torre de apagado que emplea agua como medio de apagado. En la torre de apagado, la mayona del agua contenida en la salida del reactor de deshidratacion se condensa y se retira del fondo de la torre como una corriente de fondo de agua lfquida. Una parte de dicha corriente de fondo de agua lfquida se refrigera en un intercambiador de calor y se recicla como medio de apagado a la parte superior de la columna de apagado. La parte de la corriente de fondo de agua que no se recicla como medio de apagado puede contener una parte de compuestos oxigenados y la mayona del etanol sin convertir, si hubiera. Dicha corriente se puede tratar en una columna de eliminacion para recuperar una corriente de agua pura. El etileno, los compuestos oxigenados, etano, CO, CO2, H2, CH4 y los hidrocarburos C3+ se retiran de la parte
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superior de la torre de apagado por lo general a una presion tal como de 1 a 16 bares absolutos y se denomina corriente de etileno contaminada. De forma ventajosa, dicha corriente de etileno contaminada se comprime y se refrigera sucesivamente en una o mas etapas para retirar la mayor parte del agua, se alimenta adicionalmente a una zona de secado de lecho fijo y finalmente al separador de C2/desetanizador de la etapa b).
En las etapas de compresion previas, el agua recuperada contiene una parte de los contaminantes oxigenados y los hidrocarburos disueltos. La corriente de hidrocarburos contaminada tambien se puede enfriar antes de la primera etapa de compresion y el agua recuperada. En una realizacion, el agua recuperada tras cada refrigeracion adicional en una etapa de compresion y posterior refrigeracion, si hubiera, antes que la primera etapa de compresion se envfa a una columna de eliminacion para producir una corriente de cabecera que comprende contaminantes oxigenados e hidrocarburos y una corriente de fondo de agua pura. Opcionalmente, la corriente de cabecera se quema para destruir los contaminantes oxigenados y recuperar calor.
Despues de las etapas de compresion, la corriente de etileno contaminada se alimenta ademas a una zona de secado de lecho fijo y finalmente al separador de C2/desetanizador de la etapa b). La zona de secado de lecho fijo se conoce por sf misma.
Con respecto al separador de C2/desetanizador de la etapa b), es ventajosamente una columna de destilacion. La cabecera es una mezcla de etileno, CO, CO2, H2 y CH4.
Con respecto a la zona de adsorcion de CO2 de lecho fijo de la etapa c), puede ser cualquier componente capaz de retirar CO2 selectivamente. A modo de ejemplo, es una adsorcion de lecho fijo disponible en el mercado (PSA para adsorcion por cambio de presion o TSA para adsorcion por cambio de temperatura) que usa tamices moleculares u oxidos basicos, oxidos basicos soportados, carbones de elevada area superficial, componentes de armazon organometalicos (MOF) o una mezcla de los mismos. Los tamices moleculares son preferentemente zeolitas de bajo contenido en sflice, que tienen anillos de 8 (entre ellas la zeolita A) o 12 (entre ellas la zeolita X) miembros y se intercambian con cationes alcalinos, alcalinoterreos o de lantanidos. Otros tamices moleculares son titanosilicatos cristalinos (materiales de la familia ETS). Los oxidos basicos soportados son preferentemente oxidos alcalinos, alcalinoterreos o de lantanidos soportados sobre carbones de elevada area superficial, alumina, sflice, oxido de circonio u oxido de titanio. La retirada de CO2 se puede realizar con una corriente lfquida o con una corriente de etileno gaseosa dependiendo de la presion y la temperatura. Se recupera una corriente basicamente exenta de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menos. Dado que solo se han de retirar cantidades traza de CO2 del etileno, el ciclo de procedimiento preferente es del tipo adsorcion por cambio termico (TSA). Dicho adsorbente de lecho fijo, una vez saturado con CO2, se puede regenerar, y durante la regeneracion la desorcion produce una corriente que se puede tratar en algun otro sitio. En un ciclo de procedimiento de TSA, la regeneracion se produce mientras se arrastra el adsorbente saturado con un gas inerte por aumento de la temperatura hasta que se produce la desorcion del CO2. Finalmente, el adsorbente saturado se puede reemplazar por un nuevo adsorbente y el adsorbente saturado se puede desechar o regenerar ex situ para su uso adicional. "Basicamente" se ha de interpretar a la luz del uso adicional del etileno. Si el etileno se tiene que polimerizar, el CO2 tiene que ser 1 ppm en volumen o menos y preferentemente 0,5 ppm en volumen o menos.
Con respecto al desmetanizador, el fin es y recuperar una cabecera que comprende H2, CH4 y CO y etileno lfquido en el fondo. Es ventajosamente una columna de destilacion.
Con respecto a las condiciones de operacion, el desmetanizador de la etapa d) tiene que estar a una presion lo suficientemente alta para operar a temperaturas que no sean demasiado bajas. Un desmetanizador para recuperar una cabecera que comprende H2, CH4 y CO y etileno lfquido como fondo que opera a 40 barg tiene una temperatura de cabecera de aproximadamente 0 a -10 °C y una temperatura de fondo de aproximadamente 0 °C. El mismo desmetanizador que opera a 21 barg tiene una temperatura de cabecera de -30 °C y una temperatura de fondo de aproximadamente -24 °C.
Estas temperaturas y presiones son funcion de la proporcion de H2, CH4 y CO en la corriente de etileno (A) y principalmente de la proporcion de H2. La proporcion de H2, CH4 y CO en la corriente de etileno (A) y principalmente la proporcion de H2 gobiernan tambien la presion y la temperatura del separador de C2/desetanizador localizado corriente arriba de dicho desmetanizador.
En una realizacion, la presion de la etapa b) se selecciona para tener una temperatura del fondo del separador de C2/desetanizador tal que no se produzca ninguna oligomerizacion o polimerizacion de los compuestos oxigenados. A modo de ejemplo, dicha temperatura no deberia exceder 150 °C y ventajosamente no exceder 100 °C. Esta temperatura es funcion de la presion y de la proporcion de compuestos oxigenados en la mezcla de compuestos oxigenados + etano + hidrocarburos C3+. Cuanto mayor es la proporcion de compuestos oxigenados mayor es la temperatura. Cuanto mayor es la presion mayor es la temperatura.
En una realizacion, el separador de C2/desetanizador y el desmetanizador se operan a la misma presion excepto la cafda de presion entre el separador C2/desetanizador y el desmetanizador por la transferencia de fluidos. Ventajosamente, la presion varia de 15 a 45 barg. En esta realizacion, la corriente de etileno contaminada que viene de la columna de apagado se comprime ventajosamente en dos a cuatro etapas de compresion en serie
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(dependiendo de la presion del reactor de deshidratacion), se env^a a los secadores y finalmente al separador de C2/desetanizador.
Dicha realizacion se describe en la Figura 1 en la que (1) es el separador de C2/desetanizador, (2) y (3) los adsorbedores de CO2 y (4) es el desmetanizador/eliminador de CO. La corriente de etileno contaminada de la columna de apagado se ha secado y enviado al separador de C2/desetanizador (1) para producir una corriente de fondo que comprende etano, compuestos oxigenados e hidrocarburos C3+ y una cabecera que comprende etileno, CO, CO2, H2 y CH4 (el condensador, decantador y reflujo del separador de C2/desetanizador no se muestran, el evaporador del separador de C2/desetanizador no se muestra). Dicha cabecera se envfa a los adsorbedores de CO2 (2) y (3) para recuperar una corriente basicamente exenta de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menos, y a continuacion al desmetanizador/eliminador de CO (4) para recuperar una cabecera que comprende H2, CH4 y CO y etileno lfquido en el fondo. El condensador, decantador y reflujo del desmetanizador/eliminador de CO no se muestran, el evaporador del desmetanizador/eliminador de CO no se muestra.
En un ejemplo espedfico de acuerdo con la Figura 1, la presion del separador C2/desetanizador es aproximadamente de 15 a 25 barg, la parte superior de dicho separador/desetanizador esta a una temperatura de aproximadamente -20 °C a -30 °C, se condensa una temperatura en el intervalo de -20 °C a -30 °C, la temperatura en el fondo de dicho separador/desetanizador es aproximadamente de 70 a 90 °C, la presion del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de 15 a 25 barg, la parte superior del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de -15 °C a -35 °C, se condensa a una temperatura aproximadamente de -15 a -35 °C y la temperatura en el fondo del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de -15 °C a 35 °C.
De forma ventajosa, la presion del separador de C2/desetanizador es aproximadamente de 18 a 25 barg, la parte superior de dicho separador/desetanizador esta a una temperatura de aproximadamente -18 °C a -28 °C, se condensa a una temperatura en el intervalo de -18 °C a -28 °C, la temperatura en el fondo de dicho separador/desetanizador es aproximadamente de 75 a 85 °C, la presion del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de 18 a 25 barg, la parte superior del desmetanizador/eliminador de CO esta aproximadamente de -20 °C a -30 °C, se condensa a una temperatura aproximadamente de -20 a -30 °C y la temperatura del fondo del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de -20 °C a -30 °C.
En una realizacion, la presion del separador de C2/desetanizador es menor que la presion del desmetanizador/eliminador de CO. De forma ventajosa, la presion del separador de C2/desetanizador vana de 15 a 25 barg y simultaneamente la diferencia de presion entre el desmetanizador/eliminador de CO y el separador de C2/desetanizador vana de 10 a 25 barg. En esta realizacion, la corriente de etileno contaminada que viene de la columna de apagado se comprime de forma ventajosa en dos a tres etapas de compresion en serie, se envfa a los secadores y finalmente al separador de C2/desetanizador. A continuacion, la cabecera del separador de C2/desetanizador se comprime y se envfa a traves de los adsorbedores de CO2 al desmetanizador/eliminador de CO. Opcionalmente, la corriente basicamente exenta de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menos, que abandona la zona de adsorcion de CO2 de lecho fijo se refrigera, se envfa a un decantador para producir una fase lfquida enviada como un reflujo al separador de C2/desetanizador y una fase gaseosa enviada al desmetanizador/eliminador de CO.
Dicha realizacion se describe en la Figura 2. La corriente de etileno contaminada de la columna de apagado se ha secado y enviado a una presion aproximadamente de 15 a 25 barg al separador de C2/desetanizador (1) para producir una corriente de fondo (el evaporador no se muestra) que comprende etano, compuestos oxigenados e hidrocarburos C3+ y una cabecera que comprende etileno, CO, CO2, H2 y CH4. Dicha cabecera (parte superior del separador de C2/desetanizador) se envfa al compresor (6) para aumentar la presion con 10 a 25 barg sobre la presion del separador de C2/desetanizador, se refrigera opcionalmente (el refrigerador no se muestra) y se envfa a los adsorbedores de CO2 (2) y (3) para recuperar una corriente basicamente exenta de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menos. A continuacion dicha corriente exenta de CO2 se refrigera (el refrigerador no se muestra) y se envfa al decantador (5) para producir una fase lfquida enviada como un reflujo al separador de C2/desetanizador (1) y una fase gaseosa enviada al desmetanizador/eliminador de CO (4). Dicho desmetanizador/eliminador de CO (4) produce una cabecera (el condensador, decantador y reflujo no se muestran) que comprende H2, CH4 y CO y etileno ifquido en el fondo (el evaporador no se muestra).
Alternativamente, el condensador y el decantador (5) se pueden instalar entre la salida superior del separador de C2/desetanizador (1) y el compresor (6). La fase lfquida producida se envfa en forma de un reflujo al separador de C2/desetanizador (1) mientras que la fase gaseosa se envfa al compresor (6). En otras palabras, la corriente de etileno contaminada de la columna de apagado se ha secado y enviado al separador de C2/desetanizador (1) para producir una corriente de fondo que comprende etano, compuestos oxigenados e hidrocarburos C3+ y una cabecera que comprende etileno, CO, CO2, H2 y CH4. Dicha cabecera, la salida superior del separador de C2/desetanizador (1), se condensa, y se envfa a un decantador para conseguir una fase lfquida enviada en forma de un reflujo al separador de C2/desetanizador (1) y una fase gaseosa enviada al compresor (6). A continuacion, la corriente comprimida se envfa a los adsorbedores de CO2 (2) y (3) para recuperar una corriente basicamente libre de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menos, y a continuacion al desmetanizador/eliminador de CO (4) para recuperar una cabecera que comprende H2, CH4 y CO y etileno lfquido en el fondo.
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En un ejemplo espedfico de acuerdo con la Figura 2, la presion del separador/desetanizador es aproximadamente de 15 a 25 barg, la temperatura en la parte superior de dicho separador/desetanizador es aproximadamente de - 25 °C a -35 °C, la temperatura en el fondo de dicho separador/desetanizador aproximadamente de 70 a 90 °C, la presion del desmetanizador/eliminador de CO aproximadamente de 35 a 45 barg, la parte superior del desmetanizador/eliminador de CO esta aproximadamente de -10 °C a 10 °C, se condensa a una temperatura aproximadamente de -35 a -45 °C y la temperatura en el fondo del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de -10 a 10 °C.
De forma ventajosa, la presion del separador/desetanizador es aproximadamente de 18 a 20 barg, la temperatura en la parte superior de dicho separador/desetanizador aproximadamente de -28 °C a -32 °C, la temperatura en el fondo de dicho separador/desetanizador aproximadamente de 78 a 82 °C, la presion del desmetanizador/eliminador de CO aproximadamente de 38 a 42 barg, la parte superior del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de - 5°C a 5 °C, se condensa a una temperatura aproximadamente de -38 a -42 °C y la temperatura en el fondo del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de -2 a 2 °C.
Con respecto a la otra realizacion en la que la etapa de retirada de CO2 se realiza en el etileno recuperado,
funciona de una forma similar a como se ha explicado anteriormente en la que la etapa de retirada de CO2 esta antes del desmetanizador/eliminador de CO.
En una realizacion, el separador de C2/desetanizador y el desmetanizador se operan a la misma presion excepto la cafda de presion entre el separador de C2/desetanizador y el desmetanizador por la transferencia de fluidos. De forma ventajosa, la presion vana de 15 a 45 barg. En esta realizacion, la corriente de etileno contaminada que viene de la columna de apagado se comprime de forma ventajosa en dos a cuatro etapas de compresion en serie (dependiendo de la presion del reactor de deshidratacion), se envfa a los secadores y finalmente al separador de C2/desetanizador.
Dicha realizacion se describe en la Figura 3 en la que (1) es el separador de C2/desetanizador, (2) y (3) los adsorbedores de CO2 y (4) el desmetanizador/eliminador de CO. La corriente de etileno contaminada de la columna de apagado se ha secado y enviado al separador de C2/desetanizador (1) para producir una corriente de fondo (el evaporador no se muestra) que comprende etano, compuestos oxigenados e hidrocarburos C3+ y una cabecera (el condensador, el decantador y el reflujo no se muestran) que comprende etileno, CO, CO2, H2 y CH4. Dicha cabecera se envfa al desmetanizador/eliminador de CO (4) para recuperar una cabecera (el condensador, el decantador y el reflujo no se muestran) que comprende H2, CH4 y CO y etileno lfquido que comprende CO2 en el fondo (el evaporador no se muestra). Dicho etileno que comprende CO2 se envfa a una zona de adsorcion de CO2 de lecho fijo, los adsorbedores de CO2 (2) y (3) para recuperar una corriente de etileno basicamente libre de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menos.
En un ejemplo espedfico de acuerdo con la Figura 3, la presion del separador de C2/desetanizador es aproximadamente de 15 a 25 barg, la parte superior de dicho separador/desetanizador esta a una temperatura aproximadamente de -20 °C a -30 °C, se condensa a una temperatura en el intervalo de -20 °C a -30 °C, la temperatura en el fondo de dicho separador/desetanizador es aproximadamente de 70 a 90 °C, la presion del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de 15 a 25 barg, la parte superior del desmetanizador/eliminador de CO esta aproximadamente de -15 °C a -35 °C, se condensa a una temperatura aproximadamente de -15 a -35 °C y la temperatura en el fondo del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de -15 °C a -35 °C.
De forma ventajosa, la presion del separador de C2/desetanizador es aproximadamente de 18 a 25 barg, la parte superior de dicho separador/desetanizador esta a una temperatura aproximadamente de -18 °C a -28 °C, se condensa a una temperatura en el intervalo de -18 °C a -28 °C, la temperatura en el fondo de dicho separador/desetanizador es aproximadamente de 75 a 85 °C, la presion del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de 18 a 25 barg, la parte superior del desmetanizador/eliminador de CO esta aproximadamente de -20 °C a -30 °C, se condensa a una temperatura aproximadamente de -20 a -30 °C y la temperatura en el fondo del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de -20 °C a -30 °C.
En una realizacion, la presion del separador de C2/desetanizador es menor que la presion del desmetanizador/eliminador de CO. De forma ventajosa, la presion del separador de C2/desetanizador vana de 15 a 25 barg y simultaneamente la diferencia de presion entre el desmetanizador/eliminador de CO y el separador de C2/desetanizador vana de 10 a 25 barg. En esta realizacion, la corriente de etileno contaminada que viene de la columna de apagado se comprime de forma ventajosa en dos a tres etapas de compresion en serie, se envfa a los secadores y finalmente al separador de C2/desetanizador. A continuacion, la cabecera del separador de C2/desetanizador se comprime y se envfa al desmetanizador/eliminador de CO.
Dicha realizacion se describe en la Figura 4. Ademas de la Figura 3, existe equipo adicional: un compresor (6). La corriente de etileno contaminada de la columna de apagado se ha secado y se envfa a una presion aproximadamente de 15 a 25 barg al separador de C2/desetanizador (1) para producir una corriente de fondo (el evaporador no se muestra) que comprende etano, compuestos oxigenados e hidrocarburos C3+ y una cabecera que comprende etileno, CO, CO2, H2 y CH4. Dicha cabecera se condensa, y se envfa a un decantador para obtener una
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fase Ifquida enviada en forma de un reflujo (1) y una fase gaseosa enviada al compresor (6) (dicho condensador, decantador y reflujo no se muestran). El compresor (6) aumenta la presion con 10 a 25 barg sobre la presion del separador de C2/desetanizador, y la corriente comprimida se envfa al desmetanizador/eliminador de CO (4). Dicho desmetanizador/eliminador de CO (4) produce una cabecera (el condensador, el decantador y el reflujo no se muestran) que comprende H2, CH4 y CO y en el fondo etileno lfquido que comprende CO2 (el evaporador no se muestra). Dicho etileno que comprende CO2 se envfa a una zona de adsorcion de CO2 de lecho fijo, los adsorbedores de CO2 (2) y (3) para recuperar una corriente de etileno basicamente libre de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menos.
En un ejemplo espedfico de acuerdo con la Figura 4, la presion del separador/desetanizador es aproximadamente de 15 a 25 barg, la parte superior de dicho separador/desetanizador esta a una temperatura aproximadamente de - 25 °C a -35 °C, se condensa a una temperatura en el intervalo de -25 °C a -35 °C, la temperatura en el fondo de dicho separador/desetanizador es aproximadamente de 70 a 90 °C, la presion del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de 35 a 45 barg, la parte superior del desmetanizador/eliminador de CO esta aproximadamente de -10 °C a 10 °C, se condensa a una temperatura aproximadamente de -35 a 45 °C y la temperatura en el fondo del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de -10 a 10 °C.
De forma ventajosa, la presion del separador/desetanizador es aproximadamente de 18 a 20 barg, la parte superior de dicho separador/desetanizador esta a una temperatura aproximadamente de -28 °C a -32 °C, la temperatura en el fondo de dicho separador/desetanizador es aproximadamente de 78 a 82 °C, la presion del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de 38 a 42 barg, la parte superior del desmetanizador/eliminador de CO esta aproximadamente de -5 °C a 5 °C, se condensa a una temperatura aproximadamente de -38 a -42 °C y la temperatura en el fondo del desmetanizador/eliminador de CO es aproximadamente de -2 a 2 °C.
Ejemplo
Se opera al procedimiento de acuerdo con la Figura 5. La Figura 5 deriva de la Figura 2 por cambio de la posicion del condensador y el decantador (5), se localizan entre la salida del separador de C2/desetanizador y el compresor. Los resultados se muestran en la siguiente tabla.
n° de corriente en la Figura 5
1 2 3
Alimentacion del separador de C2 Fondo del separador de C2 Vapor destilado del separador de C2
Temperatura
°C 15 80 -30
Presion
barg 20 19 19
H2
kg/h 8 8
CO
kg/h 1 1
CO2
kg/h 1 1
etano
kg/h 23 11 12
etileno
kg/h 25108 30 25078
acetaldehndos
kg/h 150 150
C3+
kg/h 715 715
Total
kg/h 26006 906 25100
n° de corriente en la Figura 5
4 6 5
Alimentacion del desmetanizador Purga del desmetanizador Producto de etileno
Temperatura
°C -2 -40 20
Presion
barg 40 40 20
H2
kg/h 8 8
CO
kg/h 1 1
(continuacion)
n° de corriente en la Figura 5
4 6 5
Alimentacion del desmetanizador Purga del desmetanizador Producto de etileno
CO2
kg/h
etano
kg/h 12 12
etileno
kg/h 25078 90 24988
acetaldehndos
kg/h
C3+
kg/h
Total
kg/h 25099 99 25000

Claims (16)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento para retirar contaminantes oxigenados de una corriente de etileno que comprende:
    a) proporcionar una corriente de etileno seco (A) que comprende etileno, hasta un 1 % en peso de compuestos oxigenados, etano, CO, CO2, H2, CH4 e hidrocarburos C3+,
    b) enviar dicha corriente (A) a un separador de C2/desetanizador para producir una corriente de fondo que comprende etano, compuestos oxigenados e hidrocarburos C3+, una cabecera que comprende los componentes restantes,
    c) enviar dicha cabecera a una zona de adsorcion de CO2 de lecho fijo para recuperar una corriente basicamente exenta de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menor,
    d) enviar dicha corriente basicamente libre de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menor, a un desmetanizador/eliminador de CO para recuperar una cabecera que comprende H2, CH4 y CO, etileno lfquido en el fondo.
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 en el que el separador de C2/desetanizador y el desmetanizador se operan a la misma presion, excepto la cafda de presion entre el separador de C2/desetanizador y el desmetanizador por transferencia de fluidos, y dicha presion vana de 15 a 45 barg.
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 en el que la presion del separador de C2/desetanizador es menor que la presion del desmetanizador/eliminador de CO, la presion del separador de C2/desetanizador vana de 15 a 25 barg y simultaneamente la diferencia de presion entre el desmetanizador/eliminador de CO y el separador de C2/desetanizador vana de 10 a 25 barg.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 3 en el que la cabecera, la salida superior, del separador de C2/desetanizador, se condensa, se envfa a un decantador para obtener una fase lfquida enviada como un reflujo a dicho separador de C2/desetanizador y una fase gaseosa enviada a un compresor, y a continuacion la corriente comprimida se envfa a la zona de adsorcion de CO2.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 3 en el que la cabecera, la salida superior, del separador de C2/desetanizador, se envfa a un compresor, se refrigera opcionalmente y se envfa a la zona de adsorcion de CO2 para recuperar una corriente basicamente exenta de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menor, y a continuacion dicha corriente exenta de CO2 se refrigera y se envfa a un decantador para producir una fase lfquida enviada como un reflujo al separador de C2/desetanizador y una fase gaseosa enviada al desmetanizador/eliminador de CO.
  6. 6. Procedimiento para retirar contaminantes oxigenados de una corriente de etileno que comprende:
    a1) proporcionar una corriente de etileno seco (A) que comprende etileno, hasta un 1 % en peso de compuestos oxigenados, etano, CO, CO2, H2, CH4 e hidrocarburos C3+,
    b1) enviar dicha corriente (A) a un separador de C2/desetanizador para producir una corriente de fondo que comprende etano, compuestos oxigenados e hidrocarburos C3+, una cabecera que comprende los componentes restantes,
    c1) enviar dicha corriente de cabecera a un desmetanizador/eliminador de CO para recuperar una cabecera que
    comprende H2, CH4 y CO,
    etileno lfquido que comprende CO2 en el fondo,
    d1) enviar dicho etileno que comprende CO2 a una zona de adsorcion de CO2 de lecho fijo para recuperar una corriente de etileno basicamente exenta de CO2, es decir CO2 es 1 ppm en volumen o menor.
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6 en el que el separador de C2/desetanizador y el desmetanizador se operan a la misma presion, excepto la cafda de presion entre el separador de C2/desetanizador y el desmetanizador por transferencia de fluidos, y dicha presion vana de 15 a 45 barg.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6 en el que la presion del separador de C2/desetanizador es menor que la presion del desmetanizador/eliminador de CO, la presion del separador de C2/desetanizador vana de 15 a 25 barg y simultaneamente la diferencia de presion entre el desmetanizador/eliminador de CO y el separador de C2/desetanizador vana de 10 a 25 barg.
  9. 9. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 en el que la cabecera, la salida superior, del separador de C2/desetanizador, se condensa, se envfa a un decantador para obtener una fase lfquida enviada como un reflujo a dicho separador de C2/desetanizador y una fase gaseosa enviada a un compresor, y a continuacion la corriente comprimida se envfa al desmetanizador/eliminador de CO.
  10. 10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la relacion en peso de etano + CO + CO2 + H2 + CH4 + hidrocarburos C3+ con respecto al etileno en (A) es menor de 10/90, preferentemente menos de 10/90 y superior a 0,1/99,9.
  11. 11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en el que la relacion en peso de
    etano + CO + CO2 + H2 + CH4 + hidrocarburos C3+ con respecto al etileno en (A) es menor de 5/95.
  12. 12. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la proporcion de compuestos oxigenados en (A) es de 50 ppm en peso a 7000 ppm en peso.
  13. 13. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que en el que la 5 proporcion de compuestos oxigenados en (A) es hasta 3000 ppm en peso, preferentemente hasta 2000 ppm en
    peso.
  14. 14. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la proporcion de H2 en (A) es de 5 a 1000 ppm en peso.
  15. 15. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la proporcion de H2 10 en (A) es hasta 800 ppm en peso, preferentemente hasta 500 ppm en peso.
  16. 16. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la corriente de etileno seco (a) se origina a partir de la deshidratacion de etanol.
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