Proceso de deshidrogenación oxidativa Los pr Los proc oces esos os de desc scri rito tos s en es este te do docu cume ment nto o pu pued eden en us usar arse se pa para ra co conv nver erti tir r hidrocarburos gaseosos en olefinas. En algunas realizaciones, los mismos pueden usarse hidrocarburos gaseosos tales como etano, propano, butano y mezclas. Adecuadamente, Adecuad amente, el hidrocar hidrocarburo buro es una alimenta alimentación ción que contien contiene e parafina incluyendo los hidrocarburos que tienen al menos dos átomos de carbono. En algunas realizaciones, los procesos descritos en este documento pueden usarse para convertir etano a etileno. En otras realizaciones, los procesos descritos en este documento pueden usarse para convertir n-butenos a butadienos. En an otras realizaciones, los procesos descritos en este documento pueden usarse para converti conv ertirr etil etilben bencen ceno o a est estiren ireno. o. !"i !"idati dativo vo desh deshidra idrataci tación ón de otra otras s para parafina finas s y olefinas tambi#n se puede realizar usando formas de realización de los procesos descritos en este documento. Alimentaciones de hidrocar Alimentaciones hidrocarburos, buros, incluyend incluyendo o etano puede ser ser de cualquier cualquier nmero nmero de fu fuent entes, es, inc incluy luyend endo o ga gas s na natur tural, al, sie siempr mpre e qu que e las imp impur ureza ezas s se eli elimin minan an suficientemente suficient emente para evitar venenos del catalizador y contamin contaminantes antes de product productos os eventuales, eventua les, y tambi#n para evitar el contenid contenido o económicamente e"cesivo de otros compuestos que acompa$an, incluidos los hidrocarburos, hidrógeno, dió"ido de carbono , etc. Esto se puede lograr por medios convencionales conocidos por los e"pertos en la t#cnica. !tras fuentes de alimentación de etano pueden incluir etano subproducto de una planta de pirólisis %craqueo con vapor, craqueo autot#rmico& que de otra manera se recicla a la planta de pirólisis para el craqueo de más a etileno. En cambio, este etano pirólisis se puede alimentar a los procesos de !'( etano descrito descritos s en este docum do cument ento. o. )*p )*pica icamen mente te,, es esto to eta etano no pi piról rólisi isis s ya est está á a muy alt alta a pu purez reza a y es e"celente alimentación para procesos de !'( etano descritos en este documento. La alimentación al reactor de !'( etano puede incluir etano fresco, tal como de fuentes mencionadas anteriormente, y tambi#n puede incluir recicla+e del etano no reaccionado recuperado del efluente del reactor !'(. El gas que contiene o"*geno puede incluir aire, o"*geno, y o una mezcla de aire o"*geno. El o"*geno puede ser o"*geno puro o de o"*geno semi-puro a partir de una planta de o"*geno o"*geno,, por e+emplo, planta de separación de aire, o cualquie cualquierr otra fuente fuen te adec adecuada uada.. La rela relació ción n mola molarr de o"*g o"*geno eno mole molecula cularr a hidr hidrocar ocarburo buro %por e+emplo, etano& en la alimentación para los procesos de !'( descritos en este docum do cument ento o pu puede ede es estar tar de dentr ntro o de dell int inter erva valo lo de apr apro" o"ima imada damen mente te , ,/ /00 / a apro"imadamente /0 /.
El gas que contiene o"*geno puede ser mezclado con un gas inerte tal como nitrógeno, helio o argón. Los componentes adicionales de alimentación tales como hidrógeno, monó"ido de carbono, dió"ido de carbono y vapor de agua tambi#n pueden ser incluidos. El contenido de componentes inertes %nitrógeno, etc.& en el gas que contiene o"*geno no tiene que ser por deba+o de cualquier l*mite espec*fico. 1in embargo, puede ser económicamente venta+oso que el contenido de gases inertes ser limitado, tales como por deba+o de la que representa el uso de aire %2.330 / relación molar de los gases inertes en relación con o"*geno&4 deba+o de una proporción molar de gases inertes al o"*geno de /0 / en algunas realizaciones4 deba+o de una proporción molar de gases inertes al o"*geno de ,20 /, en otras realizaciones4 y por deba+o de una relación molar de gases inertes al o"*geno de ,/0 / En an otras realizaciones. La limitación de los componentes del gas inerte puede reducir los costos asociados con los sistemas de separación de efluentes que puedan ser necesarios. En algunas realizaciones, la inclusión de una cierta cantidad de componentes de gas inerte puede ser venta+osa para limitar la inflamabilidad de algunos corriente %s& del efluente que puede contener o"*geno residual. El vapor puede ser proporcionado en cantidad suficiente para actuar como un diluyente de calor, limitar el aumento de temperatura de reacción, y los puntos calientes, y para evitar la formación de una mezcla de alimentación inflamable. 5na composición t*pica de alimentación, por e+emplo, puede ser /67 en moles de etano, 87 en moles de o"*geno y 337 en moles de agua %vapor&, descuidando contenido de constituyentes menores, o /67 en moles de etano, 287 en moles de aire, y 937 en moles agua %vapor&. )al composición de la alimentación es adecuada para el funcionamiento con una conversión de apro"imadamente 374 As*, el /67 en moles de alimentación de etano puede incluir apro"imadamente /,67 en moles de etano fresco y 9,67 en moles de etano de recicla+e. :ara una mayor conversión de etano %por e+emplo, 8-;7& y la misma concentración de entrada de o"*geno, la concentración de etano de alimentación puede ser inferior, por e+emplo, /<7 en moles, con la concentración de vapor correspondientemente más alto. En la dirección de menor conversión de etano por pasada, una composición de alimentación consistente con apro"imadamente el =7 de conversión de etano puede ser <7 en moles de etano, ;7 en moles de o"*geno y 3/7 en moles de agua %vapor&, o <7 en moles de etano, 927 en moles aire y 237 en moles de agua %vapor&. En apro"imadamente el 67 de conversión de etano por pasada, la composición de la alimentación puede ser 27 en moles de etano, /7 en moles de o"*geno y =7 en moles de agua %vapor&, o 27 en moles de etano, 98 mol7 de aire y <<7 en moles de agua %vapor &. En
apro"imadamente el 97 de conversión de etano por pasada, la composición de la alimentación puede ser de 97 en moles de etano, /<7 en moles de o"*geno y 987 en moles de agua %vapor&, o 97 en moles de etano, 637 en moles de aire y 27 en moles de agua %vapor &.En apro"imadamente el 27 de conversión de etano por pasada, la composición de la alimentación puede ser 37 en moles de etano, /67 en moles de o"*geno y /67 en moles de agua %vapor&. La concentración de o"*geno en la alimentación puede ser limitada con un margen por deba+o del m*nimo de o"*geno para la combustión en la concentración de hidrocarburos ricos de la mezcla %mediante el uso de vapor de agua suficiente y o gas inerte, por e+emplo nitrógeno, y o concentración de hidrocarburos lo suficientemente alto& con el fin de tener una mezcla de alimentación no inflamable, en particular cuando el hidrocarburo de alimentación y el o"*geno se mezclan previamente antes de entrar en el reactor, como con el uso de un reactor de lecho fi+o. Los e+emplos de concentración elevada de alimentación y alimentación de o"*geno permisible %o aire& la concentración y la correspondiente conversión de etano por pasada a conocer anteriormente se basan en un margen de representante en relación con el diagrama de inflamabilidad de etano con o"*geno e inerte %nitrógeno y o vapor& para una presión de y nivel de temperatura que se puede utilizar cuando las corrientes de alimentación de hidrocarburos y o"*geno son pre-mezclado, como cuando se utiliza un sistema de reactor de lecho fi+o. Los valores son realistas pero ilustrativa. Algunos alteración en la concentración de o"*geno de alimentación permisible %o aire& se puede incorporar dependiendo de lo grande se proporciona un margen de seguridad con respecto a la envolvente de la inflamabilidad y en lo que se utilizan presiones y temperaturas. >on dise$os de mezcla y de entrada de alimentación especiales y sistemas de seguridad, y siempre que el sistema reactor puede eliminar adecuadamente el gran calor de reacción, incluidas las regiones localmente intensas %puntos calientes&, puede ser posible permitir an mayor de o"*geno de alimentación %o aire & concentración de la cantidad inflamable. Esto tambi#n puede implicar la eliminación de calor de dise$o especial y o part*culas de catalizador. La relación de alimentación de etano a o"*geno puede ser a+ustado apropiadamente para obtener la combinación deseada de las conversiones de etano y o"*geno, que son por balances de materia y selectividades de reacción relacionados entre s*.El uso de un gran contenido de vapor de agua como diluyente ofrece considerables venta+as para su capacidad de dilución calor y tambi#n para reducir el sobre inflamabilidad %aumentando el m*nimo de o"*geno para la combustión&, pero aumenta los costos de procesamiento para el vapor s* mismo. :or el contrario, el uso de una concentración elevada de etano puede
permitir una reducción en la concentración de vapor de agua, la reducción de los costes relacionados con el vapor de agua, pero el aumento de los costos relacionados con recicla+e etano. 5n impacto adicional de la elevación de la concentración de etano es que puede permitir aumento en la concentración de o"*geno permisible debido a la relación de la envolvente de inflamabilidad. Esto puede permitir una mayor disminución de la concentración de vapor requerido. )eniendo en cuenta las venta+as de una concentración de etano de alimentación elevada, puede ser económico utilizar una conversión de etano inferior, por e+emplo hasta =7, hasta 67, a 97, incluso al <-27. 1e puede observar que, aunque hay un aumento de d#bito para reciclar el etano, hay beneficios para una mayor concentración de los reactivos y productos y correspondientemente menor diluyente %vapor& y requisito de velocidad de flu+o volum#trica total y calibradoras para una tasa de producción de etileno dado. Además, hay un beneficio sustancial de una mayor selectividad en el nivel de conversión inferior. El nivel de conversión óptima puede depender de los valores de fi+ación de precios en un sitio de planta espec*fica. Los componentes de la alimentación, etano, o"*geno aire, el agua, etc., pueden ser vaporizados, precalentado y se mezcla en la medida en práctica antes de la alimentación al reactor de !'(. Esto se puede lograr por medios conocidos por los e"pertos en la t#cnica. )#cnicas de precalentamiento pueden incluir, por e+emplo, de intercambio de calor de vapor, un fluido de transferencia de calor, efluente del reactor, y un horno. El reactor !'( puede ser un reactor de lecho fi+o con una alta eliminación de calor, tal como un intercambiador reactor calor de mltiples tubos de carcasa y tubo con el catalizador y el flu+o de proceso dentro de los tubos y un fluido de transferencia de calor %o la generación de vapor& distribuido en el lado de la carcasa. !tro e+emplo es un reactor de lecho fi+o con catalizador en los tubos laterales 1hell y de eliminación de calor dentro del lecho de catalizador. 1in embargo, otro e+emplo es un intercambiador de reactor calor de placa y marco, tal como un 'E? )ermoplatina @eactor o una >asale placa refrigerada @eactor con el catalizador y el proceso de flu+o en el canal en un lado de una placa y un fluido de transferencia de calor en el canal en el otro lado de la placa, que tiene placas y canales alternos. !tro e+emplo de un reactor adecuado incluye un intercambiador de reactor calor micro-canal. >omo alternativa, el reactor !'( puede ser un reactor de lecho fluidizado con la eliminación de alto calor. 5n reactor de lecho fluidizado puede resultar en una
mayor isotermicidad, la evitación de los puntos calientes, y tambi#n puede permitir que los alimentos que se introduzcan por separado, sin pre-mezcla. Esto puede eliminar limitaciones de concentración de la alimentación general relacionada con los puntos calientes y la inflamabilidad, y permitir el uso de una mayor concentración de los reactivos primarios %etano y o"*geno&, con una reducción correspondiente en vapor %y o nitrógeno& para la dilución.arios sistemas de reactores de lecho fluidizado se pueden utilizar, incluyendo lecho denso %de burbu+ear suavemente a la cama turbulenta&, cama muy e"pandido %lecho fluido rápido o lecho fluido circulante&, flu+o de arrastre %e"pansión o decepción &, o combinaciones. La eliminación de calor puede ser a un fluido de transferencia de calor o generación de vapor, a trav#s de bobinas sumergidas en el lecho y o francobordo %por encima de la cama&, a trav#s de la pared del vaso, a partir de un recipiente conectado con las part*culas de catalizador transferidos de un recipiente a otro, etc. !tro sistema de lecho fluidizado puede ser un sistema separado ro+o o" lecho fluidizado, donde el etano se deshidrogena o"idativamente por el o"*geno contenido en el catalizador en una vasi+a, y la B!C -agotadas catalizador se transfiere a un segundo recipiente para reponer su o"*geno %además de quemar cualquier coque que se ha formado&. A continuación, el catalizador rica en o"*geno se devuelve al reactor o"ideshidrogenación. El sistema tambi#n cuenta con bobinas de eliminación de calor. )*picamente ! < en la alimentación total al reactor !'( será mayor que apro"imadamente 27, preferiblemente el ! < de alimentación es mayor que =7 en moles. En general etano en la alimentación al reactor !'( debe ser de al menos apro"imadamente 67, preferiblemente mayor que apro"imadamente /7 en moles. La temperatura del lecho reactor !'( debe estar entre apro"imadamente <6 y 96 D >, preferentemente entre apro"imadamente 2 y 9 D >. La presión del reactor debe estar entre ,/ y < barg, preferiblemente entre ,6 y / barg. 5na o más de las alimentaciones pueden ser alimentados por etapas4 es decir, una porción en la entrada del reactor, una porción adicional en algn punto medio, etc. Esto se puede hacer en cierta medida con reactores de lecho fi+o, particularmente si varias etapas de catalizador se utilizan %etapa /, etapa <, etc.&. Es especialmente factible en un sistema de reactor de lecho fluidizado. El sistema reactor puede incluir una sola etapa o puede haber varias etapas. Las etapas pueden ser del mismo tipo %lecho fi+o, lecho fluidizado& o pueden ser de diferentes tipos. El catalizador o de su concentración %por e+emplo, mezclado con algo de diluyente sólido& o el tama$o la forma contenida en cada etapa pueden ser iguales o diferentes. La temperatura en cada etapa de reacción puede ser el mismo o diferente. >omo se se$aló anteriormente, una porción de uno o más
componentes de alimentación puede ser retrasado a una etapa posterior. >atalizador y de eliminación de calor pueden ser diferentes de una etapa a la siguiente, por e+emplo, %/& una primera etapa, con precalentamiento, %<& una segunda etapa, o en combinación con la primera etapa, con catalizador de alta actividad y con m*nima o ninguna eliminación de calor con el fin de facilitar el precalentamiento final, aprovechando la e"otermia de la reacción, y posiblemente con menos fracción de vac*o con el fin de asegurar el establecimiento de una buena distribución de flu+o, %2& una tercera etapa con el catalizador de la actividad moderada, posiblemente diluido con componentes inertes, etc., +unto con el dise$o de eliminación de calor má"ima para esa etapa y su catalizador %posiblemente más la fracción de huecos&, %9& una cuarta etapa con el catalizador de má"ima actividad y la selectividad y la temperatura más adecuada para conducir hacia conversiones completas en el pico de la selectividad, %6& una final etapa que puede servir como una etapa apagar, por e+emplo, con la temperatura más ba+a o con adición de agua vapor. :or el contrario, con o"*geno o aire a la primera etapa del reactor, posiblemente limitado con el fin de mantener la concentración de alimentación de o"*geno por deba+o de su l*mite de inflamabilidad y o para evitar la generación de calor e"cesivo y punto caliente en la primera etapa %s&, o"*geno o aire adicional puede ser alimentado a una etapa posterior con el fin de aumentar la producción global en un solo tren de reacción y para minimizar la dilución total del flu+o del proceso completo a trav#s del sistema. El calor que se e"trae del reactor y su efluente puede ser transferida a modo de calentamiento de alimentación del reactor o a un fluido de transferencia de calor para la transferencia de calor adicional subsiguiente. El calor eliminado tambi#n puede ser utilizado para la generación de vapor %o de precalentamiento del agua de alimentación de caldera& para su uso como fuente de energ*a, incluyendo en forma de vapor en s* o transformado an más en el poder. E"portación de energ*a, por e+emplo, a una planta de separación de aire adyacente que proporciona la alimentación de o"*geno puede ser particularmente sin#rgico. El efluente del reactor contendrá t*picamente de etileno, a$ade agua, si se utiliza, y el agua adicional formado por la reacción de !'(, >! " y peque$as cantidades de otras impurezas %de la alimentación y de las reacciones adicionales&, además de cantidades residuales de etano sin reaccionar y o"*geno. El efluente tambi#n puede contener gases inertes, especialmente cuando se utiliza aire para suministrar o"*geno al reactor !'(. En algunas realizaciones, el efluente del reactor de !'( puede contener más de ,/7 en moles de o"*geno4 mayor que ,<7 en moles de o"*geno en otras formas de realización4 mayor que ,27 en moles de o"*geno en otras formas de
realización4 mayor que ,67 en moles de o"*geno en otras formas de realización4 mayor que /7 en moles de o"*geno en otras formas de realización4 mayor que <7 en moles de o"*geno en otras formas de realización4 mayor que 27 en moles de o"*geno en otras formas de realización4 mayor que 97 en moles de o"*geno en otras formas de realización4 y mayor que 67 en moles de o"*geno en otras formas de realización. En el reactor moderada y condiciones de efluentes, es posible controlar el efluente para contener una presión parcial de o"*geno óptima finita en lugar de ser esencialmente ausente, y tambi#n imponen un perfil de la presión parcial de o"*geno desde la entrada a la salida del reactor. Esto proporciona un beneficio para el catalizador en t#rminos de tanto el estado reactivo catalizador %nivel de o"idación ideal& para un rendimiento más activo y selectivo y tambi#n a largo plazo, un rendimiento estable mediante la prevención de coque y otros efectos. La concentración de o"*geno del efluente de la etapa %s& de reacción puede ser importante para controlar el rendimiento %es decir, las conversiones y selectividades& de la etapa de !'( %s&. La conversión de o"*geno es el resultado reacción clave y puede ser utilizado para a+ustar los tiempos de residencia y temperaturas. En algunas realizaciones, puede ser venta+oso incluir un reactor de eliminación de o"*geno aguas aba+o del reactor !'( etano a fin de reducir la concentración de o"*geno del efluente a un nivel más ba+o que alcanzable en el reactor !'(, ya sea en condiciones venta+osas o económicamente prácticos, por e+emplo, tiempo de residencia o la temperatura del reactor, o de rendimiento resultados, por e+emplo, la conversión de etano o etileno de selectividad o estabilidad del catalizador.>uando un reactor de eliminación de o"*geno se incluye corriente aba+o del reactor !'(, puede ser posible permitir que la concentración de o"*geno an mayor %dentro de un rango moderado& en el efluente del reactor !'( etano y de ese modo obtener me+ores condiciones en el reactor !'( etano para la cantidad de catalizador % menos catalizador y tiempo de residencia ya que se requiere una conversión de o"*geno inferior&, el rendimiento, la estabilidad y la vida, y la conversión de etano y etileno selectividad óptima global y el rendimiento tambi#n. :rocesos tiles para la eliminación de o"*geno a partir de corrientes de hidrocarburos pueden incluir los descritos en la patente 51. os. 9.<;;.8, 6./63.<9, y =.393.==, entre otros, por e+emplo. Los catalizadores tiles en un reactor de eliminación de o"*geno pueden incluir catalizadores de o"igenación, catalizadores de combustión, y los catalizadores de hidrogenación, entre otros. La concentración de o"*geno !'( etano efluente del reactor puede estar en el intervalo de ,/-67 en moles en algunas realizaciones. La inclusión de un reactor
de eliminación de o"*geno es especialmente venta+oso para las concentraciones de o"*geno de etano !'( efluente del reactor por encima de ,67 en moles, pero puede ser utilizado cuando la concentración de o"*geno efluente del reactor es menor tambi#n. 5n tipo de reactor de eliminación de o"*geno utiliza un catalizador de o"idación para tener el o"*geno en el efluente del reactor etano !'( en combustión >! más una porción del etileno y etano sin convertir. La combustión de los > < s representa la p#rdida de rendimiento, pero no es e"cesivo cuando la concentración de o"*geno efluente del reactor !'( etano no es superior a /-<7 en moles, teniendo en cuenta que el consumo de etano y etileno durante la combustión completa a >! < y ( < ! es sólo ,<; y ,22 moles mol de o"*geno consumido, respectivamente. El catalizador, condiciones y conversiones citadas en la patente 51. o. 6.99=.<2< son ilustrativas de un sistema apropiado. Esto incluye una temperatura del reactor de < a 2 D >, por lo tanto igual o más fr*o que el reactor !'( etano. El enfriamiento de la !'( etano efluente del reactor antes del reactor de eliminación de o"*geno es altamente apropiado y compatible. :or supuesto, se prefiere para el reactor de eliminación de o"*geno para obtener la combustión completa de >! y cualquier cantidad de > < s a >! < y ( < ! en lugar de >!, hidrocarburos parcialmente o"igenados subproductos, y ( < . Esto es para minimizar el consumo de los > < s en sus reacciones de combustión parcial o completo y tambi#n para minimizar el >! en el efluente final. Al igual que el reactor !'( etano, el reactor de eliminación de o"*geno puede ser cualquiera de varios tipos de reactores %lecho fi+o, lecho fluido&. Es preferible que tambi#n tiene la capacidad de eliminación de calor de alta, ya que la liberación de calor de lo contrario puede producir un gran aumento de la temperatura, especialmente si la concentración de o"*geno de entrada es mayor que ,67 en moles. :or otra parte, dado que la concentración de o"*geno de entrada es mucho menor que la entrada general al reactor !'( etano, ya no inflamabilidad no es un problema y la venta+a de un lecho fluidizado es tan fuerte para el reactor de eliminación de o"*geno desde esa perspectiva como para el reactor !'( etano. El reactor de eliminación de o"*geno puede estar en un recipiente separado del reactor de !'( etano, o una posible forma de realización es para que sea en el mismo recipiente, por e+emplo, como una etapa final %especialmente si se utiliza el mismo tipo de reactor&. 5na venta+a de utilizar recipientes separados es la capacidad de mane+ar el catalizador de eliminación de o"*geno diferente del catalizador !'( etano, por e+emplo, si hay una necesidad de regeneraciones o reemplazos más frecuentes. Además, en algunas realizaciones, puede haber más de un reactor de eliminación de o"*geno en paralelo, lo que permite catalizador en
un ser cambiado mientras el otro está en l*nea, sin necesidad de apagar el reactor !'( etano. 5na opción para el reactor de eliminación de o"*geno es a$adir un combustible a la alimentación del reactor de eliminación de o"*geno, por e+emplo, ( < o un hidrocarburo, con el fin de tanto BaC facilitar el consumo de combustión del o"*geno y BbC consumir el combustible a$adido en vez del etileno más valioso o etano residual, especialmente en la medida en que el catalizador de eliminación de o"*geno y las condiciones pueden obtener de combustión selectiva de >! y el combustible a$adido con relación al > < s. !tro tipo de reactor de eliminación de o"*geno es para que sea una etapa de !'( etano final con significativamente diferentes condiciones de la etapa principal !'( etano %s& en estas realizaciones, accionado para conducir el o"*geno para la eliminación, mientras que todav*a producir más etileno por !'(. )al operación puede ser diferente con el mismo o diferente catalizador y puede estar en el mismo recipiente o uno o más recipiente separado %s&, como se describe anteriormente para el primer tipo de reactor de eliminación de o"*geno. !tra opción es utilizar tanto una etapa final !'( etano con su #nfasis en la conducción del o"*geno hacia la eliminación de etileno mientras que la obtención de producto adicional seguido de un reactor de eliminación de o"*geno usando combustión.5na vez más, estas etapas o reactores pueden estar en recipientes separados o algunas de las etapas reactores combinados en un recipiente comn. 1in embargo, otro tipo de reactor de eliminación de o"*geno puede incorporar adición de ( < y un catalizador de hidrogenación para hidrogenar el o"*geno %en lugar de catalizador de o"idación para llevar a cabo la combustión&. )al sistema puede tener un beneficio adicional de la hidrogenación de diversos subproductos en la medida en que algunos pueden estar presentes, tal como acetileno y compuestos o"igenados. Al igual que con el reactor de !'(, el calor que se e"trae del reactor de eliminación de o"*geno y su efluente pueden ser transferidos a !'( del calentamiento de alimentación del reactor o a un fluido de transferencia de calor para la transferencia de calor adicional subsiguiente. El calor eliminado tambi#n puede ser utilizado para la generación de vapor %o de precalentamiento del agua de alimentación de caldera& para su uso como fuente de energ*a, incluyendo en forma de vapor en s* o transformado an más en el poder.
El efluente del reactor de !'( etano, y, posteriormente, desde el reactor de eliminación de o"*geno, si se utiliza, tendrá un alto contenido de ( < !, en particular para el funcionamiento a alta conversión !'( si un sistema de reactor de lecho fi+o se utiliza %funcionamiento a ba+a !'( conversión con reciclado a alta etano y concentración de la alimentación, o altamente concentrada con un sistema de reactor de lecho fluidizado, puede tener un ( mucho más ba+a < ! concentración&. El efluente se puede enfriar y gran parte de su contenido de agua condensada antes de comprimir los gases. El agua condensada se puede reciclar para proporcionar una dilución de vapor de la alimentación del reactor. eto de agua generado por la reacción se purga del sistema. La recuperación de energ*a desde el agua de condensación puede llevarse a cabo por medios conocidos por los e"pertos en la t#cnica. La condensación de la gran cantidad de agua efluente se reduce en gran medida la velocidad de flu+o de la fase de vapor restante y correspondientemente da lugar a un gran aumento en la concentración de los componentes sin condensación.Esto puede resultar en una disminución en el costo del procesamiento posterior. 1in embargo, es importante reconocer que cualquier o"*geno que pueda estar presente %especialmente si no hay un reactor de eliminación de o"*geno antes de la condensación de agua, o en la medida en que la eliminación de o"*geno es menos de /7 completa& será mucho más alto que antes de la condensación de agua. Este efecto se concentra en el vapor sin condensación aumentará an más con el procesamiento sucesivas, es decir, compresión y más agua ronda, la eliminación de >! < , y, finalmente, la condensación de hidrocarburos %etano, etileno, y cualquier otro >
envolvente sin necesidad de o"*geno adicional o combustible&. 1i se utiliza el metano, el gas de escape final puede ser utilizado como un gas combustible. 1i se utiliza nitrógeno, el nitrógeno puede ser obtenido de la misma planta de separación de aire que proporciona el o"*geno para el reactor de !'( etano. 1i el aire ha sido utilizado en el reactor de !'(, el nitrógeno residual ya puede proporcionar una solución suficiente de gas de salida final. Gncluso si el gas que contiene o"*geno para el reactor de !'( es o"*geno procedente de una planta de separación de aire, puede contener un contenido suficiente de compuestos de gases inertes para proporcionar una dilución adecuada de los gases de escape final, ya sea como suministra desde la planta de separación de aire o por uso de pureza de o"*geno inferior o por mezcla con una cantidad moderada de aire antes de la alimentación al reactor de !'(. 1e ha mencionado anteriormente que el reactor de eliminación de o"*geno puede lograr algunas metas adicionales relacionadas con la eliminación de subproductos indeseables, tales como >!, acetileno y compuestos o"igenados. 1in embargo, todav*a puede ser venta+oso o necesario incorporar pasos de procesamiento adecuados en y aguas aba+o de la condensación de agua y la compresión para el tratamiento, incluyendo la eliminación final de estos subproductos por medios conocidos por los e"pertos en la t#cnica. 'espu#s de la eliminación de o"*geno, la separación de agua, la recuperación de dió"ido de carbono, y la separación de nitrógeno, cada uno en caso necesario, el producto de etileno puede ser separado del etano residual, cualquier subproductos pesados, subproductos ligeros y gases residuales, además de las impurezas que hierven cerca del producto de etileno y el etano que se recicla, por medios conocidos por los e"pertos en la t#cnica. Además, como un beneficio de limitar la cantidad de los compuestos distintos del etileno y etano generado utilizando procesos y catalizadores descritos en el presente documento, las separaciones pueden llevarse a cabo con menos inversión y costes de funcionamiento que para el craqueo de vapor convencional de etano. Los compuestos principales cuyo procesamiento y separación tienen mayor impacto en el costo son el etano sin convertir para su reciclado y el agua de dilución, tambi#n para reciclar, los cuales dependen de la conversión por paso que se utiliza y la composición de la alimentación apropiada correspondiente. La tasa de recicla+e etano y su impacto en los costos se encuentra en su más grande para un funcionamiento a ba+a conversión de etano por pasada, mientras que la tasa de vapor y su impacto en los costos se encuentra en su más grande en la condición opuesta cuando la concentración de alimentación de etano es ba+a, por lo que a alta conversión de etano por pasada, en con+unción con un sistema de !'( etano
de lecho fi+o. La tasa de vapor y su impacto en los costes pueden reducirse si un etano sistema de reactor de lecho fluidizado !'( se utiliza porque las alimentaciones no tienen que ser pre-mezclados y por lo tanto puede ser posible utilizar una composición de alimentación en general altamente concentrado que podr*an ser incluso inflamable si premezclado. El beneficio más fuerte en una situación de este tipo puede ser a alta conversión de etano por pasada %que tambi#n tiene la tasa de recicla+e etano m*nimo y coste&. 5n buey sistema de lecho separado ro+o fluidizado puede incluso utilizar aire y mantener su nitrógeno separa de la corriente de proceso principal. :or otro lado, para un sistema de reactor de lecho fi+o que requiere la evitación de inflamabilidad cuando las alimentaciones son sistema que utiliza alimentación pre-mezcla pre-mezclada, o de otro, un beneficio adicional a una concentración de alimentación de alta etano %y ba+a conversión de etano por pasada& es que tal condición en el lado rico del sobre inflamabilidad permite mayor concentración de o"*geno sin llegar a ser inflamable. Esto permite una mayor concentración de alimentos y productos de reactores, con correspondientemente menor caudal volum#trico y una mayor productividad del reactor para los beneficios de coste adicional, +unto con menor requerimiento de dilución de vapor, mientras que tambi#n la obtención de la selectividad aumentada. El nitrógeno tambi#n tiene un gran impacto en procesamiento de efluentes, separaciones y costes, si se trata de un componente importante de la alimentación, como cuando se utiliza aire para el suministro de o"*geno %a menos que se mantiene separado por el uso de un sistema de buey cama separada ro+o fluidizado &. En el lado beneficioso, cuando está presente, el nitrógeno es un inerte adicional con respecto a cómo se concentró la mezcla de reacción es y qu# tan cerca de inflamabilidad es, y tambi#n corrientes de efluentes y de gas de escape como se discutió anteriormente, etc. nitrógeno, vapor de agua y la alta concentración de etano son compuestos alternativos con un impacto importante costo de cada uno de los cuales pueden ser considerados y comparados para un procedimiento económico, incluyendo el uso de una combinación. Los catalizadores !'( descritos en este documento permiten el uso de condiciones mucho menos severas y sensibles que la utilizada en los procesos de craqueo autot#rmico y de craqueo t#rmico, y tambi#n en los intentos de desarrollo !'( anteriores. Las temperaturas utilizadas están dentro del rango ideal de apro"imadamente < D > a 6 D >, preferiblemente de alrededor de 2 D > a 96 D > %relativamente leve, pero todav*a lo suficientemente caliente para una e"celente recuperación, eficiente de la gran reacción e"ot#rmica liberación de calor&4 los tiempos de residencia superficiales están en el rango práctico de ,/-/
segundos, preferiblemente ,6-6 segundos, sin necesidad cr*tica de enfriamiento rápido4 y la presión está en el rango moderado de apro"imadamente ,/-2 barg, preferiblemente de ,/ a < barg. La reacción es e"ot#rmica, de tal manera que el control de temperatura es por eliminación de calor convencional en el rango de temperatura mencionado, con la transferencia conveniente para la cogeneración de vapor de ba+o costo, con beneficio secundario de su energ*a para el calor y o la utilización de energ*a. >on las condiciones moderadas %y las caracter*sticas del catalizador&, la reacción catalizada !'( puede llevarse a cabo con la evitación esencial de mltiples reacciones secundarias. El equipo que se utiliza en el proceso descrito anteriormente incluye reactores convencionales, etc., en condiciones moderadas. 1on susceptibles y económico para su uso en plantas de proceso que puede ser grande o peque$o, a diferencia de craqueo a vapor tipo cuyo reactores horno comple+o son económicos sólo cuando construyó para las plantas muy grandes. El efluente resultante de !'( procesos descritos en este documento t*picamente requiere procesamiento separado a trav#s de algunos pasos iniciales, pero tambi#n puede estar integrado con separación de gas producto de la planta de pirólisis y sistemas de purificación en los pasos posteriores. Este enfoque puede ser económicamente preferible cuando se incorpora en el dise$o original de una planta de pirólisis con una mayor conversión de su pirólisis de etano a etileno adicional, debido tanto a una mayor selectividad global de producción de etileno y de inversión inferior, que cuando se utiliza una pirólisis de etano recirculado galleta . :rocesos descritos en este documento tambi#n pueden utilizarse para adaptar una planta de pirólisis e"istente y la liberación de capacidad de etano recirculado horno de craqueo %s& y, posiblemente, su porción del tren de compresión e"istente para aquellos e"istente para ser utilizado para el aumento de la velocidad de alimentación de la planta de pirólisis y en general la producción de etileno de la planta reconvertida.
