Brevet FR2504522A1 — publié le 19821029

L'invention concerne la purification de coupes d'hydrocarbures C 4 et/ ou C 5 renfermant, comme impuretés, de l'eau et du diméthyléther Elle concerne plus particulièrement la purification de coupes oléfiniques C 4 et/ou C 5 préalablement débarrassées au moins en partie d'isobutène et/ou d'isopentène par mise en réaction avec le méthanol. Par isopentène, on entend principalement le méthyl-2 butène-1 et le méthyl-2 butène-2, On connait déjà un procédé de fabrication de méthyltertiobutyléther (MTBE) et/ou de méthyltertioamyléther (TAME) par réaction du méthanol avec respectivement l'isobutène et/ou l'isopentêne contenus dans une coupe oléfinique C 4 et/ou C 5 pouvant éventuellement renfermer d'autres hydrocarbures; l'isobutène et l'isopentène réagissent sélectivement en laissant les autres mono-oléfines pratiquement inchangées; après séparation du méthyltertiobutyléther (MTBE) et/ou du méthyltertioamyl- éther (TAME) on peut utiliser la coupe oléfinique résiduelle comme charge pour un procédé d'oligomérisation, en particulier de dimérisa- tion, co-dimérisation et/ou trimérisation,par exemple le procédé connu sous le nom "Dimersol". Dans ce procédé connu d'oligomérisation, la charge d'oléfines est mise du nickel en contact avec un catalyseur formé à partir d'un composépar exemple un carboxylate de nickel, et d'un halogénure d'hydrocarbyl aluminium. Il a été constaté que les coupes olefiniques débarrassées d'isobutène et/ou d'isopentène par mise en réaction avec le méthanol et séparées du (ou des) éther(s) mixtes formé(s) ne donnaient pas des résultats satisfaisants en oligomérisation On observe en effet l'inconvénient suivant: destruction des composés organométalliques tels que les ha- logénures d'hydrocarbyl aluminium et, par voie de consequence, blocage de la réaction d'oligomérisation des oléfines. Une expérimentation systématique a montré que ces inconvénients s'atté- nuaient et pouvaient même disparaître lorsqu'on parvenait à réduire la teneur en eau et en diméthyléther de la coupe oléfinique, le diméthyl- -2- éther et l'eau étant des sous-produits de la réaction précitée de fa- brication de MTBE et/ou de TAME. Il est particulièrement avantageux de réduire cette teneur au-dessous de 10 ppm en poids pour l'eau et au-dessous de 50 ppm en poids pour le diméthyléther. Malheureusement cette élimination est particulièrement difficile à réaliser si l'on veut qu'elle soit efficace et n'entraîne pas de per- tes importantes en oléfines. L'invention propose un procédé qui permet de réaliser la purification de ces coupes dans des conditions particulièrement avantageuses. La séparation du présent procédé exige que l'on contrôle les propor- tions de diméthyléther (DME) et d'eau dans la charge oléfinique de ma- nière à avoir un rapport pondéral critique DME/eau inférieur ou égal à 5:1, par exemple de 0 03:1 à 5:1 Si ce rapport n'est pas contrôlé, notamment s'il est supérieur à 5:1, une proportion non-négligeable d'eau demeure dans la coupe oléfinique après purification, ce qui est inacceptable. La charge oléfinique à purifier, renfermant au moins un hydrocarbure monooléfinique, du diméthyléther, de l'eau et éventuellement un ou plusieurs hydrocarbures saturés, est d'abord introduite dans une zone de distillation, à un niveau intermédiaire de celle-ci; l'effluent de tête est condensé et séparé en deux phases liquides, une phase aqueuse qui est soutirée et une phase hydrocarbonée dont au moins une partie est renvoyée comme reflux à la zone de distillation En fond de la zone de distillation on recueille la coupe C 4 et/ou C 5 purifiée. L'élimination du diméthyléther, à partir du distillat, peut s'effectuer selon deux modalités qui ne s'excluent pas mutuellement et peuvent donc être utilisées simultanément. Selon une première modalité, on élimine une partie de la phase liquide -3- hydrocarbonée qui entraine le DME, une autre partie de cette phase cons- tituant le reflux. Selon une autre modalité, un gaz d'entraînement est présent dans la charge de distillation ou ajoute à celle-ci; dans ce cas, une partie au moins du DME est entrainée en phase gazeuse par ledit gaz Le gaz d'entraînement est de préférence un gaz non-oxydant, par exemple l'hy- drogène, l'azote, l'argon, le méthane ou l'éthane. La charge de distillation est introduite en un point intermédiaire de la zone de distillation, ce qui signifie un point séparé du fond et du sommet de la colonne par, par exemple, au moins 3 plateaux De préfé- rence le point d'injection se situe entre 15 % et 40 % de la hauteur efficace totale de la colonne, comptée du haut vers le bas. Le reflux, exprimé comme volume horaire de phase hydrocarbonée renvoyée à la zone de distillation est avantageusement de 0,25 à 0,8 fois, de préférence de 0,4 à 0,7 fois, le volume horaire de charge hydrocarburée de la colonne. La température est fonction de la pression choisie pour la distilla- tion, cette pression se situant avantageusement entre 3 et 15 bars. La figure jointe illustre, sans la limiter, la présente invention La coupe C 4 à purifier est envoyée par la ligne 1 à la colonne de distil- lation 2 En tête on soutire une phase vapeur par la ligne 3; cette phase vapeur passe dans le condenseur 4 refroidi par un fluide exté- rieur Le condensat passe par la conduite 5 dans le décanteur 6 Deux phases se séparent L'eau est évacuée par la ligne 7 et la phase d'hy- drocarbures est renvoyée en partie ou en totalité à la colonne par la ligne 8, à titre de reflux Ce reflux est introduit, au moins en partie, au sommet de la colonne La ligne 9 permet, le cas échéant, de soutirer une partie de la phase hydrocarbonée entrainant le DME, notamment lors- qu'un gaz n'est pas présent dans la charge de distillation; si un tel gaz est présent il est évacué par la ligne 10, entrainant une partie ou la totalité du DME En fond, on soutire la coupe C 4 purifiée par -4- la ligne 11. L'invention n'est pas limitée à la purification de coupes d'hydrocar- bures provenant d'un réacteur de fabrication de MTBE ou de TAME; elle s'applique plus généralement à la purification de coupes d'hydrocar- bures C 4 et/ou C 5 d'origine quelconque, renfermant de l'eau et du diméthyléther. Exemple On introduit une coupe C 4 oléfinique, renfermant 800 ppm en poids d'eau et 500 ppm en poids de DME, dans une colonne de distillation, en un point situé à 30 % de la hauteur efficace totale de la colonne, comptée du haut vers le bas. Le reflux, exprimé comme volume horaire de phase hydrocarbonée envoyée comme reflux, est d'environ 0,5 fois le volume horaire de charge hydro- carbonée de la colonne. La pression est d'environ 6 bars. La coupe C 4 est recueillie en fond de colonne Par analyse de cette coupe, on a déterminé que le taux d'élimination a été de 99,5 % pour l'eau et de 98 % pour le DME. -5- REVENDICATIONS 1 Procédé de purification d'une coupe oléfinique C 4 et/ou C 5 carac- térisé en ce qu'on introduit ladite coupe oléfinique renfermant de l'eau et du diméthyléther dans un rapport pondérai au plus égal à 5:1, ainsi qu'éventuellement un gaz d'entraînement, dans une zone de distil- lation, à un niveau intermédiaire de celle-ci, on sépare le distillat de tête en une phase liquide aqueuse, une phase liquide d'hydrocarbures et éventuellement une phase vapeur; on soutire la phase aqueuse et la phase vapeur si elle existe, on renvoie au moins une partie de la phase liquide d'hydrocarbures comme reflux à la partie supérieure de la zone de distillation et on recueille le produit de fond de la zone de dis- tillation constitué par la coupe oléfinique C 4 et/ou C 5 purifiée. 2 Procédé selon la revendicationi, dans lequel ledit rapport est compris entre 0 03:1 et 5:1. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la coupe oléfi- nique est introduite en un point situé à une distance d'au moins 3 pla- teaux théoriques à partir du sommet ou du fond de la zone de distil- lation. 4 Procédé selon la revendication 3, dans lequel cette introduction est effectuée en un point situé entre 15 et 40 % de la hauteur efficace de la zone de distillation, comptée du haut vers le bas.