ES2212402T3 - Procedimiento para la obtencion de ciclopentano y/o ciclopenteno. - Google Patents
Procedimiento para la obtencion de ciclopentano y/o ciclopenteno.Info
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Abstract
A PARTIR DE UN BENCENO PARCIALMENTE QUE ESTA PARCIALMENTE HIDROGENADO PARA RETIRAR COMPUESTOS DE ACETILENO Y DIOLEFINAS, O DE UNA FRACCION PARCIALMENTE HIDROGENADA DE C 5 , SE PUEDEN RECUPERAR CICLOPENTANO Y/O CICLOPENTENO, ASI COMO OPCIONALMENTE ISOPENTANO MEDIANTE SEPARACION POR DESTILACION A) SE RETIRAN EN UNA PRIMERA DESTILACION FRACCIONADA COMPUESTOS FACILMENTE EVAPORABLES COMO PRODUCTO DE LA CABEZA, Y B1) SE AÑADE EL PRIMER PRODUCTO DEL RESIDUO DE UNA SEGUNDA DESTILACION FRACCIONADA, Y AHI SE COGE CICLOPENTENO COMO SEGUNDO PRODUCTO DE LA CABEZA Y CICLOPENTANO, E HIDROCARBUROS DE ELEVADO PUNTO DE EBULLICION COMO SEGUNDO PRODUCTO DE RESIDUO, Y ESTE SEGUNDO PRODUCTO DE RESIDUO SE SEPARA EN UNA TERCERA DESTILACION FRACCIONADA EN CICLOPENTANO Y PRODUCTOS DE ELEVADO PRODUCTO DE EBULLICION, O B2) EL PRIMER PRODUCTO DE RESIDUO SE SOMETE A UNA HIDROGENACION CATALITICA, Y A CONTINUACION SE SEPARA EN UNA DESTILACION FRACCIONADA EN CICLOPENTANO COMO PRODUCTO DE LA CABEZA, Y COMPUESTOS DE ELEVADOPUNTO DE EBULLICION COMO PRODUCTO DE RESIDUO, O B3) DEL PRIMER PRODUCTO DE RESIDUO EN UNA DESTILACION FRACCIONADA LOS COMPUESTOS DE ELEVADO PUNTO DE EBULLICION SE SEPARAN COMO PRODUCTO DE RESIDUO, Y EL PRODUCTO DE LA CABEZA SE SOMETE A UNA HIDROGENACION CATALITICA FORMANDOSE CICLOPENTANO.
Description
Procedimiento para la obtención de ciclopentano
y/o ciclopenteno.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la obtención de ciclopentano a partir de una
cabeza de benceno parcialmente hidrogenada, o una fracción de
hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada,
mediante separación por destilación. En una variante del
procedimiento según la invención, además de ciclopentano, se puede
obtener adicionalmente isopentano
(2-metilbutano).
Recientemente, el ciclopentano ha encontrado
significado como substituto para hidrocarburos
fluor-clorados
(FCKW) como agente propulsor para sistemas de poliuretano, ya que se debe considerar inofensivo con respecto al deterioro de la capa de ozono de la atmósfera terrestre. Además, el ciclopentano tiene significado como disolvente especial. El ciclopenteno es un valioso comonómero para polímeros, y además puede proporcionar ciclopentano adicional mediante hidrogenado. Finalmente, el isopentano es una valiosa materia prima para alquilatos y otras reacciones químicas.
(FCKW) como agente propulsor para sistemas de poliuretano, ya que se debe considerar inofensivo con respecto al deterioro de la capa de ozono de la atmósfera terrestre. Además, el ciclopentano tiene significado como disolvente especial. El ciclopenteno es un valioso comonómero para polímeros, y además puede proporcionar ciclopentano adicional mediante hidrogenado. Finalmente, el isopentano es una valiosa materia prima para alquilatos y otras reacciones químicas.
En el caso de craqueo de nafta (bencina química)
en instalaciones de craqueo por vapor o en Fluid Catalytic Crackern
(FCC), además de gas residual (principalmente H_{2} y CH_{4}),
de este modo se produce valiosos monómeros, como etileno, propeno,
(1)-buteno, (2)-buteno, e isobuteno,
y además butadieno (fracciones de hidrocarburos con 2, 3 y 4 átomos
de carbono).
La fracción remanente de productos de craqueo,
llamada bencina de pirólisis, se elabora para la obtención de
compuestos aromáticos. En primer lugar se hidrogena parcialmente la
bencina de pirólisis para hidrogenar compuestos de acetileno y de
olefinas para dar alquenos, o bien monoolefinas. A continuación, a
partir de la bencina de pirólisis parcialmente hidrogenada, se
obtiene, mediante destilación, una cabeza de benceno parcialmente
hidrogenada, que contiene un gran número de alcanos con 5 átomos de
carbono y alquenos con 5 átomos de carbono isómeros, además
ciclopentano y ciclopenteno, cantidades reducidas de hidrocarburos
con 4 átomos de carbono no separados completamente, así como una
cierta fracción de hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono.
Alternativamente, mediante destilación a partir de la bencina de
pirólisis parcialmente hidrogenada se puede obtener una fracción de
hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada, que
contiene un gran número de alcanos con 5 átomos de carbono y
alquenos con 5 átomos de carbono isómeros, ciclopentena,
ciclopenteno, cantidades reducidas de hidrocarburos con 4 átomos de
carbono no separados completamente, así como cantidades reducidas de
hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono.
La elaboración de la bencina de pirólisis se
puede efectuar también de modo que se produce, en primer lugar, una
cabeza de benceno no hidrogenada mediante separación por
destilación. A continuación se hidroliza ésta parcialmente, para
hidrogenar de nuevo compuestos de acetileno y de olefinas para dar
alcanos, o bien monoolefinas. Esta cabeza de benceno hidrogenada
parcialmente contiene entonces un gran número de alcanos con 5
átomos de carbono y alquenos con 5 átomos de carbono isómeros,
además ciclopentano y ciclopenteno, cantidades reducidas de
hidrocarburos con 4 átomos de carbono no separados completamente,
así como una cierta fracción de hidrocarburos con 6 y más átomos de
carbono. Alternativamente, la elaboración de la bencina de pirólisis
se puede efectuar de modo que se separa en primer lugar sólo
hidrocarburos con 5 átomos de carbono por destilación, mediante lo
cual se obtiene una fracción con 5 átomos de carbono no hidrogenada.
Esta fracción con 5 átomos de carbono se hidrogena igualmente a
continuación, y contiene entonces un gran número de alcanos con 5
átomos de carbono y alquenos con 5 átomos de carbono isómeros,
ciclopentano, ciclopenteno, cantidades reducidas de hidrocarburos
con 4 átomos de carbono no separados completamente, así como
cantidades más reducidas de hidrocarburos con 6 y más átomos de
carbono.
Una composición típica de una cabeza de benceno
parcialmente hidrogenada o una fracción con 5 átomos de carbono
parcialmente hidrogenada, que se obtuvieron según una de las
variantes de procedimiento descritas anteriormente, es la siguiente,
dando por resultado 100 la suma de % en peso.
| Componente | Contenido |
| (Hidrocarburos = KW) | (% en peso) |
| C_{4}-KW | 0 - 4 |
| C_{5}-KW de bajo punto de ebullición | 30 - 60 |
| 2-metil-2-buteno | 8 - 20 |
| Ciclopentano | 6 - 24 |
| Ciclopenteno | 8 - 27 |
| C_{6}^{+}-KW | 0 - 25 |
| C_{5}-dienos | 0 - 0,5 |
\newpage
La composición preferente de una cabeza de
benceno parcialmente hidrogenada es la siguiente, dando por
resultado 100 la suma de % en peso.
| Componente | Contenido |
| (Hidrocarburos = KW) | (% en peso) |
| C_{4}-KW | 0 - 3 |
| C_{5}-KW de bajo punto de ebullición | 30 - 45 |
| 2-metil-2-buteno | 8 - 15 |
| Ciclopentano | 6 - 18 |
| Ciclopenteno | 8 - 20 |
| C_{6}^{+}-KW | 15 - 25 |
| C_{5}-dienos | 0 - 0,5 |
La composición preferente de una fracción de
hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada es la
siguiente, dando por resultado 100 la suma de % en peso.
| Componente | Contenido |
| (Hidrocarburos = KW) | (% en peso) |
| C_{4}-KW | 0 - 4 |
| C_{5}-KW de bajo punto de ebullición | 35 - 60 |
| 2-metil-2-buteno | 9 - 20 |
| Ciclopentano | 7 - 24 |
| Ciclopenteno | 9 - 27 |
| C_{6}^{+}-KW | 0 - 2 |
| C_{5}-dienos | 0 - 0,5 |
Por la EP-A-0 799
881 es conocida la puesta en práctica de una destilación fraccionada
de bencina de pirólisis parcialmente hidrogenada para la obtención
de ciclopentano y/o ciclopenteno, pudiéndose obtener, en caso dado,
una mezcla de n-pentano e isopentano, extrayéndose
en una columna una mezcla enriquecida en ciclopentano y ciclopenteno
como extracción lateral, obteniéndose la fracción de hidrocarburos
con 5 átomos de carbono restante como producto de cabeza, e
hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono como producto de cola.
En el ámbito del procedimiento descrito en la
EP-A-0 799 881 se pueden someter
hidrocarburos insaturados a un hidrogenado catalítico. El
inconveniente de este procedimiento consiste en que una extracción
lateral a partir de una primera columna, en la que se alimenta una
mezcla de muchos componentes, constituye aún una mezcla de muchos
componentes, a partir de la cual se pueden obtener componentes puros
sólo mediante gasto adicional, o sólo en pureza insuficiente. Un
inconveniente adicional del procedimiento descrito en la
EP-A-0 799 881 consiste en que se
puede obtener el isopentano deseado únicamente asociado con el
n-pentano menos deseado. Un inconveniente adicional
de este procedimiento consiste en que el lugar de la extracción
lateral se modifica igualmente con composición fluctuante de bencina
de pirólisis empleada, parcialmente hidrogenada, a consecuencia del
perfil de temperatura de la columna, que se modifica con ello, de
modo que no es posible una obtención óptima de ciclopentano y/o
ciclopenteno.
La DE-A-2256384
da a conocer un procedimiento para la obtención de ciclopenteno
altamente puro mediante destilación y subsiguiente tratamiento de la
cola que contiene ciclopentadieno con un intercambiador catiónico
macroporoso.
Se descubrió que, por el gasto energético y por
la calidad de las substancias de valor obtenibles en este caso, es
decir, en suma por motivos económicos, es más conveniente prever
etapas de destilación separadas, y prever únicamente una extracción
lateral en una última columna de destilación, a pesar de que un
especialista debería considerar demasiado costoso tal modo de
proceder.
La invención se refiere a un procedimiento para
la obtención de ciclopentano mediante separación por destilación de
una cabeza de benceno parcialmente hidrogenada, o de una fracción de
hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada, que
está caracterizado porque
- a)
- en una primera destilación fraccionada de la cabeza de benceno parcialmente hidrogenada, o de la fracción de hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada, se extrae como primer producto de cabeza compuestos de bajo punto de ebullición, con puntos de ebullición por debajo del de ciclopenteno, y como primer producto de cola compuestos de punto de ebullición elevado, con ciclopenteno, e hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que ciclopenteno, y
- b1)
- se alimenta el primer producto de cola a una segunda destilación fraccionada, y en ésta se extrae ciclopenteno como segundo producto de cabeza, y ciclopentano, así como hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que ciclopentano como segundo producto de cola, y a partir de este segundo producto de cola se obtiene ciclopentano como tercer producto de cabeza en una tercera destilación fraccionada, y se separa hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que ciclopentano como tercer producto de cola, o bien
- b2)
- se somete el primer producto de cola a un hidrogenado catalítico, y a continuación se separa en una destilación fraccionada en ciclopentano como producto de cabeza, e hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que ciclopentano como producto de cola, o bien
- b3)
- a partir del primer producto de cola se separa en una destilación fraccionada los hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que ciclopentano como producto de cola, se somete el producto de cabeza a un hidrogenado catalítico bajo obtención de ciclopentano.
Las composiciones típicas de la cabeza de benceno
parcialmente hidrogenada, o bien de la fracción de hidrocarburos con
5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada, corresponden a las
indicadas ya anteriormente.
En el ámbito del procedimiento según la
invención, conforme al paso a), en una primera destilación
fraccionada se efectúa una separación de compuestos de bajo punto de
ebullición, con puntos de ebullición por debajo de ciclopenteno como
primer producto de cabeza. Esta primera destilación fraccionada se
puede efectuar, a modo de ejemplo, en una etapa, previéndose una
columna con suficiente acción separadora para la eliminación lo más
completa posible de compuestos de bajo punto de ebullición. No
obstante, del mismo modo es posible llevar a cabo la primera
destilación fraccionada, pudiéndose permitir entonces, en la cola de
la primera etapa, una concentración más elevada de compuestos de
bajo punto de ebullición, y separándose por destilación
completamente estos compuestos de bajo punto de ebullición en la
segunda etapa. En este caso, los compuestos de bajo punto de
ebullición de la segunda etapa pueden contener compuestos de punto
de ebullición más elevado, y se devuelven ventajosamente a la
entrada de la primera etapa (figura 2).
Según se lleve a cabo la primera destilación
fraccionada conforme al paso a) en una o dos etapas, se alimenta el
producto de cola de la primera, o bien segunda etapa, a una
destilación fraccionada adicional según b1), o se trata
adicionalmente según b2), o bien b3). Si se alimenta el producto de
cola del paso a) a la segunda destilación fraccionada, según la
forma de realización b1), de este modo se obtiene ciclopenteno como
segundo producto de cabeza en pureza elevada, y ciclopentano, e
hidrocarburos de punto de ebullición más elevado ciclopentano, como
segundo producto de cola. Finalmente, en una tercera destilación
fraccionada, se separa el segundo producto de cola en ciclopentano
como tercer producto de cabeza, e hidrocarburos de punto de
ebullición más elevado que ciclopentano, con 6 y más átomos de
carbono, como tercer producto de cola.
En la variante según b2) se alimenta el producto
de cola de la primera destilación fraccionada (en realización de una
etapa o dos etapas) a un hidrogenado catalítico para la
transformación de olefinas en hidrocarburos saturados. En este caso
se transforma en especial ciclopenteno en el ciclopentano deseado,
como gas propulsor, y de este modo se aumenta el rendimiento en este
último. A continuación del hidrogenado catalítico se efectúa
entonces, bajo supresión de la segunda destilación fraccionada, la
separación en ciclopentano como producto de cabeza, y los
hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que ciclopenteno
como producto de cola.
Este orden de la variante b2), en primer lugar
hidrogenado catalítico, y a continuación destilación fraccionada, se
puede intercambiar también según la variante b3). En este caso, a
partir del primer producto de cola del paso a), se separan en primer
lugar los hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que
ciclopentano como producto de cola en una primera destilación
fraccionada, y después se somete el producto de cabeza a un
hidrogenado catalítico bajo obtención de ciclopentano a partir de
ciclopenteno.
La variante b2) permite, además de la obtención
de ciclopentano, la obtención adicional de isopentano.
Por consiguiente, además es objeto de la
invención un procedimiento para la obtención de ciclopentano, y
adicionalmente isopentano, mediante separación por destilación de
una cabeza de benceno parcialmente hidrogenada, o de una fracción de
hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada, que
está caracterizado porque
- a)
- en una primera destilación fraccionada de la cabeza de benceno parcialmente hidrogenada, o de la fracción de hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada se extrae como primer producto de cabeza compuestos de bajo punto de ebullición, con puntos de ebullición por debajo del de 2-metil-(2)-buteno, y como primer producto de cola compuestos de punto de ebullición elevado, con 2-metil-(2)-buteno, e hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que 2-metil-(2)-buteno, y
- b2)
- se somete el primer producto de cola a un hidrogenado catalítico, y a continuación, en una destilación fraccionada, se separa en isopentano como producto de cabeza, ciclopentano como corriente lateral, e hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono como producto de cola.
En este caso, el isopentano se forma como
producto puro, y especialmente no está asociado con
n-pentano, lo que permite el empleo inmediato en
procesos de alquilado, u otra utilización.
La obtención adicional de isopentano es posible
también a través de la variante b3).
Por lo tanto, es objeto de la invención un
procedimiento para la obtención de ciclopentano, y adicionalmente
isopentano mediante separación por destilación de una cabeza de
benceno parcialmente hidrogenada, o de una fracción de hidrocarburos
con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada, caracterizado
porque
- a)
- en una primera destilación fraccionada de la cabeza de benceno parcialmente hidrogenada, o de la fracción de hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada, se extrae como primer producto de cabeza compuestos de bajo punto de ebullición, con puntos de ebullición por debajo del 2-metil-(2)-buteno, y como primer producto de cola compuestos de punto de ebullición elevado, con 2-metil-(2)-buteno, e hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que 2-metil-(2)-buteno, y
- b3)
- se somete el primer producto de cola a destilación fraccionada, separándose los compuestos de punto de ebullición más elevado en forma de hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono como producto de cola, e hidrogenándose por vía catalítica el producto de cabeza que contiene esencialmente ciclopenteno, ciclopentano y 2-metil-2-buteno, bajo formación de isopentano y ciclopentano, y separándose finalmente, mediante destilación fraccionada, en isopentano como producto de cabeza, ciclopentano como corriente lateral e hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono como producto de cola.
No obstante, en este procedimiento, los
compuestos de punto de ebullición más elevado se producen aún sólo
en el intervalo de trazas.
Las colas de destilación, que no se han destilado
completamente en las diversas destilaciones fraccionadas en el
ámbito del procedimiento según la invención, en favor de la
obtención de productos de cabeza puros, se pueden devolver al
procedimiento según la invención en el punto apropiado, como se
muestra en la figura 3 de manera ejemplar. Las colas de destilación
con hidrocarburos con 6 o más átomos de carbono, a esclusar en
último lugar tras la puesta en práctica del procedimiento según la
invención, se pueden emplear en combinación con una instalación
petroquímica de modo apropiado, a modo de ejemplo como corriente de
reflujo a una instalación de craqueo.
En otra forma preferente de realización del
procedimiento según la invención, se puede llevar a cabo en el punto
apropiado una eliminación de compuestos orgánicos oxigenados,
sometiéndose a un lavado con agua la mezcla de hidrocarburos a
separar mediante destilación fraccionada. Los compuestos orgánicos
oxigenados se encuentran entonces en el agua residual que se
descarga como producto de cola a partir de tal lavado, que se somete
a una purificación biológica u otra eliminación. De forma
preferente, este lavado con agua se dispone inmediatamente antes de
la destilación fina para dar los productos deseados.
En el caso de puesta en práctica del
procedimiento según la invención según la variante a) y b1), el
lavado con agua tiene lugar preferentemente entre la primera y la
segunda destilación fraccionada.
Si se efectúa el procedimiento según la invención
en la variante a) y b2) o a) y b3), de este modo se efectúa el
lavado con agua preferentemente antes o después del hidrogenado
catalítico.
Si se llevan a cabo las variantes a) y b2), o
bien a) y b3) bajo obtención adicional de isopentano, ha dado buen
resultado especialmente efectuar el lavado con agua inmediatamente
antes de la última destilación fraccionada.
El procedimiento según la invención es apropiado
para el empleo de cabezas de benceno parcialmente hidrogenadas, que
tienen la composición citada anteriormente. No obstante, mediante
los pasos de destilación fraccionada llevados a cabo por separado
según la anterior descripción, también es apropiado para cabezas de
benceno que están caracterizadas por una fracción de compuestos de
bajo punto de ebullición y/o compuestos de punto de ebullición
elevado, que difiere de la anterior exposición. Esto posibilita, a
modo de ejemplo, emplear también adquisiciones de cabezas de
benceno, que no proceden de la propia instalación petroquímica, y
que, por lo tanto, tienen composiciones fuertemente divergentes.
En el procedimiento según la invención, para las
destilaciones fraccionadas entran en consideración columnas que son
conocidas por el especialista. Por consiguiente, estas pueden
contener platos de destilación de diferentes tipos de realización
conocidos, cuerpos de relleno de diferentes tipos de realización
conocidos, o empaquetaduras estructuradas de los diferentes tipos de
realización conocidos. La adaptación de tales columnas a los
requisitos de los diferentes pasos de destilación fraccionada del
procedimiento según la invención es conocida en principio, y no
requiere una explicación adicional. En un tipo de realización
especial, se puede realizar la variante del procedimiento según la
invención con obtención adicional de isopentano en su último paso de
procedimiento con la extracción de corriente lateral de ciclopentano
en una columna de chapa separadora.
En principio, la puesta en practica del
procedimiento según la invención es independiente de la presión
aplicada. No obstante, ya que las substancias obtenidas en el
procedimiento según la invención están caracterizadas por sus puntos
de ebullición reducidos a presión atmosférica, lo que se puede
aplicar en especial a los respectivos productos de cabeza, se
deseará no hacer uso, en lo posible, de costosas aguas salinas
refrigerantes, y tampoco, en lo posible, de agua fría, igualmente
costosa, para la condensación de productos de cabeza, sino emplear
en lo posible agua refrigerante esencialmente normal para la
condensación. A tal efecto, para el aumento de las temperaturas de
condensación se hace uso de presión elevada. A modo de ejemplo, esta
presión elevada se mueve en el intervalo de 1,5 a 10 bar de presión
absoluta.
El hidrogenado catalítico previsto en las
variantes de procedimiento b2) y b3) se lleva a cabo bajo
condiciones conocidas en principio. Como catalizadores de
hidrogenado se emplean metales nobles dispuestos sobre soportes, por
ejemplo paladio, platino, rutenio o rodio, o níquel, con o sin
promotores conocidos. Como soportes de catalizador entran en
consideración Al_{2}O_{3}, SiO_{2}, carbón activo, u otros
materiales soporte apropiados para estos fines. Como temperatura
para el hidrogenado entra en consideración un intervalo de 20 a
200ºC, preferentemente 20 a 60ºC, en el caso de metales de platino,
así como 120 a 180ºC en el caso de níquel. Son preferentes
temperaturas reducidas en los citados intervalos, ya que entonces no
se debe refrigerar de modo costoso la descarga del hidrogenado. La
presión de H_{2} en el hidrogenado catalítico se sitúa en el
intervalo de 5 a 100 bar, preferentemente 5 a 30 bar. El hidrógeno
empleado puede ser tanto hidrógeno puro como también el denominado
gas residual, que se encuentra a disposición en instalaciones
petroquímicas, y que está constituido en muchos casos por
aproximadamente un 70% de H_{2}, un 25% de CH_{4} y cantidades
reducidas de otros componentes hidrogenados.
De las numerosas formas de realización del
procedimiento según la invención, se representan algunas por medio
de las figuras 1, 2, 3 y 4 de manera ejemplar. En estas figuras, en
favor de una mayor disposición sinóptica, no se indican bombas,
cambiadores de calor, condensadores, dispositivos de calefacción y
mantenimiento de presión. Símbolos iguales significan instalación
iguales o corrientes de substancias iguales.
La figura 1 muestra tres columnas de destilación
A, B y C para la primera, segunda y tercera destilación fraccionada
según la forma de realización a) y b1). D es una columna para la
puesta en práctica del lavado con agua, aplicado
preferentemente.
Las corrientes de substancia en la figura 1 son
las siguientes:
- 1
\;
= - cabeza de benceno parcialmente hidrogenada o fracción de hidrocarburo con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada,
- 2
\;
= - primer producto de cabeza constituido por compuestos de bajo punto de ebullición, con puntos de ebullición por debajo del de ciclopenteno,
- 3
\;
= - primer producto de cola constituido por compuestos de punto de ebullición elevado con ciclopenteno, así como componentes de punto de ebullición más elevado que ciclopenteno,
- 4
\;
= - agua para lavado,
- 5
\;
= - agua residual a partir del lavado con agua,
- 6
\;
= - primer producto de cola de A lavado con agua,
- 7
\;
= - ciclopenteno como segundo producto de cabeza,
- 8
\;
= - segundo producto de cola,
- 9
\;
= - ciclopentano y
- 10
\;
= - tercer producto de cola con hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono.
La figura 2 muestra una variante en la que se
lleva a cabo la primera destilación fraccionada en dos etapas. Por
este motivo, en lugar de la primera columna de destilación A están
previstas dos columnas de destilación A1 y A2, que también se pueden
accionar como diferentes tramos de una columna. Ambas columnas están
unidas entre sí de modo que se introduce un producto de cola
13 de A1 en A2, y se devuelve el producto de cabeza de A2
como corriente de reflujo 18 en la entrada de A1. Todas las
demás corrientesde substancia tienen el significado explicado en
relación con la figura 1.
En la figura 3 se muestra una forma de
realización, en la que está contenido un hidrogenado catalítico
según b2), y que permite la obtención adicional de isopentano en
forma pura. También en este caso está previsto un lavado con agua en
la columna D. Por lo demás, la figura 3 contiene el reactor de
hidrogenado E y dos columnas de destilación F y G. En E se hidrogena
el primer producto de cola 12 de la primera destilación
fraccionada, que contiene, no obstante,
2-metil-2-buteno
como substancia subsiguiente, adicionalmente a las substancias
contenidas en las corrientes 3 y 13 de las figuras 1 y
2. Adicionalmente se introduce H_{2} como correspondiente
11 en E. La descarga 14 de E contiene esencialmente
sólo hidrocarburos saturados en esta forma de realización, y se
introduce en F. En esta forma de realización, F adopta la función de
C en la figura 1 y 2, con respecto al esclusado de hidrocarburos con
6 y más átomos de carbono. El producto de cabeza 15 de F se
alimenta a un lavado con agua D. El producto de cabeza 16 de
D contiene isopentano, ciclopentano, y cantidades reducidas de
hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono, que no se destilan de
manera precisa, y se alimenta a la columna de destilación G. Como
extracción lateral de G se extrae ciclopentano 9, y como
producto de cabeza de G se extrae isopentano 17.
La corriente de cola 19 de G contiene los
hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono, y se reúne con la
corriente 14.
En la figura 4 se indica una forma de realización
en la que se lleva a cabo en primer lugar la primera destilación
fraccionada según el paso a) en una etapa, y a continuación se
somete el primer producto de cola subrayado 3, según la variante
b3), a una destilación fraccionada adicional en la columna de
destilación H, separándose los compuestos de punto de ebullición más
elevado 20 como producto de cola. El producto de cabeza
21 contiene predominantemente ciclopenteno y ciclopentano, y
se hidrogena por vía catalítica en el reactor E, obteniéndose como
descarga 22 una fracción de ciclopentano cruda. Esta se
somete a una destilación fraccionada adicional en la columna de
destilación I. Los compuestos de punto de ebullición elevados de
esta destilación fraccionada 23 se recirculan en la
destilación fraccionada H, mientras que el producto de cabeza
24 en la columna D se alimenta a un lavado con agua. El
producto de cabeza 26 contiene esencialmente sólo
ciclopentano, y se somete a una última destilación fina en la
columna de destilación K, extrayéndose el ciclopentano puro como
corriente lateral 28.
De 100 partes de cabeza de benceno se obtienen,
en una primera columna de destilación con aproximadamente 20 etapas
de separación teóricas, en el caso de un reflujo de 750 partes, de
modo típico, aproximadamente 58 partes de producto de cabeza y 42
partes de producto de cola, de tal manera que el producto de cabeza
contiene menos de 4 partes de hidrocarburos con 5 átomos de carbono
cíclicos (ciclopentano y ciclopenteno). El producto de cola que se
forma en este caso está constituido por aproximadamente 20 partes de
hidrocarburos con 5 átomos de carbono cíclicos, aproximadamente una
parte de 2-metil-(2)-buteno,
acompañada de trazas de pentenos, y aproximadamente 21 partes de
hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono. El producto de cola
obtenido de este modo se conduce, sin purificación adicional, a un
reactor de hidrogenado, que transforma los compuestos insaturados en
compuestos saturados bajo alimentación de hidrógeno en un
catalizador de hidrogenado comercial a base de metal noble o níquel.
En una segunda columna subsiguiente, con aproximadamente 50 etapas
de separación teóricas, se separan adicionalmente por destilación
las 42 partes de producto de cola hidrogenado, en el caso de un
reflujo de aproximadamente 80 partes. Se obtiene aproximadamente 22
partes del segundo producto de cabeza, y aproximadamente 20 partes
del segundo producto de cola. El segundo producto de cabeza tiene
aproximadamente 19 partes de ciclopentano en mezcla con
aproximadamente 2 partes de isopentano (a partir del hidrogenado de
2-metil-(2)-buteno), así como
aproximadamente una parte de hidrocarburos superiores. En el
producto de cola se pierden sólo cantidades reducidas
(aproximadamente 1 parte de ciclopentano). Por consiguiente, el
producto de cola está constituido casi exclusivamente por
hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono, y se puede emplear, a
modo de ejemplo como componente de bencina como éter de petróleo
(disolvente). A continuación se libera el segundo producto de cabeza
de cantidades reducidas de impurezas polares oxigenadas "en el
mismo" mediante un lavado con agua. Finalmente, con una columna
de purificación fina, tiene lugar la concentración por destilación
de ciclopentano hasta una pureza, típicamente, de un 95 a un 99% en
peso. Esta última columna de destilación con aproximadamente 70
etapas teóricas, en el caso de un reflujo de aproximadamente 50
partes, separa las 22 partes empleadas de producto de cabeza a
partir del lavado con H_{2}O en 2 partes de producto de cabeza
(isopentano), 18 partes de ciclopentano de la pureza indicada
(corriente lateral) y aproximadamente 2 partes de producto de cola,
constituido aún por sólo cantidades reducidas de ciclopentano, y
principalmente hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono. El
producto de cola citado en último lugar se devuelve a la descarga
del reactor de hidrogenado para el aumento de rendimiento.
Claims (5)
1. Procedimiento para la obtención de
ciclopentano mediante separación por destilación de una cabeza de
benceno parcialmente hidrogenada, o de una fracción de hidrocarburos
con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada,
caracterizado porque
- a)
- en una primera destilación fraccionada de la cabeza de benceno parcialmente hidrogenada, o de la fracción de hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada, se extrae como primer producto de cabeza compuestos de bajo punto de ebullición, con puntos de ebullición por debajo del de ciclopenteno, y como primer producto de cola compuestos de punto de ebullición elevado, con ciclopenteno, e hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que ciclopenteno, y
- b1)
- se alimenta el primer producto de cola a una segunda destilación fraccionada, y en ésta se extrae ciclopenteno como segundo producto de cabeza, y ciclopentano, así como hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que ciclopentano como segundo producto de cola, y a partir de este segundo producto de cola se obtiene ciclopentano como tercer producto de cabeza en una tercera destilación fraccionada, y se separa hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que ciclopentano como tercer producto de cola, o bien
- b2)
- se somete el primer producto de cola a un hidrogenado catalítico, y a continuación se separa en una destilación fraccionada en ciclopentano como producto de cabeza, e hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que ciclopentano como producto de cola, o bien
- b3)
- a partir del primer producto de cola se separa en una destilación fraccionada los hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que ciclopentano como producto de cola, se somete el producto de cabeza a un hidrogenado catalítico bajo obtención de ciclopentano.
2. Procedimiento para la obtención de
ciclopentano, y adicionalmente isopentano, mediante separación por
destilación de una cabeza de benceno parcialmente hidrogenada, o de
una fracción de hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente
hidrogenada, caracterizado porque
- a)
- en una primera destilación fraccionada de la cabeza de benceno parcialmente hidrogenada, o de la fracción de hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada, se extrae como primer producto de cabeza compuestos de bajo punto de ebullición, con puntos de ebullición por debajo del 2-metil-(2)-buteno, y como primer producto de cola compuestos de punto de ebullición elevado, con 2-metil-(2)-buteno, e hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que 2-metil-(2)-buteno, y
- b2)
- se somete el primer producto de cola a un hidrogenado catalítico, y a continuación, en una destilación fraccionada, se separa en isopentano como producto de cabeza, ciclopentano como corriente lateral, e hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono como producto de cola.
3. Procedimiento para la obtención de
ciclopentano, y adicionalmente isopentano mediante separación por
destilación de una cabeza de benceno parcialmente hidrogenada, o de
una fracción de hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente
hidrogenada, caracterizado porque
- a)
- en una primera destilación fraccionada de la cabeza de benceno parcialmente hidrogenada, o de la fracción de hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente hidrogenada se extrae como primer producto de cabeza compuestos de bajo punto de ebullición, con puntos de ebullición por debajo del 2-metil-2-buteno, y como primer producto de cola compuestos de punto de ebullición elevado, con 2-metil-2-buteno, e hidrocarburos de punto de ebullición más elevado que 2-metil-2-buteno, y
- b3)
- se somete el primer producto de cola a destilación fraccionada, separándose los compuestos de punto de ebullición más elevado en forma de hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono como producto de cola, e hidrogenándose por vía catalítica el producto de cabeza que contiene esencialmente ciclopenteno, ciclopentano y 2-metil-2-buteno, bajo formación de isopentano y ciclopentano, y separándose finalmente, mediante destilación fraccionada, en isopentano como producto de cabeza, ciclopentano como corriente lateral e hidrocarburos con 6 y más átomos de carbono como producto de cola.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 ó
3, caracterizado porque se efectúa la primera destilación
fraccionada en dos etapas, extrayéndose en la 1ª etapa los
compuestos de bajo punto de ebullición como producto de cabeza,
trasladándose el producto de cola de la 1ª etapa completamente a la
2ª etapa, devolviéndose el producto de cabeza de la 2ª etapa a la
entrada de la 1ª etapa, y tratándose de modo subsiguiente el
producto de cola de 2ª etapa según la reivindicación 1, 2 ó 3.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 ó
3, teniendo la cola de benceno parcialmente hidrogenada, o la
fracción de hidrocarburos con 5 átomos de carbono parcialmente
hidrogenada, la siguiente composición, dando por resultado 100 la
suma de % en peso:
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