ES2258064T3 - Procedimiento de produccion, simultaneo o no simultaneo de compuestos monoalquil aromaticos dialquil aromaticos y trialquil aromaticos. - Google Patents
Procedimiento de produccion, simultaneo o no simultaneo de compuestos monoalquil aromaticos dialquil aromaticos y trialquil aromaticos.Info
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de al menos un compuesto seleccionado entre los compuestos monoalquilaromáticos, dialquilaromáticos y trialquilaromáticos por alquilación o transalquilación de un compuesto aromático por al menos un agente alquilante seleccionado entre las olefinas, caracterizándose el procedimiento porque se realiza en dos etapas en serie, utilizando cada etapa una zona de reacción en la cual los aromáticos reaccionan con un agente alquilante, y porque una de estas dos etapas puede ser realizada o puesta fuera de circuito para poder proporcionar a la solicitud monoalquilaromáticos, dialquilaromáticos para los cuales las cadenas alifáticas son de longitudes diferentes o idénticas o trialquilaromáticos para los cuales las cadenas alifáticas son de la misma longitud o para los cuales dos cadenas alifáticas son de longitudes diferentes.
Description
Procedimiento de producción, simultáneo o no
simultáneo de compuestos monoalquil aromáticos dialquil aromáticos y
trialquil aromáticos.
El procedimiento objeto de la presente solicitud
es un procedimiento para alquilar o transalquilar compuestos
aromáticos con miras a producir alquilaromáticos. Los monoalquil
aromáticos encuentran una utilización en la composición de las
gasolinas o de las lejías, los dialquil y trialquil aromáticos en el
ámbito de los lubricantes.
Así, el procedimiento según la invención permite
la producción de mono, de di y de trialquil aromáticos. Así este
procedimiento se refiere a la alquilación de compuestos aromáticos
(benceno, tolueno, cumeno..) por agentes alquilantes seleccionados
entre las olefinas para producir monoalquil aromáticos cuya cadena
alifática injertada comprende un número de carbonos seleccionado de
2 a 20 átomos de carbono.
Este procedimiento puede igualmente producir
también dialquil bencenos es decir compuestos aromáticos donde el
núcleo bencénico comprende dos cadenas parafínicas cuyo número de
átomos de carbono puede ser idéntico o diferente. Cada una de estas
cadenas alifáticas pueden contener de 2 a 20 átomos de carbono. En
el caso en que se deseasen producir trialquilos aromáticos, existen
tres cadenas alifáticas de las cuales 2, por ejemplos, son de
longitudes idénticas.
La alquilación de los compuestos aromáticos es
conocida desde hace bastantes años.
Así la patente
US-A-2.939.890 (Universal Oil
Products Company), del año 1960, reivindica un procedimiento de
síntesis del cumeno utilizando BF3 como catalizador.
Es conocido igualmente por la patente
US-A-3.173.965 (Esso Research) del
año 1965 que reivindica como catalizadores adecuados para la
alquilación del benceno ácidos del tipo AlCl3, AlBr3, FeCl3, SnCl4,
BF3, H2SO4, P2O5 y H3PO4.
En el mismo orden de ideas, las patentes
US-A-4.148.834 (1079) y
US-A-4.551.573 (1985) reivindican la
utilización para la primera de HF durante la primera etapa y AlCl3
o AlBr3 en la segunda etapa. La segunda patente, en cuanto a la
misma, reivindica, más particularmente, una mezcla de halogenuros de
aluminio y de yodo elemental.
La patente
US-A-3.251.897 reivindica la
utilización de zeolitas X e Y intercambiadas con tierras raras para
la producción de monoalquil benceno (etilbenceno, cumeno..) y
dietilbenceno.
La patente
US-A-3.631.120 (1971) reivindica la
utilización de zeolitas principalmente zeolita Y con una relación de
sílice sobre alúmina de 4 a 4,9 para la producción de cumeno.
La patente
US-A-5.107.048 (1992) reivindica la
utilización de catalizador amorfo del tipo sílice promovida en ácido
de Lewis gracias a BF3.
La patente US 2.400.437 describe un procedimiento
de alquilación de compuestos aromáticos mediante hidrocarburos
olefínicos por medio de reactores dispuestos en serie.
El procedimiento, reivindicado por la Firma
solicitante, se refiere a la producción de monoalquil benceno y/o de
dialquil benceno y/o de trialquil benceno y presenta como
originalidades:
- -
- un esquema de producción que es flexible y que permite adaptarlo a las necesidades del mercado o a las posibilidades de aprovisionamiento,
- -
- los catalizadores utilizados no son ni peligrosos ni tóxicos como lo son los halogenuros de aluminio o HF,
- -
- su especificidad es tal que la misma permite obtener los productos de gran pureza,
- -
- los catalizadores, utilizados en la presente invención, pueden ser regenerados por simple combustión de aire o bajo oxígeno, o referenciados por un tratamiento bajo hidrógeno.
La invención se caracteriza por consiguiente
esencialmente por un procedimiento flexible que comprende
normalmente en serie dos etapas combinadas adaptadas para la
producción, conjunta o no, de mono, di y trialquilaromáticos,
procedimiento en el cual en función de los productos deseados, puede
ser realizado bien sea en dos etapas, bien sea en la primera, bien
sea en la segunda de estas dos etapas, pudiendo cada una de estas
etapas ser realizada fuera de circuito o puesta de nuevo en
funcionamiento en cualquier momento, en función de los deseos de los
clientes a aprovisionar en mono, di o trialquilaromáticos
obtenido(s) por alquilación o por transalquilación de un
hidrocarburo aromático por un compuesto olefínico.
Los tres tipos de productos susceptibles de ser
producidos, por el procedimiento cuya solicitud reivindica la
propiedad, corresponden a las fórmulas químicas genéricas
siguientes:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
R1 = cadena alifática que comprende
entonces de 2 a 20 átomos de
carbono.
\vskip1.000000\baselineskip
Estas cadenas alquilo tienen cada una de 2 a 20
átomos de carbono. Estas cadenas pueden ser de iguales dimensiones o
de longitudes diferentes.
Los productos obtenidos están constituidos por
tres isómeros: orto, meta y para.
\vskip1.000000\baselineskip
Aquí las cadenas alifáticas R1 y R2 pueden ser de
longitud idéntica o diferente y comprenden de 2 a 20 átomos de
carbono.
En el procedimiento cuatro tipos diferentes de
producción pueden considerarse de forma separada cuando solo se
desea un solo producto específico:
- -
- caso 1: producción de dialquil benceno para los cuales las cadenas alifáticas son de longitudes diferentes,
- -
- caso 2: producción de dialquil benceno para los cuales las cadenas alifáticas son de longitud idéntica,
- -
- caso 3: producción de monoalquil benceno,
- -
- caso 4: producción de trialquil benceno.
Se producen dos tipos de reacciones
principales:
- alquilación:
Un esquema simplificado del procedimiento se
presenta en la figura 1. Está compuesto por dos etapas a y b que
pueden separarse o montarse.
En la descripción del procedimiento que se
realiza a continuación para simplificar la comprensión, el aromático
se llamará benceno y el agente alquilante se llamará olefina
(olefina 1 u olefina 2)
En la etapa a, el aromático (o benceno) se
transporta por el conducto 1 hasta un depósito de alimentación A.
El agente alquilante (u olefina 1) es conducido por el conducto 2
hasta un depósito de alimentación B. Estos 2 productos son
seguidamente enviados a un conducto 3 gracias a las bombas C y C' y
los conductos 1' y 2'. Los reactivos se precalientan seguidamente a
la temperatura de reacción gracias a un horno D. Los reactivos
calientes son seguidamente inyectados en un reactor E que contiene
el catalizador nº 1. Las características de este catalizador se
detallarán ulteriormente. La reacción de alquilación es exotérmica
de donde puede ser útil inyectar una parte del compuesto aromático
(o una parte de la olefina 1) entre los diferentes lechos del
reactor, si existen varios lechos, por el conducto 28. Los productos
de la reacción son conducidos por el conducto 4 a un separador F de
gas-líquido que permite separar los gases (conducto
5) y el líquido (conducto 6).
Este efluente líquido es enviado seguidamente a
al menos una columna de destilación (G) en la cual se separarán:
- -
- el aromático no convertido (benceno) que se reciclará en el depósito A por el conducto 7,
- -
- el agente alquilante (olefina 1) no convertido podrá ser reciclado en el depósito B por mediación del conducto 8,
- -
- el monoalquil aromático (o monoalquil benceno) podrá ser según los casos:
- \bullet
- caso 1 o caso 4, definido más arriba: enviado a la segunda parte del procedimiento (es decir a la segunda etapa (b)) por el conducto 9,
- \bullet
- caso 2: reciclado a la entrada del reactor E por el conducto 12 para experimentar una segunda alquilación,
- \bullet
- caso 3: recuperado por el conducto 27 y almacenado como producto en un depósito O
- -
- el dialquilaromático (o dialquilbenceno) podrá ser según los casos:
- \bullet
- caso 1 ó 3: reciclado por el conducto 11 luego 3 a la entrada del reactor con el fin de experimentar una trans-alquilación,
- \bullet
- caso 2: recuperado gracias al conducto 10 y almacenado en un depósito H.
Esta columna de destilación G en el ejemplo podrá
ser ventajosamente sustituida por una sucesión de columnas que
pueden funcionar a presiones diferentes (2 a 4 columnas).
En la etapa b (caso 1), el monoalquil aromático
(monoalquil benceno) del conducto 9 se mezcla con el agente
alquilante 2 (u olefina 2) procedente del conducto 13, del depósito
1 por mediación de la bomba C''. La mezcla se precalienta en el
horno J y penetra en el interior del reactor K, que contiene el
segundo catalizador (catalizador nº 2) por mediación del conducto
15. La reacción al ser exotérmica, puede ser juicioso inyectar una
parte de la olefina 2 entre los lechos del reactor (si existen
varios lechos), por el conducto 29, para controlar las
temperaturas. Los efluentes del reactor (conducto 16) van a un
separador de gas-líquido L. Los gases son evacuados
por el conducto 17. El efluente líquido es enviado por el conducto
18 a una columna de destilación M. Los diferentes productos al
inicio de la destilación son:
- -
- en cabeza de columna, el agente alquilante 2 (u olefina 2) no convertido que se reciclará (conducto 19) a la entrada del reactor por mediación de un depósito de alimentación I.
- -
- el monoalquilo procedente del primer reactor y no convertido se tratará diferentemente según los casos. En el caso 1, se reciclará a la entrada del segundo reactor con la ayuda del conducto 20. En el caso en que se desee una producción conjunta de dialquilbenceno y de monoalquil benceno, puede almacenarse en un depósito P por el conducto 21.
- -
- El dialquil benceno disimétrico es enviado para almacenado a un depósito N por el conducto 22. Sin embargo, si la producción deseada son trialquilos de benceno (caso 4), es posible reciclarlo por el conducto 23 a la entrada del segundo reactor para experimentar una nueva alquilación.
- -
- El trialquil benceno será según los casos: reciclado a la entrada del segundo reactor por el conducto 24 para experimentar una trans-alquilación, almacenado como producto en un depósito Q por el conducto 26, o mezclado entonces con la producción de dialquilo en el depósito N por el conducto 25.
Como anteriormente, esta columna de destilación M
podrá ser sustituida ventajosamente por una sucesión de columnas de
destilación (2 a 4 columnas) que pueden funcionar a presiones
diferentes.
El catalizador de la etapa a) puede encontrarse
en forma de bolas, pero se encuentra lo más a menudo en forma de
extrusionados. Está constituido por un sólido ácido mezclado con una
fase amorfa. El sólido ácido en cuestión se conforma gracias a una
matriz, lo cual es una fase amorfa. El sólido ácido es de
preferencia al menos una zeolita. Se elegirán de preferencia las
zeolitas de tipo estructural FAU y más particularmente la zeolita
Y, las zeolitas de tipo estructural MOR (la zeolita mordenita)
sintetizados en medio clásico básico o bien en medio fluoruro según
los procedimientos descritos en las patentes
EP-B-466 558 y
EP-B-469 940, las zeolitas de tipo
estructural EUO, es decir las zeolitas EU-1,
ZSM-50, TPZ-3), la zeolita
NU-87 de tipo estructural NES. Todas estas zeolitas
se describen en el documento "Atlas of zeolite Structure Types"
W.M. Meier, D.H. Olso y Ch. Baerlocker, 1996 Elsevier. Entre las
zeolitas preferidas y utilizables en el catalizador figuran también
la zeolita NU-86 descrita en la patente EP 463 768
A, la zeolita NU-85 descrita en la patente EP 462
745 A, la zeolita NU-88 descrita en la patente FR 2
752 567, y la zeolita IM-5 descrita en la patente FR
2 754 809.
\newpage
Estas zeolitas se encuentran al menos en parte en
forma ácida (H^{+}), pero pueden también contener cationes
distintos de H^{+} y tales como los alcalinos,
alcalinotérreos...El contenido en zeolita en el catalizador se
encuentra comprendido entre un 5 y un 95% en peso de preferencia
entre un 10 y un 90% con relación al catalizador final. Las
relación de Si/Al global de estas zeolitas se encuentra comprendida
entre 2,6 y 200 de preferencia entre 5 y 100 y de forma aún más
preferida entre 5 y 80.
La matriz del catalizador es un soporte
seleccionado entre el grupo formado por la alúmina, la sílice, la
sílice-alúmina. La alúmina-óxido de boro, la
magnesia, la sílice-magnesia, la circona, el óxido
de titanio, la arcilla, la sílice-magnesia, la
circona, el óxido de titanio, la arcilla, siendo estos compuestos
utilizados solos o en mezclas. De forma preferida, se utiliza un
soporte de alúmina.
La superficie B.E.T. del catalizador 1 utilizado
en la etapa a) se encuentra comprendida entre 50 y 900 m^{2}/g de
preferencia entre 100 y 700 m^{2}/g. La relación de Na/Al del
catalizador final es inferior al 5% atómico y de preferencia
inferior al 2%.
Al catalizador (zeolita + matriz) pueden
eventualmente añadirse elementos metálicos como por ejemplo, los
metales de la familia de las tierras raras, particularmente el
lantano y el cerio, o los metales del grupo VIB de la clasificación
periódica de los elementos, como el molibdeno, o metales nobles o no
nobles del grupo VIII, como el platino, el paladio, el rutenio, el
rodio, el iridio, el hierro y otros metales como el manganeso, el
zinc, el magnesio. Estos elementos metálicos pueden ser depositados,
bien sea sobre la matriz, o sobre la fase zeolítica.
Un cierto número de catalizadores han sido
sometidos a ensayo. La tabla 1 reagrupa las características de
algunos.
\vskip1.000000\baselineskip
| Referencia catalizadores | A | B | C | D |
| Naturaleza zeolítica | Mordenita | Mordenita | Eu-1 | Nu-87 |
| Contenido ponderal en zeolita (% en peso) | 20% | 80% | 60% | 70% |
| Contenido ponderal en alúmina (% en peso) | 80% | 20% | 40% | 30% |
| Si/Al (Fx) de la zeolita | 38 | 40-50 | 36 | 33 |
| Superficie B.E.T. (m^{2}/t) | 475 | 483 | 444 | 483 |
| NA/Al (% atómico) | 0,8 | 1,02 | 0,1 | 06 |
\vskip1.000000\baselineskip
El catalizador de la etapa b) puede encontrarse
en forma de bolas, pero lo más a menudo en forma de extrusionados.
Está constituido por un sólido ácido mezclado con una fase amorfa
como el catalizador de la etapa a).
El sólido ácido en cuestión se conforma gracias a
una matriz, que es una fase amorfa. El sólido ácido es de
preferencia al menos una zeolita. Se elegirán de preferencia las
zeolitas de tipo estructural FAU y más particularmente la zeolita
Y, las zeolitas de tipo estructural MOR (zeolita mordenita)
sintetizadas en medio clásico básico o bien en medio fluoruro según
los procedimientos descritos en las patentes
EP-B-466 558 y
EP-B-469 940, las zeolitas de tipo
estructural EU-O, es decir las zeolitas
EU-1, ZSM-50,
TPZ-3), la zeolita NU-87 de tipo
estructural NES.
Todas estas zeolitas se describen en el documento
"Atlas of Zeolite Structure Types" W.M. Meier, D.H. Olso y Ch.
Baerlocker, 1996 Elsevier. Entre las zeolitas preferidas y
utilizables en el catalizador figuran también la zeolita
NU-86 descrita en la patente EP 463 768 A, la
zeolita NU-85 descrita en la patente EP 462 745 A,
la zeolita NU-88 descrita en la patente FR 2 752
567, y la zeolita IM-5 descrita en la patente FR 2
754 809.
Esas zeolitas se encuentran al menos en parte en
forma ácida (H^{+}), pero pueden también contener cationes
distintos a los H^{+} y tales como los alcalinos, alcalinotérreos.
El contenido en zeolita en el catalizador se encuentra comprendido
entre un 5 y un 95% en peso de preferencia entre un 10 y un 90% con
relación al catalizador final. La relación de Si/Al global de estas
zeolitas se encuentra comprendida entre 2,6 y 200 de preferencia
entre 5 y 100 y de forma aún más preferida entre 5 y 80.
La matriz del catalizador es un soporte
seleccionado, por ejemplo, entre el grupo formado por la alúmina,
la sílice, la sílice-alúmina. La alúmina-óxido de
boro, la magnesia, la sílice-magnesia, la zircona,
el óxido de titanio, la arcilla, siendo estos compuestos utilizados
solos o en mezcla. De forma preferida, se utiliza un soporte de
alúmina.
La superficie B.E.T. del catalizador nº 2
utilizado en la etapa b) se encuentra comprendida entre 30 y 900
m^{2}/g de preferencia entre 150 y 500 m^{2}/g. La relación de
Na/Al del catalizador final es inferior al 5% atómico y de
preferencia inferior al 2%.
Como para el catalizador nº 1, la zeolita puede
eventualmente estar dopada por un promotor seleccionado entre los
elementos metálicos como por ejemplo, los metales de la familia de
las tierras raras, particularmente el lantano y el cerio, o los
metales del grupo VIB de la clasificación periódica de los
elementos, como el molibdeno, o de los metales nobles o no nobles
del grupo VIII, como el platino, el paladio, el rutenio, el rodio,
el iridio, el hierro y otros metales como el manganeso, el zinc, el
magnesio.
Las etapas a y b, por ejemplo, se realizan en las
condiciones operativas siguientes. La presión se encuentra
comprendida entre 2 bares y 90 bares pero de preferencia entre 5 y
60 bares. La presión debe ser ventajosamente la más alta posible
pues permite en la reacción desarrollarse en fase líquida. La figura
2 muestra que existe una relación directa entre la desaparición del
agente alquilante debida a la alquilación del aromático (o
conversión) y la relación gas/líquido a la entrada del reactor. En
la figura 2, el agente alquilante es el
1-deceno.
Las temperaturas de los catalizadores nº 1 y nº 2
se encuentran comprendidas generalmente entre los 30ºC y los 300ºC
y preferentemente entre los 60 y los 250ºC. La temperatura tiene una
influencia favorable sobre la cinética de la reacción de
alquilación.
La velocidad volúmica horaria que es la relación
del caudal de carga sobre el volumen de catalizador puede estar
comprendida entre 0,1 m^{3}/m^{3}/h y 100 m^{3}/m^{3}/h y de
preferencia entre 0,1 y 10 m^{3}/m^{3}/h.
La relación aromática/agente alquilante se
encuentra, por ejemplo, comprendida entre 0,1 moles/moles y 20
moles/moles y preferentemente entre 0,1 moles/moles y 10
moles/moles. La relación molar aromática/agente alquilante tiene
una influencia sobre la estructura de los productos. La tabla 2
presenta para una conversión de la olefina
(1-deceno) del 100% en peso, los rendimientos en
mono y dialquil benceno varían según la relación molar
benceno/1-deceno. El catalizador utilizado en este
caso es el catalizador A (tabla 1).
\vskip1.000000\baselineskip
| Relación molar Benceno/Olefinas | 11,04 | 9,04 | 5,66 | 2,92 | 1 | 0,5 |
| Balances de materias (% en peso) | ||||||
| Benceno (% en peso) | 76,9 | 74,4 | 63,3 | 43,1 | 17 | 9 |
| Monoalquil (% en peso) | 22,2 | 24,1 | 33 | 46,2 | 60 | 64 |
| Dialquil (% en peso) | 0,9 | 1,5 | 3,7 | 10,7 | 23 | 27 |
| Conversión de olefinas (% en peso) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Selectividad en monoalquilo (%) | 96,1 | 94,1 | 89,9 | 81,2 | 72,9 | 70,3 |
| Selectividad en dialquilo (%) | 3,9 | 5,9 | 10,1 | 18,8 | 27,7 | 29,7 |
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se presentan algunos ejemplos del
procedimiento que permiten comprender mejor su funcionamiento. En
estos ejemplos, se utilizan dos olefinas, se trata del
1-deceno y del 1-octadeceno. Estos
compuestos pueden, en función de las necesidades, ser sustituidos
por cualquier olefina que comprenda de 2 a 20 átomos de
carbono.
carbono.
El primer reactor contiene 100 m^{3} de
catalizador D (ver tabla nº 1) compuesto por un 70% de zeolita
NU-87 y un 30% de alúmina. Este reactor funciona a
una presión de 40 bares con un caudal de 100 m^{3} de carga por
hora. La carga está compuesta por 48,86 toneladas de benceno y 35,08
toneladas de 1-deceno lo cual corresponde a una
relación molar de benceno sobre olefinas de 2,5 moles por mol. El
catalizador D funciona a una temperatura de 190ºC.
Los productos que salen de la etapa a) están
constituidos por:
- -
- 18,96 toneladas de 1-deceno,
- -
- 39,81 toneladas de benceno,
- -
- y 25,18 toneladas de monoalquil benceno de C10.
El benceno y el deceno se reciclan a la entrada
del reactor. Aportes de benceno (9,056 toneladas) y en
1-deceno (16,124 toneladas) se efectuarán con el
fin de permitir a la unidad funcionar en continuo.
Para los monoalquilos, dos elecciones son
posibles. Si no se desea producir dialquilo bencenos, el segundo
reactor se para y el producto se almacena.
Si no, las 25,18 toneladas de monoalquilos se
envían entonces a la etapa b). Estos alquilos se mezclan con 23,12
toneladas de 1-octadeceno lo cual corresponde a una
relación molar alquilo/olefina de 1,26 moles/moles. La mezcla se
envía al segundo reactor que funciona con el catalizador B (ver
tabla nº 1), constituido por un 80% de Mordenita y 20% de alúmina.
La presión operativa es de 60 bares y la temperatura del catalizador
de 210ºC. La velocidad volúmica horaria es de 1
m^{3}/m^{3}/h.
Los productos que salen de la etapa b) después de
la separación y destilación están constituidos por:
- -
- 20,6 toneladas de 1-octadeceno,
- -
- 22,9 toneladas de monoalquil benceno de C10,
- -
- 4,8 toneladas de dialquilbenceno de C10-C18.
El 1-octadeceno podrá ser
reciclado a la entrada del segundo reactor después de un aporte de
2,52 toneladas.
La tabla 3 presenta el balance de materias de los
productos que entran en la unidad y los productos que salen.
| Reactivos consumidos | Productos | |||
| (toneladas/h) | (toneladas/h) | |||
| Benceno | 9,056 | |||
| 1-deceno | 16,124 | |||
| 1-octadeceno | 2,520 | |||
| Monoalquil benceno (C10) | 22,9 | |||
| Dialquil benceno (C10-C18) | 4,8 | |||
| Total | 27,700 | 27,7 |
- -
- dialquil benceno con dos cadenas de C10,
- -
- dialquil benceno con una cadena de C10 y una cadena de C18.
El primer reactor contiene catalizador B,
compuesto por un 80% de mordenita y un 20% de alúmina. Este reactor
funciona a una presión de 60 bares con un caudal que permite obtener
una velocidad volúmica horaria de 1 m^{3}/m^{3}/h. La carga
está compuesta por 48,86 toneladas de benceno y 35,08 toneladas de
1-deceno lo cual corresponde a una relación molar
benceno sobre olefinas de 2,5 moles por mol. El catalizador D
funciona a una temperatura de 180ºC.
Los productos que salen de la etapa a) están
constituidos por:
- -
- 0,09 toneladas de 1-deceno,
- -
- 35,43 toneladas de benceno,
- -
- 20,31 toneladas de monoalquil benceno de C10,
- -
- 28,12 toneladas de dialquilo de C10 (C10-C10).
El benceno y el deceno se reciclan a la entrada
del reactor. Aportes de benceno (13,436 toneladas) y en
1-deceno (34,994 toneladas) se realizarán con el fin
de permitir a la unidad funcionar en continuo.
Si se desean producir únicamente monoalquilos y
dialquilos, el segundo reactor se para y los productos se almacenan.
Si únicamente se desean monoalquilos, los dialquilos de
C10-C10 se reciclan a la entrada del primer reactor
para experimentar una transalquilación con el benceno. Si estos son
únicamente dialquil bencenos simétricos los que se desean, los
monoalquilos se reciclan a la entrada del primer reactor para
experimentar una segunda alquilación.
Si no, las 28,12 toneladas de dialquilos de
C10-C10 se almacenan. Las 20,31 toneladas de
monoalquilos se envían entonces a la etapa b). Estos alquilos se
mezclan con 18,64 toneladas de 1-octadeceno lo que
corresponde a una relación molar alquilo/olefina de 1,26
moles/moles. La mezcla se envía al segundo reactor que funciona con
el catalizador B, constituido por el 80% de modernita y el 20% de
alúmina. La presión operativa es de 60 bares y la temperatura del
catalizador de 210ºC. La velocidad volúmica horaria es de 1
m^{3}/m^{3}/h.
Los productos que salen de la etapa b) después de
la separación y destilación están constituidos por:
- -
- 16,55 toneladas de 1-octadeceno,
- -
- 18,50 toneladas de monoalquil benceno de C10,
- -
- 3,9 toneladas de dialquilbenceno de C10-C18.
El 1-octadeceno podrá ser
reciclado a la entrada del segundo reactor después de un aporte de
2,09 toneladas.
La tabla 4 presenta el balance de materias de los
productos que entran en la unidad y los productos que salen.
| Reactivos consumidos | Productos | |||
| (toneladas/h) | (toneladas/h) | |||
| Benceno | 13,436 | |||
| 1-deceno | 34,994 | |||
| 1-Octadeceno | 2,090 | |||
| Monoalquil benceno (C10) | 18,50 | |||
| Dialquil benceno (C10-C10) | 28,12 | |||
| Dialquil benceno (C10-C18) | 50,52 | |||
| Total | 50,520 | 27,70 |
Claims (18)
1. Procedimiento para la fabricación de al menos
un compuesto seleccionado entre los compuestos monoalquilaromáticos,
dialquilaromáticos y trialquilaromáticos por alquilación o
transalquilación de un compuesto aromático por al menos un agente
alquilante seleccionado entre las olefinas, caracterizándose
el procedimiento porque se realiza en dos etapas en serie,
utilizando cada etapa una zona de reacción en la cual los aromáticos
reaccionan con un agente alquilante, y porque una de estas dos
etapas puede ser realizada o puesta fuera de circuito para poder
proporcionar a la solicitud monoalquilaromáticos, dialquilaromáticos
para los cuales las cadenas alifáticas son de longitudes diferentes
o idénticas o trialquilaromáticos para los cuales las cadenas
alifáticas son de la misma longitud o para los cuales dos cadenas
alifáticas son de longitudes diferentes.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
cual la cadena alifática de los compuestos monoalquilaromáticos,
dialquilaromáticos y trialquilaromáticos fabricados comprende de 2 a
20 átomos de carbono.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el cual los compuestos monoalquilaromáticos procedentes de la
primera etapa alimentan la zona de reacción de la segunda etapa.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, en el cual las zonas de reacción contienen
catalizadores diferentes.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el cual las zonas de reacción se
alimentan mediante olefinas cuyas longitudes de cadena son
diferentes.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, donde las presiones operativas se encuentran
comprendidas entre 2 y 90 bares, preferentemente comprendidas entre
5 y 60 bares; donde las temperaturas operativas se encuentran
comprendidas entre 30 y 300ºC, preferentemente comprendidas entre 60
y 250ºC.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6 donde las velocidades volúmicas horarias se
encuentran comprendidas entre 0,1 y 100 m^{3}/m^{3}/h,
preferentemente comprendidas entre 0,1 y 10 m^{3}/m^{3}/h.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7 donde, en cada zona de reacción, las
relaciones molares aromáticas respecto al agente alquilante se
encuentran comprendidas entre 0,1 y 20 moles y preferentemente
comprendidas entre 0,1 y 10 moles/moles.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, donde los catalizadores están constituidos
por sólidos ácidos.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
donde los catalizadores contienen entre 5 y 95% en peso de
zeolita.
11. Procedimiento según la reivindicación 10
donde la zeolita es de tipo faujasita (zeolita Y), mordenita, EUO,
EU-1, ZSM-50, TPZ-3,
NU-87, NU-88,
UN-86, IM-5.
12. Procedimiento según la reivindicación 11
donde la zeolita puede ser dopada por al menos un promotor
seleccionado entre el grupo constituido por metales de la familia de
tierras raras particularmente el lantano y el cerio, por metales del
grupo VIB de la clasificación de los elementos como el molibdeno,
mediante metales nobles o no nobles del grupo VIII como el platino,
el paladio, el rutenio, el rodio, el iridio, el hierro y por otros
metales como el manganeso, el zinc, el magnesio.
13. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende:
- una primera puesta en contacto en una primera
zona de alquilación de un compuesto aromático con un primer agente
alquilante seleccionado entre las olefinas, seguido de una primera
separación de los efluentes de la reacción en al menos tres
fracciones de las cuales:
monoalquilaromáticos,
dialquilaromáticos simétricos, es decir que
comprenden cadenas alifáticas de longitud idéntica,
los reactivos que no han reaccionado,
al menos una fracción de los indicados
monoalquilaromáticos o de los indicados dialquilaromáticos que
constituye un producto de la reacción,
- -
- una segunda puesta en contacto en una segunda zona de alquilación de al menos una fracción de los monoalquilaromáticos procedentes de la primera zona de alquilación con un segundo agente alquilante seleccionado entre las olefinas, seguido de una segunda separación de los efluentes de la reacción en al menos tres fracciones de las cuales:
- -
- los monoalquilaromáticos que no han reaccionado,
- -
- dialquilaromáticos asimétricos, es decir que comprenden cadenas alifáticas de longitudes diferentes,
- -
- trialquilaromáticos asimétricos, es decir que comprendan cadenas alifáticas de longitudes diferentes,
al menos una fracción de los
indicados monoalquilaromáticos, de los mencionados
dialquilaromáticos o de los indicados trialquilaromáticos que
constituyen un producto de la
reacción.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en
el cual al menos una parte de los monoalquilaromáticos procedentes
de la primera puesta en contacto se recicla en la indicada primera
zona.
15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó
14, en el cual al menos una parte de los dialquilaromáticos
procedentes de la primera puesta en contacto se recicla en la
indicada primera zona.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 13 a 15, en el cual al menos una parte de los
monoalquilaromáticos procedentes de la segunda puesta en contacto se
recicla en la indicada segunda zona.
17. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 13 a 16, en el cual al menos una parte de los
dialquilaromáticos procedentes de la segunda puesta en contacto se
recicla en la mencionada segunda zona.
18. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 13 a 17 en el cual al menos una parte de los
indicados trialquilaromáticos procedentes de la segunda puesta en
contacto se recicla en la mencionada segunda zona.
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