ES2297192T3 - Inhibicion del incremento de la viscosidad y la contaminacion en corrientes hidrocarburadas con insaturaciones. - Google Patents
Inhibicion del incremento de la viscosidad y la contaminacion en corrientes hidrocarburadas con insaturaciones. Download PDFInfo
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Abstract
Un procedimiento para inhibir el incremento de la contaminación y la viscosidad en corrientes hidrocarburadas con monómeros etilénicamente insaturados que comprende la etapa de adición a dicha corriente hidrocarburada de una cantidad eficaz de uno o más metidos de quinona con la fórmula: en la que R 1 , R 2 y R 3 se seleccionan independientemente del grupo constituido por H, -OH, -SH, -NH2, alquilo, cicloalquilo, heterociclo y arilo.
Description
Inhibición del incremento de la viscosidad y la
contaminación en corrientes hidrocarburadas con insaturaciones.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para prevenir la contaminación o un incremento en la
viscosidad de una corriente hidrocarburada con monómeros
insaturados. Más específicamente, la invención se refiere a un
proceso en línea para prevenir sustancialmente la contaminación o el
incremento de la viscosidad durante la producción de etileno con la
adición de un metido de quinona.
Las plantas de etileno (eteno) que craquean
alimentaciones líquidas producen gases craqueados, gasóleo de
pirólisis y fueloil de pirólisis pesado a temperaturas elevadas.
Esta mezcla pasa a través de una torre de extinción de petróleo
(también conocida como fraccionador primario o fraccionador de
gasolina) donde los gases (C_{9} y más ligeros) se enfrían y se
separan de los petróleos pesados. El material separado más ligero,
rico en hidrocarburos insaturados, es conocido como gasolina en
crudo o gasóleo de pirólisis. El gasóleo de pirólisis se calienta a
temperatura de reflujo en la sección superior de la torre de
extinción de petróleo y su flujo a contracorriente enfría los gases
craqueados.
A medida que el gasóleo de pirólisis se somete a
calentamiento, incrementa en viscosidad y los componentes más
pesados caen a la sección inferior de la torre de extinción de
petróleo, dando lugar a un incremento de la viscosidad del
hidrocarburo presente en la sección inferior de la torre y a la
contaminación. Posiblemente esto es como resultado de la
polimerización de los componentes hidrocarburados insaturados. El
incremento de la viscosidad y la contaminación son problemáticos ya
que pueden afectar de manera adversa a la calidad del producto
final.
En un intento para reducir la viscosidad en la
sección inferior de la torre, se puede añadir a la torre petróleo
ligero de ciclo (LCO) y/o gasóleo de pirólisis, reduciendo así la
viscosidad por dilución. No obstante, este procedimiento da como
resultado unos gastos considerables para los operarios de la planta.
Por tanto, se han propuesto otros procedimientos de prevención del
incremento de la viscosidad.
Se han propuesto diversos procedimientos de
tratamiento químico para prevenir el incremento de la viscosidad
durante la producción de etileno. Éstos incluyen el uso de ácidos o
sales sulfónicas como se propone la patente de EE.UU. Nº 5.824.829
de Maeda y col. ("Maeda") y el uso de fenilendiaminas. Se ha
propuesto añadir estas composiciones a una corriente hidrocarburada
para prevenir un incremento en la viscosidad. No obstante, aunque
se ha sugerido que estas composiciones son inhibidores de la
polimerización, generalmente se usan en combinación con otros
tratamientos químicos o en combinación con la adición de gasóleo de
pirólisis o LCO para prevenir de una manera adecuada el incremento
de la viscosidad de las mezclas hidrocarburadas.
Otro procedimiento para mitigar la contaminación
y reducir la viscosidad se propone la patente de EE.UU. Nº
5.985.940 de Manek y col. ("Manek"). Manek propone el uso de
resinas mono- y/o polialquílicas fenol-formaldehído
sustituidas.
Aunque la polimerización de los componentes en
la torre de extinción de petróleo contribuye al incremento de la
viscosidad en la sección inferior, las composiciones que inhiben la
polimerización de un monómero particular no previenen
necesariamente un incremento de la viscosidad en una torre de
extinción de petróleo o durante la producción de etileno. Esto se
demuestra con ejemplos de inhibidores conocidos de la polimerización
de vinilo monomérico que son ineficaces en inactivar las
aplicaciones de petróleo. Una razón para esta observación es que
los hidrocarburos presentes en el fondo de la torre de extinción de
petróleo son una mezcla de una variedad de monómeros diferentes y
otros componentes. Por ejemplo, éstos incluyen una variedad de
compuestos, incluyendo una variedad de compuestos insaturados,
tales como compuestos aromáticos insaturados, incluyendo, sin
limitación, estireno, metilestireno, divinilbenceno, e indeno.
Por tanto, existe la necesidad de otros
procedimientos de inhibición de la contaminación y/o del incremento
de la viscosidad que proporcionen unos resultados adecuados. De
manera deseable, el procedimiento se puede usar durante el
funcionamiento de una planta de etileno y proporcionará una forma
económicamente más eficaz de prevenir el incremento de viscosidad y
la contaminación.
Un aspecto de la presente invención proporciona
un procedimiento de inhibición de la contaminación y del incremento
de la viscosidad en corrientes hidrocarburadas con monómeros
etilénicamente insaturados. Este procedimiento proporciona
resultados adecuados exclusivos de cualquier procedimiento adicional
para la inhibición del incremento de la viscosidad. Este
procedimiento incluye la etapa de adición a la corriente
hidrocarburada de una cantidad eficaz de un metido de quinona con
la fórmula:
en la que R^{1}, R^{2} y
R^{3} se seleccionan independientemente del grupo constituido por
H, -OH, -SH, -NH_{2}, alquilo, cicloalquilo, heterociclo y
arilo.
Otro aspecto de la presente invención
proporciona un procedimiento de inhibición de la contaminación y del
incremento de la viscosidad de una corriente hidrocarburada con
monómeros etilénicamente insaturados durante la producción en línea
de etileno. Este procedimiento incluye la etapa de adición a la
corriente hidrocarburada en o aguas arriba de la localización donde
se puede producir la contaminación o el incremento de la viscosidad
de una cantidad eficaz de un metido de quinona con la fórmula
siguiente:
en la que R^{1}, R^{2} y
R^{3} se seleccionan independientemente del grupo constituido por
H, -OH, -SH, -NH_{2}, alquilo, cicloalquilo, heterociclo y
arilo.
En la presente invención se pueden usar una
variedad de diferentes metidos de quinona. Entre éstos están los
metidos de quinona de la fórmula siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
en la que R^{1}, R^{2} y
R^{3} se seleccionan independientemente del grupo constituido por
H, -OH, -SH, -NH_{2}, alquilo, cicloalquilo, heterociclo y
arilo.
El término "alquilo" se pretende que
incluya grupos hidrocarburados saturados de cadena lineal o
ramificada, opcionalmente sustituidos, de manera deseable con 1 a
10 carbonos, o de manera más deseable con 1 a 4 carbonos, en la
cadena principal. Los ejemplos de grupos no sustituidos incluyen
metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo,
t-butilo, isobutilo, pentilo, hexilo, isohexilo,
heptilo, 4,4-dimetilpentilo, octilo,
2,2,4-trimetilpentilo, nonilo, decilo, undecilo,
dodecilo y similares. Los sustituyentes pueden incluir grupos
halógeno, hidroxi o arilo.
Los términos "heterociclo" o
"heterocíclico" se pretende que incluyan grupos cíclicos
aromáticos o no aromáticos, completamente saturados o insaturados,
opcionalmente sustituidos, con al menos un heteroátomo (tal como N,
O y S) en al menos un anillo, de manera deseable grupos monocíclicos
o bicíclicos con 5 ó 6 átomos en cada anillo. El grupo heterociclo
puede estar unido a través de cualquier carbono o heteroátomo del
sistema anular. Los ejemplos de grupos heterocíclicos incluyen, sin
limitación, tienilo, furilo, pirrolilo, piridilo, imidazolilo,
pirrolidinilo, piperidinilo, acepinilo, indolilo, isoindolilo,
quinolinilo, isoquinolinilo, benzotiazolilo, benzoxazolilo,
bencimidazolilo, benzoxadiazolilo y benzofurazanilo. Éstos también
pueden contener sustituyentes como se ha descrito
anteriormente.
El término "arilo" se pretende que incluya
grupos aromáticos homocíclicos opcionalmente sustituidos, que
contienen preferentemente uno o dos anillos y de 6 a 12 carbonos
anulares. Los ejemplos de esos grupos incluyen fenilo, bifenilo y
naftilo. Los sustituyentes pueden incluir aquéllos como los
descritos anteriormente así como grupos nitro.
Los ejemplos de metidos de quinona específicos
incluyen
2,6-di-terc-butil-4-((3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-benciliden)-ciclohexa-2,5-dienona,
también conocido como Galvinol, fórmula (II) y
4-benciliden-2,6-di-terc-butil-ciclohexa-2,5-dienona,
fórmula (III)
En la presente invención, se puede usar un
metido de quinona solo, o se puede usar en combinación con
diferentes metidos de quinona. La composición de metido de quinona
se puede añadir en o aguas arriba de cualquier punto donde se pueda
producir un incremento de la viscosidad o la contaminación. Esto
incluye cualquiera de la torre de extinción de petróleo,
específicamente la sección superior y sección inferior de la torre
de extinción de petróleo, o en cualquier punto aguas arriba de la
torre de extinción de petróleo. De manera deseable, la composición
se añade durante la producción de etileno.
La composición de la presente invención se puede
añadir en una variedad de diferentes concentraciones. Basándose en
el hidrocarburo presente, la concentración puede estar entre 1 ppm a
10.000 ppm.
La adición de una composición de metido de
quinona como se ha descrito anteriormente consigue un descenso en
la viscosidad y la contaminación comparado con procedimientos
previos, tales como la adición de LCO y gasóleo de pirólisis. No
obstante, la adición de metido de quinona puede ser en combinación
con la adición de LCO o gasóleo de pirólisis, o además del uso de
productos químicos tales como fenilendiaminas y agentes
dispersantes.
Las características y ventajas de la presente
invención se muestran con mucho más detalle mediante los siguientes
ejemplos que se proporcionan con fines ilustrativos y no se deben
interpretar como limitantes de la invención de ninguna forma.
Cada uno de los ejemplos a continuación se llevó
a cabo usando una muestra de gasóleo de pirólisis obtenida de
diferentes plantas de etileno. Las muestras se pusieron en un
reactor a presión en atmósfera inerte (100 psi -689,4 kPa- de
nitrógeno), y se calentaron a 150ºC aproximadamente durante periodos
de tiempo especificados. A continuación, los reactores a presión se
dejaron enfriar a temperatura ambiente, a la cual se midió el
contenido en polímero (precipitación de metanol) y las viscosidades
(usando viscosímetros Cannon-Fenske) de las
muestras.
Ejemplo
1
Se midió la viscosidad del gasóleo de pirólisis
a 20ºC después de calentar a 150ºC durante 7,5 horas. Se llevaron a
cabo tres ensayos; un blanco, el segundo con 1000 ppm de
fenilendiamina, y el tercero según el procedimiento de la invención
que incluye 1000 ppm del metido de quinona con la fórmula (II),
anterior. La Tabla 1 a continuación demuestra que la viscosidad del
gasóleo de pirólisis después del tratamiento con el metido de
quinona de la invención fue un 43,6% inferior que después del
tratamiento con fenilendiamina sola y un 55,1% inferior que el
blanco después de que el gasóleo de pirólisis se sometiese a
condiciones que simulan aquéllas de una torre de extinción de
petróleo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Se midió la viscosidad del gasóleo de pirólisis
a 23ºC después de calentar a 144ºC durante 6 horas con las
cantidades de tratamiento listadas en la Tabla 2. Esto demuestra que
hasta una concentración de 2000 ppm, una mayor concentración del
tratamiento de metido de quinona de la invención proporciona una
inhibición mejorada del incremento de la viscosidad.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Se midió el contenido en polímero en muestras de
gasóleo de pirólisis por precipitación de metanol después de
calentar a 150ºC durante 7,5 horas. Se llevaron a cabo tres ensayos;
un blanco, el segundo con 1000 ppm de fenilendiamina y el tercero
según el procedimiento de la invención que incluye 1000 ppm del
metido de quinona con la fórmula (II), anterior. Los resultados de
la Tabla 3 indican que el contenido en polímero de las muestras de
gasóleo de pirólisis después del tratamiento con el metido de
quinona de la invención fue un 32,3% inferior que después del
tratamiento con fenilendiamina sola y un 40,0% inferior que el
blanco después de que el gasóleo de pirólisis se sometiese a
condiciones que simulan aquéllas de una torre de extinción de
petróleo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
Se midió el contenido en polímero de muestras de
gasóleo de pirólisis por precipitación de metanol después de
calentar a 144ºC durante 6 horas con las cantidades de tratamiento
listadas en la Tabla 4. Esto demuestra que hasta una concentración
de 2000 ppm, una mayor concentración del tratamiento de metido de
quinona de la invención proporciona una inhibición mejorada de la
polimerización del hidrocarburo presente en el gasóleo de
pirólisis, en condiciones que simulan aquéllas de una torre de
extinción de petróleo.
Ejemplo
5
Se midió el contenido en polímero de muestras de
gasóleo de pirólisis por precipitación de metanol después de
calentar a 150ºC durante 8,0 horas. Se probaron un blanco y muestras
que incluyen 1000 ppm del tratamiento especificado en la Tabla 5.
La Tabla 5 a continuación demuestra que el contenido en polímero de
las muestras tratadas con los metidos de quinona de la invención
con las fórmulas (II) y (III) fue significativamente inferior que
aquéllos de las muestras tratadas con las fenilendiaminas.
Aunque se ha descrito lo que actualmente se cree
que son las formas de realización preferidas de la invención,
aquellos expertos en la materia se darán cuenta de que se pueden
introducir cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu de
la invención y se pretende incluir todos esos cambios y
modificaciones como parte del verdadero alcance de la
invención.
Claims (10)
1. Un procedimiento para inhibir el incremento
de la contaminación y la viscosidad en corrientes hidrocarburadas
con monómeros etilénicamente insaturados que comprende la etapa de
adición a dicha corriente hidrocarburada de una cantidad eficaz de
uno o más metidos de quinona con la fórmula:
en la que R^{1}, R^{2} y
R^{3} se seleccionan independientemente del grupo constituido por
H, -OH, -SH, -NH_{2}, alquilo, cicloalquilo, heterociclo y
arilo.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que dicho metido de quinona se añade a dicha corriente
hidrocarburada durante la producción de etileno.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que dicho metido de quinona se añade a dicha corriente
hidrocarburada en o aguas arriba de una localización donde se puede
producir dicha contaminación o dicho incremento de la
viscosidad.
4. El procedimiento de la reivindicación 3, en
el que dicha localización es una torre de extinción de petróleo.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que dicho metido de quinona se añade en una cantidad entre 1 ppm
y 10.000 ppm en relación con el hidrocarburo.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que dicho metido de quinona es un miembro seleccionado del grupo
constituido por
2,6-di-terc-butil-4-((3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-benciliden)-ciclohexa-2,5-dienona,
4-benciliden-2,6-di-terc-butil-ciclohexa-2,5-dienona
y sus combinaciones.
7. El procedimiento de la reivindicación 1 para
inhibir el incremento de la contaminación y la viscosidad en
corrientes hidrocarburadas que incluyen monómeros etilénicamente
insaturados durante la producción en línea de etileno que comprende
la etapa de adición a dicha corriente hidrocarburada en o aguas
arriba de una localización donde se puede producir dicho incremento
de contaminación o viscosidad de una cantidad eficaz de un metido
de quinona con la fórmula siguiente:
en la que R^{1}, R^{2} y
R^{3} se seleccionan independientemente del grupo constituido por
H, -OH, -SH, -NH_{2}, alquilo, cicloalquilo, heterociclo y
arilo.
8. El procedimiento de la reivindicación 7, en
el que dicha localización es una torre de extinción de petróleo.
9. El procedimiento de la reivindicación 7, en
el que dicha localización es la sección inferior de una torre de
extinción de petróleo.
10. El procedimiento de la reivindicación 7, en
el que dicho metido de quinona es un miembro seleccionado del grupo
constituido por
2,6-di-terc-butil-4-((3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-benciliden)-ciclohexa-2,5-dienona,
4-benciliden-2,6-di-terc-butil-ciclohexa-2,5-dienona
y sus combinaciones.
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