ES2327511T3 - Alquilacion de hidrocarburos saturados usando destilacion entre fases. - Google Patents
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Abstract
Un proceso para la alquilación de hidrocarburos saturados en donde se hace reaccionar un compuesto alquilable con un agente de alquilación para formar un alquilato, estando realizado dicho proceso en un aparato que comprende una serie de al menos dos reactores, proceso que comprende los siguientes pasos a) el compuesto alquilable y el agente de alquilación se introducen en el primer reactor, en donde al menos una parte del compuesto alquilable se hace reaccionar con al menos una parte del agente de alquilación para producir una corriente de producto, b) el paso a) se realiza al menos una vez más en un reactor posterior empleando, en lugar de dicho compuesto alquilable, una corriente que comprende dicha corriente de producto, proceso durante el que se somete la corriente de producto al menos una vez a un paso de destilación para retirar al menos una parte del alquilato de la corriente de producto antes de introducir la corriente de producto en un reactor posterior.
Description
Alquilación de hidrocarburos saturados usando
destilación entre fases.
Esta invención se refiere a un proceso continuo
para la alquilación de hidrocarburos saturados, en general
hidrocarburos saturados ramificados, con una olefina para dar
hidrocarburos saturados altamente ramificados con un preso molecular
mayor.
Dentro del marco de la presente invención, el
término alquilación se refiere a la reacción de un compuesto
alquilable, es decir, un hidrocarburo saturado, con un agente de
alquilación, tal como una olefina.
En particular, esta reacción es de interés
porque hace posible obtener, mediante la alquilación de isobutano
con una olefina que contiene 2-6 átomos de carbono,
un alquilato que tiene un índice de octano alto y que hierve en el
intervalo de la gasolina. A diferencia de la gasolina obtenida
mediante craqueo de fracciones de petróleo más pesadas tales como
gasóleo de vacío y residuo atmosférico, la gasolina obtenida
mediante alquilación está esencialmente libre de contaminantes
tales como azufre y nitrógeno y por lo tanto tiene características
de quemado limpias. Sus altas propiedades antidetonantes,
representadas por el alto índice de octano, reducen la necesidad de
añadir compuestos antidetonantes medioambientalmente dañinos tales
como compuestos aromáticos o de plomo. Además, a diferencia de la
gasolina obtenida reformando nafta o por craqueo de fracciones de
petróleo más pesadas, la gasolina obtenida mediante alquilación
contiene pocos, si alguno, aromatos u olefinas, lo que, en términos
medioambientales, es una ventaja adicional.
US 5523503 divulga la alquilación de
hidrocarburos saturados, es decir isobutano, en una cascada de al
menos tres reactores. Durante la operación, al menos dos de estos
reactores se usan para la reacción de alquilación, en el otro al
menos un reactor se regenera el catalizador. La reacción de
alquilación se realiza pasando un compuesto alquilable y un agente
de alquilación al primer reactor, haciendo reaccionar al menos una
parte del compuesto alquilable con al menos una parte del agente de
alquilación, formando de esta manera una primera corriente efluente
que contiene alquilato, pasando esta primera corriente efluente
junto con el agente de alquilación a través del segundo reactor,
produciendo una segunda corriente efluente que contiene
alquilato.
Sin embargo, la calidad del alquilato resultante
a partir de este proceso de la técnica anterior - caracterizado
mediante el índice de octano - aún necesita mejora.
La presente invención proporciona un proceso de
alquilación que facilita una calidad mejorada de alquilato.
En este proceso se hace reaccionar un compuesto
alquilable con un agente de alquilación para formar un alquilato,
estando realizado dicho proceso en un aparato que comprende una
serie de al menos dos reactores, proceso que comprende los
siguientes pasos:
- a)
- se introducen el compuesto alquilable y el agente de alquilación en el primer reactor, en donde se hace reaccionar al menos una parte del compuesto alquilable con al menos una parte del agente de alquilación para producir una corriente de producto,
- b)
- se realiza el paso a) al menos una vez más en un reactor posterior empleando, en lugar de dicho compuesto alquilable, una corriente que comprende dicha corriente de producto,
- proceso durante el que se somete la corriente de producto al menos una vez a un paso de destilación para retirar al menos una parte del alquilato de la corriente de producto antes de introducir la corriente de producto en un reactor posterior.
Por medio de esta destilación entre fases, la
concentración de alquilato se mantiene a un nivel relativamente
bajo en el proceso completo. De este modo, se minimiza la cantidad
de subproductos no deseados que se pueden formar mediante, por
ejemplo, degradación de alquilato o condensación de productos de
degradación.
La destilación entre fases se puede realizar
mediante cualquier tipo de unidad de destilación. Preferiblemente,
la destilación se realiza de una manera simple, preferiblemente
usando 1-40, más preferiblemente
1-30, incluso más preferiblemente
1-20, y lo más preferiblemente 1-10
platos teóricos. Esto ofrece una forma rápida y rentable de separar
el alquilato de la corriente de producto. Una técnica de destilación
específicamente adecuada es la destilación instantánea, que implica
sólo un plato teórico.
Tal destilación sencilla producirá una corriente
de alquilato (es decir la corriente que contiene alquilato retirada
de la corriente de producto) que también contiene al menos el 5 por
ciento en volumen líquido (% VL) de compuesto alquilable,
generalmente alrededor del 5-30% VL. En otras
palabras, la corriente resultante de compuestos retirados
preferiblemente contiene al menos el 5 por ciento en volumen líquido
de compuesto alquilable.
Para obtener una corriente de alquilato
adecuadamente pura para almacenamiento o mezcla, es decir una
corriente de alquilato que contiene hasta alrededor del 0,1% VL de
compuesto alquilable, se requiere destilación sobre alrededor de
80-100 platos teóricos. Tal destilación implica
mayores costes y requiere más tiempo que la destilación sobre
menos, por ejemplo 1-40, platos teóricos. Por lo
tanto, para la destilación entre fases, tal destilación profunda
sobre 80-100 platos teóricos es menos deseada.
Preferiblemente, se retira al menos el 50% del
alquilato inicialmente presente en la corriente de producto
mediante destilación entre fases. Más preferiblemente, se retira al
menos el 60% y lo más preferiblemente al menos el 80%.
Preferiblemente, después de la destilación, la corriente de producto
contiene al menos el 3% de la cantidad inicial de alquilato.
Las condiciones, por ejemplo temperatura y
presión, usadas para la destilación entre fases dependerán de la
composición de la corriente de producto. Estas condiciones
dependerán por ejemplo de los puntos de ebullición de los
compuestos presentes en la corriente de producto y las puede
determinar fácilmente el experto en la materia. Por ejemplo, si se
produce un alquilato a partir de isobutano y olefinas de C_{4}, se
desea la retirada de los compuestos de producto de C_{5}^{+}.
Si se aplica destilación instantánea para este fin, el intervalo
preferido de temperatura de destilación es de
50-100ºC, más preferiblemente de
70-80ºC, a un intervalo de presión correspondiente
de 0,7-1,5, preferiblemente 1,0-1,2
MPa (7-15, preferiblemente 10-12
bar).
La figura 1 muestra un diagrama esquemático de
un aparato adecuado para llevar a cabo el proceso según la
invención. A modo de ejemplo, esta figura muestra sólo dos reactores
con la unidad de destilación en medio. Naturalmente, también es
posible usar más de dos, por ejemplo tres o cuatro, reactores. Si
sólo se usa una unidad de destilación, se puede colocar entre el
primer y segundo reactor, el segundo y el tercer reactor, o el
tercer y el cuarto reactor, etc. De forma alternativa, se pueden
usar dos unidades de destilación, que se pueden colocar entre el
primer y el segundo reactor y entre el segundo y el tercer reactor,
o entre el primer y segundo reactor y entre el tercer y cuarto
reactor, etc. Si se usan más unidades de destilación, se pueden,
por ejemplo, colocar entre cada dos reactores. De este modo, en caso
de cuatro reactores, entre el primer y el segundo, entre el segundo
y el tercero, y entre el tercer y el cuarto reactor.
Los reactores contienen un catalizador y están
equipados con equipamiento estándar conocido en la técnica para
medir temperatura, presión y flujo.
Cuando los reactores contienen un catalizador
ácido sólido, este catalizador puede por ejemplo estar presente en
un lecho fluido, un lecho fijo o suspendido en una suspensión (por
ejemplo un lecho expandido). Los reactores pueden incluso contener
más de un lecho de catalizador, cada uno con una adición separada de
agente de alquilación.
El aparato de la figura 1 comprende los
reactores 3A y 3B. Al reactor 3A, se alimenta el compuesto
alquilable a través del conducto 1 y el agente de alquilación se
alimenta mediante la entrada 2A. Los dos componentes reaccionan al
menos parcialmente para producir una corriente de producto. Esta
corriente de producto se lleva posteriormente a la unidad de
destilación 5.
La unidad de destilación puede comprender por
ejemplo un calentador y un dispositivo de reducción de presión, por
ejemplo una válvula reguladora, para obtener las condiciones de
temperatura y presión preferidas, seguido por un dispositivo de
destilación, por ejemplo un tambor de evaporación, donde la mezcla
vapor-líquido resultante se separa en una fase
líquida rica en alquilato (la corriente de alquilato) y una fase de
vapor rica en compuesto alquilable (la corriente de producto).
La fase rica en alquilato que sale de la unidad
de destilación se transporta a través del conducto 6B a la unidad
de separación 12. El resto de la corriente de producto, que está en
la fase vapor, se lleva a través del conducto 6A al condensador 7.
La corriente de producto entra a través del conducto 8 al tambor
compensador 9. Las pérdidas de compuesto alquilable durante este
paso de separación se pueden compensar opcionalmente mediante la
adición posterior de compuesto alquilable a la corriente de
producto.
La corriente de producto se transporta al
reactor 3B, a través del conducto 10. El agente de alquilación se
alimenta a este reactor a través de la entrada 2B. El agente de
alquilación puede reaccionar (parcialmente) con el compuesto
alquilable presente en la corriente de producto. El efluente
resultante se transporta a través del conducto 11 a la unidad de
separación 12.
La unidad de separación 12 puede comprender uno
o más dispositivos. Esta unidad de separación sirve para separar el
compuesto alquilable de los efluentes alimentados a la unidad. El
compuesto alquilable se puede reciclar a través del conducto 13.
Esta corriente y, por lo tanto, el compuesto alquilable introducido
en el reactor 3A, puede contener cantidades minoritarias de otros
compuestos, tal como alquilato. Otras corrientes que dejan la
unidad de separación comprenden el alquilato y normalmente también
comprenden una corriente que contiene "ligeros", tales como
hidrógeno y/o propano, y una corriente que contiene
n-alcanos.
Los catalizadores adecuados para el presente
proceso son catalizadores ácidos líquidos, tales como ácido
sulfúrico y fluoruro de hidrógeno, y catalizadores ácidos sólidos.
Actualmente, en equipamiento de alquilación comercial se hace uso
de catalizadores ácidos líquidos. Como estos ácidos líquidos son
tóxicos y muy corrosivos, su uso requiere equipamiento de alta
calidad y separaciones de fase para eliminar el ácido líquido del
producto. Por lo tanto, se prefiere el uso de catalizadores ácidos
sólidos.
\newpage
Los catalizadores ácidos sólidos adecuados
comprenden catalizadores que contienen cloruro de aluminio tal como
cloruro de aluminio potenciado con HCl, catalizadores líquidos en un
soporte sólido - por ejemplo, ácido trifluorometanosulfónico o
sulfúrico sobre sílice - trifluoruro de boro sobre zeolita,
pentafluoruro de antimonio sobre sílice, y catalizadores que
comprenden un componente metálico hidrogenante y un constituyente
ácido sólido, siendo preferido el último.
Los ejemplos de componentes metálicos
hidrogenantes son constituyentes de los metales de transición, tales
como los metales del grupo VIII de la tabla periódica, o mezclas de
los mismos. Entre estos, son preferidos metales nobles del grupo
VIII de la tabla periódica. Platino, paladio, y mezclas de los
mismos son especialmente preferidos. La cantidad de componente
metálico hidrogenante dependerá de su naturaleza. Cuando el
componente metálico hidrogenante es un metal noble del grupo VIII
de la tabla periódica, el catalizador generalmente contendrá en el
intervalo del 0,01 al 2% en peso del metal, preferiblemente del
0,1-1% en peso, calculado como metal.
Los ejemplos de constituyentes ácidos sólidos
son zeolitas tales como zeolita beta, MCM-22,
MCM-36, mordenita, zeolitas X y zeolitas Y,
incluyendo zeolitas H-Y y zeolitas USY, ácidos
sólidos no zeolíticos tales como sílice-alúmina,
óxidos sulfatados tales como óxidos sulfatados de circonio, titanio
o aluminio, óxidos sulfatados mixtos de zirconio, molibdeno,
tungsteno, etc., y óxidos clorados de aluminio. Los constituyentes
ácidos sólidos actualmente preferidos son zeolitas, incluyendo
mordenita, zeolita beta, zeolitas X y zeolitas Y, incluyendo
zeolitas H-Y y zeolitas USY, óxidos sulfatados, y
óxidos clorados de aluminio. También se pueden emplear mezclas de
constituyentes ácidos sólidos.
El catalizador ácido sólido preferido comprende
un componente metálico hidrogenante sobre un soporte que comprende
del 2-98% en peso de un constituyente ácido sólido y
del 98-2% en peso de un material matriz, calculado
sobre el soporte. Preferiblemente, el soporte comprende del
10-90% en peso de material matriz, y del
90-10% en peso de un constituyente ácido sólido.
Más preferiblemente, el soporte comprende del 10-80%
en peso de material matriz y el resto es constituyente ácido
sólido. Especialmente preferido es el catalizador en donde el
soporte comprende 10-40% en peso de material matriz
y el resto es constituyente ácido sólido. En la presente
especificación el término material matriz abarca todos los
componentes que están presentes en el catalizador excepto el
constituyente ácido sólido y el componente metálico hidrogenante.
Los ejemplos de materiales matriz adecuados son alúmina, sílice,
arcillas, y mezclas de los mismos. Los materiales matriz que
comprenden alúmina son generalmente preferidos. Un material matriz
que consiste esencialmente en alúmina se considera el más preferido
actualmente.
Preferiblemente, el catalizador ácido sólido
tiene un tamaño de partícula de al menos 0,5 mm. Más
preferiblemente, el tamaño de partícula es al menos 0,8 mm, lo más
preferiblemente al menos 1,0 mm. El límite superior del tamaño de
partícula preferiblemente se encuentra en 10 mm, más preferiblemente
en 5 mm, incluso más preferiblemente en 3 mm. En la presente
especificación, el término tamaño de partícula se define como el
diámetro medio de la parte sólida del catalizador, como estará
claro para el experto en la materia.
El catalizador ácido sólido se puede preparar
mediante procesos comunes en la industria. En el caso de
catalizadores que comprenden un componente metálico hidrogenante y
un constituyente ácido sólido, el proceso de preparación puede
comprender, digamos, dar forma al constituyente ácido sólido,
después de mezclarlo con un material matriz, para formar
partículas, seguido por calcinación de las partículas. La función
hidrogenante se puede, por ejemplo, incorporar en la composición de
catalizador impregnando las partículas soporte con una solución de
un componente metálico hidrogenante.
Si la reacción de alquilación se realiza usando
un catalizador ácido sólido, este catalizar se puede tener que
regenerar regularmente con hidrógeno. La regeneración se puede
realizar junto con la reacción de alquilación en el mismo reactor.
También es posible separar los pasos de alquilación y regeneración
cambiando cada reactor entre un modo de alquilación y uno de
regeneración.
Preferiblemente, se usan dos tipos de
regeneración: regeneración moderada y regeneración a alta
temperatura. La regeneración moderada normalmente se lleva a cabo a
una temperatura en el intervalo de 233 a 523 K y una presión de
1,0-10,0 MPa (1 a 100 bar), mientras que la
regeneración a alta temperatura normalmente se efectúa a una
temperatura de al menos 423 K, preferiblemente en el intervalo de
423-873, más preferiblemente 473-673
K.
La regeneración moderada del catalizador ácido
sólido se realiza poniendo en contacto el catalizador con hidrógeno
en presencia de hidrocarburo, por ejemplo, la corriente de producto,
compuesto alquilable, o alquilato formado ya presente en el
reactor. Típicamente, el hidrógeno se disolverá en el hidrocarburo.
Preferiblemente, la solución contiene al menos el 10% de la
concentración de saturación de hidrógeno; estando definida dicha
concentración de saturación como la cantidad máxima de hidrógeno
que se puede disolver en el hidrocarburo a la temperatura y presión
de regeneración. Dependiendo de las velocidades de alimentación
aplicadas puede ser más preferido que la solución contenga al menos
el 50% de la concentración de saturación, incluso más preferible al
menos el 85%. A velocidades de alimentación relativamente bajas
generalmente se prefiere tener en la mezcla una solución de
hidrógeno tan saturada como sea posible.
La frecuencia de regeneración depende de un
número de condiciones, incluyendo la naturaleza del catalizador,
las condiciones de reacción y regeneración, y la cantidad de
hidrógeno presente durante el paso de regeneración.
Preferiblemente, la regeneración moderada se realiza antes de que
haya un descenso sustancial de la actividad catalítica. Tal
descenso se puede observar mediante la irrupción del agente de
alquilación, que se puede medir analizando la concentración del
agente de alquilación en la corriente de producto. Si se realiza
regeneración moderada antes de la irrupción del agente de
alquilación, es posible obtener un producto de composición casi
constante con alto rendimiento. Típicamente, la frecuencia de
regeneración moderada está en el intervalo de una vez cada 10 horas
a 10 veces por hora, preferiblemente de una vez cada 3 horas hasta 3
veces por hora, e incluso más preferiblemente de una vez cada 2
horas hasta 2 veces por hora.
Para efectuar un proceso a largo plazo en una
escala comercial se puede llevar a cabo una regeneración a alta
temperatura después de cada 50, preferiblemente después de cada 100
regeneraciones moderadas. Los experimentos de planta piloto han
mostrado que es posible efectuar un proceso a largo plazo cuando el
catalizador se somete a regeneración a alta temperatura después de
de cada 200-400 regeneraciones moderadas.
Dependiendo de las variables exactas del proceso en una escala
comercial, este valor puede ser mayor o menor en la práctica
real.
En una forma de realización preferida el proceso
se realiza usando un catalizador ácido sólido y al menos cuatro
reactores. Durante la operación al menos dos de estos reactores se
usan para la alquilación, como los reactores 3A y 3B en la figura
1. Se dice que estos reactores están en modo de alquilación. En los
otros al menos dos reactores el catalizador se regenera de forma
moderada. Se dice que estos reactores están en modo de
regeneración. Regularmente, los al menos dos reactores se cambian
del modo de alquilación al modo de regeneración moderada y
viceversa. Por lo tanto, la invención también se dirige a un proceso
de alquilación en donde se hace reaccionar un compuesto alquilable
con un agente de alquilación en presencia de un catalizador ácido
sólido para formar un alquilato y en donde el catalizador se
regenera, estando realizado dicho proceso en un aparato que
comprende una serie de al menos dos reactores en una zona A y una
serie de al menos dos reactores que contienen catalizador en una
zona B, proceso
en el que
en el que
- i.
- los reactores de la zona A y los reactores de la zona B realizan un ciclo en el que alternan por zona entre el modo de alquilación y el modo de regeneración moderada,
- ii.
- el modo de alquilación comprende introducir un agente de alquilación en un primer reactor de la zona a través del que pasa el compuesto alquilable, haciendo reaccionar una parte del compuesto alquilable con al menos una parte del agente de alquilación para producir una corriente de producto, y realizando esta operación al menos una vez más en un reactor posterior en la misma zona empleando, en lugar de dicho compuesto alquilable, una corriente que comprende dicha corriente de producto,
- iii.
- el modo de regeneración moderada comprende poner en contacto el catalizador ácido sólido en cada uno de los al menos dos reactores de la zona con hidrógeno,
proceso durante el cual se somete a
la corriente de producto al menos una vez a un paso de destilación
para retirar al menos una parte del alquilato de la corriente de
producto antes de introducir la corriente de producto en un reactor
posterior.
Más preferiblemente, la destilación entre fases
se realiza entre cada dos reactores en el modo de alquilación. Esto
produce no sólo una reducción de la cantidad de alquilato presente
en el(los) reactor(es) posterior(es), sino que
también sirve para obtener una concentración de alquilato casi
constante a lo largo del sistema entero. Con tal concentración de
alquilato casi constante, el catalizador en todos los reactores se
desactivará a una velocidad casi igual.
Además, el aparato puede comprender uno o más
reactores que pueden reemplazar uno o más de los al menos dos
reactores en la zona A y la zona B. Preferiblemente, el aparato
contiene uno de tales reactores adicionales. La disponibilidad de
tales reactores adicionales hace el proceso muy flexible. Si, debido
a las circunstancias, el catalizador en uno o más de los reactores
se desactiva durante el proceso a un nivel inaceptable, estos uno o
más reactores se pueden cambiar con uno o más reactores adicionales.
El catalizador desactivado se puede regenerar entonces poniéndolo
en contacto a una alta temperatura con hidrógeno en la fase de gas
para recuperar su actividad original sin afectar el proceso de
alquilación que continúa. Después de esta regeneración a alta
temperatura, el reactor que contiene el catalizador regenerado a
alta temperatura puede servir como dicho reactor adicional.
Los compuestos alquilables preferidos a ser
usados en el proceso según la invención son isoalcanos que tienen
de 4-10 átomos de carbono, tales como isobutano,
isopentano, isohexano, o mezclas de los mismos.
Los agentes de alquilación preferidos son
olefinas que tienen de 2-10 átomos de carbono,
preferiblemente de 2-6 átomos de carbono, más
preferiblemente 3-5 átomos de carbono, por ejemplo,
propeno, buteno, penteno. La alquilación de isobutano con buteno o
una mezcla de butenos constituye una forma de realización atractiva
del proceso según la invención.
El proceso se realiza típicamente en condiciones
tales que al menos una parte del agente de alquilación y del
compuesto alquilable están en la fase líquida o la fase
supercrítica. En general, el proceso según la invención se realiza
a una temperatura en el intervalo de 233 a 523 K, preferiblemente en
el intervalo de 293 a 423 K, más preferiblemente en el intervalo de
338 a 368 K, y a una presión en el intervalo de 1,0 a 10,0 MPa,
preferiblemente 0,5-4,0 MPa, más preferiblemente
1,5-3,0 MPa (de 1 a 100 bar, preferiblemente de 5 a
40 bar, más preferiblemente de 15 a 30 bar).
Si se realiza regeneración moderada,
generalmente se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de
233 a 523 K y una presión de 0,1-10,0 MPa (de 1 a
100 bar). Aunque los pasos de regeneración y alquilación se pueden
llevar a cabo a temperaturas y presiones diferentes, se prefiere que
la temperatura de regeneración, expresada en K, y la presión de
regeneración no difieran de la temperatura y presión de reacción en
más del 20%, más preferiblemente en no más del 10%, aún más
preferiblemente en no más del 5%. Lo más preferiblemente, la
temperatura y presión de regeneración y la temperatura y presión de
reacción son esencialmente las mismas.
La relación molar de compuesto alquilable a
agente de alquilación (I/O) en la alimentación total en los
reactores preferiblemente es mayor de 5:1, más preferiblemente
mayor de 50:1. Relaciones molares mayores se consideran preferidas
por razones de realización, porque generalmente producen un aumento
en el índice de octano y la estabilidad. El límite superior para
esta relación se determina mediante el tipo de proceso aplicado, y
mediante la economía del proceso. No es crítico, y puede ser tan
alto como 5.000:1. Generalmente, se prefieren cifras de, por
ejemplo, 1.000:1 o menores. Estas relaciones molares altas se pueden
obtener de varias formas conocidas por el experto en la materia,
por ejemplo, mediante entradas múltiples para el agente de
alquilación o reciclaje interno del contenido del reactor.
Actualmente una relación molar de compuesto alquilable a agente de
alquilación de 150-170:1 se considera la más
preferida.
La velocidad de alimentación (WHSV, velocidad
espacial horaria en peso) del agente de alquilación generalmente
está en el intervalo de 0,01 a 5, preferiblemente en el intervalo de
0,05 a 0,5, más preferiblemente en el intervalo de 0,1 a 0,3 gramos
de agente de alquilación por gramo de catalizador por hora.
Los alquilatos preferidos a ser producidos
mediante el proceso según la invención son alquilatos de C_{5}+
con un mínimo de alquilatos de C_{9}+. El alquilato de C_{5}+
obtenido usando el proceso según la invención preferiblemente tiene
un contenido de C_{9}+ de menos del 30% en peso, más
preferiblemente de menos del 20% en peso, más preferiblemente de
menos del 10% en peso.
El proceso según la invención hace posible
obtener un rendimiento de alquilato de C_{5}+ superior al 200%,
calculado sobre el peso de la olefina consumida, preferiblemente del
204% o mayor.
La calidad del producto de alquilato obtenido en
el proceso según la invención se puede medir mediante el RON
(índice de octano de investigación) del producto. El RON es una
medida de la capacidad antidetonante de la gasolina y/o los
constituyentes de la gasolina. Cuanto mayor sea el RON, más
favorable será la capacidad antidetonante de la gasolina.
Dependiendo del tipo de motor de gasolina, en términos generales una
capacidad antidetonante mayor es de ventaja cuando se refiere al
funcionamiento del motor. El producto obtenido en el proceso según
la invención preferiblemente tiene un RON de 90 o mayor, más
preferiblemente de 92 o mayor, lo más preferiblemente de 94 o
mayor. El RON se obtiene determinando, por ejemplo a través de
cromatografía de gases, el porcentaje en volumen de los varios
hidrocarburos en el producto. Los porcentajes en volumen se
multiplican después por la contribución del RON y se suman.
Los ejemplos de compuestos con un RON de 90 o
mayor son isopentano, 2,2-dimetilbutano,
2,3-dimetilbutano, trimetilbutano,
2,3-dimetilpentano,
2,2,4-trimetilpentano
2,2,3-trimetilpentano,
2,3,4-trimetilpentano,
2,3,3-trimetilpentano, y
2,2,5-trimetilhexano.
Se realizaron pruebas usando un aparato que
comprende dos reactores en el modo de alquilación y dos en el modo
de regeneración. Se usó isobutano como el compuesto alquilable;
1-buteno como el agente de alquilación. La
temperatura de reacción fue de 70ºC, la WHSV fue 0,19 hr^{-1}, e
I/O fue 24.
Sin destilación entre fases, la conversión de
olefina fue del 81% y el RON del alquilato producido fue 95,3.
Usando un tambor de evaporación, la conversión de olefina aumentó al
100% y el RON del alquilato se elevó a 96,2. Esto muestra el efecto
positivo de la destilación entre fases.
Pruebas adicionales han mostrado que la
concentración de alquilato en un aparato con dos reactores en el
modo de regeneración, dos reactores en el modo de alquilación, y un
tambor de evaporación entre los dos últimos reactores da un perfil
plano de concentración de alquilato a lo largo de los reactores.
Se pudo obtener un resultado comparable usando
tres reactores en el modo de alquilación, tres reactores en el modo
de regeneración, y un tambor de evaporación entre el primer y el
segundo y el segundo y el tercer reactor en el modo de
alquilación.
Claims (10)
1. Un proceso para la alquilación de
hidrocarburos saturados en donde se hace reaccionar un compuesto
alquilable con un agente de alquilación para formar un alquilato,
estando realizado dicho proceso en un aparato que comprende una
serie de al menos dos reactores, proceso que comprende los
siguientes pasos
- a)
- el compuesto alquilable y el agente de alquilación se introducen en el primer reactor, en donde al menos una parte del compuesto alquilable se hace reaccionar con al menos una parte del agente de alquilación para producir una corriente de producto,
- b)
- el paso a) se realiza al menos una vez más en un reactor posterior empleando, en lugar de dicho compuesto alquilable, una corriente que comprende dicha corriente de producto,
proceso durante el que se somete la corriente de
producto al menos una vez a un paso de destilación para retirar al
menos una parte del alquilato de la corriente de producto antes de
introducir la corriente de producto en un reactor posterior.
2. Un proceso según la reivindicación 1 en donde
la destilación se realiza sobre 1-40 platos
teóricos.
3. Un proceso según la reivindicación 2 en donde
la destilación se realiza sobre 1-10 platos
teóricos.
4. Un proceso según la reivindicación 3 en donde
la destilación es una destilación instantánea.
5. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en donde además del alquilato también
se retira una parte del compuesto alquilable de la corriente de
producto, conteniendo la corriente resultante de compuestos
retirados al menos el 5 por ciento en volumen líquido de compuesto
alquilable.
6. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en donde al menos dos reactores
contienen un catalizador ácido sólido que comprende un
constituyente ácido sólido y al menos un metal del grupo VIII.
7. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en donde se usa una serie de al menos
cuatro reactores.
8. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en donde el aparato comprende una serie
de al menos dos reactores que contienen catalizador en una zona A y
una serie de al menos dos reactores que contienen catalizador en
una zona B, proceso en el que
- i.
- los reactores de la zona A y los reactores de la zona B realizan un ciclo en el que alternan por zona entre modo de alquilación y modo de regeneración moderada,
- ii.
- el modo de alquilación comprende los pasos a) y b) de la reivindicación 1, durante el que la corriente de producto se somete al menos a un paso de destilación entre fases para retirar al menos una parte del alquilato de la corriente de producto antes de introducir la corriente de producto en un reactor posterior, y
- iii.
- el modo de regeneración moderada comprende poner en contacto el catalizador ácido sólido en cada uno de los al menos dos reactores de la zona con hidrógeno.
9. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en donde el compuesto alquilable es
isobutano y el agente de alquilación comprende alquenos de
C_{3}-C_{5}.
10. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en donde el proceso se realiza a una
presión en el intervalo de 0,5-4,0 MPa
(5-40 bar).
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