ES2331517T3 - FISCHER-TROPSCH PROCEDURE USING A FISCHER-TROPSCH CATALYST AND A CATALYST CONTAINING ZEOLITE. - Google Patents

FISCHER-TROPSCH PROCEDURE USING A FISCHER-TROPSCH CATALYST AND A CATALYST CONTAINING ZEOLITE. Download PDF

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Edgar Evert Steenwinkel
Marieke Paulyne Renate Spee
Johannes Petrus Jozef Verlaan
Eelco Titus Carel Vogt
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C10G2/33Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used
    • C10G2/331Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals

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Abstract

Fischer-Tropsch process for the conversion of carbon monoxide and hydrogen to C5<+> hydrocarbon mixtures in which process use is made of Fischer-Tropsch catalyst particles and fluid catalytic cracking (FCC) catalyst particles. The FCC catalyst can be a fresh FCC catalyst, or an equilibrium catalysts (E-cat).

Description

Procedimiento de Fischer-Tropsch que usa un catalizador de Fischer-Tropsch y un catalizador que contiene zeolita.Fischer-Tropsch procedure which uses a Fischer-Tropsch catalyst and a catalyst containing zeolite.

La presente invención se refiere a un procedimiento de Fischer-Tropsch para la conversión de monóxido de carbono e hidrógeno en mezclas de hidrocarburos C_{5}^{+} usando un catalizador de Fischer-Tropsch y un catalizador que contiene zeolita.The present invention relates to a Fischer-Tropsch procedure for conversion of carbon monoxide and hydrogen in hydrocarbon mixtures C 5 + using a catalyst of Fischer-Tropsch and a catalyst containing zeolite

El procedimiento de Fischer-Tropsch comprende generalmente las siguientes etapas de procedimiento.The procedure of Fischer-Tropsch generally comprises the following procedural steps.

La primera etapa implica hacer reaccionar una fuente de carbono (tal como carbón o gas natural) con una fuente de oxígeno (tal como vapor de agua, aire u oxígeno) para formar una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno, denominada habitualmente gas de síntesis.The first stage involves reacting a source of carbon (such as coal or natural gas) with a source of oxygen (such as water vapor, air or oxygen) to form a mixture of carbon monoxide and hydrogen, usually called synthesis gas

La segunda etapa implica poner en contacto el monóxido de carbono e hidrógeno con un catalizador de Fischer-Tropsch conduciendo a hidrocarburos y agua. Dependiendo de las condiciones de procedimiento y el catalizador usado, la naturaleza de los hidrocarburos y la longitud de cadena pueden variar. Los productos principales de la reacción de Fischer-Tropsch son parafinas y olefinas lineales y agua, pero pueden producirse una isomerización limitada y la inclusión de heteroátomos tales como oxígeno. Los catalizadores aplicados generalmente para esta segunda etapa son catalizadores que contienen hierro y/o cobalto. Con el fin de potenciar la isomerización durante esta segunda etapa, puede añadirse un cocatalizador.The second stage involves contacting the carbon monoxide and hydrogen with a catalyst Fischer-Tropsch leading to hydrocarbons and water. Depending on the process conditions and the catalyst used, the nature of hydrocarbons and chain length may vary The main products of the reaction of Fischer-Tropsch are linear paraffins and olefins and water, but limited isomerization can occur and the inclusion of heteroatoms such as oxygen. Catalysts generally applied for this second stage are catalysts containing iron and / or cobalt. In order to enhance the isomerization during this second stage, a Cocatalyst

La tercera etapa implica la isomerización de los hidrocarburos formados en la segunda etapa para producir productos más valiosos. Por ejemplo, las cadenas más largas en el producto pueden someterse a craqueo para formar productos en la gama del diésel o la gasolina, y pueden isomerizarse parafinas lineales para mejorar las propiedades del producto de diésel tales como el punto de enturbiamiento y el punto de fluidez. Generalmente se usan catalizadores de hidrotratamiento adaptados para esta tercera etapa.The third stage involves the isomerization of the hydrocarbons formed in the second stage to produce products more valuable For example, the longest chains in the product they can undergo cracking to form products in the range of diesel or gasoline, and linear paraffins can be isomerized to improve the properties of the diesel product such as the point of cloudiness and pour point. Generally used hydrotreatment catalysts adapted for this third stage.

El documento US 5.928.980 da a conocer el uso (en la segunda etapa del procedimiento de Fischer-Tropsch) de un catalizador de craqueo catalítico fluido (FCC, fluid catalytic cracking) gastado impregnado con un metal del grupo VIII, preferiblemente cobalto y/o hierro. Esta composición de catalizador se prepara impregnando el catalizador de FCC gastado con una sal de metal, calcinando el catalizador de FCC impregnado para obtener un óxido metálico soportado y reduciendo el óxido de metal para dar el metal en una atmósfera de gas reductora. El metal impregnado sirve como catalizador de Fischer-Tropsch.US 5,928,980 discloses the use (in the second stage of the Fischer-Tropsch process) of a spent fluid catalytic cracking catalyst (FCC) impregnated with a group VIII metal, preferably cobalt and / or iron This catalyst composition is prepared by impregnating the spent FCC catalyst with a metal salt, calcining the impregnated FCC catalyst to obtain a supported metal oxide and reducing the metal oxide to give the metal in a reducing gas atmosphere. The impregnated metal serves as a Fischer-Tropsch catalyst.

La preparación de esta composición de catalizador de la técnica anterior requiere un procedimiento engorroso (que implica las etapas de impregnación, calcinación y reducción). Es por tanto un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento para la conversión de monóxido de carbono e hidrógeno en mezclas de hidrocarburos C_{5}^{+} usando un sistema de un catalizador de Fischer-Tropsch y un catalizador de FCC, sistema que es más fácil de preparar.The preparation of this composition of prior art catalyst requires a procedure cumbersome (which involves the stages of impregnation, calcination and reduction). It is therefore an object of the present invention provide a procedure for the conversion of monoxide from carbon and hydrogen in mixtures of C5 + hydrocarbons using a catalyst system of Fischer-Tropsch and an FCC catalyst, a system that  It is easier to prepare.

Un segundo objeto es proporcionar un procedimiento usando un sistema de catalizadores que puede usarse de una manera más flexible según sea necesario.A second object is to provide a procedure using a catalyst system that can be used in  a more flexible way as needed.

Un tercer objeto es proporcionar un sistema de catalizador económico.A third object is to provide a system of economic catalyst

La técnica anterior sólo da a conocer el uso de catalizador de FCC gastado en un procedimiento de Fischer-Tropsch. Es un cuarto objeto de la presente invención ampliar el alcance del catalizador de FCC que va a usarse en procedimientos de Fischer-Tropsch usando también otros tipos de catalizadores de FCC. El documento US-A-4 906 671 describe un procedimiento para producir diésel a partir de hidrógeno y óxidos de carbono usando un sistema de catalizadores que comprende un catalizador de FCC y un catalizador de FT.The prior art only discloses the use of FCC catalyst spent on a process of Fischer-Tropsch It is a fourth object of the present invention expand the scope of the FCC catalyst to be used in Fischer-Tropsch procedures using also other types of FCC catalysts. The document US-A-4 906 671 describes a procedure to produce diesel from hydrogen and oxides of carbon using a catalyst system comprising a FCC catalyst and an FT catalyst.

El documento US3254023, ejemplo 6 trata de un procedimiento en el que se utiliza una síntesis de tipo Fischer-Tropsch como reacción de adición exotérmica, sirviendo el calor derivado de la misma para efectuar una reacción de deshidratación endotérmica. Se trata una deshidratación de isobutanol para dar isobutileno catalizada por una zeolita Y sintética. Las reacciones se llevan a cabo a presión atmosférica.Document US3254023, example 6 deals with a procedure in which a type synthesis is used Fischer-Tropsch as an addition reaction exothermic, serving the heat derived from it to effect an endothermic dehydration reaction. It is a dehydration of isobutanol to give isobutylene catalyzed by a zeolite and synthetic. The reactions are carried out under pressure atmospheric

Según la invención se proporciona un procedimiento según la reivindicación 1.According to the invention a method according to claim 1.

El procedimiento según la invención usa partículas de catalizador de Fischer-Tropsch y partículas de catalizador de craqueo catalítico fluido. Por tanto, la composición de catalizadores según la presente invención puede prepararse simplemente mezclando partículas de catalizador de Fischer-Tropsch y partículas de catalizador de FCC existentes. Su preparación no requiere etapas de impregnación no deseadas desde el punto de vista industrial.The method according to the invention uses Fischer-Tropsch catalyst particles and fluid catalytic cracking catalyst particles. So, The catalyst composition according to the present invention can be prepared simply by mixing catalyst particles of Fischer-Tropsch and FCC catalyst particles existing. Its preparation does not require impregnation stages. desired from an industrial point of view.

En una realización, las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch y las partículas de catalizador de FCC pueden usarse en forma de cuerpos conformados en los que ambas partículas están incrustadas. Ejemplos de cuerpos conformados son partículas secadas por pulverización (microesferas), productos extruidos, gránulos, esferas, etc.In one embodiment, the particles of Fischer-Tropsch catalyst and particles of FCC catalyst can be used in the form of bodies formed in which both particles are embedded. Examples of bodies shaped are spray dried particles (microspheres), extrudates, granules, spheres, etc.

Tales cuerpos conformados pueden prepararse conformando una mezcla física de partículas de catalizador de Fischer-Tropsch y partículas de catalizador de FCC. Los métodos adecuados para obtener tales cuerpos conformados incluyen secado por pulverización, granulación, extrusión (opcionalmente combinada con amasado), formación de perlas o cualquier otro método de conformación convencional usado en los campos de los catalizadores y absorbentes o combinaciones de los mismos. Por ejemplo, si la preparación de las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch implica una etapa de secado por pulverización, es posible añadir el catalizador de FCC al catalizador de Fischer-Tropsch antes del secado por pulverización y posteriormente secar por pulverización la mezcla resultante.Such shaped bodies can be prepared forming a physical mixture of catalyst particles of Fischer-Tropsch and FCC catalyst particles. Suitable methods to obtain such shaped bodies include spray drying, granulation, extrusion (optionally combined with kneading), pearl formation or any other conventional conformation method used in fields of catalysts and absorbents or combinations of same. For example, if the preparation of the particles of Fischer-Tropsch catalyst involves a stage of spray drying, it is possible to add the FCC catalyst to the Fischer-Tropsch catalyst before drying by spraying and subsequently spray drying the resulting mixture.

Si se desea, puede añadirse un material de unión o matriz para mejorar la resistencia mecánica de los cuerpos conformados. Ejemplos de materiales de unión o matriz adecuados son alúmina, sílice, arcillas y mezclas de los mismos. Generalmente se prefieren los materiales de unión o matriz que comprenden alúmina. El material de unión o matriz, si está presente, está presente preferiblemente en una cantidad del 10-40% en peso, más preferiblemente del 15-35% en peso, y lo más preferiblemente del 25-35% en peso, basado en el peso total de la composición de catalizadores.If desired, a bonding material can be added or matrix to improve the mechanical resistance of the bodies conformed Examples of suitable bonding or matrix materials are alumina, silica, clays and mixtures thereof. Generally they prefer bonding materials or matrix comprising alumina. The bonding material or matrix, if present, is present preferably in an amount of 10-40% by weight, more preferably 15-35% by weight, and most preferably 25-35% by weight, based on the Total weight of the catalyst composition.

El término "catalizador de FCC" incluye catalizadores de FCC nuevos, catalizadores de FCC gastados y catalizadores en equilibrio (E-cat, equilibrium catalysts). Un catalizador de FCC gastado es menos caro que un catalizador de FCC nuevo. Además, su uso da como resultado la reutilización de materiales residuales, lo que es económica y medioambientalmente favorable.The term "FCC catalyst" includes new FCC catalysts, spent FCC catalysts and equilibrium catalysts (E-cat, equilibrium catalysts ). A spent FCC catalyst is less expensive than a new FCC catalyst. In addition, its use results in the reuse of waste materials, which is economically and environmentally favorable.

Si las partículas de catalizador de FCC y las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch no están en forma de cuerpos conformados en los que ambas partículas están incrustadas, las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch y las partículas de catalizador de FCC pueden dosificarse individualmente (según sea necesario) a la unidad de Fischer-Tropsch. Esto crea una gran flexibilidad. Por ejemplo, si las condiciones de procedimiento cambian durante el procesamiento o si uno de los catalizadores se desactiva más rápidamente que el otro, uno de los catalizadores puede añadirse con una velocidad de dosificación más rápida que el otro.If the FCC catalyst particles and the Fischer-Tropsch catalyst particles no they are in the form of shaped bodies in which both particles are embedded, the catalyst particles of Fischer-Tropsch and catalyst particles of FCC can be dosed individually (as needed) at Fischer-Tropsch unit. This creates a great flexibility. For example, if the procedural conditions change during processing or if one of the catalysts is deactivates faster than the other, one of the catalysts can be added with a faster dosing rate than the other.

Además, la calidad del E-cat o del catalizador de FCC gastado variará de lote en lote. Esta diferencia puede compensarse adaptando la velocidad de dosificación de las partículas de catalizador de FCC en comparación con la de las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch. Además, es posible o bien usar ambos tipos de partículas de catalizador en la segunda etapa del procedimiento de Fischer-Tropsch, o bien usar las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch en la segunda etapa y las partículas de catalizador de FCC en la tercera etapa.In addition, the quality of the E-cat or The spent FCC catalyst will vary from batch to batch. This difference can be compensated by adapting the dosing rate of the FCC catalyst particles compared to that of Fischer-Tropsch catalyst particles. In addition, it is possible either to use both types of particles of catalyst in the second stage of the process of Fischer-Tropsch, or use the particles of Fischer-Tropsch catalyst in the second stage and FCC catalyst particles in the third stage.

En el procedimiento según la invención se usan catalizadores de FCC que contienen zeolita Y. Tales catalizadores de FCC generalmente contienen zeolita Y, arcilla (por ejemplo caolín, metacaolín, bentonita), sílice, alúmina, compuestos de metales de tierras raras, etc. Ejemplos de metales adecuados son metales de tierras raras, por ejemplo Ce, La, y metales de transición de los grupos IV-VIII del Sistema Periódico, por ejemplo V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zr, Nb, Ru, Re, etc. Los compuestos de metal pueden servir, por ejemplo, para aumentar la resistencia de las partículas (por ejemplo compuestos de La), potenciar la estabilidad del catalizador (por ejemplo compuestos de Ni) o potenciar la conversión de CO (por ejemplo compuestos de Fe, Co o Ru). Este compuesto de metal está presente preferiblemente en o sobre las partículas de catalizador de FCC en cantidades del 0,1 al 10% en peso, más preferiblemente del 0,3 al 2% en peso, calculadas como óxido y basadas en el peso total de catalizador de FCC que contiene
metal.
In the process according to the invention FCC catalysts containing zeolite Y are used. Such FCC catalysts generally contain zeolite Y, clay (for example kaolin, metacaolin, bentonite), silica, alumina, rare earth metal compounds, etc. Examples of suitable metals are rare earth metals, for example Ce, La, and transition metals of groups IV-VIII of the Periodic System, for example V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zr, Nb, Ru, Re, etc. The metal compounds can serve, for example, to increase the resistance of the particles (for example compounds of La), enhance the stability of the catalyst (for example compounds of Ni) or enhance the conversion of CO (for example compounds of Fe, Co or Ru). This metal compound is preferably present in or on the FCC catalyst particles in amounts of 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.3 to 2% by weight, calculated as oxide and based on the total weight of FCC catalyst that contains
metal.

El compuesto de metal puede depositarse sobre las partículas de catalizador de FCC de cualquier manera conocida en la técnica. Ejemplos de tales métodos son impregnación, intercambio iónico y precipitación por deposición de sales de metales solubles.The metal compound can be deposited on FCC catalyst particles in any known manner in the technique Examples of such methods are impregnation, ion exchange and precipitation by deposition of salts of soluble metals

Si se desea, las partículas de catalizador de FCC con metal depositado se calcinan y/o se reducen previamente después de que se haya depositado el compuesto de metal.If desired, the catalyst particles of FCC with deposited metal are calcined and / or previously reduced after the metal compound has been deposited.

Una ventaja adicional de usar un catalizador de FCC gastado en comparación con un catalizador de FCC nuevo es que un catalizador de FCC gastado contendrá generalmente un compuesto de metal deseado, debido al hecho de que la alimentación de hidrocarburos que va a someterse a craqueo en una unidad de FCC contiene generalmente diversos metales (por ejemplo níquel, vanadio). Por consiguiente, no se requiere ninguna etapa de deposición adicional para introducir un compuesto de metal de este tipo.An additional advantage of using a catalyst FCC spent compared to a new FCC catalyst is that A spent FCC catalyst will generally contain a compound of desired metal, due to the fact that the feeding of hydrocarbons to be subjected to cracking in an FCC unit It usually contains various metals (for example nickel, vanadium). Therefore, no stage of additional deposition to introduce a metal compound of this kind.

El catalizador de Fischer-Tropsch puede ser cualquier catalizador de Fischer-Tropsch convencional, que preferiblemente comprende hierro y/o cobalto. Para la preparación de tales catalizadores se hace referencia, por ejemplo, a los documentos WO 01/97968, WO 01/89686 y WO 01/70394.The catalyst of Fischer-Tropsch can be any catalyst of Conventional Fischer-Tropsch, which preferably It comprises iron and / or cobalt. For the preparation of such Catalysts are referred, for example, to WO documents 01/97968, WO 01/89686 and WO 01/70394.

El catalizador de Fischer-Tropsch puede promoverse con diversos metales, por ejemplo Al, Ti, Cr, Mn, Ca, Na y/o K. Además, las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch pueden contener materiales aglutinantes, tales como sílice y/o alúmina.The catalyst of Fischer-Tropsch can be promoted with various metals, for example Al, Ti, Cr, Mn, Ca, Na and / or K. In addition, the Fischer-Tropsch catalyst particles can contain binder materials, such as silica and / or alumina.

Tanto las partículas de catalizador de FCC como las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch pueden usarse en la segunda etapa del procedimiento de Fischer-Tropsch, o bien en forma de partículas separadas, o bien en forma de cuerpos conformados en los que ambas partículas están incrustadas. Basándose en el peso total de partículas de catalizador de FCC y partículas de catalizador de Fischer-Tropsch, las partículas de catalizador de FCC se usan preferiblemente en una cantidad del 5 al 40% en peso, más preferiblemente desde el 10 hasta el 30% en peso.Both the FCC catalyst particles and Fischer-Tropsch catalyst particles can be used in the second stage of the procedure of Fischer-Tropsch, or in the form of particles separated, or in the form of shaped bodies in which both particles are embedded. Based on the total weight of FCC catalyst particles and catalyst particles of Fischer-Tropsch, the catalyst particles of FCC are preferably used in an amount of 5 to 40% by weight, more preferably from 10 to 30% by weight.

La segunda etapa puede llevarse a cabo en cualquier reactor adecuado, tal como un reactor de lecho fluidizado (fijo). La temperatura oscila preferiblemente desde 250º hasta 400ºC, más preferiblemente desde 300º hasta 370ºC, y lo más preferiblemente desde 330º hasta 350ºC. La presión oscila desde 10 hasta 60 bar, más preferiblemente de 15 a 30 bar, y lo más preferiblemente en aproximadamente 20 bar.The second stage can be carried out in any suitable reactor, such as a fluidized bed reactor (permanent). The temperature preferably ranges from 250 ° to 400 ° C, more preferably from 300 ° to 370 ° C, and most preferably from 330 ° to 350 ° C. The pressure ranges from 10 up to 60 bar, more preferably 15 to 30 bar, and most preferably in about 20 bar.

La razón en volumen de H_{2}/CO oscila preferiblemente desde 0,2 hasta 6,0, preferiblemente 0,5-6, lo más preferiblemente 1-3.The volume ratio of H2 / CO oscillates preferably from 0.2 to 6.0, preferably 0.5-6, most preferably 1-3.

La tercera etapa se realiza generalmente a temperaturas de 150 a 600ºC, más preferiblemente de 200 a 500ºC, y lo más preferiblemente de 300 a 400ºC. La presión oscila preferiblemente desde 5 hasta 60 bar, más preferiblemente desde 15 hasta 40 bar, y lo más preferiblemente desde 20 hasta 30 bar.The third stage is usually performed at temperatures of 150 to 600 ° C, more preferably 200 to 500 ° C, and most preferably from 300 to 400 ° C. Pressure ranges preferably from 5 to 60 bar, more preferably from 15 up to 40 bar, and most preferably from 20 to 30 bar.

El producto de hidrocarburo resultante contiene preferiblemente, en base a la masa, al menos el 35%, más preferiblemente al menos el 45%, y lo más preferiblemente al menos el 50% de compuestos C_{5}^{+}. El procedimiento puede usarse para la producción de compuestos aromáticos, olefinas y/o hidrocarburos ramificados. Preferiblemente, el procedimiento se usa para la producción de combustible líquido, especialmente diésel y gasolina, y preferiblemente gasolina sin plomo.The resulting hydrocarbon product contains preferably, based on mass, at least 35%, more preferably at least 45%, and most preferably at least 50% of C5 + compounds. The procedure can be used. for the production of aromatic compounds, olefins and / or branched hydrocarbons. Preferably, the procedure is used. for the production of liquid fuel, especially diesel and gasoline, and preferably unleaded gasoline.

EjemploExample

Los siguientes experimentos ilustran la idoneidad de los catalizadores de FCC a base de zeolita Y (nuevos y E-cat), para la isomerización de productos olefínicos lineales en condiciones típicas del procedimiento de Fischer-Tropsch. Pueden usarse catalizadores que son adecuados para este fin o bien en la segunda etapa (como cocatalizador) o bien en la tercera etapa del procedimiento de Fischer-Tropsch con el fin de potenciar la isomerización de los productos olefínicos lineales.The following experiments illustrate the suitability of FCC catalysts based on zeolite Y (new and E-cat), for the isomerization of products linear olefins under typical conditions of the Fischer-Tropsch Catalysts that are suitable for this purpose or in the second stage (as cocatalyst) or in the third stage of the procedure Fischer-Tropsch in order to enhance the Isomerization of linear olefinic products.

Con este fin se sometió a prueba el rendimiento de los catalizadores de FCC en una hidroisomerización de 1-hexeno. Las condiciones de reacción (temperatura, presión total y presión de dihidrógeno) para las pruebas de rendimiento eran idénticas a las condiciones presentes en un procedimiento de Fischer-Tropsch típico a alta temperatura:For this purpose the performance was tested of the FCC catalysts in a hydroisomerization of 1-hexene The reaction conditions (temperature, total pressure and dihydrogen pressure) for testing performance were identical to the conditions present in a typical Fischer-Tropsch procedure at high temperature:

TemperaturaTemperature
: 340ºC: 340 ° C

Presión totalTotal pressure
: 20 bar: 20 bar

Entrada de catalizadorEntrance of catalyst
: 2,2 g: 2.2 g

WHSV, 1-HexenoWHSV, 1-Hexene
: 2,85 g/g/h: 2.85 g / g / h

\quadquad
{}\hskip0.1cm (basado en zeolita presente){} \ hskip0.1cm (based on zeolite Present)

Presión parcial de H_{2}Partial pressure of H2
: 9 bar: 9 bar

Presión parcial de N_{2}Partial pressure of N_ {2}
: 10,8 bar: 10.8 bar

Presión parcial de 1-hexenoPartial pressure of 1-hexene
: 0,22 bar: 0.22 Pub

Razón molar de H_{2}/1-hexenoMolar ratio of H 2/1-hexene
: 40,9: 40.9

Razón molar de N_{2}/1-hexeno Molar ratio of N2 / 1-hexene
: 49,1: 49.1

Se redujeron los catalizadores de FCC in situ en el reactor a una presión de hidrógeno de 20 bar a 340ºC durante 1 h. Una vez completado el procedimiento de reducción, se introdujo el flujo de nitrógeno y posteriormente se dosificó 1-hexeno (0,11 ml/min). Se hizo un seguimiento de la composición del producto de reacción mediante un análisis de CG en línea.FCC catalysts in situ in the reactor were reduced to a hydrogen pressure of 20 bar at 340 ° C for 1 h. Once the reduction procedure was completed, the nitrogen flow was introduced and subsequently 1-hexene (0.11 ml / min) was dosed. The composition of the reaction product was monitored by an online GC analysis.

Se sometieron a prueba tres tipos diferentes de catalizadores de FCC según este procedimiento: un catalizador de FCC nuevo que contenía una cantidad baja de tierra rara (RE, rare earth), un catalizador de FCC nuevo que contenía una cantidad alta de metales de tierras raras, y un catalizador de FCC en equilibrio (E-cat) que resultaba del catalizador de FCC con una cantidad baja de RE. Las distribuciones de producto obtenidas en estas pruebas a un tiempo de ejecución de 0,5 h y de 17,5 h se presentan en las tablas 1 y 2, respectivamente.Three different types of FCC catalysts by this process were tested: a catalyst again FCC containing a low amount of rare earth (RE, rare earth) catalyst new FCC containing a high amount of rare earth metals , and an equilibrium FCC catalyst (E-cat) that resulted from the FCC catalyst with a low amount of RE. The product distributions obtained in these tests at an execution time of 0.5 h and 17.5 h are presented in tables 1 and 2, respectively.

En estas tablas, n-C_{6} se refiere a las parafinas C_{6} normales, i-C_{6} se refiere a las parafinas C_{6} ramificadas, n-C_{6}= se refiere a las olefinas C_{6} normales, i-C_{6}= se refiere a las olefinas C_{6} ramificadas, y <C_{6} y >C_{6} se refiere a los compuestos con menos y más de 6 átomos de carbono, respectivamente.In these tables, n -C6 refers to normal C6 paraffins, and -C6 refers to branched C6 paraffins, n -C6 = refers to olefins Normal C 6, i-C 6 = refers to branched C 6 olefins, and <C 6 and> C 6 refers to compounds with less and more than 6 carbon atoms respectively.

TABLA 1TABLE 1 Resultados de las pruebas a un tiempo de ejecución de 0,5 hTest results at a runtime of 0.5 h

1one

TABLA 2TABLE 2 Resultados de las pruebas a un tiempo de ejecución de 17,5 hTest results at a runtime of 17.5 h

22

Tal como puede observarse a partir de estas tablas, el catalizador de FCC nuevo con una cantidad baja de RE tiene una alta selectividad para las olefinas C_{6} ramificadas (i-C_{6}=) y las parafinas C_{6} ramificadas (i-C_{6}). Las cantidades totales de productos isomerizados a un tiempo de ejecución de 0,5 h y 17,5 h eran del 52,0% en peso y el 60,1% en peso, respectivamente. Esta alta selectividad de isomerización iba acompañada de un bajo nivel de craqueo; sólo se obtuvo el 3,4% en peso de productos menores que C_{6} (<C_{6}) a un tiempo de ejecución de 17,5 h. La cantidad de productos aromáticos estaba muy por debajo del 1% en peso durante toda la ejecución.As can be seen from these tables, the new FCC catalyst with a low amount of RE it has a high selectivity for branched C6 olefins (i-C6 =) and branched C6 paraffins (i-C_ {6}). Total quantities of products isomerized at an execution time of 0.5 h and 17.5 h were 52.0% by weight and 60.1% by weight, respectively. She's tall isomerization selectivity was accompanied by a low level of cracking only 3.4% by weight of products smaller than C_ {6} (<C_ {6}) at a runtime of 17.5 h. The quantity of aromatic products was well below 1% in weight throughout the execution.

El catalizador de FCC nuevo con una alta cantidad de RE también mostró una alta selectividad para las olefinas C_{6} ramificadas (i-C_{6}=) y las parafinas C_{6} ramificadas (i-C_{6}). Las cantidades totales de productos isomerizados a un tiempo de ejecución de 0,5 h y de 17,5 h eran del 44,8% en peso y el 60,5% en peso, respectivamente. El nivel de craqueo era del 5,3% en peso a un tiempo de ejecución de 17,5 h. La cantidad de productos aromáticos estaba muy por debajo del 1% en peso durante toda la ejecución.The new FCC catalyst with a high amount of RE also showed high selectivity for C6 branched olefins (i-C6 =) and the C6 branched paraffins (i-C6). The total quantities of isomerized products at a time of execution of 0.5 h and 17.5 h were 44.8% by weight and 60.5% in weight, respectively. The level of cracking was 5.3% by weight at a runtime of 17.5 h. The amount of aromatic products It was well below 1% by weight throughout the execution.

El catalizador de FCC en equilibrio mostró una selectividad algo menor con respecto a las olefinas C_{6} ramificadas (i-C_{6}=) y las parafinas C_{6} ramificadas (i-C_{6}) que los catalizadores de FCC nuevos. Las cantidades totales de productos isomerizados a un tiempo de ejecución de 0,5 h y 17,5 h eran del 38,2% en peso y el 39,8% en peso, respectivamente. El nivel de craqueo era sólo del 3,0% en peso a un tiempo de ejecución de 17,5 h. De nuevo, la cantidad de productos aromáticos estaba muy por debajo del 1% en peso durante toda la ejecución. Aunque el nivel de isomerización de este E-cat era inferior al de los catalizadores de FCC nuevos, todavía es aceptable para su uso en el producto de Fischer-Tropsch, especialmente como cocatalizador en la segunda etapa.The equilibrium FCC catalyst showed a somewhat lower selectivity with respect to C6 olefins branched (i-C6 =) and C6 paraffins branched (i-C6) than FCC catalysts new. Total quantities of products isomerized to a runtime of 0.5 h and 17.5 h were 38.2% by weight and the 39.8% by weight, respectively. The level of cracking was only 3.0% by weight at an execution time of 17.5 h. Again the quantity of aromatic products was well below 1% in weight throughout the execution. Although the level of isomerization of this E-cat was inferior to that of the catalysts of New FCC is still acceptable for use in the product of Fischer-Tropsch, especially as a cocatalyst In the second stage.

Estos experimentos muestran que los catalizadores de FCC pueden isomerizar hidrocarburos olefínicos lineales en condiciones típicas de Fischer-Tropsch. Esto indica su idoneidad para su uso en la segunda y la tercera etapa del procedimiento de Fischer-Tropsch.These experiments show that FCC catalysts can isomerize olefinic hydrocarbons linear in typical Fischer-Tropsch conditions. This indicates its suitability for use in the second and third Fischer-Tropsch procedure stage.

Claims (11)

1. Procedimiento de Fischer-Tropsch para la conversión de monóxido de carbono e hidrógeno en mezclas de hidrocarburos C_{5}^{+}, procedimiento en el que se hace uso de partículas de catalizador de Fischer-Tropsch y partículas de catalizador de craqueo catalítico fluido que contiene zeolita Y, comprendiendo dicho procedimiento poner en contacto el monóxido de carbono y el hidrógeno con las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch a una presión en el intervalo de desde 10 hasta 60 bar conduciendo a hidrocarburos y agua, e isomerizar los hidrocarburos con las partículas de catalizador de craqueo catalítico fluido.1. Procedure of Fischer-Tropsch for the conversion of monoxide from carbon and hydrogen in mixtures of C 5 + hydrocarbons, procedure in which catalyst particles are used Fischer-Tropsch and catalyst particles fluid catalytic cracking containing zeolite Y, comprising said process contacting carbon monoxide and the hydrogen with catalyst particles of Fischer-Tropsch at a pressure in the range of from 10 to 60 bar leading to hydrocarbons and water, and isomerize the hydrocarbons with the catalyst particles of fluid catalytic cracking. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno se pone en contacto con una mezcla de partículas de catalizador de Fischer-Tropsch y partículas de catalizador de craqueo catalítico fluido, en el que las partículas de catalizador de craqueo catalítico fluido comprenden desde el 5 hasta el 40% en peso de dicha mezcla.2. Method according to claim 1, in which the mixture of carbon monoxide and hydrogen is put in contact with a mixture of catalyst particles of Fischer-Tropsch and catalyst particles fluid catalytic cracking, in which the catalyst particles of fluid catalytic cracking comprise from 5 to 40% in weight of said mixture. 3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch y las partículas de catalizador de craqueo catalítico fluido se dosifican individualmente a la mezcla de reacción.3. Method according to claim 2, in which the catalyst particles of Fischer-Tropsch and catalyst particles of fluid catalytic cracking is dosed individually to the mixture of reaction. 4. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch y las partículas de catalizador de craqueo catalítico fluido se usan en forma de cuerpos conformados en los que están incrustadas ambas partículas.4. Method according to claim 2, in which the catalyst particles of Fischer-Tropsch and catalyst particles of fluid catalytic cracking are used in the form of bodies formed in those that are embedded both particles. 5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de poner en contacto partículas de catalizador de Fischer-Tropsch con una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno para formar una mezcla de hidrocarburos C_{5}^{+} va seguida de una etapa separada de poner en contacto la mezcla de hidrocarburos C_{5}^{+} con las partículas de catalizador de craqueo catalítico fluido.5. Method according to claim 1, in which the step of contacting catalyst particles of Fischer-Tropsch with a mixture of monoxide carbon and hydrogen to form a hydrocarbon mixture C_ {5} + is followed by a separate step of contacting the mixture of C 5 + hydrocarbons with the particles of fluid catalytic cracking catalyst. 6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch comprenden hierro.6. Procedure according to any one of the previous claims, wherein the catalyst particles  of Fischer-Tropsch comprise iron. 7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch comprenden cobalto.7. Procedure according to any one of the previous claims, wherein the catalyst particles  of Fischer-Tropsch comprise cobalt. 8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el catalizador de craqueo catalítico fluido es un catalizador de craqueo catalítico fluido en equilibrio o gastado.8. Procedure according to any one of the previous claims, wherein the cracking catalyst fluid catalytic is a fluid catalytic cracking catalyst in balance or spent. 9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se ha depositado un compuesto de metal sobre las partículas de catalizador de craqueo catalítico fluido.9. Procedure according to any one of the previous claims, in which a compound has been deposited  metal on catalytic cracking catalyst particles fluid. 10. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende:10. Method according to claim 1, which understands: una primera etapa que implica hacer reaccionar una fuente de carbono con una fuente de oxígeno para formar una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno;a first stage that involves reacting a carbon source with an oxygen source to form a mixture of carbon monoxide and hydrogen; una segunda etapa en la que se ponen en contacto el monóxido de carbono e hidrógeno con las partículas de catalizador de Fischer-Tropsch conduciendo a hidrocarburos y agua; ya second stage where they get in touch carbon monoxide and hydrogen with particles of Fischer-Tropsch catalyst leading to hydrocarbons and water; Y una tercera etapa en la que se isomerizan los hidrocarburos formados en la segunda etapa; en el quea third stage in which the hydrocarbons formed in the second stage; in which las partículas de catalizador de craqueo catalítico fluido que contiene zeolita Y se usan en la tercera etapa.cracking catalyst particles Catalytic fluid containing zeolite Y are used in the third stage. 11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas de catalizador de craqueo catalítico fluido isomerizan hidrocarburos olefínicos lineales.11. Procedure according to any one of the previous claims, wherein the catalyst particles  Catalytic cracking fluid isomerize olefinic hydrocarbons linear
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