ES2337142T3 - Procedimiento de produccion de alquilbenceno lineal. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para producir alquilbenceno lineal y parafinas lineales, el procedimiento incluye los pasos de obtener un condesado de hidrocarburos que contiene olefinas, parafinas y oxigenados a partir de una reacción Fischer-Tropsch de baja temperatura; a) fraccionar una distribución de número de carbono deseada del condensado de hidrocarburos para formar una corriente de condensado de hidrocarburos fraccionada que es el producto de una reacción Fischer-Tropsch; b) extraer oxigenados de la corriente de condensado de hidrocarburos fraccionada del paso a) para formar una corriente que contiene olefinas y parafinas que es el producto de una reacción Fischer-Tropsch; c) alquilar la corriente que contiene olefinas y parafinas del paso b), que es el producto de una reacción de Fischer-Tropsch, con benceno en presencia de un catalizador de alquilación adecuado; y d) recuperar el alquilbenceno lineal y la parafina lineal.
Description
Procedimiento de producción de alquilbenceno
lineal.
Esta invención se refiere a un procedimiento
para producir alquilbenceno lineal y parafina lineal.
Los derivados de alquilbenceno, tales como
sulfonatos de alquilbenceno, se usan entre otras en aplicaciones de
productos detergentes y tensoactivos. La legislación medioambiental
requiere que estos productos sean biodegradables. Es bien sabido
que, para ser biodegradable, es importante que la cadena de alquilo
sea lineal, es decir, con muy poca o ninguna ramificación y pocos,
si hay alguno, carbonos cuaternarios.
En procedimientos convencionales para producir
alquilbencenos lineales, se hidrogena una corriente de hidrocarburo
para eliminar contaminantes tales como contaminantes de azufre,
nitrógeno y oxígeno que puedan estar presentes. La hidrogenación
también convierte las especies de olefinas en la corriente en
parafinas. Después de la reacción de hidrogenación, la corriente de
parafina resultante se fracciona en varios intervalos de carbono. Se
pasa un intervalo de carbono, por ejemplo el intervalo de C_{8} a
C_{16}, que incluye parafinas ramificadas, a través de un tamiz
molecular. Las parafinas ramificadas se rechazan como corriente de
refinado, mientras que las parafinas lineales se pasan a través de
un reactor de deshidrogenación para formar una mezcla
olefina/parafina. Esta mezcla se alimenta después a una planta de
alquilación y se hace reaccionar con benceno para formar un
alquilbenceno lineal (LAB), con reciclado de las parafinas sin
reaccionar al reactor de deshidrogenación. El alquilbenceno lineal
se sulfona después para formar sulfonatos de alquilbenceno lineales
(LAS). Un problema con este planteamiento es el coste relativamente
alto del material de partida parafínico y el alto coste asociado
con la producción de parafinas lineales a partir de cargas de
alimentación de queroseno.
La patente del Reino Unido No. 669313 en nombre
de California Research Corporation divulga el uso de un condensado
de hidrocarburos del procedimiento Fischer-Tropsch
como carga de alimentación en la producción de alquilbenceno. Esta
referencia está limitada al uso de procedimientos
Fischer-Tropsch de "alta temperatura" en donde
la reacción de Fischer-Tropsch se lleva a cabo a
temperaturas de aproximadamente 300ºC y mayores, para la producción
del condensado de hidrocarburos. Se encontró que los procedimientos
Fischer-Tropsch de alta temperatura eran adecuados
porque el condensado de hidrocarburos contiene una alta
concentración de olefinas, normalmente en la región de alrededor
del 70%. Los catalizadores preferidos en el procedimiento
Fischer-Tropsch para la producción de un condensado
de hidrocarburos en esta referencia son catalizadores que contienen
hierro. Esta referencia manifiesta que la carga de alimentación de
Fischer-Tropsch producida produce alquilbenceno
lineal de baja calidad debido al olor y problemas de humedad
producidos por carbonilo, es decir, contenido oxigenado de la carga
de alimentación de Fischer-Tropsch. El método
preferido para abordar este problema es mediante adsorción de los
compuestos de carbonilo de la carga de alimentación de
Fischer-Tropsch usando carbono activado y gel de
sílice en una capa protectora. Este procedimiento sólo es factible
para alimentaciones con bajas concentraciones de oxigenados.
Además, en el ejemplo en esta referencia la recuperación de olefina
es menor del 25%, es decir, el contenido de olefina no se
conserva.
La patente de los Estados Unidos No. 3674885 en
nombre de Atlantic Richfield Company tiene como objetivo mostrar
que una mezcla parafina/olefina obtenida de un reactor
Fischer-Tropsch se puede alquilar junto con
parafinas cloradas operando la alquilación a temperaturas elevadas.
Se mezcla alimentación de Fischer-Tropsch reciente
con parafina clorada y se carga en el reactor de alquilación, la
parafina sin reaccionar se separa y se activa parcialmente mediante
cloración y después se mezcla con carga de alimentación reciente
basada en Fischer-Tropsch antes de la alquilación.
En los ejemplos se usa una mezcla sintética de dodecano y dodeceno
para representar la carga de alimentación de
Fischer-Tropsch. Esta referencia no reconoce las
dificultades a las que se enfrenta cuando se intenta usar carga de
alimentación de Fischer-Tropsch para alquilación y
no se considera relevante para la presente invención.
WO02/31085 se refiere a un método para separar
olefinas y parafinas de oxigenados en corrientes líquidas de
hidrocarburos que contienen una parte alta de olefinas, parafinas y
oxigenados (principalmente alcoholes).
DE 199 11 940 se refiere a un procedimiento para
separar oxigenados de una corriente de hidrocarburos.
US 4686317 se refiere a un procedimiento para
eliminar impurezas oxigenadas de una corriente de hidrocarburos que
incluye extraer dichos oxigenados mediante un solvente polar
orgánico pesado, limpiar con agua el hidrocarburo extraído para
recuperar el solvente disuelto y combinar la fase de solvente del
extractor y la fase acuosa del limpiador y destilar para recuperar
el solvente.
US 6392109 se refiere a un procedimiento
integrado para producir alquilbencenos, alquilbencenos sulfonados
y/o alquilciclohexanos a partir de gas de síntesis.
Según la invención se proporciona un
procedimiento para producir alquilbenceno lineal y parafinas
lineales, el procedimiento incluye los pasos de obtener un
condensado de hidrocarburos que contiene olefinas, parafinas y
oxigenados de una reacción Fischer-Tropsch de baja
temperatura;
- a)
- fraccionar una distribución de número de carbono deseada del condensado de hidrocarburos para formar una corriente de condensado de hidrocarburos fraccionado que es el producto de una reacción Fischer-Tropsch;
- b)
- extraer oxigenados de la corriente de condensado de hidrocarburos fraccionado del paso a), ventajosamente mientras se conserva la relación olefina/parafina en la corriente, para formar una corriente que contiene olefinas y parafinas, que es el producto de una reacción Fischer-Tropsch;
- c)
- alquilar la corriente que contiene olefinas y parafinas del paso b), que es el producto de una reacción Fischer-Tropsch con benceno, en presencia de un catalizador de alquilación adecuado; y
- d)
- recuperar el alquilbenceno lineal y la parafina lineal.
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Típicamente, la reacción
Fischer-Tropsch de baja temperatura se lleva a cabo
a una temperatura de 160ºC-280ºC, preferiblemente
de 210ºC-260ºC, y un catalizador de
Fischer-Tropsch, preferiblemente en presencia de un
catalizador de cobalto para proporcionar un condensado de
hidrocarburos que contiene del 60 al 80% en peso de parafinas y del
10 al 30% en peso, típicamente menos del 25% en peso, de olefinas.
Las olefinas producidas así tienen un alto grado de linealidad de
más del 92%, típicamente mayor del 95%. Las parafinas producidas así
tienen un grado de linealidad mayor del 92%.
El condensado de hidrocarburos, en el paso a),
se fracciona en el intervalo de C_{8} a C_{16}, preferiblemente
en el intervalo de C_{10} a C_{13}.
Los oxigenados se pueden extraer, en el paso b),
mediante destilación, extracción líquido-líquido o
deshidratación, preferiblemente extracción
líquido-líquido. Se usa un solvente ligero tal como
una mezcla de alcohol y agua, preferiblemente metanol y agua en la
extracción líquido-líquido.
En una forma de realización preferida de la
invención el procedimiento de extracción del oxigenado es un
procedimiento de extracción líquido-líquido que
preferiblemente tiene lugar en una columna de extracción usando una
mezcla de metanol y agua como solvente, en donde se envía un
extracto de la extracción líquido-líquido a una
columna de recuperación de solvente de la cual se recicla a la
columna de extracción un producto de la parte superior que
comprende metanol, olefinas y parafinas, aumentando de esta manera
la recuperación total de olefinas y parafinas. También se puede
reciclar a la columna de extracción un producto del fondo de la
columna de recuperación de solvente. El solvente preferiblemente
tiene un contenido de agua de más del 3% en peso, más
preferiblemente un contenido en agua de alrededor del 5%-15% en
peso. Se puede enviar un refinado de la columna de extracción a una
columna de lavado de la que sale una corriente de alimentación de
hidrocarburos que contiene más del 90% en peso de olefinas y
parafinas y típicamente menos del 0,2% en peso, preferiblemente
menos del 0,02% en peso de oxigenados, como producto del fondo.
Preferiblemente la recuperación de olefinas y parafinas en la
corriente de alimentación de hidrocarburos es superior al 70%, más
preferiblemente superior al 80%, mientras que la relación
olefina/parafina se conserva al menos sustancialmente.
Esta invención específicamente se refiere a un
producto de condensado de hidrocarburos fraccionado de una reacción
Fischer-Tropsch de baja temperatura en el intervalo
de C_{10} a C_{13} que contiene del 10 al 30%, típicamente
menos del 25%, en peso de olefinas con un alto grado de linealidad
de más del 92%, típicamente mayor del 95%, y menos del 0,015% en
peso de oxigenados, para su uso en un procedimiento para fabricar
alquilbenceno lineal.
La invención también se refiere a un producto
alquilbenceno lineal formado mediante un procedimiento de
alquilación de olefinas, siendo dichas olefinas un producto de una
reacción Fischer-Tropsch de baja temperatura, en
donde el producto de alquilbenceno lineal tiene un grado de
linealidad de más del 90%, preferiblemente mayor del 94%.
La figura 1 es un diagrama de bloques de un
procedimiento según la invención para producir alquilbenceno lineal;
y
La figura 2 es un diagrama de bloques de un
procedimiento para extraer oxigenados de un producto de
hidrocarburos, usado en el procedimiento de la figura 1.
Esta invención se refiere al uso de una
corriente de condensado de hidrocarburos de una reacción
Fischer-Tropsch de baja temperatura en la producción
de alquilbenceno lineal. También se produce un producto de parafina
lineal.
En el procedimiento
Fischer-Tropsch, se hace reaccionar gas de síntesis
(monóxido de carbono e hidrógeno), obtenido de la gasificación de
carbón o reformado de gas natural, sobre un catalizador de
Fischer-Tropsch para producir una mezcla de
hidrocarburos que varían desde metano a ceras y cantidades menores
de oxigenados.
En una reacción Fischer-Tropsch
de baja temperatura, la reacción tiene lugar en un reactor de lecho
en suspensión o un reactor de lecho fijo, preferiblemente un
reactor de lecho en suspensión, a una temperatura en el intervalo
de 160ºC-280ºC, preferiblemente
210ºC-260ºC, y a una presión en el intervalo de
18-50 bar, preferiblemente entre
20-30 bar, en presencia de un catalizador. El
catalizador puede incluir hierro, cobalto, níquel o rutenio. Sin
embargo, se prefiere un catalizador basado en cobalto para la
reacción a baja temperatura. Normalmente, el catalizador de cobalto
está apoyado en un soporte de alúmina.
Durante la reacción
Fischer-Tropsch de baja temperatura, se separa una
fase vapor de hidrocarburos más ligeros de una fase líquida que
comprende productos de hidrocarburos líquidos más pesados. El
producto de hidrocarburo líquido más pesado (productos de cera) es
el producto principal de la reacción y se puede, por ejemplo,
hidrocraquear para producir diésel y nafta.
La fase vapor de hidrocarburos más ligeros que
comprende productos gaseosos de hidrocarburos, gas de síntesis sin
reaccionar y agua se condensa para proporcionar un "producto de
condensación" que comprende una fase acuosa y una fase de
producto de condensación de hidrocarburos.
El producto de condensación de hidrocarburos
incluye olefinas y parafinas en el intervalo de C_{4} a C_{26},
y oxigenados incluyendo alcoholes, ésteres, aldehídos, cetonas y
ácidos. Este producto típicamente se fracciona en el intervalo
C_{8} a C_{16}, preferiblemente en el intervalo de C_{10} a
C_{13}.
En el caso de un catalizador basado en cobalto
soportado, las olefinas, que son predominantemente alfa olefinas,
sólo constituyen aproximadamente del 10 al 30%, típicamente menos
del 25% en peso, del producto de condensación de hidrocarburos
fraccionado. En general, este producto no se consideraría útil en
una reacción de alquilación para formar alquilbenceno lineal,
debido a la presencia de oxigenados que se necesita eliminar. La
eliminación de los oxigenados se requiere puesto que los oxigenados
perjudican la actividad de catalizadores posteriores. Esto es
especialmente perjudicial para catalizadores ácidos sólidos, tales
como el catalizador Detal^{TM} de UOP, ya que afecta
negativamente el tiempo de vida del catalizador, necesitando de esta
manera un cambio más frecuente de catalizador. Sin embargo, se ha
encontrado que las olefinas en el producto condensado de
hidrocarburos de Fischer-Tropsch de baja temperatura
tienen un grado muy alto de linealidad de más del 95% e, incluso
aunque sólo constituyen del 10 al 30%, típicamente menos del 25% en
peso del producto condensado de hidrocarburos, es una alimentación
excelente para la producción de alquilbenceno lineal y proporciona
una forma económicamente viable para la producción de alquilbenceno
altamente lineal. El producto de condensación de hidrocarburos
fraccionado incluye del 60 al 80% en peso de parafinas que tienen
una linealidad de más del 92%, y del 5% al 15% en peso de
oxigenados.
Respecto a la figura 1, a modo de ejemplo, un
producto de condensación de hidrocarburos 10 de una reacción
Fischer-Tropsch de baja temperatura usando un
catalizador de cobalto contiene el 20% en peso de olefinas, el 74%
en peso de parafinas, y el 6% en peso de oxigenados. El producto de
condensación de hidrocarburos 10 se pasa a través de una columna de
fraccionamiento 12 y se separa de la misma un corte 14 de
C_{10}-C_{13}. El corte 14 contiene el 22% en
peso de olefinas, el 71% en peso de parafinas y el 7% en peso de
oxigenados. El corte 14 se envía después a una unidad de
eliminación de oxigenados 16 donde se eliminan los oxigenados 18
para proporcionar una corriente de alimentación de hidrocarburos 24
que contiene el 23% en peso de olefinas y el 77% en peso de
parafinas y menos del 0,015% en peso de oxigenados.
Como se ha mencionado anteriormente, la
concentración de olefinas en el corte 14 es baja. Es por lo tanto
deseable usar un paso de eliminación de oxigenados que conserve la
concentración de olefinas. En el estado de la técnica, se sugieren
muchos métodos de extraer oxigenados de corrientes de hidrocarburos.
Tales métodos de eliminación incluyen hidrogenación, destilación
azeotrópica, destilación extractora, deshidratación en fase vapor,
deshidratación en fase líquida y extracción
líquido-líquido. Los procedimientos de destilación,
extracción líquido-líquido y deshidratación son
preferidos ya que tienden a conservar la concentración de olefinas.
Típicamente la recuperación requerida de olefinas y parafinas en la
corriente 24 es mayor del 70% de las olefinas y parafinas en la
corriente 14, mientras que se conserva al menos sustancialmente la
relación olefina/parafina.
Con respecto a la figura 2, un procedimiento de
extracción líquido-liquido de la invención incluye
una columna de extracción 20. El producto de condensación
fraccionado de una reacción Fischer-Tropsch de baja
temperatura anteriormente descrito 14 se alimenta en la columna de
extracción 20 en, o cerca del, fondo de la misma y una corriente de
solvente 21 que comprende una mezcla de metanol y agua se alimenta
en la columna de extracción 20 en o cerca de la parte superior de
la misma. La corriente de solvente 21 preferiblemente comprende más
del 5% en peso, típicamente el 6% en peso, de agua. La relación de
solvente a alimentación en la corriente de solvente es baja,
típicamente menor de 1,5, normalmente alrededor de 1,25.
El refinado 22 de la parte superior de la
columna de extracción 20, que incluye olefinas y parafinas y una
pequeña cantidad de solvente, entra en una columna de lavado de
refinado 23 y una corriente de producto de hidrocarburos que
comprende más del 90% en peso de olefinas y parafinas normalmente
hasta el 99% en peso de olefinas y parafinas y menos del 0,2% en
peso, preferiblemente menos del 0,02% en peso de oxigenados sale
como producto del fondo 24. El producto del fondo 24, que muestra
una recuperación total de más del 90% de las olefinas y parafinas
contiene más del 20% en peso de \alpha-olefinas y
más del 70% en peso de n-parafinas. De esta manera,
se ha conservado el contenido de olefinas del producto de
hidrocarburos (que se pretende usar en la producción de
alquilbenceno lineal). Un solvente que comprende principalmente
metanol (más del 90% en peso) y bajas concentraciones de agua
(menos del 5% en peso) y olefinas/parafinas (menos del 5% en peso)
sale como producto de la parte superior 25 y se devuelve a la
corriente de alimentación de solvente 21. Si se desea recuperar el
producto del fondo 24 como una corriente de vapor, esto se puede
hacer tomando una corriente de vapor de la parte inferior de la
columna 20. El producto líquido de la columna 20 será entonces una
corriente efluente muy pequeña.
Se saca un extracto 26 de la parte inferior de
la columna de extracción 20 y se alimenta a la columna de
recuperación de solvente 27. Un producto de la parte superior 29 de
la columna de recuperación de solvente 27 comprende más del 90% en
peso de metanol, y olefinas y parafinas. Hasta el 60% de las
olefinas y parafinas del extracto 26 se recuperan al producto de la
parte superior 29. El producto de la parte superior se recicla
entonces a la corriente de solvente 21. El contenido en oxigenados
del producto de la parte superior 29 puede ser tan bajo como 50
ppm, dependiendo de la relación solvente a alimentación usada en la
columna de extracción 20. Un producto del fondo 28 de la columna de
recuperación de solvente 27 comprende principalmente agua,
oxigenados y olefinas/parafinas. Este producto del fondo 28 forma
dos fases líquidas que se pueden decantar en un decantador 30. La
fase orgánica es una corriente de oxigenado, olefina y parafina 31,
que deja el procedimiento como un producto. La fase acuosa es una
corriente 32, que se recicla a la columna de extracción 20. Esta
corriente 32 puede entrar en la columna de extracción en la parte
superior junto con la corriente de solvente 21, o ligeramente más
abajo en la columna 20, para prevenir que la baja cantidad de
oxigenados que estarán presentes en esta corriente aparezcan en la
corriente de refinado 22.
Normalmente se prefiere un solvente de alto
punto de ebullición para la extracción
líquido-líquido porque los pasos de recuperación
del solvente después de la extracción requieren menos energía de lo
que sería el caso para un solvente de bajo punto de ebullición. Sin
embargo, se ha encontrado que una mezcla de metanol y agua, que es
un solvente de bajo punto de ebullición, no necesita experimentar
esta desventaja, porque puede ser eficaz a relaciones bajas de
solvente a alimentación (esta puede ser menor que 1 si la extracción
de oxigenado requerida no es demasiado
rigurosa).
rigurosa).
Un estudio de los diferentes azeótropos que
existen entre componentes en la alimentación y agua llevaría a
esperar que no sería posible destilar agua en cabeza en la columna
de recuperación de solvente 27 sin azeotropar también oxigenados en
cabeza. De forma sorprendente, esto no resultó ser el caso. El
metanol, que no forma azeótropos con ninguna otra especie presente
previene que los azeótropos de agua/oxigenado se destilen a la
misma temperatura que las parafinas y olefinas. Esto parece ser
debido a un efecto de la destilación extractora. Además, es posible
destilar las parafinas y olefinas en cabeza, mientras que se
recuperan los oxigenados como producto del fondo. Esto tiene el
efecto de aumentar la recuperación total de parafina y olefina del
procedimiento, porque el producto de cabeza 29 de la columna de
recuperación de solvente 27 se recircula a la columna de extracción
20, lo que significa que se forzará a que las parafinas y olefinas
dejen el procedimiento en la corriente de producto 24.
Es posible por lo tanto tener una corriente de
hidrocarburo 24 con una recuperación total alta de olefinas y
parafinas, sin el uso de un contrasolvente en la columna de
extracción. En este modo de operación, todo el metanol, y parte del
agua (10-50%) también se recuperan en la corriente
de cabeza 29.
Cuando se opera una columna de recuperación de
solvente 27 de la manera anteriormente descrita, se debe esperar
que ciertas especies queden atrapadas en la columna. Estas especies
tenderán a acumularse y en el procedimiento producir operación
inestable de la columna de recuperación de solvente. Tales especies
serían típicamente olefinas y parafinas más pesadas u oxigenados
más ligeros en el caso presente. Operar la columna de recuperación
de solvente con un pequeño tiro lateral puede prevenir la
acumulación de tales especies y de esta manera producir una
operatividad muy mejorada del sistema.
También es posible correr la columna de
extracción 20 y la columna de recuperación del solvente 27 a
diferentes relaciones metanol/agua. Esto puede ser deseable porque
un alto contenido de agua en la columna de extracción 20 producirá
relaciones de solvente a alimentación aumentadas (debido a la
solubilidad reducida de los oxigenados en el solvente), mientras
que es necesaria una cierta cantidad de agua para alcanzar el efecto
de destilación extractora en combinación con metanol para recuperar
todas las parafinas y olefinas como productos de cabeza en la
columna de recuperación de solvente 27. Las diferentes relaciones
metanol/agua en las dos columnas (20 y 27) se pueden alcanzar
desviando parte del agua en la corriente 32 a la corriente 26 por
medio de una corriente 33.
Después de pasar la corriente de alimentación de
hidrocarburos de C_{10}-C_{13} mencionada
anteriormente a través del procedimiento de extracción de
oxigenados anteriormente mencionado usando una mezcla de metanol
(al 95% en peso) y agua (al 5% en peso) y una relación de solvente a
alimentación de 1,25, la corriente de alimentación de hidrocarburos
purificada 24 contiene el 22% en peso de olefinas, el 76% en peso de
parafinas y menos del 0,02% en peso de oxigenados. El procedimiento
de extracción no sólo extrae oxigenados con buena recuperación de
olefinas y parafinas, también conserva el contenido de olefinas de
la alimentación de hidrocarburos. La recuperación de olefinas y
parafinas es del 89,9%, mientras que la relación de olefinas a
parafinas se conserva sustancialmente. La corriente de alimentación
de hidrocarburos purificada que contiene olefinas es particularmente
útil en la producción de alquilbenceno
lineal.
lineal.
El procedimiento de eliminación de oxigenados
puede incluir un paso final de adsorción para reducir más el
contenido de oxigenados a menos del 0,015%. El nivel de oxigenados
adicionalmente reducido dependerá de los requerimientos del sistema
de alquilación elegido y puede ser tan bajo como el 0,0001%.
Refiriéndose de nuevo a la figura 1, según la
invención, el producto de hidrocarburos líquidos 24 del
procedimiento de eliminación de oxigenados 16 se introduce en un
reactor de alquilación 40. Se puede llevar a cabo un una reacción
de alquilación usando un catalizador de condensación de tipo
Friedel-Crafts tal como AlCl_{3},
H_{2}SO_{4}, BF_{3}, HF, preferiblemente un catalizador ácido
sólido. En el caso presente, se usa la tecnología de alquilación
del catalizador ácido sólido DETAL^{TM} de UOP. Típicamente, la
reacción de alquilación se lleva a cabo a temperaturas de más de
100ºC y a presiones de alrededor de 300 kPa (abs), en presencia del
catalizador DETAL^{TM} patentado por UOP (véase Smith R. (1991)
Linear alkylbenzene by heterogeneous catalysis. PEP Review No.
90-2-4, SRI International). En este
procedimiento, se hacen reaccionar benceno 42 y el componente
olefina del producto líquido de hidrocarburos 24 en el reactor de
alquilación 40 usando un catalizador ácido sólido para producir un
alquilbenceno altamente lineal 44 con linealidad mayor del 94%. El
alquilbenceno lineal producido mediante el procedimiento de la
invención es comparable al alquilbenceno lineal de grado comercial
producido en procedimientos convencionales basados en cargas de
alimentación de queroseno. Los alquilatos pesados 46 y las
parafinas 48 se eliminan. Las parafinas 48, que no reaccionan en el
reactor, tienen una linealidad de más del 92% y se pueden vender o
se pueden usar en procedimientos adicionales, por ejemplo se pueden
deshidrogenar y usar en un procedimiento convencional para producir
alquilbenceno lineal. El benceno 50 se recupera y recicla al reactor
de alquilación.
También es posible usar destilación reactiva
(también conocida como destilación catalítica) para realizar el
paso de alquilación, donde el catalizador está contenido dentro de
una columna de destilación, y la separación de los reactivos sin
reaccionar y productos sucede tan pronto como se forman los
productos. De esta manera la funcionalidad del reactor y de la
purificación del producto se combinan parcialmente en una única
unidad de operación.
El alquilbenceno altamente lineal 44 se
introduce luego en un reactor de sulfonación 52 y se sulfona usando
ácido sulfúrico, óleum o trióxido de azufre. El trióxido de azufre
es actualmente el procedimiento preferido. El procedimiento de
sulfonación produce la formación de sulfonatos de alquilbenceno
altamente lineales 54.
El procedimiento de la invención hace uso de una
corriente de alimentación en forma de un producto de condensación
de una reacción Fischer-Tropsch de baja temperatura
que normalmente no se pensaría para producir alquilbenceno lineal.
El procedimiento produce un producto de alquilbenceno altamente
lineal deseable con una linealidad por encima del 94%, mientras que
al mismo tiempo produce un producto de parafina de alta calidad que
se puede vender o usar en procedimientos adicionales, haciendo el
procedimiento económicamente viable. Para dar un ejemplo, de la
demanda de parafina C_{8}-C_{16} total la mayor
parte de la demanda es para la fracción de
C_{10}-C_{13}, que se usa predominantemente para
la producción de LAB, producción de alcohol detergente y usos
industriales diversos.
El paso de extracción de la invención se
describirá ahora en más detalle con referencia al siguiente ejemplo
no limitante.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
Este ejemplo muestra un procedimiento según la
invención. La columna de extracción 20 se corrió a una relación
solvente a alimentación de 1,25 y a una temperatura de 50ºC. La
recuperación total olefina/parafina en la corriente 24 fue del
89,9%. La relación olefina/parafina en la alimentación fue 1:3,7 y
1,36 tras la extracción del oxigenado.
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (25)
1. Un procedimiento para producir alquilbenceno
lineal y parafinas lineales, el procedimiento incluye los pasos de
obtener un condesado de hidrocarburos que contiene olefinas,
parafinas y oxigenados a partir de una reacción
Fischer-Tropsch de baja temperatura;
- a)
- fraccionar una distribución de número de carbono deseada del condensado de hidrocarburos para formar una corriente de condensado de hidrocarburos fraccionada que es el producto de una reacción Fischer-Tropsch;
- b)
- extraer oxigenados de la corriente de condensado de hidrocarburos fraccionada del paso a) para formar una corriente que contiene olefinas y parafinas que es el producto de una reacción Fischer-Tropsch;
- c)
- alquilar la corriente que contiene olefinas y parafinas del paso b), que es el producto de una reacción de Fischer-Tropsch, con benceno en presencia de un catalizador de alquilación adecuado; y
- d)
- recuperar el alquilbenceno lineal y la parafina lineal.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
en donde, en el paso de extracción b), la relación de
olefina/parafina de la corriente se conserva sustancialmente.
3. El procedimiento según la reivindicación 1 ó
2 en donde la reacción Fischer-Tropsch de baja
temperatura se lleva a cabo a una temperatura de
160ºC-280ºC para proporcionar un condensado de
hidrocarburo que contiene del 60 al 80% en peso de parafinas y del
10 al 30% en peso de olefinas.
4. El procedimiento según la reivindicación 3,
en donde la reacción Fischer-Tropsch se lleva a cabo
a una temperatura de 210ºC-260ºC.
5. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, en donde la reacción
Fischer-Tropsch se lleva a cabo en presencia de un
catalizador de cobalto.
6. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 3-5, en donde el condensado de
hidrocarburo contiene menos del 25% en peso de olefinas.
7. El procedimiento según las reivindicaciones
3-6, en donde las olefinas en el condensado de
hidrocarburos tienen un grado de linealidad de más del 95%.
8. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 3-7, en donde las parafinas en el
condensado de hidrocarburos tienen un grado de linealidad mayor del
92%.
9. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1-8, en donde el condensado de
hidrocarburos se fracciona, en el paso a), en el intervalo de
C_{8} a C_{16}.
10. El procedimiento según la reivindicación 9,
en donde el producto de condensado de hidrocarburos se fracciona, en
el paso a), en el intervalo de C_{10} a C_{13}.
11. El procedimiento según la reivindicación 10,
en donde el producto de hidrocarburos fraccionado contiene del 10 al
30% en peso de olefinas con un grado de linealidad mayor del
92%.
12. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, en donde los oxigenados se
extraen, en el paso b), mediante destilación, extracción
líquido-líquido o deshidratación.
13. El procedimiento según la reivindicación 12,
en donde los oxigenados se extraen mediante extracción
líquido-líquido.
14. El procedimiento según la reivindicación 13,
en donde se usa un solvente ligero en la extracción
líquido-líquido.
15. El procedimiento según la reivindicación 14,
en donde el solvente ligero es una mezcla de metanol y agua.
16. El procedimiento según la reivindicación 15,
en donde el procedimiento de extracción de oxigenados es un
procedimiento de extracción líquido-líquido que
tiene lugar en una columna de extracción usando una mezcla de
metanol y agua como solvente, en donde se envía un extracto de la
extracción líquido-líquido a una columna de
recuperación de solvente de la cual se recicla a la columna de
extracción un producto de la parte superior que comprende metanol,
olefinas y parafinas, aumentando de esta manera la recuperación
total de olefinas y parafinas.
17. El procedimiento según la reivindicación 16,
en donde un producto del fondo de la columna de recuperación de
solvente se recicla a la columna de extracción.
18. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 15-17, en donde el solvente tiene
un contenido de agua de más del 3% en peso.
19. El procedimiento según la reivindicación 18,
en donde el solvente tiene un contenido de agua del 5%-15% en
peso.
20. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 16-18, en donde se envía un
refinado de la columna de extracción a una columna de lavado de la
que sale una corriente de hidrocarburos que contiene más del 90% en
peso de olefinas y parafinas y menos del 0,2% en peso de oxigenados
como producto del fondo.
21. El procedimiento según la reivindicación 20,
en donde el producto del fondo contiene menos del 0,02% en peso de
oxigenados.
22. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde la recuperación de olefinas y
parafinas en la corriente de alimentación de hidrocarburos durante
el paso de extracción b) es superior al 70%.
23. El procedimiento según la reivindicación 22,
en donde la recuperación de olefinas y parafinas es superior al
80%.
24. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde la relación olefina/parafina
de la corriente de condensado de hidrocarburos a) se conserva
sustancialmente durante el paso de extracción b).
25. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en donde el catalizador de alquilación
en el paso c) es un catalizador ácido sólido.
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