ES2573262T3 - Procedimiento de producción de compuestos alquilaromáticos - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de alquilación de un compuesto aromático alquilable para producir un compuesto aromático monoalquilado, comprendiendo el procedimiento: (a) hacer pasar una primera corriente de alimentación, que comprende todo el compuesto aromático alquilable fresco, y una o más impurezas de la alimentación, que comprenden compuestos de nitrógeno reactivos, a una primera zona de reacción que comprende un catalizador de transalquilación; (b) hacer pasar una segunda corriente de alimentación que comprende compuestos aromáticos polialquilados a dicha primera zona de reacción; (c) poner en contacto dicha primera y segunda corrientes de alimentación con dicho catalizador de transalquilación en dicha primera zona de reacción en condiciones para transalquilar dichos compuestos aromáticos polialquilados con dicho compuesto aromático alquilable, para producir dicho compuesto aromático monoalquilado y retirar al menos parte de dichas impurezas de la alimentación; (d) retirar de dicha primera zona de reacción una primera corriente efluente, que comprende compuesto aromático alquilable no reaccionado y dicho compuesto aromático monoalquilado; (e) hacer pasar dicha primera corriente efluente a un sistema de fraccionamiento para separar dicha primera corriente efluente en una primera fracción ligera, que comprende dicho compuesto aromático alquilable no reaccionado, y una primera fracción pesada, que comprende dicho compuesto aromático monoalquilado; (f) recuperar el compuesto aromático monoalquilado de dicha primera fracción pesada; (g) hacer pasar dicha primera fracción ligera, que comprende dicho compuesto aromático alquilable, y una tercera corriente de alimentación, que comprende un agente de alquilación, a una segunda zona de reacción, que comprende un catalizador de alquilación; (h) poner en contacto dicha primera reacción ligera y la tercera corriente de alimentación con dicho catalizador de alquilación en dicha segunda zona de reacción, en condiciones para alquilar dicho compuesto aromático alquilable con dicho agente de alquilación, y producir una segunda corriente efluente que comprende dicho compuesto aromático monoalquilado, compuestos aromáticos alquilables no reaccionados y compuestos aromáticos polialquilados; e (i) recuperar el compuesto aromático monoalquilado de dicha segunda corriente efluente.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento de produccion de compuestos alquilaromaticos Campo
La presente invencion se refiere a un procedimiento de produccion de compuestos alquilaromaticos, particularmente etilbenceno y cumeno.
Antecedentes
El etilbenceno es una materia prima clave en la produccion de estireno, y se produce por la reaccion de etileno y benceno en presencia de un catalizador acido. Analogamente, el cumeno es un importante precursor en la produccion de fenol y se produce por alquilacion de benceno con propileno en presencia de un catalizador acido.
Tradicionalmente, el etilbenceno se ha producido en sistemas de reactor en fase vapor, en los que la reaccion de etilacion de benceno con etileno se realiza a una temperatura de aproximadamente 380-420 °C y una presion de 1,03-1,72 MPa en multiples lechos fijos de catalizador de zeolita. El etileno reacciona exotermicamente con el benceno para formar etilbenceno, aunque ocurren tambien reacciones indeseables en la cadena y secundarias. Aproximadamente un 15% del etilbenceno formado reacciona ademas con el etileno para formar isomeros de di- etilbenceno (DEB), isomeros de tri-etilbenceno (TEB) y productos aromaticos mas pesados. Todos estos productos de la reaccion en cadena se denominan comunmente como bencenos polietilados (PEB). Ademas de las reacciones de etilacion, la formacion de isomeros de xileno como productos traza ocurre mediante reacciones secundarias. Esta formacion de xileno en procedimientos en fase vapor puede producir un producto de etilbenceno con aproximadamente un 0,050-0,20 % en peso de xilenos. Los xilenos se muestran como una impureza en el producto de estireno posterior, y generalmente se consideran indeseables.
Para minimizar la formacion de los PEB, se aplica un exceso estequiometrico de benceno, aproximadamente 4002000 % por pasada, dependiendo de la optimizacion del procedimiento. El efluente del reactor de etilacion contiene aproximadamente 70-85 % en peso de benceno no reaccionado, aproximadamente 12-20 % en peso de producto de etilbenceno y aproximadamente 3-4 % en peso de PEB. Para evitar una perdida de rendimiento, los PEB se vuelven a convertir en etilbenceno por transalquilacion con benceno adicional, normalmente en un reactor de transalquilacion diferente.
A modo de ejemplo, la etilacion en fase vapor de benceno sobre la zeolita de aluminosilicato cristalino ZSM-5 se desvela en las patentes de Estados Unidos n.° 3.751.504 (Keown y col.), 3.751.506 (Burress) y 3.755.483 (Burress).
En los ultimos anos la tendencia en la industria ha sido desplazarse de los reactores en fase vapor de etilbenceno a reactores en fase lfquida. Los reactores en fase lfquida funcionan a una temperatura de aproximadamente 180270 °C, que esta por debajo de la temperatura cntica del benceno (aproximadamente 290 °C). Una ventaja del reactor en fase lfquida es la formacion muy baja de xilenos y otros subproductos indeseables. La velocidad de la reaccion de etilacion normalmente es menor en comparacion con la fase vapor, pero la menor temperatura de diseno de la reaccion en fase lfquida normalmente compensa economicamente los puntos negativos asociados con el mayor volumen de catalizador. Ademas, la reaccion en fase lfquida a menor temperatura posibilita una menor velocidad de las reacciones en cadena que forman los PEB; en concreto, aproximadamente el 5-8 % del etilbenceno se convierte en PEB en reacciones en fase lfquida frente al 15-20 % convertido en las reacciones en fase vapor. De esta manera, el exceso estequiometrico de benceno en sistemas en fase lfquida tfpicamente es de un 150-400 %, en comparacion con un 400-2000 % en fase vapor.
La etilacion en fase lfquida de benceno usando zeolita beta como el catalizador se desvela en la patente de Estados Unidos n.° 4.891.458 y en las publicaciones de patente europea n.° 0432814 y 0629549. Mas recientemente, se ha desvelado que MCM-22 y sus analogos estructurales tienen utilidad en reacciones de alquilacion/transalquilacion, especialmente para producir etilbenceno y cumeno. Vease, por ejemplo, la patente de Estados Unidos n.° 4.992.606 (MCM-22), la patente de Estados Unidos n.° 5.258.565 (McM-36), la patente de Estados Unidos n.° 5.371.310 (mCM-49), la patente de Estados Unidos n.° 5.453.554 (MCM-56), la patente de Estados Unidos n.° 5.149.894 (SSZ- 25); la patente de Estados Unidos n.° 6.077.498 (ITQ-1); y la patente de Estados Unidos n.° 6.231.751 (ITQ-2).
Las plantas de alquilacion de aromaticos en fase lfquida ofrecen ventajas significativas respecto a los procedimientos en fase vapor, porque los procedimientos en fase lfquida operan a temperaturas menores que sus homologos en fase vapor. Sin embargo, tales plantas en fase lfquida tienden a ser mas sensibles a las impurezas en la alimentacion, que actuan como venenos para las zeolitas usadas como catalizadores de alquilacion y transalquilacion. Como resultado, la mayor parte de los procedimientos en fase lfquida requieren el uso de materias primas de alta pureza y/o la provision de pretratamientos a la alimentacion para retirar tales impurezas en la alimentacion, particularmente compuestos de nitrogeno basico.
Una disposicion conocida empleada con los procedimientos de alquilacion en fase lfquida para retirar impurezas de la alimentacion es la instalacion de un lecho de proteccion reactivo localizado aguas arriba del reactor de alquilacion principal. El lecho de proteccion reactivo incorpora uno o mas lechos cataltticos con el mismo o diferente catalizador,
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y puede dejarse fuera de servicio en cualquier momento para reemplazar el catalizador, mientras la unidad de alquilacion principal continua operando. En el lecho de proteccion reactivo, el compuesto aromatico alquilable y el agente de alquilacion se ponen en contacto en presencia de un catalizador de alquilacion antes de entrar en el reactor de alquilacion principal. El lecho de proteccion reactivo no solo sirve para efectuar la reaccion de alquilacion deseada, sino que tambien retira cualquier impureza reactiva en las alimentaciones, tal como compuestos de nitrogeno, que de lo contrario podnan desactivar el resto del catalizador de alquilacion. Los catalizadores del lecho de proteccion reactivo, por tanto, estan sometidos a una regeneracion y/o reposicion mas frecuentes que el resto del catalizador de alquilacion. Asimismo, el lecho de proteccion reactivo normalmente esta provisto de un circuito de circunvalacion, de manera que las materias primas de alquilacion pueden alimentarse directamente al reactor de alquilacion cuando el lecho de proteccion reactivo esta fuera de servicio. Un ejemplo de un sistema de alquilacion de aromaticos que incluye un lecho de proteccion reactivo se divulga en la patente de Estados Unidos n.° 6.995.295.
Aunque los procedimientos de alquilacion en fase lfquida producen niveles mucho mas bajos de especies polialquiladas que los sistemas en fase de vapor, la econoirna del procedimiento requiere la instalacion de un reactor de transalquilacion que contiene un catalizador de transalquilacion que convierte los compuestos polialquilaromaticos en presencia de benceno para producir un producto monoalquilado adicional. La alimentacion de benceno al reactor de transalquilacion tipicamente es una porcion del benceno recuperado en la columna de benceno junto con benceno recien preparado, que tambien se alimenta a la columna. Todo el benceno restante recuperado en la columna de benceno se alimenta a traves del lecho de proteccion reactivo al catalizador de alquilacion.
De acuerdo con la presente invencion, se ha desarrollado un procedimiento de alquilacion de aromaticos mejorado en el que el reactor de transalquilacion, que contiene un catalizador de transalquilacion, recibe sustancialmente todo el benceno recien preparado, segun se compara simplemente con una corriente de rebufo de la cabeza de la columna de benceno. Alimentar todo el benceno preparado al reactor de transalquilacion permite que el reactor de transalquilacion se use como un lecho de proteccion reactivo para retirar impurezas de la alimentacion de benceno. Asimismo, posibilita que se mantenga una relacion molar mucho mayor de benceno a compuestos aromaticos polialquilados en el reactor de transalquilacion. Esto da como resultado un subproducto aromatico polialquilado reducido, una mayor conversion por pasada de compuestos aromaticos polialquilados y un rendimiento termodinamico mayor del producto monoalquilado deseado. Con una mayor conversion por pasada de compuestos aromaticos polialquilados, los caudales de reciclado disminuyen y la cantidad de subproductos aromaticos polialquilados que requieren destilacion disminuye tambien. En general, los costes energeticos, por tanto, se reducen. Ademas, la reaccion de transalquilacion es termoneutra, permitiendo que toda la unidad funcione a temperaturas relativamente bajas. El catalizador de transalquilacion en el reactor de transalquilacion generalmente es una zeolita con un mayor contenido de aluminio y un tamano de poro mas grande que el catalizador de alquilacion. Esto potencia en gran medida la eficacia del catalizador de transalquilacion, reduciendo las impurezas en la alimentacion de benceno.
La patente de Estados Unidos n.° 5.902.917 desvela un procedimiento de produccion de compuestos alquiloaromaticos, especialmente etilbenceno y cumeno, en el que una materia prima se alimenta en primer lugar a una zona de transalquilacion y todo el efluente de la zona de transalquilacion despues se dirige en cascada directamente a una zona de alquilacion junto con un agente de alquilacion de olefina, especialmente etileno o propileno. Sin embargo, el benceno recien preparado se alimenta directamente a la zona de alquilacion y no se sugiere el uso de la zona de transalquilacion como un lecho de proteccion reactivo.
En el procedimiento mejorado, el producto monoalquilado deseado se recupera de los efluentes de los reactores de transalquilacion y alquilacion, y el aromatico alquilable no reaccionado se alimenta al reactor de alquilacion. De esta manera, se evita la perdida de producto monoalquilado, por ejemplo, para una especie polialquilada adicional en el reactor de alquilacion.
La patente de Estados Unidos n.° 6.096.935 desvela un procedimiento de produccion de compuestos alquiloaromaticos usando una zona de reaccion de transalquilacion y una zona de reaccion de alquilacion, en el que el efluente de la zona de reaccion de transalquilacion se hace pasar a la zona de reaccion de alquilacion donde los compuestos aromaticos en el efluente de la zona de reaccion de transalquilacion se alquilan a los compuestos alquiloaromaticos deseados, particularmente etilbenceno y cumeno. De nuevo, no hay sugerencia del uso de la zona de transalquilacion como un lecho de proteccion reactivo y, aunque al menos parte del benceno recien preparado se alimenta a la zona de reaccion de transalquilacion, todo el efluente de la zona de transalquilacion se dirige en cascada directamente a la zona de alquilacion.
La publicacion de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 2007/0179329 desvela un procedimiento de alquilacion de aromaticos en el que los compuestos aromaticos alquilables y, opcionalmente, al menos parte del agente de alquilacion, se hacen pasar a traves de un lecho de proteccion reactivo y en presencia de una cierta cantidad de agua, que contiene catalizador de alquilacion o transalquilacion, antes de entrar en la zona de alquilacion.
La patente de Estados Unidos n.° 6.894.201 desvela un procedimiento y un aparato para retirar compuestos de nitrogeno de un sustrato de alquilacion tal como benceno. Se usa un lecho adsorbente convencional que contiene arcilla o resina para adsorber los compuestos de nitrogeno organico basicos, mientras que se usa un lecho
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adsorbente caliente de tamiz molecular acido para adsorber los compuestos de nitrogeno debilmente basicos, tales como nitritos, generalmente en presencia de agua. El lecho adsorbente caliente puede proporcionarse en el reactor de transalquilacion aguas arriba del catalizador de transalquilacion (Figura 6), en el reactor de alquilacion aguas arriba del catalizador de alquilacion (Figura 7) o en ambos (Figura 8).
Sumario
En un aspecto, la presente invencion se refiere a un procedimiento de alquilacion de un compuesto aromatico alquilable para producir un compuesto aromatico monoalquilado, comprendiendo el procedimiento:
(a) hacer pasar una primera corriente de alimentacion que comprende todo el compuesto aromatico alquilable fresco, y una o mas impurezas de alimentacion que comprenden compuestos de nitrogeno reactivos, a una primera zona de reaccion que comprende un catalizador de transalquilacion;
(b) hacer pasar una segunda corriente de alimentacion que comprende compuestos aromaticos polialquilados a dicha primera zona de reaccion;
(c) poner en contacto dicha primera y segunda corrientes de alimentacion con dicho catalizador de transalquilacion en dicha primera zona de reaccion en condiciones para transalquilar dichos compuestos aromaticos polialquilados con dicho compuesto aromatico alquilable para producir dicho compuesto aromatico monoalquilado y retirar al menos parte de dichas impurezas de la alimentacion;
(d) retirar de dicha primera zona de reaccion una primera corriente efluente que comprende compuesto aromatico alquilable no reaccionado y dicho compuesto aromatico monoalquilado;
(e) hacer pasar dicha primera corriente efluente a un sistema de fraccionamiento para separar dicha primera corriente efluente en una primera fraccion ligera, que comprende dicho compuesto aromatico alquilado no reaccionado, y una primera fraccion pesada, que comprende dicho compuesto aromatico monoalquilado;
(f) recuperar el compuesto aromatico monoalquilado de dicha primera fraccion pesada;
(g) hacer pasar dicha primera fraccion ligera, que comprende dicho compuesto aromatico alquilable, y una tercera corriente de alimentacion, que comprende un agente de alquilacion a una segunda zona de reaccion que comprende un catalizador de alquilacion;
(h) poner en contacto dicha primera fraccion ligera y dicha tercera corriente de alimentacion con dicho catalizador de alquilacion en dicha segunda zona de reaccion, en condiciones para alquilar dicho compuesto aromatico alquilable con dicho agente de alquilacion, y producir una segunda corriente efluente que comprende dicho compuesto aromatico monoalquilado; y
(i) recuperar el compuesto aromatico monoalquilado de dicha segunda corriente efluente.
La primera corriente de alimentacion comprende una o mas impurezas de la alimentacion. Al menos parte de dichas impurezas de la alimentacion se retiran en dicha primera zona de reaccion en la etapa de puesta en contacto (c).
En algunas realizaciones, las impurezas de la alimentacion en dicha primera corriente de alimentacion comprenden al menos 0,02 ppm, preferentemente al menos 0,005 ppm en peso de dicha primera corriente de alimentacion. Tales impurezas de la alimentacion se seleccionan del grupo que consiste en compuestos que tienen uno o mas de los siguientes elementos: halogenos, oxfgeno, azufre, arsenico, selenio, teluro, fosforo y metales del grupo 1 al grupo 12. Dichas impurezas de la alimentacion incluyen compuestos de nitrogeno reactivos, distintos de nitrogeno molecular. Tfpicamente, el catalizador de transalquilacion actua como un lecho de proteccion para retirar al menos un 10 % en peso de dichos compuestos de nitrogeno reactivos en dicha primera corriente de alimentacion.
Convenientemente, el procedimiento comprende ademas:
(j) hacer pasar dicha segunda corriente efluente a un sistema de fraccionamiento para separar dicha corriente efluente en una segunda fraccion ligera, que comprende compuesto aromatico alquilable no reaccionado, y una segunda fraccion pesada, que comprende dicho compuesto aromatico monoalquilado y compuestos aromaticos polialquilados, recuperandose dicho compuesto aromatico monoalquilado en (h) de dicha segunda fraccion pesada.
Convenientemente, dicha segunda fraccion ligera que comprende compuesto aromatico alquilable no reaccionado se hace pasar a dicha segunda zona de reaccion.
En una realizacion, dicha primera corriente efluente y dicha segunda corriente efluente se hacen pasar al mismo sistema de fraccionamiento.
Convenientemente, el procedimiento comprende ademas:
(k) hacer pasar dicha primera y segunda fracciones pesadas a al menos un sistema de fraccionamiento adicional para recuperar dicho compuesto aromatico monoalquilado de dichas fracciones combinadas, y separar una tercera fraccion que comprende dichos compuestos aromaticos polialquilados; y
(l) reciclar al menos parte de dicha tercera fraccion a dicha primera zona de reaccion.
En una realizacion, el procedimiento comprende ademas efectuar las siguientes etapas en una base intermitente:
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(m) detener el paso de dicha primera y segunda corrientes de alimentacion a dicha primera zona de reaccion;
(n) hacer pasar dicha primera y segunda corrientes de alimentacion a una tercera zona de reaccion que comprende un catalizador de transalquilacion;
(o) poner en contacto dicha primera y segunda corrientes de alimentacion con dicho catalizador de transalquilacion en dicha tercera zona de reaccion en condiciones para retirar al menos parte de dichas impurezas de la alimentacion en dicha primera corriente de alimentacion y transalquilar dichos compuestos aromaticos polialquilados con dicho compuesto aromatico alquilable para producir dicho compuesto aromatico monoalquilado; y
(p) reemplazar o regenerar el catalizador de transalquilacion en dicha primera zona de reaccion.
Convenientemente, el catalizador de transalquilacion y el catalizador de alquilacion comprenden tamices moleculares de aluminosilicato en los que el catalizador de transalquilacion tiene una relacion molar de sflice a alumina menor que la del catalizador de alquilacion.
Convenientemente, el catalizador de transalquilacion y el catalizador de alquilacion comprenden diferentes tamices moleculares de aluminosilicato en los que el catalizador de transalquilacion tiene un tamano de poro mayor que el del catalizador de alquilacion.
Convenientemente, dicho catalizador de transalquilacion comprende un tamiz molecular que tiene un mdice de restriccion menor de 2. Tfpicamente, el catalizador de transalquilacion comprende un tamiz molecular seleccionado entre el grupo que consiste en zeolita beta, zeolita Y, Y ultraestable (USY), Ydesaluminada (Y Desal), Y de tierras raras (REY), mordenita, ZSM-3, ZSM-4, ZSM-18, ZSM-20, y mezclas de las mismas.
Convenientemente, dicho catalizador de transalquilacion y/o dicho catalizador de alquilacion comprende un tamiz molecular seleccionado entre el grupo que consiste en zeolita beta, un tamiz molecular que tiene un mdice de restriccion de aproximadamente 2 a aproximadamente 12 y un tamiz molecular de la familia MCM-22. Tfpicamente, el catalizador de alquilacion comprende un tamiz molecular de la familia MCM-22 seleccionado entre el grupo que consiste en MCM-22, PSH-3, SSZ-25, ERB-1, ITQ-1, ITQ-2, ITQ-30, MCM-36, MCM-49, MCM-56, UZM-8 y mezclas de los mismos.
En una realizacion, las condiciones en dicha primera zona de reaccion durante dicha puesta en contacto (c) son tales que mantienen dicho compuesto aromatico polialquilado y dicho compuesto aromatico alquilable sustancialmente en la fase lfquida, y convenientemente comprenden una temperatura entre aproximadamente 50 °C y aproximadamente 300 °C y una presion entre aproximadamente 170 kPa y aproximadamente 10.000 kPa.
En una realizacion, las condiciones en dicha segunda zona de reaccion durante dicha puesta en contacto (h) son tales que mantienen dicho compuesto aromatico alquilable sustancialmente en la fase lfquida, y convenientemente comprenden una temperatura entre aproximadamente 50 °C y aproximadamente 270 °C y una presion entre aproximadamente 1.000 kPa y aproximadamente 10.000 kPa.
En una realizacion, el compuesto aromatico alquilable comprende benceno o naftaleno y el agente de alquilacion comprende al menos uno de etileno, propileno, 1-buteno, 2-buteno e isobutileno.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de flujo simplificado de un procedimiento de produccion de compuestos aromaticos de monoalquilo, tales como etilbenceno, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 2 es un diagrama de flujo de un procedimiento de la tecnica anterior para producir etilbenceno.
Descripcion detallada de las realizaciones
Se describe en el presente documento un procedimiento de produccion de compuestos monoalquilaromaticos por alquilacion de un compuesto aromatico alquilable con un agente de alquilacion en presencia de un catalizador de alquilacion, seguido de transalquilacion de cualquier compuesto aromatico polialquilado generado en la etapa de alquilacion con compuesto aromatico alquilable adicional, para producir producto monoalquilaromatico adicional. La etapa de transalquilacion se realiza en presencia de un catalizador de transalquilacion diferente y, en el presente procedimiento, la alimentacion nueva que contiene el aromatico alquilable se pone en contacto inicialmente con el catalizador de transalquilacion, de manera que este ultimo actua no solo para transalquilar los compuestos aromaticos polialquilados para producir producto monoalquilaromatico adicional, sino que tambien actua como un lecho de proteccion reactivo para retirar impurezas, tal como compuestos de nitrogeno reactivos, contenidos en la alimentacion aromatica alquilable. Puesto que el catalizador de transalquilacion puede elegirse para que tenga mas sitios de acido de Bronsted por peso unitario y un tamano de poro mas grande que el catalizador de alquilacion, es mas adecuado que el catalizador de alquilacion actue como un lecho de proteccion para retirar venenos.
Ademas, alimentar toda la alimentacion aromatica nueva al catalizador de transalquilacion permite que se mantenga una relacion molar mucho mayor de sustrato aromatico a compuestos aromaticos polialquilados en la etapa de transalquilacion. Esto permite preparar un subproducto reducido, una mayor conversion por pasada y un mayor rendimiento termodinamico del producto monoalquilado deseado. A su vez, una mayor conversion por pasada de los
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compuestos aromaticos polialquilados reduce tanto las velocidades de reciclado como las cantidades de subproductos que requieren destilacion, reduciendo de esta manera los costes energeticos. Ademas, la reaccion de transalquilacion es termoneutra, permitiendo que toda la unidad opere a temperatures relativamente bajas.
Como se usa en el presente documento, la expresion "compuestos de nitrogeno reactivos" se refiere a compuestos de nitrogeno distintos de nitrogeno molecular, que son relativamente inertes en las condiciones empleadas en el presente procedimiento.
Materias primas
Las materias primas usadas en el presente procedimiento incluyen un compuesto aromatico alquilable y un agente de alquilacion.
El termino "aromatico" en referencia a los compuestos alquilables que son utiles en el presente documento debe entenderse de acuerdo con su alcance reconocido en la tecnica para incluir hidrocarburos aromaticos tanto mono como polinucleares. Los compuestos de un caracter aromatico que poseen un heteroatomo tambien son utiles con la condicion de que no actuen como venenos para el catalizador en las condiciones de reaccion seleccionadas.
Los hidrocarburos aromaticos adecuados incluyen benceno, naftaleno, antraceno, naftaleno, perileno, coroneno y fenantreno, prefiriendose el benceno.
En general, la materia prima aromatica nueva empleada en el presente procedimiento contendra impurezas de la alimentacion que, si no se retiran, seran perjudiciales para el catalizador de alquilacion y/o transalquilacion. Los ejemplos de tales impurezas de la alimentacion incluyen compuestos de nitrogeno reactivos, halogenos y/o compuestos que comprenden uno o mas de oxfgeno, azufre, arsenico, selenio, teluro, fosforo y metales, incluyendo metales del grupo 1 al grupo 12 de la Tabla Periodica de los Elementos. Tfpicamente, estas impurezas de la alimentacion estan presentes en las materias primas disponibles en el mercado en cantidades que no son detectables por medios analtticos convencionales. En tales casos, la retirada de las impurezas de la alimentacion no detectables se pone de manifiesto por una recuperacion de la actividad del catalizador y la conversion del producto despues del tratamiento.
En algunas realizaciones, las impurezas de la alimentacion estan presentes en tales materias primas en cantidades de al menos 0,02 ppm en peso (ppmp), a menudo de al menos 1 ppmp a 5 ppmp, incluso 5 ppmp o mayor. Ademas, tal y como se suministra, la mayona de alimentaciones aromaticas comerciales estan saturadas con agua, es decir, contienen al menos 50 ppmp, generalmente al menos 200 ppmp, de agua. El presente procedimiento proporciona un procedimiento ventajoso para reducir las cantidades de estas impurezas de la alimentacion en materias primas aromaticas comerciales a niveles aceptables.
Los agentes de alquilacion que son utiles en el presente procedimiento generalmente incluyen cualquier compuesto organico que tenga al menos un grupo de alquilacion disponible capaz de reaccionar con el compuesto aromatico alquilable, poseyendo el grupo de alquilacion tfpicamente de 1 a 5 atomos de carbono. Los ejemplos de agentes de alquilacion adecuados son olefinas tales como etileno, propileno, los butenos y los pentenos; alcoholes (incluyendo monoalcoholes, dialcoholes, trialcoholes, etc.) tales como metanol, etanol, los propanoles, los butanoles y los pentanoles; aldehfdos tales como formaldehudo, acetaldehfdo, propionaldehudo, butiraldehudo y n-valeraldehudo; y haluros de alquilo tales como, cloruro de metilo, cloruro de etilo, los cloruros de propilo, los cloruros de butilo y los cloruros de pentilo y asf sucesivamente.
Preferentemente, las materias primas en el procedimiento son benceno y etileno y el producto de reaccion deseado es etilbenceno.
Reaccion de alquilacion
La etapa principal en la reaccion de alquilacion implica poner en contacto el compuesto aromatico alquilable con un agente de alquilacion en presencia de un catalizador de alquilacion en condiciones tales que el agente de alquilacion reaccione con el compuesto aromatico alquilable para producir selectivamente el compuesto monoalquilaromatico deseado. Aunque la reaccion de alquilacion puede ocurrir en la fase vapor, generalmente es deseable controlar las condiciones de alquilacion para mantener el compuesto aromatico alquilable sustancialmente en la fase lfquida. Por ejemplo, donde el compuesto aromatico alquilable incluye benceno, el alqueno incluye etileno y el compuesto alquilaromatico incluye etilbenceno, las condiciones de alquilacion convenientemente comprenden una temperatura entre aproximadamente 50 °C y aproximadamente 270 °C y una presion entre aproximadamente 1.000 kPa y aproximadamente 10.000 kPa.
En una realizacion, el catalizador de alquilacion comprende al menos un tamiz molecular de poros de tamano medio que tiene un mdice de restriccion de 2-12 (como se define en la patente de Estados Unidos n.° 4.016.218). Los tamices moleculares de poros de tamano medio adecuados incluyen ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35 y ZSM-48. ZSM-5 se describe en detalle en las patentes de Estados Unidos n.° 3.702.886 y Re. 29.948. ZSM-11 se describe en detalle en la patente de Estados Unidos n.° 3.709.979. ZSM-12 se describe en la patente de Estados Unidos n.° 3.832.449. ZSM-22 se describe en la patente de Estados Unidos n.° 4.556.477. ZsM-23 se
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describe en la patente de Estados Unidos n.° 4.076.842. ZSM-35 se describe en la patente de Estados Unidos n.° 4.016.245. ZsM-48 se describe mas particularmente en la patente de Estados Unidos n.° 4.234.231.
En otra realizacion, el catalizador de alquilacion comprende al menos un tamiz molecular de la familia MCM-22. Como se usa en el presente documento, la expresion "tamiz molecular de la familia MCM-22 " (o "material de la familia MCM-22 " o "familia MCM-22 de materiales" o "zeolita de la familia MCM-22 ") incluye uno o mas de:
• tamices moleculares preparados a partir de una celula unitaria de bloque de construccion cristalino de primer grado comun, celula unitaria que tiene la topologfa de armazon MWW. (Una celula unitaria es una disposicion espacial de atomos que, si se considera en un espacio tridimensional, describe la estructura del cristal. Tales estructuras del cristal se analizan en "Atlas of Zeolite Framework Types", quinta edicion, 2001, cuyo contenido completo se incorpora por referencia);
• tamices moleculares preparados a partir de un bloque de construccion de segundo grado comun, siendo una baldosa bidimensional de tales celulas unitarias de topologfa de armazon MWW, formando una monocapa de un espesor de celula unitaria, preferentemente un espesor de celula unitaria c;
• tamices moleculares preparados a partir de bloques de construccion de segundo grado comun, que son capas de una o mas de una celula unitaria de espesor, en los que la capa ademas de una celula unitaria de espesor esta fabricada a partir de apilamiento, empaquetado o union de al menos dos monocapas de una celula unitaria de espesor. El apilamiento de tales bloques de construccion de segundo grado puede ser de una manera regular, de una manera irregular, de una manera aleatoria o cualquier combinacion de las mismas; y
• tamices moleculares preparados por una combinacion bidimensional o tridimensional regular o aleatoria de celulas unitarias que tienen la topologfa de armazon MWW.
Los tamices moleculares de la familia MCM-22 incluyen aquellos tamices moleculares que tienen un patron de difraccion de rayos X que incluye una distancia interplanar maxima a 12,4±0,25, 6,9±0,15, 3,57±0,07 y 3,42±0,07 Angstrom. Los datos de difraccion de rayos X usados para caracterizar el material se obtienen por tecnicas convencionales usando el doblete K-alfa del cobre como radiacion incidente y un difractometro equipado con un contador de centelleo y un ordenador asociado como el sistema de recogida.
Los materiales de la familia MCM-22 incluyen MCM-22 (descrito en la patente de Estados Unidos n.° 4.954.325). PSH-3 (descrito en la patente de Estados Unidos n.° 4.439.409), SSZ-25 (descrito en la patente de Estados Unidos n.° 4.826.667), ERB-1 (descrito en la patente europea n.° 0293032), ITQ-1 (descrito en la patente de Estados Unidos n.° 6.077.498), ITQ-2 (descrito en la Publicacion de Patente Internacional n.° WO97/17290), MCM-36 (descrito en la patente de Estados Unidos n.° 5.250.277), MCM-49 (descrito en la patente de Estados Unidos n.° 5.236.575), MCM- 56 (descrito en la patente de Estados Unidos n.° 5.362.697), UZM-8 (descrito en la patente de Estados Unidos n.° 6.756.030) y mezclas de los mismos.
En una realizacion adicional, el catalizador de alquilacion comprende uno o mas tamices moleculares de poros grandes que tienen un mdice de restriccion menor de 2. Los tamices moleculares de poros grandes adecuados incluyen zeolita beta, zeolita Y, Y ultraestable (USY), Y desaluminada (Y Desal), mordenita, ZSM-3, ZSM-4, ZSM-18, y ZSM-20. La zeolita ZSM-14 se describe en la patente de Estados Unidos n.° 3.923.636. La zeolita ZSM-20 se describe en la patente de Estados Unidos n.° 3.972.983. La zeolita beta se describe en las patentes de Estados Unidos n.°. 3.308.069, y Re. n.° 28.341. El tamiz molecular Y ultraestable bajo en sodio (USY) se describe en las patentes de Estados Unidos n.° 3.293.192 y 3.449.070. La zeolita desaluminada (Y Desal) puede prepararse por el procedimiento encontrado en la patente de Estados Unidos n.° 3.442.795. La zeolita uHP-Y se describe en la patente de Estados Unidos n.° 4.401.556. La mordenita es un material de origen natural pero tambien esta disponible en formas sinteticas, tales como TEA-mordenita (es decir, mordenita sintetica preparada a partir de una mezcla de reaccion que comprende un agente de direccion de tetraetilamonio). La TEA-mordenita se desvela en las patentes de Estados Unidos n.° 3.766.093 y 3.894.104.
Los tamices moleculares preferidos para la reaccion de alquilacion comprenden zeolita beta, ZSM-5, y tamices moleculares de la familia MCM-22.
Los tamices moleculares anteriores pueden usarse como el catalizador de alquilacion sin ningun aglutinante o matriz, es decir, en la forma denominada de auto-enlace. Como alternativa, el tamiz molecular puede estar combinado con otro material que es resistente a las temperaturas y otras condiciones empleadas en la reaccion de alquilacion. Tales materiales incluyen materiales activos e inactivos y zeolitas de origen natural y sintetico, asf como materiales inorganicos tales como arcillas y/u oxidos tales como alumina, sflice, sflice-alumina, zirconia, titania, magnesia, o mezclas de estos y otros oxidos. Estos ultimos pueden ser de origen natural o estar en forma de precipitados gelatinosos o geles, incluyendo mezclas de sflice y oxidos metalicos. Las arcillas pueden estar incluidas tambien con los aglutinantes de tipo oxido para modificar las propiedades mecanicas del catalizador o ayudar en su fabricacion. El uso de un material junto con el tamiz molecular, es decir, combinado con el mismo o presente durante su smtesis, que es por sf mismo catalfticamente activo, puede cambiar la conversion y/o la selectividad del catalizador. Los materiales inactivos sirven adecuadamente como diluyentes para controlar la cantidad de conversion, de manera que los productos pueden obtenerse economica y ordenadamente sin emplear otros medios para controlar la velocidad de reaccion. Estos materiales pueden incorporarse en arcillas de origen natural, por ejemplo bentonita y caolm, para mejorar la resistencia al aplastamiento del catalizador en las condiciones de
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operacion comerciales, y funcionar como aglutinantes o matrices para el catalizador. Las proporciones relativas del tamiz molecular y la matriz de oxido inorganico vanan ampliamente, variando el contenido de tamiz de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 90 por ciento en peso y, mas normalmente, particularmente, cuando el material compuesto se prepara en forma de perlas, en el intervalo de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 80 por ciento en peso de material compuesto.
El catalizador de alquilacion puede proporcionarse como un lecho catalttico individual, normalmente un lecho fijo, en un reactor de alquilacion. Sin embargo, para potenciar la monoselectividad de la reaccion, el catalizador de alquilacion normalmente se divide en una pluralidad de lechos catalfticos conectados en serie, alimentando sustancialmente todo el compuesto aromatico alquilable al primer lecho catalftico y el agente de alquilacion se alimenta dividiendose entre los lechos.
Reaccion de transalquilacion
El efluente de la reaccion de alquilacion inevitablemente contendra algunos compuestos aromaticos polialquilados, ademas del producto monoalquilado deseado y el compuesto aromatico alquilable no reaccionado. De esta manera, el efluente de alquilacion se hace pasar a un sistema de separacion de producto, normalmente una serie de columnas de destilacion, que no solo sirve para retirar el compuesto aromatico alquilado no reaccionado y el producto monoalquilado deseado, sino tambien separa las especies polialquiladas. En la etapa principal de la reaccion de transalquilacion, las especies polialquiladas se alimentan despues a un reactor de transalquilacion, que esta separado del reactor de alquilacion, donde el producto monoalquilado adicional se produce haciendo reaccionar las especies polialquiladas con compuesto aromatico adicional en presencia de un catalizador de transalquilacion. Tfpicamente, el reactor de transalquilacion se hace funcionar en condiciones tales que los compuestos aromaticos polialquilados y el compuesto aromatico alquilable estan, al menos predominantemente, en la fase lfquida.
Por ejemplo, las condiciones adecuadas para realizar la transalquilacion en fase lfquida de benceno con polietilbencenos puede incluir una temperatura de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 260 °C, una presion de 7000 kPa o menor, una WHSV, basada en el peso de la alimentacion lfquida total a la zona de reaccion, de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 100 h-1 y una relacion en moles de benceno a polietilbenceno de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 30:1.
El catalizador de transalquilacion puede comprender uno o mas de cualquiera de los tamices moleculares analizados anteriormente respecto al catalizador de alquilacion, tal como un material de la familia MCM-22, y puede usarse con o sin un aglutinante o matriz. Normalmente, sin embargo, aunque tanto el catalizador de transalquilacion como el catalizador de alquilacion comprenden tamices moleculares de aluminosilicato, el catalizador de transalquilacion tiene una reaccion molar de sflice a alumina menor que la del catalizador de alquilacion. Ademas, el catalizador de transalquilacion normalmente emplea un tamiz molecular que tiene un tamano de poro mayor que el del catalizador de alquilacion.
Generalmente, el catalizador de transalquilacion comprende un tamiz molecular que tiene un mdice de restriccion menor de 2, particularmente un tamiz molecular seleccionado entre el grupo que consiste en zeolita beta, zeolita Y, Y ultraestable (USY), Y desaluminada (Y Desal), Y de tierras raras (REY), mordenita, ZSM-3, ZSM-4, ZSM-5, ZSM- 11, ZSM-18, zSm-20 y mezclas de las mismas.
Tratamiento de la materia prima
Como se ha analizado anteriormente, la materia prima aromatica alquilable fresca empleada en el presente procedimiento normalmente contendra cantidades significativas de venenos para el catalizador, particularmente compuestos de nitrogeno reactivos y compuestos de nitrogeno no reactivos, asf como agua. Tfpicamente, por lo tanto, la materia prima aromatica se somete a una etapa de pretratamiento para reducir su contenido de agua y retirar al menos parte de los venenos del catalizador. Tal pretratamiento normalmente implica hacer pasar la materia prima aromatica alquilable a traves de una zona de deshidratacion, tal como una unidad de retirada de compuestos ligeros, antes o despues de un lecho de un adsorbente, tal como una arcilla, una resina o un tamiz molecular, generalmente en o cerca de condiciones ambiente, tal como a una temperatura de aproximadamente 25 °C a aproximadamente 250 °C, preferentemente de aproximadamente 25 °C a aproximadamente 150 °C, y una presion de aproximadamente 50 a aproximadamente 10,000 kPa.
A continuacion, la materia prima aromatica alquilable se hace pasar a traves de una columna de fraccionamiento para separar una fase acuosa y una fase de hidrocarburo en la corriente de cabeza. Una materia prima aromatica seca se separa en la corriente de cola, que no contiene mas de 100 ppm de agua. Se ha descubierto que algunos venenos para el catalizador se retiran del sistema con la fase acuosa.
Sin embargo, aunque el pretratamiento de adsorcion y el fraccionamiento son eficaces para retirar muchas de las impurezas perjudiciales en la materia prima aromatica alquilable, se ha descubierto que, incluso despues de tal pretratamiento, los niveles de impurezas, particularmente de compuestos de nitrogeno reactivos son suficientemente altos, aunque en algunos casos indetectables, para dar como resultado una reduccion significativa en la vida del catalizador, particularmente del catalizador de alquilacion, si la materia prima aromatica se deja en contacto con el catalizador sin tratamiento adicional. De esta manera, en el presente procedimiento, toda la materia prima aromatica
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alquilable fresca, ya sea con o sin pretratamiento de adsorcion, se alimenta al catalizador de transalquilacion de manera que este ultimo actua no solo para facilitar la conversion de los subproductos aromaticos polialquilados en un producto monoalquilado adicional, sino que tambien actua como un lecho de proteccion reactivo para reducir adicionalmente el nivel de impurezas en la materia prima, tipicamente en al menos un 10 %, tal como en al menos un 20 %, por ejemplo en al menos un 30 %.
El uso del catalizador de transalquilacion como un lecho de proteccion reactivo necesariamente da como resultado algun envenenamiento del catalizador de transalquilacion pero, puesto que el catalizador de transalquilacion puede elegirse para que tenga una menor relacion molar de sflice a alumina y un mayor tamano de poro que el catalizador de alquilacion, generalmente es mas eficaz como lecho de proteccion que, por ejemplo, las disposiciones conocidas que emplean un lecho de catalizador de alquilacion como el lecho de proteccion. Ademas, la alimentacion de todo el benceno de constitucion fresco al catalizador de transalquilacion permite que se mantenga una relacion molar mucho mas alta de benceno a compuestos aromaticos polialquilados en la unidad de transalquilacion. Esto permite preparar un subproducto reducido, una mayor conversion por pasada y un mayor rendimiento termodinamico del producto monoalquilado deseado. Con una mayor conversion por pasada de los compuestos aromaticos polialquilados, las velocidades de reciclado disminuyen y la cantidad de subproductos que requieren destilacion tambien disminuye. En general, los costes energeticos, por tanto, se reducen. Tfpicamente, en el presente procedimiento, la relacion molar de benceno a compuestos aromaticos polialquilados alimentados al reactor de transalquilacion es de al menos 1:1, tal como entre aproximadamente 1:1 y aproximadamente 30:1; 1:1 y 15:1; y 1:1 y 10:1.
En una realizacion, el procedimiento emplea dos lechos diferentes de catalizador de transalquilacion, cada uno intercambiable de forma intermitente entre un modo operativo, en el que el lecho catalftico esta funcionando como un transalquilador y lecho de proteccion reactivo, y un modo inoperativo, en el que el catalizador se esta regenerando o reemplazando. De esta manera, un lecho siempre estara en el modo operativo, mientras el otro lecho esta en el modo inoperativo. Asimismo, estos lechos pueden hacerse funcionar en serie o en paralelo.
En la Figura 1 se muestra una realizacion del presente procedimiento, en la que el compuesto aromatico alquilable es benceno y el agente de alquilacion es una corriente de etileno diluida.
Haciendo referencia a la Figura 1, una alimentacion de benceno fresca que tiene impurezas, tales como impurezas de nitrogeno, se suministra a traves de la lmea 11 y se hace pasar a una unidad 12 de adsorcion que contiene adsorbentes de tamiz molecular y/u otros materiales de tratamiento, incluyendo, por ejemplo, arcilla y/o resinas, para retirar al menos una porcion de las impurezas de la alimentacion. La alimentacion de benceno nueva tratada se hace pasar a un reactor 13 de transalquilacion, que tambien recibe los polietilbencenos (PEB) como una corriente 14 de cabeza desde la columna 15 de destilacion de PEB. El reactor 13 de transalquilacion contiene uno o mas lechos de catalizador de transalquilacion, tales como zeolita beta, zeolita Y, Y ultraestable (USY), Y desaluminada (Y Desal), Y de tierras raras (ReY), mordenita, ZSM-3, ZSM-4, ZSM-18, ZSM-20 y mezclas de las mismas, funciona en condiciones tales que el benceno y los PEB estan predominantemente en la fase lfquida y reaccionan juntos para producir etilbenceno (EB). El reactor 13 de transalquilacion actua tambien como un lecho de proteccion para retirar al menos parte de las impurezas de nitrogeno reactivo y otras impurezas en la alimentacion de benceno fresca.
El efluente del reactor 13 de transalquilacion esta compuesto principalmente de benceno no reaccionado, que tiene una cantidad reducida de impurezas, producto EB, PEB y compuestos pesados que salen del reactor 13 a traves de la lmea 16. El efluente en la lmea 16 alimenta a una columna 17 de destilacion de benceno, donde el benceno no reaccionado se separa del efluente como corriente 18 de cabeza. La corriente 18 de benceno despues se alimenta, junto con una corriente 19 de alimentacion de etileno, a un reactor 21 de alquilacion, que contiene una pluralidad de lechos conectados en serie de catalizador de alquilacion, tal como una zeolita de la familia CM-22. El reactor de alquilacion se hace funcionar en condiciones tales que el benceno predominantemente esta en la fase lfquida y reacciona con la alimentacion de etileno para producir EB, junto con algunos PEB.
El efluente del reactor de alquilacion 21 esta compuesto principalmente de benceno no reaccionado, producto EB y algunos PEB. El efluente de alquilacion sale del reactor 21 a traves de la lmea 22 y se alimenta a la columna 17 de destilacion de benceno. El benceno no reaccionado se retira del efluente de alquilacion en la columna 17 y pasa como parte de la corriente 18 de cabeza de vuelta al reactor 21, saliendo por una corriente 23 de cola compuesta principalmente del producto EB y los PEB. La corriente de cola se hace pasar a una columna 24 de destilacion de EB, donde el producto EB se recupera como producto de cabeza 25, mientras que la corriente 26 de cola se alimenta a la columna 15 de PEB. En la columna 15 de PEB, los PEB se retiran como corriente 14 de cabeza de los productos pesados, que se descartan como corriente 27 residual.
A diferencia de esto, en la Figura 2 se muestra un procedimiento de la tecnica anterior tfpico para producir EB, en el que se emplean los mismos numeros para indicar componentes comunes con la realizacion de la Figura 1. De esta manera, en la Figura 2, la corriente 11 de benceno fresca, despues de pasar a traves de la unidad 12 de adsorcion y el efluente 16 no tratado de la unidad de transalquilacion, se alimentan a la columna 17 de benceno. Parte de la corriente 18 de cabeza de benceno, que aun contiene impurezas de la alimentacion (es decir, impurezas de nitrogeno reactivo y otras impurezas), se alimenta a un lecho 31 de proteccion reactivo que contiene catalizador de alquilacion. El resto del producto de cabeza de benceno de la columna 17 de benceno se alimenta a una corriente 32 de rebufo al reactor 13 de transalquilacion.
Claims (13)
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REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento de alquilacion de un compuesto aromatico alquilable para producir un compuesto aromatico monoalquilado, comprendiendo el procedimiento:
(a) hacer pasar una primera corriente de alimentacion, que comprende todo el compuesto aromatico alquilable fresco, y una o mas impurezas de la alimentacion, que comprenden compuestos de nitrogeno reactivos, a una primera zona de reaccion que comprende un catalizador de transalquilacion;
(b) hacer pasar una segunda corriente de alimentacion que comprende compuestos aromaticos polialquilados a dicha primera zona de reaccion;
(c) poner en contacto dicha primera y segunda corrientes de alimentacion con dicho catalizador de transalquilacion en dicha primera zona de reaccion en condiciones para transalquilar dichos compuestos aromaticos polialquilados con dicho compuesto aromatico alquilable, para producir dicho compuesto aromatico monoalquilado y retirar al menos parte de dichas impurezas de la alimentacion;
(d) retirar de dicha primera zona de reaccion una primera corriente efluente, que comprende compuesto aromatico alquilable no reaccionado y dicho compuesto aromatico monoalquilado;
(e) hacer pasar dicha primera corriente efluente a un sistema de fraccionamiento para separar dicha primera corriente efluente en una primera fraccion ligera, que comprende dicho compuesto aromatico alquilable no reaccionado, y una primera fraccion pesada, que comprende dicho compuesto aromatico monoalquilado;
(f) recuperar el compuesto aromatico monoalquilado de dicha primera fraccion pesada;
(g) hacer pasar dicha primera fraccion ligera, que comprende dicho compuesto aromatico alquilable, y una tercera corriente de alimentacion, que comprende un agente de alquilacion, a una segunda zona de reaccion, que comprende un catalizador de alquilacion;
(h) poner en contacto dicha primera reaccion ligera y la tercera corriente de alimentacion con dicho catalizador de alquilacion en dicha segunda zona de reaccion, en condiciones para alquilar dicho compuesto aromatico alquilable con dicho agente de alquilacion, y producir una segunda corriente efluente que comprende dicho compuesto aromatico monoalquilado, compuestos aromaticos alquilables no reaccionados y compuestos aromaticos polialquilados; e
(i) recuperar el compuesto aromatico monoalquilado de dicha segunda corriente efluente.
2. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que dichas impurezas de la alimentacion en dicha primera corriente de alimentacion comprenden al menos 0,02 ppm en peso de dicha primera corriente de alimentacion.
3. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que dichas impurezas de la alimentacion en dicha primera corriente de alimentacion se seleccionan del grupo que consiste en compuestos que tienen uno o mas de los siguientes elementos: halogenos, oxfgeno, azufre, arsenico, selenio, teluro, fosforo y metales del grupo 1 al grupo 12.
4. El procedimiento de la reivindicacion 3, en el que se retira al menos un 10 % en peso de dichos compuestos de nitrogeno reactivos.
5. El procedimiento de la reivindicacion 1 y que comprende ademas:
(j) hacer pasar dicha segunda corriente efluente a un sistema de fraccionamiento para separar dicha segunda corriente efluente en una segunda fraccion ligera, que comprende compuesto aromatico alquilable no reaccionado, y una segunda fraccion pesada que comprende dicho compuesto aromatico monoalquilado y compuestos aromaticos polialquilados, recuperandose dicho compuesto aromatico monoalquilado en (h) a partir de dicha segunda fraccion pesada.
6. El procedimiento de la reivindicacion 5, en el que dicha segunda fraccion ligera, que comprende compuesto aromatico alquilable no reaccionado, se hace pasar a dicha segunda zona de reaccion.
7. El procedimiento de la reivindicacion 1 y que comprende ademas las etapas en una base intermitente:
(m) detener el paso de dicha primera y segunda corrientes de alimentacion a dicha primera zona de reaccion;
(n) hacer pasar dicha primera y segunda corrientes de alimentacion a una tercera zona de reaccion que comprende un catalizador de transalquilacion;
(o) poner en contacto dicha primera y segunda corrientes de alimentacion con dicho catalizador de transalquilacion en dicha tercera zona de reaccion, en condiciones para retirar al menos parte de dichas impurezas de la alimentacion en dicha primera corriente de alimentacion, y transalquilar dichos compuestos aromaticos polialquilados con dicho compuesto aromatico alquilable para producir dicho compuesto aromatico monoalquilado; y
(p) reemplazar o regenerar el catalizador de transalquilacion en dicha primera zona de reaccion.
8. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que dicho catalizador de transalquilacion comprende un tamiz molecular seleccionado entre el grupo que consiste en zeolita beta, zeolita Y, Y ultraestable (USY), Y desaluminada (Y Desal), mordenita, ZSM-3, ZSM-4, ZSM-18 y ZSM-20.
9. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que dicho catalizador de alquilacion comprende un tamiz molecular
seleccionado entre el grupo que consiste en zeolita beta, un tamiz molecular que tiene un mdice de restriccion de aproximadamente 2 a aproximadamente 12, y un tamiz molecular de la familia MCM-22.
10. El procedimiento de la reivindicacion 9, en el que dicho catalizador de alquilacion comprende un tamiz molecular de la familia MCM-22 seleccionado entre el grupo que consiste en MCM-22, PSH-3, SSZ-25, ERB-1, ITQ-1, ITQ-2,
5 ITQ-30, MCM-36, MCM-49, MCM-56, UZM-8 y mezclas de los mismos.
11. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que dichas condiciones en dicha primera zona de reaccion durante dicha puesta en contacto (c) son tales que mantienen dicho compuesto aromatico polialquilado y dicho compuesto aromatico alquilable sustancialmente en la fase lfquida, o dichas condiciones en dicha segunda zona de reaccion durante dicha puesta en contacto (h) son tales que mantienen dicho compuesto aromatico alquilable sustancialmente
10 en la fase lfquida.
12. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que dicho compuesto aromatico alquilable comprende benceno o naftaleno.
13. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que dicho agente de alquilacion comprende al menos uno de etileno, propileno, 1-buteno, 2-buteno e isobutileno.
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Family Cites Families (47)
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| US3308069A (en) | 1964-05-01 | 1967-03-07 | Mobil Oil Corp | Catalytic composition of a crystalline zeolite |
| US3293192A (en) | 1965-08-23 | 1966-12-20 | Grace W R & Co | Zeolite z-14us and method of preparation thereof |
| US3702886A (en) | 1969-10-10 | 1972-11-14 | Mobil Oil Corp | Crystalline zeolite zsm-5 and method of preparing the same |
| US3709979A (en) | 1970-04-23 | 1973-01-09 | Mobil Oil Corp | Crystalline zeolite zsm-11 |
| US3832449A (en) | 1971-03-18 | 1974-08-27 | Mobil Oil Corp | Crystalline zeolite zsm{14 12 |
| US3766093A (en) | 1972-01-07 | 1973-10-16 | Mobil Oil Corp | Treatment of organic cationcontaining zeolites |
| US3755483A (en) | 1972-04-28 | 1973-08-28 | Mobil Oil | Vapor phase alkylation in presence of crystalline aluminosilicate catalyst |
| US3751506A (en) | 1972-05-12 | 1973-08-07 | Mobil Oil Corp | Vapor-phase alkylation in presence of crystalline aluminosilicate catalyst |
| US3751504A (en) | 1972-05-12 | 1973-08-07 | Mobil Oil Corp | Vapor-phase alkylation in presence of crystalline aluminosilicate catalyst with separate transalkylation |
| US3894104A (en) | 1973-08-09 | 1975-07-08 | Mobil Oil Corp | Aromatization of hetero-atom substituted hydrocarbons |
| US3941871A (en) | 1973-11-02 | 1976-03-02 | Mobil Oil Corporation | Crystalline silicates and method of preparing the same |
| US3923636A (en) | 1974-06-03 | 1975-12-02 | Texaco Inc | Production of lubricating oils |
| US3894404A (en) * | 1974-07-29 | 1975-07-15 | Honeywell Inc | Hot gas defrost refrigeration system |
| US3972983A (en) | 1974-11-25 | 1976-08-03 | Mobil Oil Corporation | Crystalline zeolite ZSM-20 and method of preparing same |
| US4016218A (en) | 1975-05-29 | 1977-04-05 | Mobil Oil Corporation | Alkylation in presence of thermally modified crystalline aluminosilicate catalyst |
| CA1064890A (en) | 1975-06-10 | 1979-10-23 | Mae K. Rubin | Crystalline zeolite, synthesis and use thereof |
| US4234231A (en) | 1978-12-06 | 1980-11-18 | Mobil Oil Corporation | Method for restoring a leached formation |
| US4401556A (en) | 1979-11-13 | 1983-08-30 | Union Carbide Corporation | Midbarrel hydrocracking |
| SU887557A1 (ru) * | 1980-01-08 | 1981-12-07 | Институт Нефте-И Углехимического Синтеза При Иркутском Государственном Университете Им. А.А.Жданова | Способ переработки кубового продукта процесса каталитического алкилировани бензола этиленом |
| US4594325A (en) * | 1981-03-26 | 1986-06-10 | The Regents Of The University Of Calif. | High fusion frequency fusible lymphoblastoid cell line |
| DE3117135A1 (de) | 1981-04-30 | 1982-11-18 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Kristallines alumosilicat, verfahren zu dessen herstellung sowie dessen verwendung zur katalytischen umwandlung von methanol und/oder dimethylether in kohlenwasserstoffe |
| US4556477A (en) | 1984-03-07 | 1985-12-03 | Mobil Oil Corporation | Highly siliceous porous crystalline material ZSM-22 and its use in catalytic dewaxing of petroleum stocks |
| US5149894A (en) | 1986-01-29 | 1992-09-22 | Chevron Research And Technology Company | Alkylation using zeolite SSZ-25 |
| US4826667A (en) | 1986-01-29 | 1989-05-02 | Chevron Research Company | Zeolite SSZ-25 |
| US4954325A (en) | 1986-07-29 | 1990-09-04 | Mobil Oil Corp. | Composition of synthetic porous crystalline material, its synthesis and use |
| IT1205681B (it) | 1987-05-26 | 1989-03-31 | Eniricerche Spa | Materiale sintetico cristallino poroso contenente ossidi di silicio e boro |
| US4891458A (en) | 1987-12-17 | 1990-01-02 | Innes Robert A | Liquid phase alkylation or transalkylation process using zeolite beta |
| US4992606A (en) | 1988-10-06 | 1991-02-12 | Mobil Oil Corp. | Process for preparing short chain alkyl aromatic compounds |
| IT1237198B (it) | 1989-11-16 | 1993-05-26 | Eniricerche Spa | Processo per l'alchilazione di composti aromatici. |
| RU2075467C1 (ru) * | 1990-12-17 | 1997-03-20 | Дзе Дау Кемикал Компани | Способ получения этилбензола или кумола |
| US5250277A (en) | 1991-01-11 | 1993-10-05 | Mobil Oil Corp. | Crystalline oxide material |
| US5236575A (en) | 1991-06-19 | 1993-08-17 | Mobil Oil Corp. | Synthetic porous crystalline mcm-49, its synthesis and use |
| US5258565A (en) | 1992-05-04 | 1993-11-02 | Mobil Oil Corp. | Process for preparing short chain alkylaromatic compounds |
| US5362697A (en) | 1993-04-26 | 1994-11-08 | Mobil Oil Corp. | Synthetic layered MCM-56, its synthesis and use |
| EP0629549A3 (en) | 1993-06-09 | 1995-03-08 | Inco Ltd | Lightning protection and improved electrical conductivity composite. |
| ES2124154B1 (es) | 1995-11-08 | 1999-12-01 | Univ Politecnica De Valencia C | Metodo de preparaciion y propiedades cataliticas de un solido microporoso con alta superficie externa. |
| ES2105982B1 (es) | 1995-11-23 | 1998-07-01 | Consejo Superior Investigacion | Zeolita itq-1 |
| US6096935A (en) * | 1998-07-28 | 2000-08-01 | Uop Llc | Production of alkyl aromatics by passing transalkylation effluent to alkylation zone |
| US5902917A (en) * | 1997-11-26 | 1999-05-11 | Mobil Oil Corporation | Alkylaromatics production |
| US6995295B2 (en) * | 2002-09-23 | 2006-02-07 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Alkylaromatics production |
| US7268264B2 (en) | 2002-10-04 | 2007-09-11 | Fina Technology, Inc. | Critical phase alkylation process |
| US6756030B1 (en) | 2003-03-21 | 2004-06-29 | Uop Llc | Crystalline aluminosilicate zeolitic composition: UZM-8 |
| US6894201B1 (en) | 2003-12-19 | 2005-05-17 | Uop Llc | Process and apparatus for the removal of nitrogen compounds from a fluid stream |
| US7425659B2 (en) | 2006-01-31 | 2008-09-16 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Alkylaromatics production |
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