ES2694051T3

ES2694051T3 - Integración de calor en procesos de desproporción o transalquilación

Info

Publication number: ES2694051T3
Application number: ES15753800.0T
Authority: ES
Inventors: Craig W. Colling; Brian L. Slusar
Original assignee: BP Corp North America Inc
Current assignee: BP Corp North America Inc
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2018-12-17
Anticipated expiration: 2035-08-05
Also published as: KR20170040264A; WO2016022682A1; EP3185979A1; RU2017107251A3; US10472305B2; RU2692264C2; US20170152198A1; CN106573854A; PL3185979T3; KR102437496B1; CN106573854B; RU2017107251A; EP3185979B1

Abstract

Un proceso que comprende las etapas de: (a) hacer reaccionar, en un reactor, una corriente de alimentación del reactor que comprende tolueno, compuestos aromáticos C9, compuestos aromáticos C10 e hidrógeno sobre un catalizador para producir una corriente de efluente del reactor que comprende benceno y xilenos; (b) enfriar la corriente de efluente del reactor para formar una primera mezcla de dos fases; (c) separar la primera mezcla de dos fases en una primera corriente de líquido y una primera corriente de vapor; (d) proporcionar al menos una porción de la primera corriente de líquido a una columna de benceno, en la que la porción de la primera corriente de líquido proporcionada a la columna de benceno evita una columna del estabilizador; y (e) recuperar el benceno de la primera corriente de líquido condensado en la columna de benceno.

Description

DESCRIPCION

Integracion de calor en procesos de desproporcion o transalquilacion 5 ANTECEDENTES

[0001] Los isomeros de xileno se producen en grandes cantidades a partir del petroleo y sirven como materia prima para una serie de importantes productos quimicos industriales. El paraxileno es la principal materia prima para el poliester. El ortoxileno se usa para producir anhidrido ftalico. El metaxileno se usa para productos tales como

10 plastificantes, colorantes azo y conservantes de la madera. El etilbenceno generalmente esta presente en mezclas de xileno y ocasionalmente se recupera para la produccion de estireno, pero generalmente es un componente menos deseado de los compuestos aromaticos C8.

[0002] Entre los hidrocarburos aromaticos, los xilenos y el benceno son de importancia sustancial. Ni los 15 xilenos ni el benceno se producen a partir del petroleo mediante el reformado de nafta en un volumen suficiente para

satisfacer la demanda, y la conversion de otros hidrocarburos es necesaria para aumentar el rendimiento de los xilenos y el benceno. Mucho mas comunmente, el tolueno, los aromaticos C9 y los aromaticos C10 se hacen reaccionar para producir benceno y compuestos aromaticos C8 a partir de los cuales se recuperan los isomeros de xileno, vease, por ejemplo, los documentos US 4.041.091 y US 2007/049780. Los procesos para hacer esto son los 20 conocidos con los nombres de desproporcion de tolueno, desproporcion selectiva de tolueno y transalquilacion. Si bien la materia prima para estos procesos puede variar segun la disponibilidad y la economia, todos tienen el mismo objetivo de maximizar la produccion de isomeros de xileno, tipicamente a traves de reacciones de transferencia de metilo. En algunos casos, estos procesos tambien incluyen reacciones en las que moleculas como el metiletilbenceno se convierten en etano y tolueno y este tolueno a su vez produce incluso mas isomeros de benceno 25 y xileno. Otros elementos comunes de estos procesos de desproporcion y transalquilacion incluyen condiciones de reaccion a alta temperatura, consumo y reciclaje de hidrogeno costoso, conversiones por pasada significativamente por debajo del 100 %, lo que conduce a grandes reciclajes y destilaciones de gran intensidad energetica para recuperar benceno y compuestos aromaticos C8 de materias primas no convertidas. Sigue existiendo la necesidad en la tecnica de una eficacia mejorada en la produccion de paraxileno mediante estos procesos mediante la 30 reduccion de los costes de la materia prima y la disminucion del consumo de energia.

[0003] Los procesos de desproporcion y transalquilacion generalmente se ubican cerca de las instalaciones de produccion de paraxileno en grandes plantas de proceso llamadas complejos de compuestos aromaticos. Ademas de las unidades de desproporcion, transalquilacion y paraxileno, los complejos de compuestos aromaticos

35 tambien contienen instalaciones para la purificacion de benceno y tolueno principalmente mediante extraccion liquido-liquido o destilacion extractiva. Las instalaciones de produccion de paraxileno estan generalmente compuestas por una de dos tecnologias. Estas dos tecnologias son la adsorcion selectiva y la cristalizacion. Las instalaciones de adsorcion selectiva para la produccion de paraxileno requieren mucha mas energia que las instalaciones de cristalizacion. En consecuencia, el mayor consumidor de energia en complejos de compuestos 40 aromaticos que emplean la adsorcion selectiva es la unidad de adsorcion selectiva y se ha prestado poca atencion a la eficiencia energetica de otras unidades en el complejo de compuestos aromaticos como las unidades de desproporcion y transalquilacion. Con el creciente interes por los procesos de cristalizacion de eficiencia energetica para la produccion de paraxileno, existe la necesidad de aumentar la eficiencia energetica de las unidades de desproporcion y transalquilacion, ya que estas unidades se estan convirtiendo en los mayores consumidores de 45 energia en el complejo de compuestos aromaticos.

RESUMEN

[0004] La presente descripcion proporciona ciertas ventajas y avances sobre la tecnica anterior. En particular, 50 la presente descripcion proporciona procedimientos y aparatos para mejorar la eficiencia energetica de los procesos

de desproporcion y transalquilacion.

[0005] En un aspecto, la descripcion proporciona procesos que incluyen las etapas de: (a) hacer reaccionar, en un reactor, una corriente de alimentacion del reactor que incluye tolueno, compuestos aromaticos C9,

55 compuestos aromaticos C10 e hidrogeno sobre un catalizador para producir una corriente de efluente del reactor que incluye benceno y xilenos; (b) enfriar la corriente de efluente del reactor para formar una primera mezcla de dos fases; (c) separar la primera mezcla de dos fases en una primera corriente de liquido y una primera corriente de vapor; (d) proporcionar al menos una porcion de la primera corriente de liquido a una columna de benceno, en la que la porcion de la primera corriente de liquido proporcionada a la columna de benceno evita una columna del

estabilizador; y (e) recuperar el benceno de la primera corriente de llquido condensado en la columna de benceno. En algunas realizaciones, los procesos incluyen ademas las etapas de: (f) enfriar la primera corriente de vapor para formar una segunda mezcla de dos fases; y (g) separar la segunda mezcla de dos fases en una segunda corriente de llquido y una segunda corriente de vapor.

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[0006] En otro aspecto, la descripcion proporciona procesos que comprenden las etapas de: (a) hacer reaccionar, en un reactor, una corriente de alimentacion del reactor que comprende tolueno, compuestos aromaticos C9, compuestos aromaticos C10 e hidrogeno sobre un catalizador para producir una corriente de efluente del reactor que comprende benceno, tolueno y xilenos; (b) enfriar la corriente de efluente del reactor para formar una primera

10 mezcla de dos fases; (c) separar la primera mezcla de dos fases en una primera corriente de llquido y una primera corriente de vapor; (d) proporcionar la primera corriente de llquido a una columna del estabilizador para producir una corriente de extraccion lateral que comprende benceno, tolueno y compuestos aromaticos C8; y (e) proporcionar la corriente de extraccion lateral a una unidad de destilacion extractiva. En algunas realizaciones, los procesos incluyen ademas las etapas de: (f) enfriar la primera corriente de vapor para formar una segunda mezcla de dos fases; y (g) 15 separar la segunda mezcla de dos fases en una segunda corriente de llquido y una segunda corriente de vapor.

[0007] Tambien se describen aparatos que incluyen: (a) un reactor para hacer reaccionar una corriente de alimentacion del reactor que incluye tolueno, compuestos aromaticos C9, compuestos aromaticos C10 e hidrogeno para producir una corriente de del reactor que incluye benceno, tolueno y compuestos aromaticos C8, incluyendo

20 xilenos; (b) un primer aparato de enfriamiento para enfriar la corriente de efluente del reactor para producir una primera mezcla de dos fases; y (c) un primer tambor separador para separar la primera mezcla de dos fases en una primera corriente de llquido y una primera corriente de vapor. En algunas realizaciones, los aparatos incluyen ademas: (d) un segundo aparato de enfriamiento para enfriar la primera corriente de vapor para producir una segunda mezcla de dos fases; y (e) un segundo tambor separador para separar la segunda mezcla de dos fases en 25 una segunda corriente de llquido y una segunda corriente de vapor. En algunas realizaciones, los aparatos incluyen ademas (f) una columna del estabilizador para recibir la segunda corriente de llquido y, opcionalmente, una porcion de la primera corriente de llquido; y (g) una columna de benceno para recibir al menos una porcion de la primera corriente de llquido, en la que la porcion de la primera corriente de llquido proporcionada a la columna de benceno evita la columna del estabilizador. En otras realizaciones, los aparatos incluyen ademas: (f) una columna del 30 estabilizador para recibir la primera corriente de llquido y la segunda corriente de llquido y para producir una corriente de extraccion lateral que incluye benceno, tolueno y compuestos aromaticos C8; y (g) una unidad de destilacion extractiva para recibir la corriente de extraccion lateral.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

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[0008] La siguiente descripcion detallada de las realizaciones de la presente descripcion se puede entender mejor cuando se lee junto con los siguientes dibujos en los que:

La Figura 1 es una representacion esquematica de un proceso de transalquilacion con recuperacion de benceno, en 40 el que toda la corriente de llquido que sale de un tambor de destello de baja temperatura se envla a una columna del estabilizador.

La Figura 2 es una representacion esquematica de un proceso de transalquilacion con recuperacion de benceno, en la que una porcion de una corriente de llquido evita una columna del estabilizador y se envla a una columna de benceno.

45 La Figura 3 es una representacion esquematica de un proceso de transalquilacion donde los fondos de la columna del estabilizador se envlan a una columna de tolueno.

La Figura 4 es una representacion esquematica de un proceso de transalquilacion con una ligera recuperacion aromatica con una sola columna de destilacion.

50 [0009] Los expertos en la tecnica apreciaran que los elementos en las figuras se ilustran con fines de

simplicidad y claridad y no se han dibujado necesariamente a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos de los elementos en las figuras se pueden exagerar en relacion con otros elementos para ayudar a mejorar la comprension de la realizacion o realizaciones de la presente descripcion.

55 DESCRIPCION DETALLADA

[0010] Antes de describir en detalle los procedimientos y aparatos de la presente descripcion, se definiran

una serie de terminos. Como se usan en el presente documento, las formas singulares "un", "una" y "el/la" incluyen referencias en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Por ejemplo, la referencia a un "acido

nucleico" significa uno o mas acidos nucleicos.

[0011] Se observa que terminos como "preferentemente", "comunmente" y "tlpicamente" no se utilizan en el

presente documento para limitar el alcance de los procedimientos y aparatos reivindicados o para implicar que 5 ciertas caracterlsticas son crlticas, esenciales o incluso importantes para la estructura o funcion de los procedimientos y aparatos reivindicados. Mas bien, estos terminos simplemente pretenden resaltar caracterlsticas alternativas o adicionales que pueden o no utilizarse en una realizacion particular de los presentes procedimientos y aparatos.

10 [0012] Para los fines de describir y definir los presentes procedimientos y aparatos, se senala que el termino

"sustancialmente" se utiliza en el presente documento para representar el grado inherente de incertidumbre que puede atribuirse a cualquier comparacion cuantitativa, valor, medicion u otra representacion. El termino "sustancialmente" tambien se utiliza en el presente documento para representar el grado en que una representacion cuantitativa puede variar de una referencia establecida sin dar como resultado un cambio en la funcion basica del 15 tema en cuestion.

[0013] Los xilenos son materias primas muy valiosas para muchos productos petroqulmicos y plasticos

ampliamente utilizados. Por lo tanto, se han desarrollado diversos procesos comerciales que convierten el tolueno y los productos alquilaromaticos C9 en xileno. Estos procesos implican reordenamientos moleculares, tal como la 20 transferencia de los grupos metilo del tolueno para formar benceno y xilenos o la transferencia de los grupos metilo del tolueno y trimetilbencenos para producir xilenos. Otros compuestos aromaticos C9 pueden experimentar otros tipos de reacciones. Por ejemplo, los grupos etilo pueden transalquilarse o desalquilarse. Estos procesos a veces se denominan procesos de desproporcion o transalquilacion.

25 [0014] Como se usa en el presente documento, los terminos "desproporcion" o "desproporcion de tolueno"

son intercambiables y se refieren a un proceso qulmico que incluye la conversion de dos moleculas de tolueno en una molecula de benceno y una de xileno, como se muestra a continuation:

imagen1

30

El producto de xileno puede ser cualquier isomero de xileno, incluyendo ortoxileno, paraxileno y metaxileno.

[0015] Como se usa en el presente documento, el termino "transalquilacion" se refiere a una serie de

reacciones qulmicas que incluyen la transferencia o uno o mas restos alquilo de una molecula a otra. Por ejemplo, 35 "transalquilacion de tolueno" incluye la conversion de una molecula de tolueno y una molecula aromatica C9 en dos moleculas de xileno, como se muestra a continuacion:

imagen2

40 Otras reacciones de transalquilacion pueden implicar compuestos aromaticos C9 (o compuestos aromaticos superiores) y pueden incluir una reaction con benceno para producir tolueno y xileno, tales como:

imagen3

Los productos de xileno y reactantes en las reacciones de transalquilacion pueden ser cualquier isomero de xileno, 5 incluido ortoxileno, paraxileno y metaxileno.

[0016] La desproporcion de tolueno y la transalquilacion C9/C10 son una fuente significativa de xilenos en un complejo de compuestos aromaticos modernos. Tlpicamente, el tolueno, los compuestos aromaticos C9 y los compuestos aromaticos C10 se mezclan, se combinan con gas reciclado rico en H2 y se envlan a un recipiente de

10 reactor que contiene un catalizador, produciendo una mezcla que contiene benceno y xilenos deseables ademas de materia prima sin reaccionar y gases de hidrocarburos ligeros. Los catalizadores estan facilmente disponibles y tlpicamente operan a temperatura y presion elevadas. Un coste significativo en este proceso es la energla requerida para calentar los reactantes a la temperatura de reaccion y separar los reactantes de los productos. Se desea desarrollar procesos mejorados con eficiencia energetica mejorada. Esta descripcion incluye varias realizaciones 15 que mejoran la eficiencia energetica de este proceso.

[0017] En general, la viabilidad economica de cualquier proceso para la produccion de xilenos depende de varios factores. Uno de los mas importantes es el rendimiento y la recuperacion general de los compuestos aromaticos valiosos, incluyendo benceno y xilenos. La perdida de estos compuestos aromaticos en el gas

20 combustible y el reciclaje excesivo suponen una pesada carga economica para un proceso. Otro factor economico importante para el exito de un proceso comercial es el coste de capital inicial del equipo, tales como columnas, reactores y tuberlas, y el catalizador necesario para operar el proceso. Finalmente, un proceso exitoso debe ser energeticamente eficiente. Esto se mide por el coste operativo global del proceso, que incluye elementos de utilidad tales como corrientes de calentamiento y enfriamiento asociadas con los reactores y las columnas de 25 fraccionamiento y la energla gastada en comprimir o bombear diversas corrientes de fluido.

[0018] En una realizacion de los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento, el

intercambio de calor de alimentacion-efluente, en el que el efluente del reactor caliente se pone en contacto en un intercambiador de calor con la alimentacion del reactor frlo, se utiliza para mejorar la eficiencia energetica. Es

30 deseables una estrecha temperatura de aproximacion para maximizar la eficiencia energetica. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la alimentacion del reactor se calienta a 50 °F (10 °C) de la temperatura de efluente del reactor. A medida que el efluente del reactor se enfrla, los hidrocarburos pesados (principalmente benceno, tolueno, xilenos y compuestos aromaticos C9+) comienzan a condensarse, formando una mezcla de dos fases. Las dos fases se pueden separar y dirigir a diferentes partes del proceso.

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[0019] En otra realizacion de los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento, la

condensation se realiza en al menos dos etapas, donde la etapa final tiene lugar cerca de la temperatura ambiente y la etapa o etapas anteriores se producen entre la temperatura ambiente y la temperatura del reactor. Despues, el llquido y el vapor formado en cada etapa se separan y los productos llquidos y de vapor se dirigen a diferentes

40 partes del proceso.

[0020] Por ejemplo, puede ser deseable usar un intercambiador de calor de alimentacion-efluente para enfriar el efluente del reactor y formar una mezcla de dos fases que se puede separar en un separador de alta temperatura. El vapor del separador de alta temperatura se puede enfriar con varios medios, incluida la alimentacion del reactor,

45 para producir mezclas de dos fases. El llquido del separador de alta temperatura esta tlpicamente libre de hidrocarburos ligeros y se puede procesar directamente (por ejemplo, en la columna de benceno) y puede evitar la

columna del estabilizador. La columna del estabilizador elimina los hidrocarburos ligeros disueltos del llquido formado en el separador final, a temperatura ambiente, a baja temperatura. Esto conduce a ahorros de energla de fraccionamiento significativos porque el material del separador de alta temperatura evita el estabilizador.

5 [0021] Otra realizacion de los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento implica calentar

el llquido del separador a baja temperatura con vapor caliente del separador de alta temperatura. Esto reduce la energla requerida en el estabilizador.

[0022] Las condiciones especlficas de desproporcion y transalquilacion utilizadas junto con los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento dependen, en parte, del catalizador utilizado para la reaccion y su actividad, as! como de la composition de la alimentation de desproporcion o transalquilacion. En general, las condiciones de desproporcion o transalquilacion incluyen temperaturas elevadas, por ejemplo, de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 425 °C, o de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 400 °C. En instalaciones comerciales, la temperatura de desproporcion o transalquilacion a menudo se aumenta para compensar cualquier actividad decreciente del catalizador. La alimentacion a un reactor de desproporcion o transalquilacion se puede calentar primero. La alimentacion se pasa entonces a traves de una zona de reaccion, que puede incluir uno o mas reactores individuales que contienen catalizador. El catalizador es tlpicamente una sllice- alumina o zeolita como mordenita desaluminada, zeolita Y ulta-estable, ZSM-12 o zeolita beta. Los catalizadores disponibles en el mercado incluyen ATA-12 y ATA-21 ofrecidos por Zeolyst International y SK Innovation, TA-20 y PXP-300 ofrecidos por UOP, y TransPlus ofrecido por Axens.

[0023] Las condiciones de transalquilacion o desproporcion incluyen presiones que varlan de aproximadamente 100 kPa a aproximadamente 10 MPa (absoluta), o de aproximadamente 0,5 MPa a aproximadamente 5 MPa (absoluta). Las reacciones pueden realizarse en un amplio intervalo de velocidades

25 espaciales. La velocidad espacial horaria en peso (WHSV) generalmente esta en el intervalo de aproximadamente 0,1 h-1 a aproximadamente 30 h-1 o de aproximadamente 0,5 h-1 a aproximadamente 20 h-1, o entre aproximadamente 1 It1 a aproximadamente 5 hr1. Por ejemplo, las condiciones del reactor de catalizador de transalquilacion podrlan ser las siguientes:

30 Temperatura = 400 °C Presion = 1,4 MPa

H2:HC (relation hidrogeno-hidrocarburo) = 4:1 WHSV = 1,0

35 Composicion de alimentacion:

[0024] ______________________________________

Componente: Concentration, % en peso

Gas ligero: 0,19

Benceno: 0,18

Tolueno: 37,51

Etilbenceno: 0,04

p-Xileno: 0,11

m-Xileno: 0,28

o-Xileno: 0,19

Propilbenceno: 3,99

Metiletilbenceno: 30,75

Trimetilbenceno: 26,08

A10+: 0,54

[0025] Como se usa en el presente documento, el termino "unidad de destilacion extractiva" se refiere a una

40 unidad, tal como una o mas columnas de destilacion, que es capaz de realizar la destilacion extractiva. Como se usa en el presente documento, el termino "destilacion extractiva" se refiere a la destilacion de, por ejemplo, una mezcla de dos componentes en presencia de un componente miscible, de alto punto de ebullition, relativamente no volatil, llamado disolvente o disolvente de separation. El disolvente se elige de manera que no forme un azeotropo con los otros componentes de la mezcla. El disolvente interactua de manera diferente con los componentes de la mezcla, lo 45 que causa un cambio en sus volatilidades relativas. Esto permite que la nueva mezcla de tres partes se separe por destilacion normal. El componente con la mayor volatilidad cuando ingresa a la unidad de destilacion extractiva se

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separa como el producto superior. El producto del fondo consiste en una mezcla del disolvente y un componente aromatico, que se puede separar de nuevo facilmente porque el disolvente no forma un azeotropo con el. El producto del fondo se puede separar en una columna de recuperacion de disolvente en el disolvente y el componente aromatico.

5

[0026] La destilacion extractiva se usa para mezclas que tienen un bajo valor de volatilidad relativa, cercana a la unidad. Dichas mezclas no pueden separarse por simple destilacion, porque la volatilidad de los dos componentes en la mezcla es casi la misma, lo que hace que se evaporen a casi la misma temperatura a una velocidad similar, lo que hace que la destilacion normal sea poco practica.

10

[0027] Es importante seleccionar un disolvente de separacion adecuado para la destilacion extractiva. El disolvente debe alterar la volatilidad relativa por un margen suficientemente amplio para un resultado exitoso. Se debe considerar la cantidad, coste y disponibilidad del disolvente. El disolvente debe ser facilmente separable del producto del fondo, y no debe reaccionar qulmicamente con los componentes o la mezcla, ni causar corrosion en el

15 equipo. Un ejemplo de destilacion extractiva es la separacion de una mezcla azeotropa de benceno y ciclohexano, donde son disolventes adecuados anilina, sulfolano, N-formil morfolina (NFM) y N-metil-2-pirrolidona (NMP). En los procedimientos y aparatos descritos aqul, la destilacion extractiva se puede usar para separar benceno y ciclohexano, metilciclopentano y/o isoparafinas C7 en los casos en que el benceno no se puede producir directamente por destilacion (no extractiva).

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[0028] En un aspecto, la descripcion proporciona procesos que incluyen las etapas de: (a) hacer reaccionar,

en un reactor, una corriente de alimentacion del reactor que incluye tolueno, compuestos aromaticos C9,

compuestos aromaticos C10 e hidrogeno sobre un catalizador para producir una corriente de efluente del reactor que incluye benceno y xilenos; (b) enfriar la corriente de efluente del reactor para formar una primera mezcla de dos

25 fases; (c) separar la primera mezcla de dos fases en una primera corriente de llquido y una primera corriente de vapor; (d) proporcionar al menos una porcion de la primera corriente de llquido a una columna de benceno, en la que la porcion de la primera corriente de llquido proporcionada a la columna de benceno evita una columna del estabilizador; y (e) recuperar el benceno de la primera corriente de llquido condensado en la columna de benceno.

30 [0029] En otro aspecto, la descripcion proporciona procesos que incluyen las etapas de: (a) hacer reaccionar,

compuestos aromaticos C10 e hidrogeno sobre un catalizador para producir una corriente de efluente del reactor que incluye benceno, tolueno y xilenos; (b) enfriar la corriente de efluente del reactor para formar una primera mezcla de dos fases; (c) separar la primera mezcla de dos fases en una primera corriente de llquido y una primera 35 corriente de vapor; (d) proporcionar la primera corriente de llquido a una columna del estabilizador para producir una corriente de extraccion lateral que incluye benceno, tolueno y compuestos aromaticos C8; y (e) proporcionar la corriente de extraccion lateral a una unidad de destilacion extractiva.

[0030] En algunas realizaciones, los procesos incluyen ademas las etapas de: (f) enfriar la primera corriente

40 de vapor para formar una segunda mezcla de dos fases; y (g) separar la segunda mezcla de dos fases en una

segunda corriente de llquido y una segunda corriente de vapor. En algunas realizaciones, los procesos incluyen

ademas proporcionar la segunda corriente de llquido a la columna del estabilizador.

[0031] En algunas realizaciones, la primera corriente de llquido esta sustancialmente libre de hidrocarburos 45 ligeros. En algunas realizaciones, la primera corriente de llquido incluye solo aproximadamente el 15 %, o

aproximadamente el 10 %, o aproximadamente el 9 %, o aproximadamente el 8 %, o aproximadamente el 7 %, o

aproximadamente el 6 %, o aproximadamente el 5 %, o aproximadamente el 4 %, o aproximadamente el 3 %, o

aproximadamente el 2 %, o aproximadamente el 1 %, o menos del 1 % de hidrocarburos ligeros.

50 [0032] En algunas realizaciones, los procesos incluyen ademas el uso de la corriente de efluente del reactor

para calentar la corriente de alimentacion del reactor. En algunas realizaciones, la corriente de alimentacion del reactor se calienta a aproximadamente 100, o aproximadamente 90, o aproximadamente 80, o aproximadamente 70, o aproximadamente 60, o aproximadamente 50, o aproximadamente 40, o aproximadamente 30, o

aproximadamente 20 grados Celsius de la corriente de efluente del reactor. En algunas realizaciones, la corriente de

55 alimentacion del reactor se calienta a aproximadamente 50 grados Celsius de la corriente de efluente del reactor.

[0033] En algunas realizaciones, los procesos incluyen ademas el uso de la primera corriente de vapor para

calentar la corriente de alimentacion del reactor. En algunas realizaciones, la corriente de alimentacion del reactor se calienta a aproximadamente 100, o aproximadamente 90, o aproximadamente 80, o aproximadamente 70, o

aproximadamente 60, o aproximadamente 50, o aproximadamente 40, o aproximadamente 30, o aproximadamente 20, o aproximadamente l0 grados Celsius de la primera corriente de vapor.

[0034] En algunas realizaciones, la etapa de enfriar la corriente de efluente del reactor para formar la primera 5 mezcla de dos fases se realiza entre aproximadamente la temperatura ambiente y la temperatura del reactor. En

algunas realizaciones, la etapa de enfriar la primera corriente de vapor para formar la segunda mezcla de dos fases se realiza a aproximadamente la temperatura ambiente. En algunas realizaciones, los procesos incluyen ademas el uso de la primera corriente de vapor para calentar la segunda corriente de llquido condensado. En algunas realizaciones, la segunda corriente de llquido condensado se calienta a aproximadamente 100, o aproximadamente 10 90, o aproximadamente 80, o aproximadamente 70, o aproximadamente 60, o aproximadamente 50, o aproximadamente 40, o aproximadamente 30, o aproximadamente 20, o aproximadamente 10 grados Celsius de la primera corriente de vapor.

[0035] En algunas realizaciones de los procesos descritos en el presente documento, los procesos incluyen 15 ademas las etapas de: (f) enfriar la primera corriente de vapor para formar una segunda mezcla de dos fases; y (g)

separar la segunda mezcla de dos fases en una segunda corriente de llquido y una segunda corriente de vapor. En algunas realizaciones, los procesos incluyen ademas proporcionar la segunda corriente de llquido a la columna del estabilizador. En algunas realizaciones, la primera corriente de llquido esta sustancialmente libre de hidrocarburos ligeros. En algunas realizaciones, la primera corriente de llquido incluye solo aproximadamente el 15 %, o 20 aproximadamente el 10 %, o aproximadamente el 9 %, o aproximadamente el 8 %, o aproximadamente el 7 %, o aproximadamente el 6 %, o aproximadamente el 5 %, o aproximadamente el 4 %, o aproximadamente el 3 %, o aproximadamente el 2 %, o aproximadamente el 1 %, o menos del 1 % de hidrocarburos ligeros.

[0036] Tambien se describen aparatos que incluyen: (a) un reactor para hacer reaccionar una corriente de 25 alimentacion del reactor que incluye tolueno, compuestos aromaticos C9, compuestos aromaticos C10 e hidrogeno

para producir una corriente de del reactor que incluye benceno, tolueno y compuestos aromaticos C8, incluyendo xilenos; (b) un primer aparato de enfriamiento para enfriar la corriente de efluente del reactor para producir una primera mezcla de dos fases; y (c) un primer tambor separador para separar la primera mezcla de dos fases en una primera corriente de llquido y una primera corriente de vapor.

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[0037] Los aparatos pueden incluir ademas: (d) un segundo aparato de enfriamiento para enfriar la primera corriente de vapor para producir una segunda mezcla de dos fases; y (e) un segundo tambor separador para separar la segunda mezcla de dos fases en una segunda corriente de llquido y una segunda corriente de vapor. En algunas realizaciones, los aparatos incluyen ademas: (f) una columna del estabilizador para recibir la segunda corriente de

35 llquido y, opcionalmente, una porcion de la primera corriente de llquido; y (g) una columna de benceno para recibir al menos una porcion de la primera corriente de llquido, en la que la porcion de la primera corriente de llquido proporcionada a la columna de benceno evita la columna del estabilizador. En otras realizaciones, los aparatos incluyen ademas: (f) una columna del estabilizador para recibir la primera corriente de llquido y la segunda corriente de llquido y para producir una corriente de extraccion lateral que incluye benceno, tolueno y compuestos aromaticos 40 C8; y (g) una unidad de destilacion extractiva para recibir la corriente de extraccion lateral.

[0038] El primer aparato de enfriamiento puede usar la corriente de alimentacion del reactor para enfriar la corriente de efluente del reactor. En algunas realizaciones, la temperatura de la primera mezcla de dos fases esta entre aproximadamente la temperatura ambiente y la temperatura del reactor.

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[0039] La temperatura de reaccion puede estar entre aproximadamente 380 y 420 grados Celsius. En ciertas realizaciones, la temperatura del reactor esta entre aproximadamente 390 y 410 grados Celsius (o entre aproximadamente 734 y aproximadamente 770 grados Fahrenheit).

50 [0040] La temperatura de la primera mezcla de dos fases puede ser de aproximadamente el 25 % a

aproximadamente el 40 % de la temperatura del reactor, o de aproximadamente el 28 % a aproximadamente el 35 % de la temperatura del reactor. En algunas realizaciones, la temperatura de la primera mezcla de dos fases es de aproximadamente 115 a aproximadamente 130 grados Celsius, o de aproximadamente 121 a 127 grados Celsius (aproximadamente 250 a aproximadamente 260 grados Fahrenheit).

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[0041] El segundo aparato de enfriamiento puede usar la corriente de alimentacion del reactor para enfriar la

primera corriente de vapor en el segundo aparato de enfriamiento, produciendo as! la segunda mezcla de dos fases. En algunas realizaciones, la temperatura de la segunda mezcla de dos fases es aproximadamente la temperatura ambiente. En algunas realizaciones, la temperatura de la segunda mezcla de dos fases es de aproximadamente el

100 % a aproximadamente el 200 % de la temperatura ambiente, o aproximadamente del 120 % a aproximadamente el 150 % de la temperatura ambiente. En algunas realizaciones, la temperatura de la segunda mezcla de dos fases es de aproximadamente 30 a aproximadamente 50 grados Celsius, o aproximadamente de 35 a aproximadamente 45 grados Celsius, o de aproximadamente 38 a aproximadamente 43 grados Celsius (aproximadamente 100 a 5 aproximadamente 110 grados Fahrenheit).

[0042] El primer aparato de enfriamiento puede ser un intercambiador de calor. En algunas realizaciones, la segunda corriente de llquido se calienta con la primera corriente de vapor. En algunas realizaciones, la primera corriente de llquido esta sustancialmente libre de hidrocarburos ligeros.

10

EJEMPLOS

[0043] Los siguientes Ejemplos son ilustrativos de realizaciones especlficas de los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento, y diversos usos de los mismos. Se exponen solo con fines explicativos y no

15 deben tomarse como limitantes de la descripcion.

EJEMPLO 1: Proceso de transalauilacion con recuperacion de benceno - separador individual

[0044] Como se muestra en la Figura 1, una corriente de alimentacion 102 que incluye compuestos 20 aromaticos C9+ y tolueno se calienta en un intercambiador de calor de alimentacion/efluente 104 y se calienta

ademas en un horno de transalquilacion 108 y despues se alimenta a un reactor de transalquilacion (TA) 112. La corriente 102 incluye tanto el tolueno fresco como los compuestos aromaticos C9+ suministrados al proceso, as! como todo el tolueno y el reciclaje de C9+. El efluente 114 del reactor 112 se enfrla en el intercambiador de calor de alimentacion-efluente de TA 104, un precalentador de alimentacion de estabilizador de TA 118, y un enfriador de 25 efluente de TA 122 y entra en un tambor de destello de baja temperatura 126 donde se separa en una corriente de vapor 128 y una corriente de llquido 142. Por lo tanto, el efluente del reactor de TA 114 se usa tanto para calentar la corriente de alimentacion 102 en el intercambiador de calor de alimentacion-efluente 104, como para precalentar la corriente de llquido del tambor de destello 142 en el precalentador de alimentacion de estabilizador de Ta 118.

30 [0045] La corriente de vapor 128 del tambor de destello 126 se divide, con una porcion 130 de la corriente

ventilada como gas combustible, y la otra porcion 132 combinada con una corriente de reposicion de hidrogeno 134, luego se comprime en un compresor de gas de reciclaje de TA 138 en una corriente de reciclaje 140, que se recicla a la corriente de alimentacion del reactor de TA 102.

35 [0046] La corriente de llquido 142 del tambor de destello 126 se calienta en el precalentador de alimentacion

de estabilizador 118 para formar una corriente de alimentacion de estabilizador 144, que luego se proporciona a una columna del estabilizador 146, que separa la corriente de alimentacion de estabilizador 144 en una corriente superior de la columna del estabilizador 148 incluye hidrocarburos ligeros, y una corriente del fondo de la columna del estabilizador 166 que incluye benceno e hidrocarburos C7+, incluyendo tolueno, xilenos y compuestos aromaticos 40 pesados.

[0047] La corriente superior de la columna del estabilizador 148 se condensa en un condensador de estabilizador 150 para formar una mezcla de dos fases 152, que se separa en un tambor de reflujo del estabilizador 154 en una corriente de ventilacion de estabilizador de vapor 156 y una corriente de llquido 158. La corriente de

45 llquido 158 pasa a traves de una bomba de reflujo de estabilizador 160, despues de lo cual se divide en una corriente de producto de hidrocarburo ligero 162 y una corriente de reflujo 164, la ultima de las cuales se envla de vuelta a la columna del estabilizador 146.

[0048] La corriente de fondos de columna del estabilizador 166 se envla a traves de una bomba de fondos de

50 estabilizador 168, luego se divide en dos corrientes 170 y 176. La primera corriente 170 se envla a traves de un

recalentador de estabilizador 172, y la corriente recalentada resultante 174 se envla de nuevo a la columna del estabilizador 146. La segunda corriente 176 es una corriente de alimentacion de columna de benceno que se envla a una columna de benceno 178.

55 [0049] Las alimentaciones a la columna de benceno 178 incluyen la corriente 176 y la corriente 177. La

corriente 177 se combina con la corriente 176 antes de alimentarse a la columna de benceno 178. En el complejo de

compuestos aromaticos, el benceno se recupera tanto de las unidades de desproporcion o transalquilacion como de la destilacion extractiva y se purifica. En lugar de construir columnas de benceno duplicadas para hacer esto, la mayorla de los complejos de compuestos aromaticos usan una unica columna de benceno que se comparte. La

corriente 177 es un extracto de la unidad de destilacion extractiva en el complejo de compuestos aromaticos. La columna de benceno 178 separa la corriente de alimentacion de columna de benceno 176 y la corriente 177 en una corriente superior de columna de benceno 180 que incluye benceno y una corriente de fondo de columna de benceno 194 que incluye hidrocarburos C7+, incluyendo tolueno, xilenos y compuestos aromaticos pesados. La 5 corriente superior de columna de benceno 180 se condensa en un condensador de torre de benceno 182 para formar una corriente 184, que se envla a traves de un tambor de reflujo de torre de benceno 186 y una bomba de reflujo de torre de benceno 188, luego se divide en una corriente de arrastre de benceno 189 y una corriente de reflujo de benceno 192, que se devuelve a la columna de benceno 178. La columna de benceno tiene una corriente de extraccion lateral 190 situada por encima de la alimentacion donde se produce el vapor de benceno. La corriente 10 de arrastre de benceno 189 tiene tlpicamente un caudal de cero. Sin embargo, si hay sustancias con un punto de ebullicion menor que el del benceno en la columna de benceno, la corriente de arrastre de benceno se puede usar para recolectar las impurezas, encaminarlas adecuadamente, por ejemplo, reciclarlas a la unidad de destilacion extractiva, y continuar produciendo benceno que cumpla con las especificaciones de pureza.

15 [0050] La corriente de fondo de columna de benceno 194 se envla a traves de una bomba de fondos de torre

de benceno 195, luego se divide en dos corrientes 196 y 199. La primera corriente 196 se envla a traves de un recalentador de torre de benceno 197, y la corriente recalentada resultante 198 se envla de nuevo a la columna de benceno 178. La segunda corriente 199 es una corriente de producto C7+ que incluye tolueno, xilenos y compuestos aromaticos pesados. La corriente 199 se envla tlpicamente a la columna de tolueno de la unidad de transalquilacion 20 (no se muestra para este ejemplo).

[0051] Para ilustrar la eficiencia energetica mejorada de la descripcion, se hizo un modelo informatico

utilizando Aspen Plus para simular el proceso que se muestra en la Figura 1. Las condiciones del reactor de transalquilacion mostradas anteriormente se usaron para simular las operaciones del reactor. En estas condiciones, 25 la conversion de tolueno por paso fue del 31,1 % y la conversion por paso de compuestos aromaticos C9 fue del 47,6 %. Los rendimientos de los reactores fueron similares a los rendimientos tlpicos observados durante las operaciones. Los parametros operativos tlpicos se usaron en la simulacion por ordenador para el otro equipo que se muestra en la Figura 1. El caudal de la corriente 189 fue de 0,0 kg/h.

30 [0052] Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 1. En este caso, se uso una temperatura de

aproximacion de 28 °C (50 °F) en el intercambiador 104. El trabajo para el horno 108 que se muestra en la Tabla 1 fue relativamente modesto y mucho menor que los trabajos para los recalentadores 172 y 197. Esto ilustra que la mayor parte de la energla consumida en el proceso de transalquilacion es para la destilacion.

: Trabajo, MMkcal/h (vatios) Temp. °C Causal masico, tonelada metrica/h (kg/s)

Elemento numero: 108 (horno) 172 (recalentador de estabilizador) 197 (recalentador de torre de benceno) 116 130 134 177 156 162 189 190 199

: 7,5 (8,7 x 106) 21,3 (2,5 x 107) 55,7 (6,5 x 107) 123 8,2 (2,3) 2,9 (0,8) 114,3 (31,8) 6,2 (1,7) 3,0 (0,8) 0,0 (0,0) 66,4 (18,4) 342,2 (95,1)

EJEMPLO 2A: Proceso de transalauilacion con recuperacion de benceno - separador doble

[0053] Como se muestra en la Figura 2, una corriente de alimentacion 202 que incluye compuestos aromaticos C9+ y tolueno se calienta en un horno de transalquilacion 208 y despues se alimenta a un reactor de

5 transalquilacion (TA) 212. La corriente 202 incluye tanto el tolueno fresco como los compuestos aromaticos C9+ suministrados al proceso, as! como todo el tolueno y el reciclaje de C9+. El efluente del reactor de TA 214 se usa entonces para calentar la corriente de alimentacion 202 en un intercambiador de calor de alimentacion/efluente 204, que produce una mezcla de dos fases de alta temperatura 216. La mezcla de dos fases de alta temperatura 216 se envla a un tambor de destello de alta temperatura 218, donde se separa en una corriente de llquido de alta 10 temperatura 220 y una corriente de vapor de alta temperatura 222.

[0054] La corriente de vapor 222 del tambor de destello de alta temperatura 218 se usa para precalentar la corriente de llquido 242 de un tambor de destello de baja temperatura 228 en un precalentador de alimentacion de estabilizador de TA 223. La corriente de vapor 224 se enfrla adicionalmente despues en un enfriador de efluente de

15 TA 225 para producir una mezcla de dos fases de baja temperatura 226. La mezcla de dos fases de baja temperatura 226 se envla al tambor de destello de baja temperatura 228, que separa la mezcla de dos fases de baja temperatura 226 en una corriente de vapor de baja temperatura 230 y una corriente de llquido de baja temperatura 242.

20 [0055] La corriente de vapor de baja temperatura 230 se divide, con una porcion de la corriente 232 ventilada

como gas combustible, y la otra porcion 234 se combina con una corriente de reposicion de hidrogeno 235 para formar la corriente 236, y luego se comprime en un compresor de gas de reciclaje 238 para producir la corriente de reciclaje 240. La corriente de reciclaje 240 se recicla a la corriente de alimentacion del reactor de TA 202.

25 [0056] La corriente de llquido de baja temperatura 242 del tambor de destello de baja temperatura 228 se

precalienta con la corriente de vapor 222 del tambor de destello de alta temperatura 218 en un precalentador de alimentacion de estabilizador 223 para formar una corriente de alimentacion de estabilizador 244, que despues se proporciona a una columna del estabilizador 246. Tambien se proporciona a la columna del estabilizador opcionalmente una porcion 248 de la corriente de llquido de alta temperatura 220 desde el tambor de destello de alta 30 temperatura 218.

[0057] La columna del estabilizador 246 separa las corrientes entrantes en una corriente superior de columna del estabilizador 252 que incluye hidrocarburos ligeros, y una corriente inferior de columna del estabilizador 262 que incluye benceno e hidrocarburos C7+, incluyendo tolueno, xilenos y compuestos aromaticos pesados.

35

[0058] La corriente superior de la columna del estabilizador 252 se condensa en un condensador de estabilizador 253 y la mezcla de dos fases resultante 254 se separa en un tambor de reflujo de estabilizador 255 y la corriente de vapor 256 se ventila. Una corriente de llquido 257 del tambor se envla a traves de una bomba de reflujo de estabilizador 258 y luego se divide en una corriente de producto de hidrocarburo ligero 260 y una corriente de

40 reflujo 261, la ultima de las cuales se envla de nuevo a la columna del estabilizador 246.

[0059] La corriente de fondo de la columna del estabilizador 262 se envla a traves de una bomba de fondo de estabilizador 263, luego se divide en una corriente de alimentacion de columna de benceno 268 y una corriente de 264 que se recalienta en un recalentador de estabilizador 265. La corriente recalentada 266 se envla de nuevo a la

45 columna del estabilizador. La corriente de alimentacion de columna de benceno 268 se envla a una columna de benceno 270.

[0060] Al menos una porcion 250 de la corriente de llquido de alta temperatura 220 del tambor de destello de alta temperatura 218 se proporciona directamente a la columna de benceno 270, y evita la columna del estabilizador

50 246.

[0061] La columna de benceno 270 separa las corrientes de alimentacion de columna de benceno 250, 251, y 268 en una corriente superior de columna de benceno 272 que incluye benceno y una corriente de fondo de columna de benceno 290 que incluye hidrocarburos C7+, incluyendo tolueno, xilenos y compuestos aromaticos pesados. La

55 corriente 251 se combina con la corriente 268 antes de alimentarse a la columna de benceno 270. La corriente 251 es un extracto de la unidad de destilacion extractiva. La corriente superior de columna de benceno 272 se condensa en un condensador de torre de benceno 274 para formar una corriente 276, que se envla a un tambor de reflujo de torre de benceno 278 y una bomba de reflujo de torre de benceno 282, luego se divide en una corriente de arrastre de benceno 283 y una corriente de reflujo 288, que se envla de nuevo a la columna de benceno 270. La columna de

benceno tiene una corriente de extraccion lateral 286 situada por encima de la alimentacion donde se produce el vapor de benceno.

[0062] La corriente de fondo de columna de benceno 290 se envla a una bomba de fondo de torre de 5 benceno 291 y se divide en una corriente recalentada 298 que se envla de nuevo a la columna de benceno 270 y

una corriente de producto C7+ 292 que incluye tolueno, xilenos y compuestos aromaticos pesados.

[0063] El modelo Aspen Plus descrito anteriormente se modifico para simular el proceso que se muestra en la Figura 2. Para este ejemplo, todas las condiciones se mantuvieron igual que en el Ejemplo 1 y toda la corriente 220

10 se envio al estabilizador a traves de la corriente 248 (es decir, corriente 250 = 0,0 kg/h). La tabla 2 muestra los resultados de esta simulacion. Dado que el reactor funciono de la misma manera que en el Ejemplo 1, el producto del reactor fue el mismo, y se esperaba que dirigir el material hacia el estabilizador tambien producirla el mismo trabajo en el recalentador de estabilizador. Fue sorprendente cuando los resultados mostraron que el trabajo era casi un 7 % inferior. En un complejo de compuestos aromaticos con una planta de paraxileno basada en adsorcion 15 selectiva ineficiente, la energla para el recalentador de estabilizador se suministra por el exceso de calor residual de la planta de adsorcion selectiva, por lo que ahorrar energla en el hervidor de estabilizador puede no ser muy importante. Sin embargo, cuando se utiliza una planta de paraxileno basada en cristalizacion de baja energla en el complejo de compuestos aromaticos, los ahorros de energla que se muestran en la Tabla 2A son significativos.

: Trabajo, MMkcal/h (vatios) Temp., °C Causal masico, tonelada metrica/h (kg/s)

Elemento numero: 208 (horno) 265 (recalentador de estabilizador) 296 (recalentador de torre de benceno) 216 232 235 251 256 260 283 286 292

: 7,6 (8,8 x 106) 19,8 (2,3 x 107) 55,7 (6,5 x 107) 123 10,3 (2,9) 3,3 (0,9) 114,3 (31,8) 4,8 2,7 (0,8) 0,0 (0,0) 66,2 (18,4) 342,2 (95,1)

EJEMPLO 2B: Proceso de transalauilacion con recuperacion de benceno - separador doble

[0064] Este ejemplo ilustra el ajuste de las condiciones del proceso de transalquilacion que se uso para reducir aun mas el trabajo del estabilizador.

5

[0065] La Tabla 2A mostro que la ventilacion de TA es un poco mas grande y la reposicion de H2 es un poco mas grande que en el Ejemplo 1. Esto se debe, aparentemente, a que el uso del tambor de destello de alta temperatura 218 cambia la composicion del material en el tambor de destello de baja temperatura dando como resultado un poco mas de benceno en la corriente 230. Las simulaciones para los Ejemplos 1 y 2A mantuvieron el

10 contenido de H2 de la corriente de gas de reciclaje 240 igual al 80 % en moles. Cuando el contenido de benceno en la corriente 218 aumento en el Ejemplo 2A, el resultado fue una mayor ventilacion. La ventilacion mas grande tambien aumento la perdida de H2 y la reposicion de H2 aumento.

[0066] En este ejemplo, los parametros utilizados en la simulacion Aspen Plus fueron los mismos que en el 15 Ejemplo 2A, excepto que la temperatura de aproximacion en el intercambiador de calor 204 se aumento a 33 °C (60

°F). La Tabla 2B muestra que el trabajo del recalentador del estabilizador en este ejemplo es de aproximadamente un 9 % inferior que el trabajo del estabilizador del Ejemplo 1, lo que da como resultado un ahorro de energla aun mayor. La Tabla 2B muestra que hay ahorros adicionales por el funcionamiento del proceso en estas condiciones, ya que la reposicion de H2 ha disminuido significativamente y la ventilacion ha bajado a cero. El hidrogeno es una 20 materia prima costosa para el proceso de transalquilacion, por lo que estos ahorros son muy importantes. Es importante tener en cuenta que la disminucion de la temperatura de aproximacion en el intercambiador 204 ha aumentado el trabajo del horno 208 modestamente. Dependiendo de las fuentes de combustible y energla en el complejo de compuestos aromaticos, este modesto aumento puede no ser significativo. Puede ser economicamente ventajoso operar en este modo en comparacion con el modo ilustrado en el Ejemplo 2A.

Elemento numero: 208 (horno) 265 (recalentador de estabilizador) (recalentador de torre de benceno 296) 216 232 235 251 256 260 283 286 292

: 10,3 (1,2 x 107) 19,3 (2,2 x 107) 55,7 (6,5 x 129 0,0 (0,0) 3,3 (0,9) 114,3 (31,8) OO CO 2,7 (0,8) 0,0 (0,0) 66,2 342,2 (95,1)

EJEMPLO 2C: Proceso de transalauilacion con recuperacion de benceno - separador doble

[0067] Este ejemplo ilustra que incluso se lograron mas ahorros de energla cuando el material del tambor de

destello de alta temperatura se envla a la torre de benceno utilizando la corriente 250. El modelo Aspen Plus se 5 ejecuto en las mismas condiciones que los Ejemplos 1, y el 20 % del material de la corriente 220 se alimento a la torre de benceno a traves de la corriente 250. Los resultados se muestran en la Tabla 2C. Fue muy sorprendente que la desviacion del 20 % de la corriente 220 a la columna de benceno redujera el trabajo del estabilizador en un 20 %, mientras que solamente aumento el trabajo del recalentador de torre de benceno 296 en unicamente un 1 %. Estos resultados mostraron que fue posible disminuir significativamente la energla utilizada en la unidad de 10 transalquilacion cuando una porcion del llquido del tambor de destello de alta temperatura evita la columna del estabilizador y se envla a la columna de benceno. El caudal de la corriente de arrastre fue de solo 876 kg/h en este caso. Esta corriente se recicla de nuevo a la unidad de destilacion extractiva. Incluso fue posible un mayor ahorro de energla cuando mas del 20 % del llquido de alta temperatura evito la columna del estabilizador. La cantidad de ahorro de energla solo esta limitada por el aumento del trabajo en el recalentador 296 y el caudal de la corriente 15 189.

: 7,6 (8,8 x 106) 17,0 (2,0 x 107) 56,4 (6,6 x 107) 123 10,3 (2,9) 3,3 (0,9) 114,3 (31,8) OO CO 2,7 (0,8) 0,0 (0,0) 66,2 (18,4) 342,2 (95,1)

EJEMPLO 3: Proceso de transalauilacion con recuperacion de compuestos aromaticos ligeros - separador individual

[0068] La figura 3 muestra un proceso de transalquilacion en un caso en el que el benceno no puede 5 producirse directamente por destilacion. Si el benceno se puede producir directamente por destilacion depende

principalmente del rendimiento del catalizador de transalquilacion y de las propiedades de la alimentacion con respecto a la unidad de transalquilacion. Cuando el benceno no se puede producir directamente por destilacion, el benceno se recupera tlpicamente en la corriente de llquido de hidrocarburo ligero que sale del estabilizador, y los fondos de estabilizador se envlan a una columna de tolueno.

10

[0069] Una corriente de alimentacion 302 que incluye compuestos aromaticos C9+ y tolueno se calienta en un intercambiador de calor de alimentacion/efluente 304 y se calienta ademas en un horno de transalquilacion 308 y despues se alimenta a un reactor de transalquilacion (TA) 312. La corriente 302 incluye tanto el tolueno fresco como los compuestos aromaticos C9+ suministrados al proceso, as! como todo el tolueno y el reciclaje de C9+. El efluente

15 314 se enfrla entonces en el intercambiador de calor de alimentacion-efluente de TA 304, un precalentador de alimentacion de estabilizador de TA 318, y un enfriador de efluente de TA 322 y despues entra en un tambor de destello de baja temperatura 326 donde se separa en una corriente de vapor 328 y una corriente de llquido 342. Por lo tanto, el efluente del reactor de TA 314 se usa tanto para calentar la corriente de alimentacion 302 en el intercambiador de calor de alimentacion-efluente 304, como para precalentar la corriente de llquido del tambor de 20 destello 342 en el precalentador de alimentacion de estabilizador de TA 318.

[0070] La corriente de vapor 328 del tambor de destello 326 se divide, con una porcion 330 de la corriente ventilada como gas combustible, y la otra porcion 332 combinada con una corriente de reposicion de hidrogeno 334, luego se comprime en un compresor de gas de reciclaje de TA 338 en una corriente de reciclaje 340, que se recicla

25 a la corriente de alimentacion del reactor de TA 302.

[0071] La corriente de llquido 342 del tambor de destello 326 se calienta en el precalentador de alimentacion de estabilizador 318 y despues se proporciona a una columna del estabilizador 346, que separa la corriente de alimentacion de estabilizador 344 en una corriente superior de la columna del estabilizador 348 incluye

30 hidrocarburos ligeros y benceno, y una corriente del fondo de la columna del estabilizador 366 que incluye benceno e hidrocarburos C7+, incluyendo tolueno, xilenos y compuestos aromaticos pesados.

[0072] La corriente superior de la columna del estabilizador 348 se condensa en un condensador de estabilizador 350 para formar una mezcla de dos fases 352, que se separa en un tambor de reflujo del estabilizador

35 354 en una corriente de ventilacion de estabilizador de vapor 356 y una corriente de llquido 358. La corriente de llquido 358 pasa a traves de una bomba de reflujo de estabilizador 360, despues de lo cual se divide en una corriente de producto de hidrocarburo ligero 362 y una corriente de reflujo 364, la ultima de las cuales se envla de vuelta a la columna del estabilizador 346. La mayor parte del benceno en la alimentacion del estabilizador se recupera en el llquido de hidrocarburo ligero y se recicla a la unidad de destilacion extractiva.

40

[0073] La corriente de fondos de columna del estabilizador 366 se envla a traves de una bomba de fondos de estabilizador 368, luego se divide en dos corrientes 370 y 376. La primera corriente 370 se envla a traves de un recalentador de estabilizador 372, y la corriente recalentada resultante 374 se envla de nuevo a la columna del estabilizador 346. La segunda corriente 376 es una corriente de alimentacion de columna de tolueno que se envla a

45 una columna de tolueno 378. La corriente 376 comprende casi todo el tolueno y solo una pequena parte del benceno alimentado al estabilizador. En un complejo de compuestos aromaticos, la corriente de fondo de la columna de benceno de la unidad de destilacion extractiva (no mostrada) se alimenta a la columna de tolueno 378 en la unidad de transalquilacion. Esta corriente de fondo de la columna de benceno es la corriente 379.

50 [0074] La columna de tolueno 378 hierve tolueno para producir una corriente superior de columna de tolueno

380 que incluye tolueno y una corriente de fondo de columna de tolueno 394 que incluye hidrocarburos C8+, incluyendo xilenos y compuestos aromaticos pesados. La corriente superior de columna de tolueno 380 se condensa en un condensador de columna de tolueno 382 para formar una corriente 384, que se envla a traves de un tambor de reflujo de columna de tolueno 386 y una bomba de reflujo de columna de tolueno 388, despues se divide en una 55 corriente de tolueno 390, incluyendo benceno, tolueno, y compuestos no aromaticos de coebullicion que se reciclan a la alimentacion de la unidad de transalquilacion, y una corriente de reflujo de tolueno 392, que se devuelve a la columna de tolueno 378.

[0075] La corriente de fondo de columna de tolueno 394 se envla a traves de una bomba de fondos de

columna de tolueno 395, luego se divide en dos corrientes 396 y 399. La primera corriente 396 se envla a traves de un recalentador de columna de tolueno 397, y la corriente recalentada resultante 398 se envla de nuevo a la columna de tolueno 378. La segunda corriente 399 es una corriente de producto C8+ que incluye xilenos y compuestos aromaticos pesados. En un complejo de compuestos aromaticos, esta corriente se envla a la unidad de 5 paraxileno.

[0076] El modelo Aspen Plus descrito anteriormente se modifico para simular el proceso que se muestra en la

Figura 3. En este caso, el modelo se ajusto para mostrar que sucede con el trabajo del recalentador de estabilizador 372 cuando el benceno en la corriente de alimentacion 344 se hierve por la parte superior en las corrientes 356 y 10 362. La Tabla 3 muestra que el trabajo del recalentador de estabilizador aumento mas del doble en comparacion con los resultados de la Tabla 1, donde la mayor parte del benceno se recupero en la parte inferior del estabilizador. Esto tambien dio lugar a un aumento significativo en el caudal de la corriente de llquido superior de hidrocarburos ligeros del estabilizador, como se espera ya que el proposito de este diseno es empujar el benceno all! y reciclarlo de nuevo con destilacion extractiva. Estos resultados muestran que se necesita significativamente mas energla en la unidad 15 de transalquilacion cuando el benceno no se puede producir directamente por destilacion.

Elemento numero: 308 (horno) 372 (recalentador de estabilizador) 397 (recalentador de tolueno) 316 330: 334 356 362 390 399

: 8,1 (9,4 x 106) 43,3 (5,0 x 107) 26,1 (3,0 x 107) 125 8,2 (2,3) O CO 00 o 2,4 51,1 (14,2) 159,5 (44,3) 103,1 (28,6)

EJEMPLO 4A: Proceso de transalauilacion con recuperacion de benceno - separador doble

[0077] Una forma de reducir la energla consumida en el recalentador de estabilizador cuando el benceno no se produce por destilacion serla usar un tambor de destello de alta temperatura para separar el efluente del

5 intercambiador de calor de alimentacion/efluente en una corriente de llquido de alta temperatura y una corriente de vapor de alta temperatura y desviar al menos una porcion de la corriente de llquido de alta temperatura al estabilizador o la columna de benceno. Esta es otra realizacion de la invencion ilustrada en los Ejemplos 2A, 2B y 2C.

10 EJEMPLO 4B: Proceso de transalauilacion con recuperacion de benceno - separador doble

[0078] Otro modo de reducir la energla consumida en el recalentador de estabilizador cuando el benceno no se produce por destilacion serla usar un tambor de destello de alta temperatura para separar el efluente del intercambiador de calor de alimentacion/efluente en una corriente de llquido de alta temperatura y una corriente de

15 vapor de alta temperatura y desviar al menos una porcion de la corriente de llquido de alta temperatura a la columna de tolueno, tal como la columna de tolueno 378 en la Figura 3. Se uso el modelo Aspen Plus para evaluar este ejemplo. La corriente de llquido del tambor de destello de alta temperatura contenla benceno y otros hidrocarburos de bajo punto de ebullicion. En el ejemplo que se muestra en la Figura 2, estos hidrocarburos terminaron en la corriente de arrastre de benceno. La columna de tolueno tlpicamente no tiene una conexion de corriente de arrastre

20 donde estos hidrocarburos se puedan recuperar y encaminar correctamente. En consecuencia, cuando una porcion de la corriente de llquido del tambor de destello de alta temperatura se dirigio a la columna de tolueno, los hidrocarburos ligeros y el benceno se enviaron con el reciclado de tolueno de nuevo al reactor de transalquilacion. El modelo Aspen Plus demostro que se acumularon niveles inaceptables en este ciclo de reciclaje. Ademas, parte del benceno reciclado se convirtio en hidrocarburos ligeros de bajo valor en el reactor de transalquilacion. Estos

25 resultados de Aspen Plus mostraron que cuando el benceno no se produce por destilacion, el uso de un tambor de destello de alta temperatura para separar el efluente del intercambiador de calor de alimentacion/efluente desviando al menos una porcion de la corriente de llquido de alta temperatura a la columna de tolueno no mejoro el consumo de energla y la economla del proceso del proceso de transalquilacion.

30 EJEMPLO 4C: Proceso de transalauilacion con recuperacion de benceno - separador doble

[0079] La Figura 4 muestra un proceso de transalquilacion en un caso en el que el benceno no puede producirse directamente por destilacion, y ofrece ahorros de energla en comparacion con el proceso que se muestra en la Figura 3.

35

[0080] Una corriente de alimentacion 402 que incluye compuestos aromaticos C9+ y tolueno se calienta en un intercambiador de calor de alimentacion/efluente 404 y se calienta ademas en un horno de transalquilacion 408 y despues se alimenta a un reactor de transalquilacion (TA) 412. La corriente 402 incluye tanto el tolueno fresco como los compuestos aromaticos C9+ suministrados al proceso, as! como todo el tolueno y el reciclaje de C9+. El efluente

40 del reactor de TA 414 se usa entonces para calentar la corriente de alimentacion 402 en el intercambiador de calor de alimentacion/efluente 404, que produce una mezcla de dos fases de alta temperatura 416. La mezcla de dos fases de alta temperatura 416 se envla a un tambor de destello de alta temperatura 418, donde se separa en una corriente de llquido de alta temperatura 446 y una corriente de vapor de alta temperatura 420.

45 [0081] La corriente de vapor 420 del tambor de destello de alta temperatura 418 se usa para precalentar la

corriente de llquido 448 de un tambor de destello de baja temperatura 430 en un precalentador de alimentacion de estabilizador 422, y luego se enfrla adicionalmente en un enfriador de efluente 426 para producir una mezcla de dos fases de baja temperatura 428. La mezcla de dos fases de baja temperatura 428 se envla al tambor de destello de baja temperatura 430, que separa la mezcla de dos fases de baja temperatura 428 en una corriente de vapor de baja

50 temperatura 432 y una corriente de llquido de baja temperatura 448. La corriente de vapor de baja temperatura 432 se divide, con una porcion 434 de la corriente ventilada como gas combustible, y la otra porcion 436 combinada con una corriente de reposicion de hidrogeno 438, luego se comprime en un compresor de gas de reciclaje 442 para producir una corriente de reciclaje 444, que se recicla a la corriente de alimentacion del reactor de TA 402.

55 [0082] La corriente de llquido de baja temperatura 448 del tambor de destello de baja temperatura 430 se

precalienta con la corriente de vapor 420 del tambor de destello de alta temperatura 418, luego la corriente de alimentacion de columna de compuestos aromaticos ligeros resultante 450 se proporciona a una columna de compuestos aromaticos ligeros 452. Tambien se proporciona a la columna de compuestos aromaticos ligeros 452 la corriente de llquido de alta temperatura 446 del tambor de destello de alta temperatura 418. En un complejo de

compuestos aromaticos, la corriente de fondo de la columna de benceno de la unidad de destilacion extractiva (no mostrada) tambien puede proporcionarse a la columna de compuestos aromaticos ligeros 452. Esta corriente de fondo de la columna de benceno es la corriente 453.

5 [0083] La columna de compuestos aromaticos ligeros 452 hierve conjuntamente el benceno y el tolueno y

separa las corrientes entrantes en una corriente superior de la columna de compuestos aromaticos ligeros 454 que incluye hidrocarburos ligeros y benceno, una corriente de fondo de la columna de compuestos aromaticos ligeros 472 que incluye hidrocarburos C8+, incluyendo xilenos y compuestos aromaticos pesados, y una corriente lateral de la columna de compuestos aromaticos ligeros 484 incluyendo tolueno. La corriente lateral de la columna de 10 compuestos aromaticos ligeros 484 se recicla dentro de la unidad de transalquilacion.

[0084] La corriente superior de la columna de compuestos aromaticos ligeros 454 se condensa en un condensador de compuestos aromaticos ligeros 456 para producir una mezcla de dos fases 458, que se separa en un tambor de reflujo de compuestos aromaticos ligeros 460 en una corriente de gas de ventilacion de compuestos

15 aromaticos ligeros 462 y una corriente de llquido 464. La corriente de llquido 464 del tambor 460 se divide en una corriente de producto de hidrocarburo ligero 468 y una corriente de reflujo 470, la ultima de las cuales se envla de nuevo a la columna de compuestos aromaticos ligeros 452.

[0085] La corriente de fondo de la columna de compuestos aromaticos ligeros 472 se envla a traves de una 20 bomba de fondo de compuestos aromaticos ligeros 474, luego se divide en dos corrientes 482 y 476. La corriente

482 es una corriente de producto C8+ que incluye xilenos y compuestos aromaticos pesados. La corriente 476 se recalienta en un recalentador de compuestos aromaticos ligeros 478 para producir una corriente recalentada 480. En un complejo de compuestos aromaticos, la corriente 472 se envla a la unidad de paraxileno. La corriente recalentada 480 se envla de nuevo a la columna de compuestos aromaticos ligeros 452.

25

[0086] El proceso representado en la Figura 4 proporciona ahorros de energla en comparacion con el proceso representado en la Figura 3 porque el proceso de la Figura 4 requiere solo una columna de destilacion individual 452, mientras que el proceso de la Figura 3 utiliza dos columnas de destilacion: una columna del estabilizador 346 y una columna de compuestos aromaticos 378.

30

Claims

REIVINDICACIONES

I. Un proceso que comprende las etapas de:

5 (a) hacer reaccionar, en un reactor, una corriente de alimentacion del reactor que comprende tolueno, compuestos aromaticos C9, compuestos aromaticos C10 e hidrogeno sobre un catalizador para producir una corriente de efluente del reactor que comprende benceno y xilenos;

(b) enfriar la corriente de efluente del reactor para formar una primera mezcla de dos fases;

(c) separar la primera mezcla de dos fases en una primera corriente de llquido y una primera corriente de vapor;

10 (d) proporcionar al menos una porcion de la primera corriente de llquido a una columna de benceno, en la que la porcion de la primera corriente de llquido proporcionada a la columna de benceno evita una columna del estabilizador; y

(e) recuperar el benceno de la primera corriente de llquido condensado en la columna de benceno.

15 2. El proceso de la reivindicacion 1, que comprende ademas las etapas de:

(f) enfriar la primera corriente de vapor para formar una segunda mezcla de dos fases; y

(g) separar la segunda mezcla de dos fases en una segunda corriente de llquido y una segunda corriente de vapor.

20 3. El proceso de la reivindicacion 2, que comprende ademas proporcionar la segunda corriente de llquido

a la columna del estabilizador.
4. El proceso de la reivindicacion 1, en el que la primera corriente de llquido esta sustancialmente libre de hidrocarburos ligeros.

25
5. El proceso de la reivindicacion 1, que comprende ademas usar la corriente de efluente del reactor para calentar la corriente de alimentacion del reactor.
6. El proceso de la reivindicacion 1, que comprende ademas usar la primera corriente de vapor para 30 calentar la corriente de alimentacion del reactor.
7. El proceso de la reivindicacion 1, en el que la corriente de alimentacion del reactor se calienta a 50 grados Celsius de la corriente de efluente del reactor.

35 8. El proceso de la reivindicacion 1, en el que la etapa de enfriar la corriente de efluente del reactor para

formar la primera mezcla de dos fases se realiza entre la temperatura ambiente y la temperatura del reactor.
9. El proceso de la reivindicacion 2, en el que la etapa de enfriar la primera corriente de vapor para formar la segunda mezcla de dos fases se realiza a temperatura ambiente.

40
10. El proceso de la reivindicacion 1, que comprende ademas usar la primera corriente de vapor para calentar la segunda corriente de llquido condensado.

II. Un proceso que comprende las etapas de:

45

(a) hacer reaccionar, en un reactor, una corriente de alimentacion del reactor que comprende tolueno, compuestos aromaticos C9, compuestos aromaticos C10 e hidrogeno sobre un catalizador para producir una corriente de efluente del reactor que comprende benceno, tolueno y xilenos;

(b) enfriar la corriente de efluente del reactor para formar una primera mezcla de dos fases;

50 (c) separar la primera mezcla de dos fases en una primera corriente de llquido y una primera corriente de vapor;

(d) proporcionar la primera corriente de llquido a una columna del estabilizador para producir una corriente de extraccion lateral que comprende benceno, tolueno y compuestos aromaticos C8; y

(e) proporcionar la corriente de extraccion lateral a una unidad de destilacion extractiva.

55 12. El proceso de la reivindicacion 11, que comprende ademas las etapas de:

(f) enfriar la primera corriente de vapor para formar una segunda mezcla de dos fases; y

(g) separar la segunda mezcla de dos fases en una segunda corriente de llquido y una segunda corriente de vapor.
13. El proceso de la reivindicacion 12, que comprende ademas proporcionar la segunda corriente de llquido a la columna del estabilizador.
14. El proceso de la reivindicacion 11, en el que la primera corriente de llquido esta sustancialmente libre 5 de hidrocarburos ligeros.
15. El proceso de la reivindicacion 11, que comprende ademas usar la corriente de efluente del reactor para calentar la corriente de alimentacion del reactor.

10 16. El proceso de la reivindicacion 11, que comprende ademas usar la primera corriente de vapor para

calentar la corriente de alimentacion del reactor.
17. El proceso de la reivindicacion 11, en el que la corriente de alimentacion del reactor se calienta a 50 grados Celsius de la corriente de efluente del reactor.

15
18. El proceso de la reivindicacion 11, en el que la etapa de enfriar la corriente de efluente del reactor para formar la primera mezcla de dos fases se realiza entre la temperatura ambiente y la temperatura del reactor.
19. El proceso de la reivindicacion 12, en el que la etapa de enfriar la primera corriente de vapor para 20 formar la segunda mezcla de dos fases se realiza a temperatura ambiente.
20. El proceso de la reivindicacion 11, que comprende ademas usar la primera corriente de vapor para calentar la segunda corriente de llquido condensado.

25 21. El proceso de la reivindicacion 1, en el que la primera corriente de llquido no se dirige a una columna

de tolueno.