ES2785873B2 - Un método y una materia prima para producir hidrocarburos - Google Patents

Un método y una materia prima para producir hidrocarburos Download PDF

Info

Publication number
ES2785873B2
ES2785873B2 ES201931139A ES201931139A ES2785873B2 ES 2785873 B2 ES2785873 B2 ES 2785873B2 ES 201931139 A ES201931139 A ES 201931139A ES 201931139 A ES201931139 A ES 201931139A ES 2785873 B2 ES2785873 B2 ES 2785873B2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
weight
thermal cracking
isomeric paraffin
paraffin composition
isoparaffins
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES201931139A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2785873A1 (es
Inventor
John Jamieson
Antti Ojala
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Neste Oyj
Original Assignee
Neste Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=69155940&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2785873(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Neste Oyj filed Critical Neste Oyj
Publication of ES2785873A1 publication Critical patent/ES2785873A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2785873B2 publication Critical patent/ES2785873B2/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/40—Thermal non-catalytic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G69/00—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
    • C07C4/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by cracking a single hydrocarbon or a mixture of individually defined hydrocarbons or a normally gaseous hydrocarbon fraction
    • C07C4/04—Thermal processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/02—Ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/04—Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F10/06—Propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G55/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process
    • C10G55/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only
    • C10G55/04—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only including at least one thermal cracking step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G57/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one cracking process or refining process and at least one other conversion process
    • C10G57/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one cracking process or refining process and at least one other conversion process with polymerisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G69/00—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process
    • C10G69/02—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only
    • C10G69/06—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only including at least one step of thermal cracking in the absence of hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G69/00—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process
    • C10G69/02—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only
    • C10G69/12—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only including at least one polymerisation or alkylation step
    • C10G69/126—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only including at least one polymerisation or alkylation step polymerisation, e.g. oligomerisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/34—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1011—Biomass
    • C10G2300/1014—Biomass of vegetal origin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1037—Hydrocarbon fractions
    • C10G2300/1044—Heavy gasoline or naphtha having a boiling range of about 100 - 180 °C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1081—Alkanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201—Impurities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201—Impurities
    • C10G2300/202—Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201—Impurities
    • C10G2300/207—Acid gases, e.g. H2S, COS, SO2, HCN
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/50—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids in the presence of hydrogen, hydrogen donors or hydrogen generating compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/28—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material
    • C10G9/32—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material according to the "fluidised-bed" technique
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/34—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
    • C10G9/36—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts with heated gases or vapours
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40—Ethylene production

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

DESCRIPCIÓN
Un método y una materia prima para producir hidrocarburos
Campo técnico
La presente invención en general se refiere a un método para producir hidrocarburos mediante craqueo térmico. La invención se refiere en particular, aunque no de forma exclusiva, a un método para producir un producto de craqueo que comprende hidrocarburos mediante craqueo térmico de una materia prima derivada al menos parcialmente de fuentes renovables y, preferentemente, usando al menos una porción de dicho producto de craqueo para producir polímeros.
Antecedentes de la técnica
Esta sección ilustra información de antecedentes útil sin la admisión de que ninguna técnica que se describe en el presente documento sea representativa del estado de la técnica.
El craqueo a vapor es un método importante para producir productos químicos a partir de hidrocarburos fósiles. Son ejemplos de productos valiosos de un horno de craqueo de nafta fósil de alta intensidad eteno, propeno, 1,3-butadieno y BTX (benceno, tolueno, xilenos). El craqueo a vapor es la principal fuente de materias primas para la petroquímica convencional y, en particular, para la industria de polímeros. Los principales polímeros tales como el polieteno (PE), el polipropeno (PP) y el tereftalato de polietileno (PET) se obtienen convencionalmente a partir de materias primas producidas mediante craqueo a vapor de hidrocarburos fósiles. Recientemente, se ha sugerido reemplazar al menos una porción de las materias primas fósiles utilizadas convencionalmente como materia prima de horno de craqueo a vapor con materias primas más sostenibles derivadas de fuentes renovables para abordar las preocupaciones ambientales.
El craqueo a vapor produce principalmente hidrocarburos, pero, por ejemplo, se producen CO y CO2 como subproductos.
Sumario
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un método que comprende las etapas de a) proporcionar una materia prima de craqueo térmico que comprende el 1-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico, comprendiendo la composición de parafina isomérica renovable al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10-95 % en peso son isoparafinas y la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior al 0,15, y el 0-99 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico, siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil al menos el 90 % en peso del peso total de la materia prima de craqueo térmico; y b) craquear térmicamente la materia prima de craqueo térmico proporcionada en la etapa a) para formar un producto de craqueo que comprende una mezcla de hidrocarburos. La cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados en la etapa de craqueo es inferior cuando se craquea térmicamente una materia prima de craqueo térmico que comprende una composición de parafina isomérica renovable en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable es inferior a 0,15 en comparación con el craqueo térmico de una materia prima de craqueo térmico que comprende composiciones de parafina renovables que no cumplen dicho criterio.
En determinadas realizaciones, la materia prima de craqueo térmico comprende el 50-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico y el 0-50 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico. En determinadas realizaciones, la materia prima de craqueo térmico comprende el 50-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-50 % en peso de nafta fósil, preferentemente el 60-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-40 % en peso de nafta fósil, más preferentemente, el 70-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-30 % en peso de nafta fósil, del peso total de la materia prima de craqueo térmico. La composición de parafina isomérica renovable promueve la formación de productos químicos de alto valor (eteno, propeno, 1,3-butadieno, benceno, tolueno y xilenos) en la etapa de craqueo térmico en comparación con el craqueo térmico de nafta fósil. Este efecto se vuelve más pronunciado a medida que aumenta la cantidad en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable en la materia prima de craqueo térmico y, en consecuencia, se prefiere una materia prima de craqueo térmico que comprenda al menos el 50 % en peso de la composición de parafina isomérica renovable. El aumento de la cantidad en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable aumenta la cantidad en porcentaje en peso de renovables en la materia prima de craqueo térmico y, en consecuencia, en el producto de craqueo.
En determinadas realizaciones, la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil es de al menos el 95 % en peso, preferentemente al menos el 99 % en peso, del peso total de la materia prima de craqueo térmico. Las materias primas de craqueo térmico que comprenden principalmente la composición de parafina isomérica renovable y la nafta fósil son particularmente adecuadas para el craqueo térmico.
En determinadas realizaciones, la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable es inferior a 0,12, preferentemente inferior a 0,10, más preferentemente inferior a 0,05. Disminuir la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable disminuye adicionalmente la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados en la etapa de craqueo térmico.
En determinadas realizaciones, de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable al menos el 80 % en peso, preferentemente al menos el 85 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 95 % en peso están en el intervalo de número de carbonos C14-C18. La cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados en la etapa de craqueo térmico disminuye adicionalmente cuando se craquea térmicamente una materia prima de craqueo térmico que comprende la composición de parafina isomérica renovable en donde al menos el 80 % en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable están en el intervalo de número de carbonos C14-C18 en comparación con el craqueo térmico de una materia prima de craqueo térmico que comprende una composición de parafina renovable que no cumple este criterio. La cantidad total de CO, CO2 , C2H2 formados en la etapa de craqueo térmico disminuye adicionalmente a medida que aumenta el porcentaje en peso de isoparafinas en el intervalo de número de carbonos C14-C18 en la composición de parafina isomérica renovable.
En determinadas realizaciones, de las parafinas en la composición de parafina isomérica renovable el 60-95 % en peso, preferentemente el 60-80 % en peso, más preferentemente el 65-70 % en peso son isoparafinas. Las composiciones de parafina isomérica renovable que comprenden al menos el 60 % en peso de isoparafinas tienen buenas propiedades en frío y buena miscibilidad con nafta fósil.
En determinadas realizaciones, la composición de parafina isomérica renovable comprende al menos el 70 % en peso, preferentemente al menos el 80 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, más preferentemente al menos el 95 % en peso e incluso más preferentemente al menos el 99 % en peso de parafinas, del peso total de la composición de parafina isomérica renovable. Las materias primas de craqueo térmico que comprenden la composición de parafina isomérica renovable que tiene un contenido alto de parafina promueven en la etapa de craqueo térmico un rendimiento alto de hidrocarburos C2 y C3, tales como eteno y propeno, que son los dos productos de craqueo valiosos.
En determinadas realizaciones, la nafta fósil comprende el 20-85 % en peso de parafinas, el 0-35 % en peso de olefinas, el 10-30 % en peso de naftenos y el 0-30 % en peso de compuestos aromáticos del peso total de la nafta fósil. En determinadas realizaciones, el porcentaje en peso de hidrocarburos en la nafta fósil es de al menos el 95 % en peso, más preferentemente al menos el 99 % en peso, del peso total de la nafta fósil.
En determinadas realizaciones, la materia prima de craqueo térmico comprende azufre 20-300 ppm en peso, preferentemente 20-250 ppm en peso, más preferentemente 20-100 ppm en peso, e incluso más preferentemente 50­ 65 ppm en peso. La materia prima de craqueo térmico que comprende azufre disminuye adicionalmente la formación de Co y CO2 en la etapa de craqueo térmico. Debido a que la composición de parafina isomérica renovable comprendida en la materia prima de craqueo térmico ya reduce la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados en la etapa de craqueo térmico, no es necesario que la materia prima de craqueo térmico contenga grandes cantidades de azufre. Una cantidad baja de azufre de la materia prima de craqueo térmico da como resultado un producto de craqueo con un contenido bajo de azufre.
En determinadas realizaciones, la etapa b) se realiza a una temperatura de salida del serpentín (TSS) seleccionada entre el intervalo de 780 °C a 890 °C, preferentemente de 800 °C a 860 °C, más preferentemente de 800 °C a 840 °C, e incluso más preferentemente de 800 °C a 820 °C. Puede obtenerse una cantidad total baja de CO, CO2 y C2H2 realizando la etapa de craqueo térmico a una temperatura de salida del serpentín (TSS) seleccionada entre un amplio intervalo de temperaturas. La selección de la TSS entre el intervalo de 800 °C a 840 °C disminuye particularmente la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados en la etapa de craqueo térmico. En determinadas realizaciones, el craqueo térmico realizado en la etapa b) es craqueo a vapor.
En determinadas realizaciones, el método comprende la etapa de c) someter al menos una porción del producto de craqueo formado en la etapa b) a un tratamiento de purificación para retirar al menos uno de entre CO, CO2 o C2H2. Una ventaja del método de acuerdo con el primer aspecto es una carga reducida de retirada de CO, CO2, C2H2 o una combinación de los mismos, que permite una purificación eficiente.
En determinadas realizaciones, el método comprende la etapa de d) someter al menos una porción del producto de craqueo formado en la etapa b) o al menos una porción del producto de craqueo sometido al tratamiento de purificación de la etapa c), o ambos, a un tratamiento de polimerización para producir polímeros. En determinadas realizaciones, el tratamiento de polimerización es un tratamiento de polimerización catalítica. En determinadas realizaciones, el tratamiento de polimerización comprende poner en contacto al menos una porción del producto de craqueo formado en la etapa b) o al menos una porción del producto de craqueo sometido al tratamiento de purificación de la etapa c), o ambos, con un catalizador de polimerización, opcionalmente en presencia de hidrógeno molecular, para formar polímeros. El producto de craqueo formado en la etapa b) y opcionalmente purificado en la etapa c) es particularmente adecuado para la polimerización debido a la cantidad total baja de venenos del catalizador de la polimerización CO, CO2 y C2H2 formados en la etapa de craqueo térmico. Adicionalmente, los polímeros formados en la etapa d) derivan al menos parcialmente de fuentes renovables y, por tanto, son más sostenibles que los polímeros derivados exclusivamente de fuentes fósiles.
En determinadas realizaciones, el método comprende proporcionar múltiples hornos de craqueo térmico y realizar la etapa b) en al menos uno de los múltiples hornos de craqueo térmico. En determinadas realizaciones, el método comprende obtener productos de craqueo de los múltiples hornos de craqueo térmico y mezclar los productos de craqueo obtenidos para formar un producto de craqueo combinado y, opcionalmente, someter al menos una porción del producto de craqueo combinado a un tratamiento de purificación para retirar al menos uno de entre CO, CO2 o C2H2 , o a un tratamiento de polimerización para formar polímeros, o tanto al tratamiento de purificación como al tratamiento de polimerización.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona una materia prima de craqueo térmico que comprende el 1-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico, comprendiendo la composición de parafina isomérica renovable al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10-95 % en peso son isoparafinas y la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior al 0,15, y el 0­ 99 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico, siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil al menos el 90 % en peso del peso total de la materia prima de craqueo térmico. Cuando se somete una materia prima de craqueo térmico que comprende una composición de parafina isomérica renovable en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable es inferior a 0,15 a craqueo térmico, la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados es menor en comparación con someter a craqueo térmico una materia prima de craqueo térmico que comprende una composición parafínica renovable que no cumple con este criterio.
En determinadas realizaciones, la materia prima de craqueo térmico comprende el 50-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico y el 0-50 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico. En determinadas realizaciones, la materia prima de craqueo térmico comprende el 50-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-50 % en peso de nafta fósil, preferentemente el 60-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-40 % en peso de nafta fósil, más preferentemente el 70-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-30 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico. Las materias primas de craqueo térmico que comprenden al menos el 50 % en peso de la composición de parafina isomérica renovable promueven la formación de productos químicos de alto valor (PQAV, es decir, eteno, propeno, 1,3-butadieno, benceno, tolueno y xilenos) cuando se someten a craqueo térmico y son más sostenibles en comparación con las materias primas de craqueo térmico que comprenden un menor porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable.
En determinadas realizaciones, la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil es de al menos el 95 % en peso, más preferentemente al menos el 99 % en peso, del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
En determinadas realizaciones, la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable es inferior a 0,12, preferentemente inferior a 0,10, más preferentemente inferior a 0,05. Disminuir la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable comprendida en la materia prima de craqueo térmico disminuye adicionalmente la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados cuando la materia prima de craqueo térmico se somete a craqueo térmico.
En determinadas realizaciones, de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable al menos el 80 % en peso, preferentemente al menos el 85 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 95 % en peso, están en el intervalo de número de carbonos C14-C18. Las materias primas de craqueo térmico que comprenden la composición de parafina isomérica renovable en donde al menos el 80 % en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable están en el intervalo de número de carbonos C14-C18 disminuyen adicionalmente la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados cuando la materia prima de craqueo térmico se somete a craqueo térmico en comparación con someter a craqueo térmico una materia prima de craqueo térmico que no cumple con este criterio. Este efecto se vuelve más pronunciado a medida que aumenta el porcentaje en peso de isoparafinas en el intervalo de número de carbonos C14-C18 en la composición de parafina isomérica renovable comprendida en la materia prima de craqueo térmico.
En determinadas realizaciones, de las parafinas en la composición de parafina isomérica renovable el 60-95 % en peso, preferentemente el 60-80 % en peso, más preferentemente el 65-70 % en peso son isoparafinas. Las composiciones de parafina isomérica renovable que comprenden al menos el 60 % en peso de isoparafinas tienen buenas propiedades en frío y buena miscibilidad con nafta fósil.
En determinadas realizaciones, la composición de parafina isomérica renovable comprende al menos el 70 % en peso, preferentemente al menos el 80 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, más preferentemente al menos el 95 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 99 % en peso de parafinas, del peso total de la composición de parafina isomérica renovable. Un contenido alto de parafina de la composición de parafina isomérica renovable comprendida en la materia prima de craqueo térmico promueve un rendimiento alto de hidrocarburos C2 y C3, tales como eteno y propeno, cuando la materia prima de craqueo térmico se somete a craqueo térmico.
En determinadas realizaciones, la nafta fósil comprende el 20-85 % en peso de parafinas, el 0-35 % en peso de olefinas, el 10-30 % en peso de naftenos y el 0-30 % en peso de compuestos aromáticos del peso total de la nafta fósil. En determinadas realizaciones, el porcentaje en peso de hidrocarburos en la nafta fósil es de al menos el 95 % en peso, más preferentemente al menos el 99 % en peso, del peso total de la nafta fósil.
En determinadas realizaciones, la materia prima de craqueo térmico comprende azufre 20-300 ppm en peso, preferentemente 20-250 ppm en peso, más preferentemente 20-100 ppm en peso y mucho más preferentemente 50­ 65 ppm en peso. La materia prima de craqueo térmico que comprende azufre disminuye adicionalmente la formación de CO y CO2 cuando la materia prima de craqueo térmico se somete a craqueo térmico. Debido a que la composición de parafina isomérica renovable comprendida en la materia prima de craqueo térmico ya reduce la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados cuando la materia prima de craqueo térmico se somete a craqueo térmico, no es necesario que la materia prima de craqueo térmico contenga grandes cantidades de azufre.
De acuerdo con un tercer aspecto de la invención, se proporciona un producto de craqueo que comprende una mezcla de hidrocarburos que puede obtenerse mediante un método de acuerdo con el primer aspecto, en donde la suma de las cantidades en porcentaje en peso de CO, CO2 y C2H2 en el producto de craqueo es inferior al 1,5% en peso, preferentemente inferior al 1,3 % en peso, más preferentemente inferior al 1,1 % en peso, incluso más preferentemente inferior al 0,8 % en peso del peso total del producto de craqueo.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la invención, se proporciona el uso del producto de craqueo de acuerdo con el tercer aspecto para producir polímeros, tales como polipropeno, polieteno o ambos. En determinadas realizaciones, el producto de craqueo de acuerdo con el tercer aspecto se usa para producir polímeros mediante un tratamiento de polimerización catalítica. El producto de craqueo del tercer aspecto es particularmente adecuado para la polimerización debido a la cantidad total baja de CO, CO2 y C2H2, que son venenos del catalizador de la polimerización.
De acuerdo con un quinto aspecto de la invención, se proporciona un artículo de fabricación que comprende polímeros que pueden obtenerse mediante un método de acuerdo con el primer aspecto que comprende la etapa d) o que comprende someter al menos una porción de un producto de craqueo combinado a un tratamiento de polimerización para formar polímeros. Dichos polímeros comprendidos en el artículo de fabricación derivan al menos parcialmente de fuentes renovables y, por tanto, el artículo de fabricación es más sostenible que los artículos de fabricación que comprenden polímeros derivados exclusivamente de fuentes fósiles.
Anteriormente se han ilustrado diferentes aspectos y realizaciones no vinculantes de la presente invención. Las realizaciones anteriores se usan meramente para explicar aspectos o etapas seleccionados que pueden usarse en implementaciones de la presente invención. Algunas realizaciones pueden presentarse solamente con referencia a determinados aspectos de la invención. Debe apreciarse que las realizaciones correspondientes pueden aplicarse asimismo a otros aspectos.
Breve descripción de los dibujos
Se describirán algunas realizaciones de ejemplo de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig. 1muestra un dibujo esquemático de un sistema de craqueo a vapor a escala experimental utilizado en los Ejemplos.
Descripción detallada
En la siguiente descripción, signos de referencia similares denotan elementos o etapas similares.
La presente invención se refiere a un método que comprende proporcionar una materia prima de craqueo térmico al menos parcialmente derivada de fuentes renovables, concretamente una materia prima de craqueo térmico que comprende una composición de parafina isomérica renovable, y craquear térmicamente dicha materia prima de craqueo térmico para formar un producto de craqueo que comprende una mezcla de hidrocarburos. Adicionalmente, la presente invención se refiere al uso del producto de craqueo que comprende una mezcla de hidrocarburos para producir polímeros.
Como se usa en el presente documento, una composición de parafina isomérica renovable se refiere a una composición derivada de una fuente renovable o fuentes renovables y que comprende en gran medida parafinas (alcanos no cíclicos), tanto parafinas normales lineales (n-parafinas) como isoparafinas ramificadas (i-parafinas). Dichas isoparafinas pueden ser i-parafinas monorramificadas, i-parafinas dirramificadas, i-parafinas trirramificadas, iparafinas que comprenden más de tres ramificaciones o una combinación de las mismas. Preferentemente, las isoparafinas son isoparafinas sustituidas con metilo, es decir, isoparafinas en donde la cadena o cadenas laterales, es decir, la ramificación o ramificaciones, son cadenas laterales de metilo. En teoría, el número de ramificaciones puede determinarse a partir de una fórmula estructural identificando en primer lugar la cadena de carbono más larga y, después, calculando las ramificaciones unidas a la cadena de carbono más larga. Sin embargo, en la práctica, el número de cadenas laterales (ramificaciones) puede determinarse mediante cualquier método analítico adecuado, tal como el método analítico que se describe en los Ejemplos.
Sorprendentemente, se descubrió que el craqueo térmico de materia prima parafínica renovable tiende a aumentar la producción de productos no deseados, en particular la cantidad total de Co , CO2 y C2H2 , en comparación con el craqueo térmico de materias primas fósiles convencionales, en particular la nafta fósil. Se descubrió que este efecto no deseado es particularmente pronunciado cuando se craquean térmicamente mezclas de un componente de materia prima parafínica renovable y un componente de materia prima fósil, tal como la nafta fósil. El CO y el CO2 son venenos del catalizador de la polimerización y, por tanto, los productos de craqueo alimentados a un proceso de polimerización preferentemente no deben contener más de 15 ppm en volumen, más preferentemente no más de 0,2 ppm en volumen y aún más preferentemente no más de 0,03 ppm en volumen de CO, y preferentemente no más de 10 ppm en volumen, tal como no más de 0,09 ppm en volumen, más preferentemente no más de 0,1 ppm en volumen de CO2. El C2H2 también puede actuar como un veneno de catalizador de la polimerización, en particular para catalizadores en la producción de polietileno. Por tanto, los productos de craqueo alimentados a un proceso de polimerización deben contener preferentemente C2H2 en menos de 10 ppm en volumen, más preferentemente menos de 2,7 ppm en volumen, incluso más preferentemente menos de 1 ppm en volumen. Por tanto, normalmente existe una alta carga de retirada de CO, CO2 y C2H2 antes de que los productos de craqueo del craqueo térmico de materias primas que comprenden un componente de materia prima parafínica renovable puedan alimentarse a un proceso de polimerización.
Sin embargo, se descubrió sorprendentemente que el efecto descrito anteriormente de una mayor cantidad total de CO, CO2 y C2H2 puede mitigarse seleccionando o proporcionando como materia prima de craqueo térmico o como componente de materia prima de craqueo térmico mezclado con nafta fósil una composición de parafina isomérica renovable que comprenda al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10-95 % en peso son isoparafinas y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,15, y craqueando térmicamente dicha materia prima de craqueo térmico. El craqueo térmico de una materia prima de craqueo térmico que comprende o que consiste en la composición de parafina isomérica renovable en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas es inferior a 0,15 reduce la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados, en comparación con el craqueo térmico de materias primas que comprenden o que consisten en un componente de materia prima parafínica renovable que no cumple con dicho criterio. Sorprendentemente, sin quedar ligados a teoría alguna, la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable parece ser un factor importante en el control de la formación de CO, CO2 y C2H2 durante el proceso de craqueo térmico.
En la presente divulgación, el porcentaje en peso de parafinas en la composición de parafina isomérica renovable se determina con respecto al peso total de la composición de parafina isomérica renovable y los porcentajes en peso de isoparafinas (% en peso total de isoparafinas) y parafinas normales en la composición de parafina isomérica renovable se determinan con respecto al peso total de parafinas en la composición de parafina isomérica renovable, respectivamente. Adicionalmente, en la presente divulgación, los porcentajes en peso de isoparafinas monorramificadas, isoparafinas di y trirramificadas e isoparafinas con más de tres ramificaciones se determinan con respecto al peso total de parafinas en la composición de parafina isomérica renovable, respectivamente. La relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas se determina, en la presente divulgación, basándose en los porcentajes en peso respectivos que se determinan con respecto al peso total de parafinas en la composición de parafina isomérica renovable.
Se descubrió que disminuyendo adicionalmente la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable, la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados en la etapa de craqueo térmico disminuye adicionalmente. Por consiguiente, en determinadas realizaciones, la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas de la composición de parafina isomérica renovable es inferior a 0,12, preferentemente inferior a 0,10, más preferentemente inferior a 0,05. La relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas de la composición de parafina isomérica renovable puede seleccionarse entre aproximadamente 0,14, 0,13, 0,12, 0,11, 0,10, 0,09, 0,08, 0,07, 0,06, 0,05, 0,04, 0,03, 0,02 y 0,01. En determinadas realizaciones, la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas de la composición de parafina isomérica renovable es de al menos 0,01. Por consiguiente, la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas de la composición de parafina isomérica renovable puede ser de al menos 0,01 e inferior a 0,15, preferentemente al menos 0,01 e inferior a 0,12, más preferentemente al menos 0,01 e inferior a 0,10, e incluso más preferentemente al menos 0,01 e inferior a 0,05.
Se descubrió adicionalmente que proporcionando como materia prima de craqueo térmico una materia prima de craqueo térmico que comprende el 1-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico, comprendiendo la composición de parafina isomérica renovable al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10-95 % en peso es isoparafinas y en donde de dichas isoparafinas al menos el 80 % en peso está en el intervalo de número de carbonos C14-C18, y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas es inferior a 0,15, preferentemente inferior a 0,12, más preferentemente inferior a 0,10, incluso más preferentemente inferior a 0,05, y el 0-99 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico, siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil al menos el 90 % en peso del peso total de la materia prima de craqueo térmico, la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados en la etapa de craqueo térmico en comparación con el craqueo térmico de materias primas que comprenden o que consisten en un componente de materia prima parafínica renovable que no cumple con estos criterios. Cuando se craquea térmicamente una materia prima de craqueo térmico que comprende o que consiste en la composición de parafina isomérica renovable en donde de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable al menos el 80 % en peso está en el intervalo de número de carbonos C14-C18, la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados se reduce en comparación con el craqueo térmico de materias primas que comprenden o que consisten en un componente de materia prima parafínica renovable con isoparafinas que tienen una mayor distribución del número de carbonos. Parece, sin quedar ligados a teoría alguna, que la distribución del número de carbonos de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable es un factor que controla la formación de CO, CO2 y C2H2 durante la etapa de craqueo térmico. En la presente divulgación, el porcentaje en peso de isoparafinas en el intervalo de número de carbonos C14-C18 se determina con respecto al peso total de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable.
Aumentar la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas que están en el intervalo de números de carbonos C14-C18 en la composición de parafina isomérica renovable disminuye adicionalmente la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados en la etapa de craqueo térmico. Por consiguiente, en determinadas realizaciones, la composición de parafina isomérica comprende al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10-95 % en peso son isoparafinas y en donde de dichas isoparafinas al menos el 85 % en peso, preferentemente al menos el 90 % en peso, más preferentemente al menos el 95 % en peso, está en el intervalo de número de carbonos C14-C18, y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,15. La cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas de la composición de parafina isomérica renovable en el intervalo de números de carbonos C14-C18 puede seleccionarse entre aproximadamente el 85 % en peso, el 86 % en peso, el 87 % en peso, el 88 % en peso, el 89 % en peso, el 90 % en peso, el 91 % en peso, el 92 % en peso, el 93 % en peso, el 94 % en peso, el 95 % en peso, el 96 % en peso, el 97 % en peso, el 98 % en peso, el 99 % en peso y el 100 % en peso.
En determinadas realizaciones preferidas, la composición de parafina isomérica comprende al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10­ 95 % en peso son isoparafinas y en donde de dichas isoparafinas al menos el 90 % en peso están en el intervalo de número de carbonos C14-C18, y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,12. Más preferentemente, la composición de parafina isomérica comprende al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10-95 % en peso son isoparafinas y en donde de dichas isoparafinas al menos el 95 % en peso están en el intervalo de número de carbonos C14-C18, y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,10, preferentemente inferior a 0,05. Mediante la disminución de la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable y el aumento simultáneo de la cantidad en porcentaje en peso de i-parafinas en el intervalo de números de carbonos C14-C18 en la composición de parafina isomérica renovable, la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados en la etapa de craqueo térmico es particularmente baja.
Las composiciones de parafina isomérica renovable que comprenden al menos el 60 % en peso de isoparafinas tienen buenas propiedades en frío y pueden almacenarse como tales en tanques de alimentación de hornos de craqueo térmico no equipados con calentadores a temperaturas ambiente bajas (0 °C o menos) sin interrumpir el proceso de craqueo. Buenas propiedades en frío se refiere en el presente documento a un valor de temperatura bajo del punto de niebla. El aumento de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable mejora la miscibilidad de la composición de parafina isomérica renovable con nafta fósil, lo que es una ventaja cuando la materia prima de craqueo térmico comprende menos del 100% en peso de la composición de parafina isomérica renovable y más del 0 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico. Por consiguiente, en determinadas realizaciones, la composición de parafina isomérica renovable comprende al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 60-95 % en peso, preferentemente el 65-93 % en peso, más preferentemente el 65-90 % en peso son isoparafinas y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,15.
Se descubrió que el efecto no deseado de una mayor cantidad total de CO, CO2 y C2H2 descrito anteriormente puede ser más pronunciado cuando el porcentaje en peso de isoparafinas en un componente de materia prima parafínica renovable es alto. Por tanto, el efecto beneficioso de una cantidad total disminuida de CO, CO2 y C2H2 formados durante el craqueo térmico es particularmente importante cuando la composición de parafina isomérica renovable en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,15, y en donde de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable preferentemente al menos el 80 % en peso está en el intervalo de número de carbonos C14-C18 comprende al menos el 60 % en peso de isoparafinas del peso total de las parafinas en la composición de parafina isomérica renovable. Por consiguiente, en determinadas realizaciones, la composición de parafina isomérica renovable comprende al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 60-95 % en peso, preferentemente el 65-93 % en peso, más preferentemente el 65-90 % en peso son isoparafinas, y en donde de dichas isoparafinas al menos el 85 % en peso están en el intervalo de número de carbonos C14-C18, y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,12. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, la composición de parafina isomérica renovable comprende al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 60-95 % en peso, preferentemente el 65-93 % en peso, más preferentemente el 65-90 % en peso son isoparafinas y en donde de dichas isoparafinas al menos el 90 % en peso están en el intervalo de número de carbonos C14-C18, y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,10, preferentemente inferior a 0,05.
En determinadas realizaciones, la composición de parafina isomérica renovable comprende al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 60­ 80 % en peso, preferentemente el 65-70 % en peso son isoparafinas y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,15, y en donde de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable preferentemente al menos el 80 % en porcentaje en peso está en el intervalo de número de carbonos C14-C18. Una composición de parafina isomérica renovable que tiene un grado de isomerización moderado, por ejemplo, una cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas del 80 % en peso o menos, o del 70 % en peso o menos, promueve en la etapa de craqueo térmico la formación de etileno, que es un producto de craqueo térmico valioso.
Como ya se ha mencionado, la cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados durante el craqueo térmico puede disminuirse mediante la disminución de la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable. En consecuencia, se prefieren cantidades en porcentaje en peso bajas de isoparafinas con más de tres ramificaciones en la composición de parafina isomérica renovable. Preferentemente, la composición de parafina isomérica renovable comprende isoparafinas con más de tres ramificaciones en una cantidad inferior al 14 % en peso, más preferentemente inferior al 12 % en peso, aún más preferentemente inferior al 10 % en peso, más preferentemente inferior al 8 % en peso, incluso más preferentemente inferior al 5 % en peso y mucho más preferentemente inferior al 3 % en peso, tal como del 1 % en peso o menos, o del 0,5 % en peso o menos, del peso total de parafinas en la composición de parafina isomérica renovable. La composición de parafina isomérica renovable puede comprender isoparafinas con más de tres ramificaciones en una cantidad del 1-14 % en peso, preferentemente del 2-12 % en peso, más preferentemente del 2-10 % en peso y más preferentemente del 2-5 % en peso del peso total de parafinas en la composición de parafina isomérica renovable.
Las isoparafinas monorramificadas, en particular las isoparafinas sustituidas con monometilo, promueven la formación de propileno, un producto de craqueo valioso, en la etapa de craqueo térmico. Por tanto, se prefiere que la composición de parafina isomérica renovable comprenda al menos el 30 % en peso, preferentemente al menos el 35 % en peso, más preferentemente al menos el 40 % en peso, más preferentemente al menos el 45 % en peso y aún más preferentemente al menos el 50 % en peso de isoparafinas monorramificadas del peso total de parafinas en la composición de parafina isomérica renovable. Opcionalmente, en determinadas realizaciones, la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas monorramificadas con respecto a la cantidad total de isoparafinas en peso en la composición de parafina isomérica renovable es de al menos 0,3, preferentemente al menos 0,4, más preferentemente al menos 0,5, más preferentemente al menos 0,6, incluso más preferentemente al menos 0,7 y mucho más preferentemente al menos 0,8. Como las isoparafinas de la composición de parafina isomérica renovable son isoparafinas monorramificadas, isoparafinas di y trirramificadas, isoparafinas con más de tres ramificaciones, o una combinación de las mismas, el resto de las isoparafinas son isoparafinas di y trirramificadas. En otras palabras, las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable que no son isoparafinas monorramificadas ni isoparafinas con más de tres ramificaciones son isoparafinas di y trirramificadas.
La composición de parafina isomérica renovable tiene preferentemente un contenido alto de parafina. Un contenido alto de parafina promueve un rendimiento alto de hidrocarburos C2 y C3, tal como eteno y propeno, ambos productos de craqueo valiosos, en la etapa de craqueo térmico. Por tanto, en determinadas realizaciones, la composición de parafina isomérica renovable comprende al menos el 70 % en peso, preferentemente al menos el 80 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 95 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10-95 % en peso son isoparafinas y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,15. La cantidad en porcentaje en peso de parafinas en la composición de parafina isomérica renovable puede seleccionarse entre aproximadamente el 65 % en peso, el 70 % en peso, el 75 % en peso, el 80 % en peso, el 85 % en peso, el 90 % en peso, el 95 % en peso y el 99 % en peso del peso total de la composición de parafina isomérica renovable.
En determinadas realizaciones preferidas, la composición de parafina isomérica renovable comprende al menos el 70 % en peso, preferentemente al menos el 80 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 95 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 60-95 % en peso son isoparafinas y en donde de dichas isoparafinas al menos el 80 % en peso están en el intervalo de número de carbonos C14-C18, y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,15. La cantidad total de CO, CO2 y C2H2 formados en la etapa de craqueo térmico es baja, cuando la materia prima de craqueo térmico comprende o consiste en dichas composiciones de parafina isomérica renovable. Adicionalmente, dichas composiciones de parafina isomérica renovable tienen buenas propiedades en frío y buena miscibilidad en nafta fósil, y promueven la formación de productos de craqueo valiosos, tales como propeno y eteno, en la etapa de craqueo térmico.
Como se ha mencionado anteriormente, la composición de parafina isomérica renovable tiene preferentemente un porcentaje en peso de parafinas alto. Por consiguiente, la composición de parafina isomérica renovable comprende preferentemente compuestos aromáticos (hidrocarburos aromáticos) en una cantidad del 1,0 % en peso o menos, más preferentemente del 0,5 % en peso o menos, incluso más preferentemente del 0,2 % en peso o menos y olefinas (alquenos) en una cantidad inferior al 2,0, preferentemente el 1,0 % en peso o menos, más preferentemente el 0,5 % en peso o menos, y naftenos (cicloalcanos) en una cantidad no superior al 5,0 % en peso, preferentemente del 2,0 % en peso o menos. Una cantidad en porcentaje en peso baja de compuestos aromáticos, olefinas y naftenos en la composición de parafina isomérica renovable promueve la formación de productos químicos de alto valor (PQAV) en la etapa de craqueo térmico. Como se usa en el presente documento, los productos químicos de alto valor se refieren a eteno, propeno, 1,3-butadieno, benceno, tolueno y xilenos. El benceno, el tolueno y los xilenos pueden denominarse BTX. En cualquier caso, la composición de parafina isomérica renovable comprende preferentemente como máximo 50 ppm en peso de oxígeno. Un contenido bajo de oxígeno permite realizar el craqueo térmico de manera más controlada, lo que favorece la formación de PQAv . Las parafinas en la composición de parafina isomérica renovable son n-parafinas e i-parafinas. Las n-parafinas lineales tienden a craquearse para formar moléculas de eteno. Por tanto, se prefiere que la composición de parafina isomérica renovable comprenda al menos el 5 % en peso, tal como el 5­ 90 % en peso, n-parafinas del peso total de las parafinas en la composición de parafina isomérica renovable. En determinadas realizaciones, la composición de parafina isomérica renovable comprende el 5-40 % en peso, preferentemente el 8-35 % en peso, más preferentemente el 10-35 % en peso, más preferentemente el 20-35 % en peso y aún más preferentemente el 30-35 % en peso de n-parafinas del peso total de las parafinas en la composición de parafina isomérica renovable.
En general, puede usarse cualquier composición de parafina isomérica renovable como se ha definido anteriormente en cualquier aspecto o realización de la presente invención. No obstante, se mencionan a continuación determinadas composiciones de parafina isomérica renovable particularmente preferidas. En determinadas realizaciones particularmente preferidas, la composición de parafina isomérica renovable comprende parafinas en una cantidad de al menos el 80 % en peso del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 60-93 % en peso son isoparafinas y en donde de dichas isoparafinas al menos el 90 % en peso están en el intervalo de números de carbonos C14-C18, y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas es inferior a 0,12. Adicionalmente, en determinadas realizaciones particularmente preferidas, la composición de parafina isomérica renovable comprende parafinas en una cantidad del 90 % en peso del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 60-90 % en peso, preferentemente el 65-70 % en peso, son isoparafinas, y en donde de dichas isoparafinas al menos el 95 % en peso están en el intervalo de números de carbonos C14-C18, y en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,10, preferentemente inferior a 0,5. Se descubrió que estas composiciones de parafina isomérica renovable generan una cantidad total particularmente baja de CO, CO2 y C2H2 , al tiempo que promueven la formación de PQAV en la etapa de craqueo térmico cuando se proporcionan en forma de una materia prima de craqueo térmico o un componente de materia prima de craqueo térmico en una mezcla con nafta fósil. , Adicionalmente, estas composiciones de parafina isomérica renovable tienen propiedades en frío favorables y se mezclan bien con (tienen buena miscibilidad en) nafta fósil.
Proporcionar la materia prima de craqueo térmico puede comprender proporcionar la composición de parafina isomérica renovable y proporcionar nafta fósil, y combinar la composición de parafina isomérica renovable con la nafta fósil para formar la materia prima de craqueo térmico. La composición de parafina isomérica renovable se proporciona preferentemente sometiendo una materia prima derivada de fuentes renovables (materia prima renovable), la materia prima que comprende ácidos grasos, derivados de ácidos grasos, mono, di o triglicéridos, o una combinación de los mismos, para el hidrotratamiento para formar n-parafinas y someter al menos una porción de las n-parafinas formadas en el hidrotratamiento a un tratamiento de isomerización para formar i-parafinas.
Preferentemente, la materia prima renovable, es decir, la materia prima derivada de fuentes renovables, comprende al menos uno de entre aceite vegetal, grasa vegetal, aceite animal o grasa animal. Se prefieren estos materiales, puesto que permiten proporcionar una materia prima renovable que tiene una composición predecible que puede ajustarse según sea necesario mediante la selección apropiada y/o la mezcla del aceite o aceites y/o grasa o grasas naturales. La materia prima renovable puede comprender aceite vegetal, aceite de madera, otro aceite de origen vegetal, aceite animal, grasa animal, grasa de pescado, aceite de pescado, aceite de algas, aceite microbiano o una combinación de los mismos. Opcionalmente, la materia prima renovable puede comprender desechos reciclables y/o residuos reciclables. Los desechos reciclables comprenden materiales tales como aceite de cocina usado, ácidos grasos libres, subproductos de aceite de palma o corrientes secundarias de proceso, lodos, corrientes secundarias del procesamiento de aceite vegetal o una combinación de los mismos. La sostenibilidad global de la materia prima renovable y, en consecuencia, también de la composición de parafina isomérica renovable y el producto de craqueo formado, puede aumentarse proporcionando una materia prima renovable que comprenda desechos reciclables o residuos reciclables, o ambos, como tales o combinados con alimentación limpia de aceites renovables y/o grasas renovables, tales como aceite vegetal, grasa vegetal, aceite animal y/o grasa animal. En el presente documento alimentación limpia se refiere a componentes que no han sido reciclados. La materia prima renovable puede someterse a tratamiento previo opcional antes de someterla a hidrotratamiento e isomerización para obtener una composición de parafina isomérica renovable. Dicho pretratamiento puede comprender la purificación y/o la modificación química de la materia prima renovable, tal como saponificación o transesterificación. Si la materia prima renovable es un material sólido (en condiciones ambientales), es útil modificar químicamente el material de manera de obtener una materia prima renovable líquida, lo que se prefiere.
El hidrotratamiento normalmente sirve como tratamiento de desoxigenación, desnitrogenación y desulfuración de los ácidos grasos, derivados de ácidos grasos y/o los glicéridos comprendidos en la materia prima renovable. Adicionalmente, proporcionar la composición de parafina isomérica renovable puede comprender someter la materia prima renovable a reacciones de descarboxilación y descarbonilación (es decir, la retirada de oxígeno en forma de COx) y/u otros procesos catalíticos para: retirar el oxígeno de los compuestos orgánicos de oxígeno en forma de agua, retirar el azufre de los compuestos orgánicos de azufre en forma de sulfuro de dihidrógeno (H2S), retirar el nitrógeno de los compuestos orgánicos de nitrógeno en forma de amoníaco (NH3) y retirar los halógenos de los compuestos orgánicos de halógeno, por ejemplo, cloro en forma de ácido clorhídrico (HCl). Dichos procesos pueden ser, por ejemplo, hidrodescloración para retirar el cloro e hidrodesnitrogenación (HDN) para retirar el nitrógeno.
Preferentemente, el hidrotratamiento es hidrodesoxigenación (HDO) o hidrodesoxigenación catalítica (HDO catalítica). El hidrotratamiento se realiza preferentemente a una presión seleccionada entre el intervalo de 2-15 MPa, preferentemente 3-10 MPa y a una temperatura seleccionada entre el intervalo de 200-500 °C, preferentemente 280­ 400 °C. El hidrotratamiento puede realizarse en presencia de un catalizador de hidrotratamiento conocido que contenga metales del Grupo VIII y/o VIB del Sistema Periódico. Preferentemente, los catalizadores de hidrotratamiento son Pd, Pt, Ni, NiW, NiMo soportados o un catalizador de CoMo, en donde el soporte es alúmina y/o sílice. Normalmente, se usan catalizadores de NiMo/Al2O3 y/o CoMo/Al2O3.
La composición de parafina isomérica renovable de la presente invención puede proporcionarse sometiendo al menos una porción de las n-parafinas formadas en la etapa de hidrotratamiento a un tratamiento de isomerización para formar i-parafinas y para producir la composición de parafina isomérica renovable. El tratamiento de isomerización no se limita en particular. No obstante, se prefieren los tratamientos de isomerización catalítica. Normalmente, someter n-parafinas formadas en la etapa de hidrotratamiento de la materia prima renovable a un tratamiento de isomerización forma predominantemente isoparafinas sustituidas con metilo. La intensidad de las condiciones de isomerización y la elección del catalizador controlan la cantidad de ramificaciones de metilo formadas y su distancia entre sí en la cadena principal de carbono. La etapa de isomerización puede comprender etapas intermedias adicionales tales como una etapa de purificación y una etapa de fraccionamiento. Las etapas de purificación y/o fraccionamiento permiten un mejor control de las propiedades de la composición de parafina isomérica renovable que se está formando.
El tratamiento de isomerización se realiza preferentemente a una temperatura seleccionada entre el intervalo de 200­ 500 °C, preferentemente de 280-400 °C, y a una presión seleccionada entre el intervalo de 2-15 MPa, preferentemente de 3-10 MPa. El tratamiento de isomerización puede realizarse en presencia de catalizadores de isomerización conocidos, por ejemplo, catalizadores que contienen un tamiz molecular y/o un metal seleccionado entre el Grupo VIII de la Tabla Periódica y un vehículo. Preferentemente, el catalizador de isomerización es un catalizador que contiene SAPO-11 o SAPO-41 o ZSM-22 o ZSM-23 o ferrierita y Pt, Pd o Ni y AhO3 o SiO2. Son catalizadores de isomerización típicos, por ejemplo, Pt/SAPO-11/AhO3, Pt/ZSM-22/AhO3, Pt/ZSM-23/AhO3 y/o Pt/SAPO-11/SiO2. La desactivación del catalizador puede reducirse mediante la presencia de hidrógeno molecular en el tratamiento de isomerización. Por tanto, se prefiere la presencia de hidrógeno añadido en el tratamiento de isomerización. En determinadas realizaciones, el catalizador o catalizadores de hidrotratamiento y el catalizador o catalizadores de isomerización no están en contacto con la alimentación de reacción (la materia prima renovable y/o las n-parafinas y/o las i-parafinas derivadas de la misma) al mismo tiempo. En determinadas realizaciones, el hidrotratamiento y el tratamiento de isomerización se realizan en reactores separados o se realizan por separado.
En determinadas realizaciones, solamente se somete una porción de las n-parafinas formadas en la etapa de hidrotratamiento a un tratamiento de isomerización. Puede separarse una porción de las n-parafinas formadas en la etapa de hidrotratamiento, después, las n-parafinas separadas se someten al tratamiento de isomerización para formar i-parafinas. Después de someterlas al tratamiento de isomerización, las parafinas separadas se vuelven a unificar opcionalmente con el resto de las parafinas. Como alternativa, todas las n-parafinas formadas en la etapa de hidrotratamiento pueden someterse al tratamiento de isomerización para formar i-parafinas.
Por casualidad, el tratamiento de isomerización es una etapa que sirve principalmente para isomerizar las parafinas de la composición de parafina isomérica renovable. Aunque la mayor parte de las conversiones térmicas o catalíticas (tales como el hidrotratamiento y el HDO) dan como resultado un grado menor de isomerización (por lo general inferior al 5 % en peso), la etapa de isomerización que puede emplearse en la presente invención es la etapa que conduce a un aumento significativo en el contenido de isoparafina de la composición de parafina isomérica renovable. Normalmente, la distribución del número de carbonos no cambia sustancialmente durante el tratamiento de isomerización. Por consiguiente, la cantidad en porcentaje en peso de parafinas en el intervalo de números de carbonos C3-C14 no aumenta sustancialmente en el curso del tratamiento de isomerización. Esto es favorable, ya que se ha descubierto que las isoparafinas con un número de carbonos inferior a C14 aumentan la formación de CO, CO2 y C2H2 en la etapa de craqueo térmico.
Proporcionar la composición de parafina isomérica renovable preferentemente no comprende materia prima renovable gasificante. Las composiciones de parafina fabricadas a través de procesos de gas a líquido (GAL), tales como los procesos que comprenden una etapa del proceso Fischer-Tropsch, se caracterizan por una distribución amplia de hidrocarburos parafínicos en el intervalo de números de carbonos C9-C50, en particular C9-C24.
El agua y los gases ligeros, tales como monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrógeno, metano, etano y propano, pueden separarse de la materia prima renovable hidrotratada y/o isomerizada con cualquier medio convencional, tal como la destilación, antes de proporcionar la composición de parafina isomérica renovable como materia prima de craqueo térmico o componente de materia prima de craqueo térmico. Después o junto con la retirada del agua y los gases ligeros, la materia prima renovable hidrotratada y/o isomerizada puede fraccionarse en una o más fracciones. El fraccionamiento puede realizarse mediante cualquier medio convencional, tal como la destilación. Adicionalmente, la materia prima renovable hidrotratada y/o isomerizada puede purificarse opcionalmente. La purificación y/o el fraccionamiento permiten un mejor control de las propiedades de la composición de parafina isomérica que se está formando y, por tanto, de las propiedades del producto de craqueo de la etapa de craqueo térmico. Sin embargo, una composición de parafina isomérica renovable obtenida mediante hidrotratamiento e isomerización de materia prima renovable como se ha descrito anteriormente puede alimentarse directamente a un horno de craqueo térmico o a un proceso de craqueo térmico.
El contenido de isoparafina y los tipos de isoparafinas (ramificación de las isoparafinas) en la composición de parafina isomérica renovable se controlan principalmente mediante el tratamiento de isomerización; por ejemplo, el catalizador (o la falta del mismo), la temperatura, la presión, el tiempo de residencia y la cantidad de hidrógeno añadido en el proceso de isomerización. En determinadas realizaciones, proporcionar la composición de parafina isomérica renovable comprende analizar la composición de parafina isomérica renovable obtenida a partir del tratamiento de isomerización y, basándose en los resultados del análisis, seleccionar una composición de parafina isomérica renovable que cumpla los requisitos descritos anteriormente y proporcionar la composición de parafina isomérica renovable seleccionada como materia prima de craqueo térmico o como componente de materia prima de craqueo térmico. Mediante la selección de una composición de parafina isomérica renovable que cumpla los criterios descritos anteriormente, la cantidad total de subproductos no deseados, concretamente CO, CO2 y C2H2, formados durante el craqueo térmico puede reducirse. Preferentemente, el análisis de la composición de parafina isomérica renovable comprende determinar el porcentaje en peso de parafinas en la composición de parafina isomérica renovable, determinar el porcentaje en peso de isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable, determinar la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable y preferentemente determinar la distribución del número de carbonos de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable. El análisis de la composición de parafina isomérica renovable puede comprender adicionalmente determinar el porcentaje en peso de n-parafinas en la composición de parafina isomérica renovable y/o determinar los porcentajes en peso de isoparafinas monorramificadas, isoparafinas di y trirramificadas e isoparafinas con más de tres ramificaciones, respectivamente. Los porcentajes en peso de parafinas, isoparafinas, n-parafinas, así como de isoparafinas monorramificadas, isoparafinas di y trirramificadas e isoparafinas con más de tres ramificaciones pueden determinarse con cualquier método adecuado, por ejemplo, usando análisis por CG-DIL, tal como el método analítico que se describe en los Ejemplos.
La materia prima de craqueo térmico de la presente invención comprende, basándose en el peso total de la materia prima de craqueo térmico, el 1-100% en peso de la composición de parafina isomérica renovable descrita anteriormente y el 0-99 % en peso de nafta fósil, siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil al menos el 90 % en peso del peso total de la materia prima de craqueo térmico. En otras palabras, la composición de parafina isomérica renovable puede proporcionarse como materia prima de craqueo térmico o como componente de materia prima de craqueo térmico combinado con nafta fósil para formar la materia prima de craqueo térmico. Preferentemente, la suma del porcentaje en peso de composición de parafina isomérica renovable y el porcentaje en peso de nafta fósil es de al menos el 95 % en peso y más preferentemente al menos el 99 % en peso del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
Como se usa en el presente documento, nafta fósil se refiere a una composición que se produce de forma natural y deriva de fuentes no renovables. Dichas fuentes no renovables también pueden denominarse "fuentes fósiles" o "fuentes minerales". Los ejemplos de fuentes no renovables, de las que puede derivar la nafta fósil, incluyen petróleo crudo, aceite/gas de petróleo, aceite/gas de esquisto, gas natural o depósitos de carbón y similares, y combinaciones de los mismos, incluyendo cualquier depósito rico en hidrocarburos que pueda utilizarse de fuentes terrestres/subterráneas. Dichas fuentes también pueden denominarse "petróleo fósil". La nafta fósil comprende principalmente hidrocarburos. En determinadas realizaciones, la nafta fósil comprende hidrocarburos en una cantidad de al menos el 95 % en peso, preferentemente al menos el 99 % en peso, del peso total de la nafta fósil. En determinadas realizaciones, la nafta fósil comprende el 20-85 % en peso de parafinas, el 0-30 % en peso, preferentemente el 0-5 % en peso, de olefinas (alquenos), el 5-30 % en peso de naftenos (cicloalcanos) y el 0-30 % en peso de compuestos aromáticos (hidrocarburos aromáticos) del peso total de la nafta fósil.
La nafta fósil puede seleccionarse entre diversos grados de nafta fósil, tales como nafta pesada, nafta ligera o combinaciones de las mismas. Preferentemente, el intervalo de puntos de ebullición (de punto de ebullición inicial a punto final) de la nafta fósil está dentro del intervalo de temperaturas de 25 °C a 360 °C. En determinada realización, el intervalo de puntos de ebullición de la nafta fósil está dentro del intervalo de 25 °C a 220 °C. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, el intervalo de puntos de ebullición de la nafta fósil está dentro del intervalo de 30 °C a 90 °C, preferentemente de 35 °C a 85 °C. Aún más, en determinadas realizaciones, el intervalo de puntos de ebullición de la nafta fósil está dentro del intervalo de 50 °C a 200 °C, preferentemente de 50 °C a 187 °C. En determinadas realizaciones, el intervalo de puntos de ebullición de la nafta fósil está dentro del intervalo de 180 °C a 360 °C. Los intervalos de puntos de ebullición se proporcionan según lo medido de acuerdo con la norma EN-ISO-3405 (2011).
En determinadas realizaciones, la materia prima de craqueo térmico comprende, basándose en el peso total de la composición de parafina isomérica renovable, el 50-100 % en peso de la composición de parafina isomérica renovable y el 0-50 % en peso de nafta fósil. En determinadas realizaciones preferidas, la materia prima de craqueo térmico comprende, basándose en el peso total de la materia prima de craqueo térmico, el 50-85 % en peso de la composición de parafina isomérica renovable y el 15-50% en peso de nafta fósil, preferentemente el 60-85 % en peso de la composición de parafina isomérica renovable y el 15-40 % en peso de nafta fósil, más preferentemente el 70-85 % en peso de la composición de parafina isomérica renovable y el 15-30 % en peso de nafta fósil. Se prefiere una materia prima de craqueo térmico que comprenda al menos el 50 % en peso de la composición de parafina isomérica renovable o que comprenda principalmente la composición de parafina isomérica renovable. La composición de parafina isomérica renovable promueve la formación de PQAV en la etapa de craqueo térmico en comparación con la nafta fósil y aumenta la sostenibilidad de la materia prima de craqueo térmico y, en consecuencia, la sostenibilidad del producto de craqueo formado. En determinadas realizaciones, la materia prima de craqueo térmico comprende la composición de parafina isomérica renovable y la nafta fósil en una relación de peso de 5:1 (composición de parafina isomérica renovable con respecto a nafta fósil).
El craqueo térmico de la presente invención es preferentemente craqueo a vapor. Las instalaciones de craqueo a vapor son ampliamente utilizadas en la industria petroquímica y, en particular, como fuente de materia prima para la industria de polímeros. Las condiciones de procesamiento del craqueo a vapor son bien conocidas, por tanto, la implementación de la presente invención requiere solo unas pocas modificaciones de los procesos establecidos. El craqueo térmico de la materia prima de craqueo térmico descrita anteriormente se realiza preferentemente en un horno de craqueo (a vapor) de nafta convencional, es decir, un horno de craqueo habitualmente utilizado para craquear térmicamente nafta fósil. El craqueo térmico se realiza preferentemente sin catalizador. Sin embargo, pueden usarse aditivos, en particular aditivos de azufre, en la etapa de craqueo térmico. El método de la presente invención puede comprender proporcionar una materia prima de craqueo térmico que comprende azufre para reducir la formación de coque y para reducir adicionalmente la formación de CO y CO2 en la etapa de craqueo térmico. La formación de C2H2 en la etapa de craqueo térmico no se ve influenciada significativamente por el contenido de azufre de la materia prima de craqueo térmico. Sin quedar ligados a teoría alguna, se cree que el azufre pasiva los sitios activos en la superficie del serpentín de craqueo, en particular los sitios de Ni del material del serpentín de craqueo, formando sulfuros de níquel. Los sulfuros de níquel no catalizan la gasificación del coque, a diferencia del Ni metálico y los óxidos de Ni.
Para reducir adicionalmente la formación de CO y CO2 en la etapa de craqueo térmico, la materia prima de craqueo térmico puede comprender azufre. Las composiciones de parafina isomérica renovable proporcionadas mediante hidrotratamiento e isomerización de materia prima renovable, en particular de aceites/grasas vegetales y/o aceites/grasas animales, son mezclas químicas de hidrocarburos principalmente parafínicos que comprenden una cantidad muy baja de azufre. Sin la adición de azufre, la composición de parafina isomérica renovable puede comprender azufre en una cantidad inferior a 5 ppm en peso. Puede añadirse azufre a la materia prima de craqueo térmico añadiendo un compuesto que contiene azufre (aditivo de azufre) a la materia prima de craqueo térmico, o proporcionando una materia prima de craqueo térmico que comprende la composición de parafina isomérica renovable y una cantidad suficiente de nafta fósil que normalmente comprende azufre, o ambos. Por consiguiente, en determinadas realizaciones, la materia prima de craqueo térmico comprende azufre 20-300 ppm en peso, preferentemente 20-250 ppm en peso, más preferentemente 20-100 ppm en peso, incluso más preferentemente 20­ 65 ppm en peso. Debido a que la composición de parafina isomérica renovable de la presente invención ya reduce la cantidad total de subproductos no deseados (CO, CO2, y C2H2) formados durante el craqueo térmico, no es necesario que la materia prima de craqueo térmico contenga grandes cantidades de azufre. Una baja concentración de azufre de la materia prima de craqueo térmico tiene la ventaja de que el producto de craqueo, en particular sus fracciones de hidrocarburos más pesadas, también tiene un contenido bajo de azufre. Normalmente, las fracciones de hidrocarburos más pesadas del producto de craqueo (C4 y superiores) no se someten a una purificación intensiva después de que se han separado del producto de craqueo y, por tanto, el azufre que se origina en la etapa de craqueo térmico permanece sustancialmente en estas fracciones. La fracción de gasolina de pirólisis (GasPi), que normalmente comprende principalmente hidrocarburos C4-C11, en particular hidrocarburos C5-C9 de los que se ha retirado el benceno, se desvía normalmente a un denominado depósito de combustible, es decir, se usa como componente de combustible. Se prefieren los combustibles de azúcar bajos o ultra bajos y los componentes de combustible, debido a que los combustibles con un contenido bajo de azufre o los combustibles sin azufre producen menos emisiones nocivas tras la combustión que los combustibles o componentes de combustible con un contenido de azufre más alto. Se prefiere en particular una materia prima de craqueo térmico que comprenda azufre 50-65 ppm en peso, debido a que un contenido de azufre de 50-65 ppm en peso reduce adicionalmente la formación de CO y CO2 en la etapa de craqueo térmico y forma una fracción de GasPi con un contenido bajo de azufre (sin etapas de purificación post­ fraccionamiento).
Son ejemplos de aditivos de azufre adecuados disulfuro de dimetilo (DMDS), sulfuro de hidrógeno (H2S) y disulfuro de carbono (CS2). El DMDS es un aditivo de azufre particularmente preferido, debido a que el DMDS reduce la coquización. En determinadas realizaciones, proporcionar la materia prima de craqueo térmico comprende mezclar aditivo de azufre, preferentemente DMDS, comprendiendo la materia prima de craqueo térmico para formar una materia prima de craqueo térmico azufre 20-300 ppm en peso, preferentemente 20-250 ppm en peso, más preferentemente 20-100 ppm en peso, incluso más preferentemente 20-65 ppm en peso. En determinadas realizaciones preferidas, proporcionar la materia prima de craqueo térmico comprende mezclar aditivo de azufre, preferentemente DMDS, comprendiendo la materia prima de craqueo térmico para formar una materia prima de craqueo térmico azufre 50-65 ppm en peso. Puede mezclarse aditivo de azufre con la materia prima de craqueo térmico antes de alimentar la materia prima de craqueo térmico a la etapa de craqueo térmico. Opcionalmente, puede añadirse aditivo de azufre en la etapa de craqueo térmico mediante inyección en un vapor de horno de craqueo térmico que comprende aditivo de azufre. Por consiguiente, en determinadas realizaciones, el método comprende inyectar en un vapor de horno de craqueo térmico que comprende aditivo de azufre, preferentemente DMDS, de manera que la materia prima de craqueo térmico en el horno de craqueo térmico comprenda azufre 20-300 ppm en peso, preferentemente 20-250 ppm en peso, más preferentemente 20-100 ppm en peso, incluso más preferentemente 20­ 65 ppm en peso. En determinadas realizaciones preferidas, el método comprende inyectar en un vapor de horno de craqueo térmico que comprende aditivo de azufre, preferentemente DMDs , de manera que la materia prima de craqueo térmico en el horno comprenda azufre 50-65 ppm en peso.
En determinadas realizaciones, proporcionar la materia prima de craqueo térmico comprende combinar nafta fósil con la composición de parafina isomérica renovable para formar una materia prima de craqueo térmico que comprende azufre 20-300 ppm en peso, preferentemente 20-250 ppm en peso, más preferentemente 20-100 ppm en peso, incluso más preferentemente 20-65 ppm en peso. En determinadas realizaciones preferidas, proporcionar la materia prima de craqueo térmico comprende combinar nafta fósil con la composición de parafina isomérica renovable para formar una materia prima de craqueo térmico que comprende azufre 50-65 ppm en peso. La concentración de azufre de la nafta fósil puede variar dependiendo de la fuente de la nafta fósil y las etapas de refinación a las que se ha sometido. Proporcionar una materia prima de craqueo térmico que comprende una cantidad predeterminada de azufre puede comprender seleccionar nafta fósil con un contenido de azufre adecuado, ajustar el porcentaje en peso de nafta fósil en la materia prima de craqueo térmico, o ambos. Por tanto, puede proporcionarse una materia prima de craqueo térmico que comprenda una cantidad predeterminada de azufre sin adición de aditivo de azufre. No obstante, el aditivo de azufre puede añadirse opcionalmente a una materia prima de craqueo térmico que comprende nafta fósil y la composición de parafina isomérica renovable.
Proporcionando como materia prima de craqueo térmico la materia prima de craqueo térmico de la presente invención, puede obtenerse una cantidad baja favorable de impurezas (CO, CO2 , C2H2) realizando la etapa de craqueo térmico a una temperatura de salida del serpentín (TSS) seleccionada entre un amplio intervalo de temperaturas. La TSS por lo general es la temperatura más alta para la materia prima de craqueo térmico en el horno de craqueo térmico. La etapa de craqueo térmico se realiza preferentemente a una TSS seleccionada entre el intervalo de 780 a 890 °C, preferentemente entre el intervalo de 800 a 860 °C. La cantidad total de subproductos no deseados (CO, CO2, y C2H2) formados en la etapa de craqueo térmico es particularmente baja cuando la TSS se selecciona entre el intervalo de 800 °C a 840 °C. La TSS puede, por ejemplo, seleccionarse entre aproximadamente 805 °C, 810 °C, 815 °C, 820 °C, 825 °C, 830 °C y 835 °C. Se forma una cantidad total particularmente baja de subproductos no deseados (CO, CO2, y C2H2) cuando el craqueo térmico se realiza a una TSS de aproximadamente 800 °C. Las materias primas de craqueo térmico que comprenden tanto la composición de parafina isomérica renovable como la nafta fósil forman cantidades particularmente bajas de CO, CO2 y C2H2 cuando la TSS se selecciona entre el intervalo de 800 °C a 820 °C.
En determinadas realizaciones, en las que el craqueo térmico es craqueo a vapor, el craqueo a vapor se realiza a una relación de caudal entre el agua y la materia prima de craqueo térmico (caudal de H2O [kg/h]/caudal de materia prima de craqueo térmico [kg/h]) de 0,05-1,20, preferentemente 0,10-1,00, más preferentemente 0,20-0,80, más preferentemente 0,25-0,70, aún más preferentemente 0,25-0,60 y mucho más preferentemente 0,30-0,50. En determinadas realizaciones preferidas, en las que el craqueo térmico es craqueo a vapor, el craqueo a vapor se realiza a una relación de caudal entre el agua y la materia prima de craqueo térmico (caudal de H2O [kg/h]/caudal de materia prima de craqueo térmico [kg/h]) de 0,30-0,50 y a una TSS seleccionada entre el intervalo de 800 °C a 840 °C. Realizar el craqueo a vapor en estas condiciones da como resultado una cantidad total baja de CO, CO2 y C2H2.
La presión de salida del serpentín en la etapa de craqueo térmico puede seleccionarse entre el intervalo de 0,09­ 0,3 MPa, preferentemente al menos 0,1 MPa, más preferentemente al menos 0,11 MPa o 0,12 MPa y preferentemente como máximo 0,25 MPa, más preferentemente como máximo 0,22 MPa o 0,20 MPa.
El proceso de craqueo térmico puede comprender reciclar reactivos sin convertir de vuelta al horno de craqueo térmico. Opcionalmente, determinadas porciones menos valiosas del producto de craqueo, tales como propano y etano, pueden reciclarse de vuelta al horno de craqueo térmico para convertirse en productos más valiosos, tales como eteno y propeno. Reciclar reactivos sin convertir, porciones menos valiosas del producto de craqueo o ambos, aumenta la rentabilidad global y el rendimiento global del proceso de craqueo térmico y/o el rendimiento global de PQAV.
El craqueo térmico puede realizarse en múltiples hornos de craqueo térmico. La materia prima de craqueo térmico de la presente invención que comprende o que consiste en la composición de parafina isomérica renovable puede alimentarse a uno o más de los múltiples hornos de craqueo térmico. Por ejemplo, la disponibilidad de la composición de parafina isomérica renovable puede determinar cuántos de los múltiples hornos de craqueo térmico pueden alimentarse con la materia prima de craqueo térmico de la presente invención. Los efluentes, o productos de craqueo, de los múltiples hornos de craqueo a vapor pueden combinarse para formar una o más corrientes de efluentes, opcionalmente transportadas o conducidas a etapas de procesamiento adicionales, tales como purificación y/o polimerización. Opcionalmente, el craqueo térmico puede realizarse en un único horno de craqueo térmico alimentado con la materia prima de craqueo térmico de la presente invención y el efluente, o producto de craqueo, del único horno de craqueo térmico puede transportarse o conducirse opcionalmente a etapas de procesamiento adicionales, tales como purificación y/o polimerización.
El proceso de craqueo a vapor puede comprender la inactivación y el enfriamiento del producto de craqueo. Normalmente, al menos una porción de CO, CO2, C2H2 o una combinación de los mismos, se retira del producto de craqueo durante la inactivación y el enfriamiento rápidos. En determinadas realizaciones, el método comprende fraccionar el producto de craqueo que comprende una mezcla de hidrocarburos. El fraccionamiento puede comprender separar del producto de craqueo una fracción de fueloil, una fracción de GasPi, una fracción de hidrógeno, una fracción de metano, una fracción de gas combustible, una fracción C2 (fracción de etileno), una fracción C3 (fracción de propileno) y/o una fracción C4. La fracción C2 (fracción de etileno) y la fracción C3 (fracción de propileno) son particularmente adecuadas para usarse en la producción de polímeros. Por tanto, en determinadas realizaciones, el método comprende separar del producto de craqueo una fracción de etileno, una fracción de propileno, o ambas, y someter la fracción de etileno, la fracción de propileno, o ambas, a un tratamiento de polimerización.
La presente invención permite obtener un producto de craqueo que tiene una cantidad total baja de CO, CO2 y C2H2 craqueando térmicamente la materia prima de craqueo térmico de la presente invención. En determinadas realizaciones, el producto de craqueo incluye uno o más de entre hidrógeno, metano, etano, eteno, propano, propeno, propadieno, butano, butilenos, tales como buteno, isobuteno y butadieno, hidrocarburos C5+, tales como compuestos aromáticos, benceno, tolueno, xilenos, parafinas C5-C18 u olefinas C5-C18. Opcionalmente, al menos una porción de los hidrocarburos incluidos en el producto de craqueo puede procesarse adicionalmente en un derivado o derivados, tales como un derivado de metano o derivados de metano, un derivado de eteno o derivados de eteno, un derivado de propeno o derivados de propeno, un derivado de benceno o derivados de benceno, un derivado de tolueno o derivados de tolueno y/o un derivado de xileno o derivados de xileno.
Los derivados de metano incluyen, por ejemplo, amoníaco, metanol, fosgeno, hidrógeno, oxoquímicos y sus derivados, tales como derivados de metanol. Son ejemplos de derivados de metanol metacrilato de metilo, metacrilato de polimetilo, formaldehído, resinas fenólicas, poliuretanos, metil-ferc-butil éter y sus derivados.
Los derivados de eteno incluyen, por ejemplo, óxido de etileno, dicloruro de etileno, acetaldehído, etilbenceno, alfaolefinas y polietileno, y sus derivados, tales como derivados de óxido de etileno, derivados de etilbenceno y derivados de acetaldehído. Los derivados de óxido de etileno incluyen, por ejemplo, etilenglicoles, éteres de etilenglicol, acetatos de éteres de etilenglicol, poliésteres, etanolaminas, carbonatos de etilo y sus derivados. Los derivados de etilbenceno incluyen, por ejemplo, estireno, acrilonitrilo butadieno estireno, resina de estireno-acrilonitrilo, poliestireno, poliésteres insaturados y caucho de estireno-butadieno y sus derivados. Los derivados de acetaldehído incluyen, por ejemplo, ácido acético, monómero de acetato de vinilo, polímeros de acetato de polivinilo y sus derivados. Los derivados de alcohol etílico incluyen, por ejemplo, etil aminas, acetato de etilo, acrilato de etilo, elastómeros de acrilato, caucho sintético y sus derivados. Adicionalmente, los derivados de eteno incluyen polímeros, tales como cloruro de polivinilo, alcohol polivinílico, poliéster tal como tereftalato de polietileno, cloruro de polivinilo, poliestireno y sus derivados.
Los derivados de propeno incluyen, por ejemplo, isopropanol, acrilonitrilo, polipropileno, óxido de propileno, ácido acrílico, cloruro de alilo, oxoalcoholes, cumenos, acetona, acroleína, hidroquinona, isopropilfenoles, 4-hetilpenteno-1, alquilatos, butiraldehído, elastómeros de etileno-propileno y sus derivados. Los derivados de óxido de propileno incluyen, por ejemplo, carbonatos de propileno, alcoholes alílicos, isopropanolaminas, propilenglicoles, éteres de glicol, poliéteres de poliol, polioxipropilenaminas, 1,4-butanodiol y sus derivados. Los derivados de cloruro de alilo incluyen, por ejemplo, epiclorhidrina y resinas epoxi. Los derivados de isopropanol incluyen, por ejemplo, acetona, acetato de isopropilo, isoforona, metacrilato de metilo, metacrilato de polimetilo y sus derivados. Los derivados de butiraldehído incluyen, por ejemplo, ácido acrílico, ésteres de ácido acrílico, isobutanol, acetato de isobutilo, n-butanol, acetato de n-butilo, etilhexanol y sus derivados. Los derivados de ácido acrílico incluyen, por ejemplo, ésteres de acrilato, poliacrilatos y polímeros que absorben agua, tales como súper absorbentes y sus derivados.
Los derivados de butileno incluyen, por ejemplo, alquilatos, metil ferc-butil éter, etil ferc-butil éter, copolímero de polietileno, polibutenos, valeraldehído, óxido de 1,2-butileno, propileno, octenos, alcohol sec-butílico, caucho de butileno, metacrilato de metilo, isobutilenos, poliisobutilenos, fenoles sustituidos, tales como p-ferc-butilfenol, di-fercbutil-p-cresol y 2,6-di-ferc-butilfenol, polioles y sus derivados. Otros derivados de butadieno pueden ser caucho de estireno butileno, polibutadieno, nitrilo, policloropreno, adiponitrilo, acrilonitrilo butadieno estireno, látex de copolímero de estireno-butadieno, copolímero de bloque de estireno, caucho de estireno-butadieno.
Los derivados de benceno incluyen, por ejemplo, etilbenceno, estireno, cumeno, fenol, ciclohexano, nitrobenceno, alquilbenceno, anhídrido maleico, clorobenceno, ácido bencenosulfónico, bifenilo, hidroquinona, resorcinol, poliestireno, resina de estireno-acrilonitrilo, caucho de estireno-butadieno, resina de acrilonitrilo-butadieno-estireno, copolímero de bloque de estireno, bisfenol A, policarbonato, diisocianato de metil difenilo y sus derivados. Los derivados de ciclohexano incluyen, por ejemplo, ácido adípico, caprolactama y sus derivados. Los derivados de nitrobenceno incluyen, por ejemplo, anilina, diisocianato de metilen difenilo, poliisocianatos y poliuretanos. Los derivados de alquilbenceno incluyen, por ejemplo, alquilbenceno lineal. Los derivados de clorobenceno incluyen, por ejemplo, polisulfona, sulfuro de polifenileno y nitrobenceno. Los derivados de fenol incluyen, por ejemplo, bisfenol A, resinas de aldehído en forma de fenol, mezcla de ciclohexanona-ciclohexenol (aceite KA), caprolactama, poliamidas, alquilfenoles, tales como p-nonoilfenol y p-dedocilfenol, orto-xilenol, fosfatos de arilo, o-cresol y ciclohexanol.
Los derivados de tolueno incluyen, por ejemplo, benceno, xilenos, diisocianato de tolueno, ácido benzoico y sus derivados.
Los derivados de xileno incluyen, por ejemplo, diácidos y anhidratos aromáticos, tales como ácido tereftálico, ácido isoftálico y anhidrato ftálico, y ácido ftálico y sus derivados. Los derivados de ácido tereftálico incluyen, por ejemplo, ésteres de ácido tereftálico, tales como tereftalato de dimetilo, y poliésteres, tales como tereftalato de polietileno, tereftalato de politrimetileno, tereftalato de polibutileno y polioles de poliéster. Los derivados de ácido ftálico incluyen, por ejemplo, poliésteres insaturados y plastificantes de PVC. Los derivados del ácido isoftálico incluyen, por ejemplo, poliésteres insaturados, copolímeros de tereftalato de polietileno y polioles de poliéster.
Los hidrocarburos del producto de craqueo obtenido con el método de la presente invención son particularmente adecuados como materias primas para la petroquímica convencional y, en particular, la industria de polímeros. Específicamente, la mezcla de hidrocarburos comprendida en el producto de craqueo obtenido con el método de la presente invención muestra una distribución del producto que es similar e incluso favorable (que comprende un mayor % en peso de PQAV), a la distribución del producto de los hidrocarburos obtenidos del craqueo térmico (craqueo a vapor) de materia prima fósil convencional, tal como la nafta fósil. Por tanto, es posible producir, por ejemplo, polímeros derivados parcialmente de material renovable proporcionando como materia prima de craqueo térmico la materia prima de craqueo térmico de la presente invención. Opcionalmente, pueden producirse polímeros derivados exclusivamente de material renovable proporcionando como la materia prima de craqueo térmico una materia prima de craqueo térmico de la presente invención que consiste en la composición de parafina isomérica renovable.
En determinadas realizaciones, el método comprende someter al menos una porción del producto de craqueo a un tratamiento de purificación para retirar al menos uno de entre CO, CO2 o C2H2. Una ventaja del método de la presente invención es una cantidad total baja de CO, CO2 y C2H2 en el producto de craqueo formado en la etapa de craqueo térmico y, en consecuencia, una carga reducida de retirada de CO, CO2, C2H2 o una combinación de los mismos, del producto de craqueo. Esto es particularmente ventajoso en las realizaciones donde al menos una porción del producto de craqueo se somete a un tratamiento de polimerización. Como se ha mencionado anteriormente, CO, CO2 y C2H2 son venenos del catalizador de la polimerización y, por tanto, no deseables en un proceso de polimerización. La carga de retirada de CO, CO2, C2H2 o una combinación de los mismos, de una porción del producto de craqueo que ha de someterse a un tratamiento de polimerización puede reducirse en gran medida, posiblemente incluso ser redundante. En la práctica, sin embargo, una porción del producto de craqueo que ha de someterse a un tratamiento de polimerización por lo general se somete en primer lugar a un tratamiento de purificación, por ejemplo, como precaución o para evitar desviaciones de los procedimientos convencionales. En cualquier caso, una cantidad menor de impurezas de CO, CO2 y/o C2H2 en el producto de craqueo aumenta la vida útil del material activo, tal como un absorbente, un adsorbente, un reactivo, un tamiz molecular y/o un catalizador de purificación, que puede usarse en el tratamiento de purificación para retirar al menos uno de entre CO, CO2 o C2H2 , y disminuye la frecuencia de regeneración del material activo.
El tratamiento de purificación al que puede someterse al menos una porción del producto de craqueo puede ser cualquier tratamiento de purificación adecuado para retirar al menos uno de entre CO, CO2 o C2H2. Se describen ejemplos de dichos tratamientos de purificación en los documentos EP2679656A1, WO2016023973, WO2003048087 y US2010331502A1, todos los cuales se incorporan en el presente documento como referencia en su totalidad.
En determinadas realizaciones, el tratamiento de purificación comprende poner en contacto al menos una porción del producto de craqueo con un material activo, tal como un absorbente, un adsorbente, un catalizador de purificación, un reactivo, un tamiz molecular o una combinación de los mismos, para retirar al menos uno de entre CO, CO2 o C2H2. Opcionalmente, el tratamiento de purificación puede comprender poner en contacto al menos una porción del producto de craqueo con el material activo en presencia de oxígeno molecular, hidrógeno molecular o ambos. En determinadas realizaciones, el tratamiento de purificación comprende hacer pasar al menos una porción del producto de craqueo a través de al menos un tren de purificación que comprende material activo, o al menos un lecho de material activo. La puesta en contacto puede realizarse en un único recipiente. Opcionalmente, la puesta en contacto puede realizarse en múltiples recipientes preferentemente conectados en serie, es decir, permitiendo que la porción del producto de craqueo qua ha de purificarse se haga pasar de un recipiente al siguiente para su purificación adicional.
El material activo puede comprender, por ejemplo, óxido de cobre o un catalizador de óxido de cobre, óxidos de Pt, Pd, Ag, V, Cr, Mn, Fe, Co o Ni opcionalmente soportado sobre alúmina, Au/CeO2 opcionalmente soportado sobre alúmina, zeolitas, en particular, zeolitas de tipo A y/o de tipo X, absorbentes a base de alúmina o catalizadores, tales como un Selexsorb™ COS o Selexord™ CD, un tamiz molecular que comprende alúmina, aluminosilicatos, aluminofosfatos o mezclas de los mismos, o cualquier combinación de los mismos.
El material activo puede comprender un adsorbente o adsorbentes como se describen en el documento WO03/048087A1 en la pág. 11, ll 12 - pág. 12, ll. 3; pág.12, ll. 18 - pág. 15, ll. 29 y/o pág. 17, ll. 21 - pág. 21, ll. 2 y/o un tamiz molecular o tamices moleculares como se describen en el documento WO03/048087A1 en la pág. 21, ll. 3 -pág. 22 ll. 26. El material activo puede comprender un catalizador o catalizadores de purificación como se describen en el documento US2010/0331502A1, párrafos [0105] a [0116] o un tamiz molecular o tamices moleculares como se describen en el documento US2010/0331502A1, párrafos [0117] a [0119]. El material activo puede comprender un catalizador o catalizadores de purificación como se describen en el documento WO2016/023973A1, párrafo [0061], [0062], [0063] y/o [0064].
El tratamiento de purificación puede ser un tratamiento de purificación como se describe en el documento EP2679656A1, párrafos [0043] a [0082]. El tratamiento de purificación puede ser un tratamiento de purificación como se describe en el documento US2010/0331502A1, párrafos [0092] a [0119], y/o párrafo [0126], y/o el Ejemplo 2. El tratamiento de purificación puede ser un tratamiento de purificación como se describe en el documento WO2016/023973A1, párrafos [0056] a [0067]. El tratamiento de purificación puede ser un tratamiento de purificación como se describe en el documento WO03/048087A1, pág. 11, ll. 12 - pág. 15, ll. 29 y/o pág. 16, ll. 1 - pág. 21, ll. 2 y/o pág. 23, ll. 14 - pág. 24, ll. 13 y/o el Ejemplo 1 y/o el Ejemplo 2.
Normalmente, las impurezas desactivan o ensucian el material activo durante el tratamiento de purificación. Por tanto, el material activo puede regenerarse para recuperar al menos parcialmente su actividad de purificación. Puede usarse cualquier proceso de regeneración adecuado para reactivar el material activo. Por ejemplo, el material activo puede regenerarse como se describe en el documento WO2016/023973A1, párrafos p. 12, ll. 3-10 o como se describe en el documento EP2679656A1, párrafos [0108] a [0118] o como se describe en el documento WO03/048087A1, pág. 24, ll. 14 - pág. 25 ll. 32. Por ejemplo, puede regenerarse un catalizador de CuO poniendo en contacto el catalizador de CuO con H2. Puede regenerarse un catalizador de CuO2 poniendo en contacto el catalizador de CuO2 con oxígeno molecular. Puede regenerarse un tamiz molecular zeolítico aplicando calor y poniendo en contacto el tamiz molecular zeolítico con un flujo de gas inerte, tal como un flujo de nitrógeno.
En determinadas realizaciones, el tratamiento de purificación comprende al menos una de las siguientes etapas: i) poner en contacto al menos una porción del producto de craqueo con un catalizador de CuO para retirar oxígeno, ii) poner en contacto al menos una porción del producto de craqueo con H2 para retirar C2H2 mediante hidrogenación, iii) poner en contacto al menos una porción del producto de craqueo con un catalizador de CuO2 para retirar CO mediante oxidación o iv) poner en contacto al menos una porción del producto de craqueo con un tamiz molecular zeolítico para retirar CO2. Opcionalmente, el tratamiento de purificación puede comprender retirar impurezas secundarias, tales como al menos una de entre COS, H2S o CS2 , poniendo en contacto al menos una porción del producto de craqueo con un catalizador de alúmina activado, tal como Selexorb™.
En determinadas realizaciones, el método comprende someter al menos una porción del producto de craqueo a un tratamiento de polimerización para formar polímeros. La porción del producto de craqueo sometido al tratamiento de polimerización puede obtenerse directamente del proceso de craqueo térmico o del tratamiento de purificación descrito en las secciones anteriores. Opcionalmente, la porción del producto de craqueo sometido al tratamiento de polimerización puede haber sido parcialmente sometido al tratamiento de purificación descrito en las secciones anteriores y parcialmente obtenido directamente del proceso de craqueo térmico. Como se ha mencionado anteriormente, debido a la baja cantidad de CO, CO2 y C2H2 en el producto de craqueo formado en la etapa de craqueo térmico, someter el producto de craqueo o una porción del mismo a un tratamiento de purificación antes de la polimerización puede ser redundante. En determinadas realizaciones preferidas, la porción del producto de craqueo sometido al tratamiento de polimerización es una fracción de etileno, una fracción de propileno o una combinación de las mismas. En consecuencia, en determinadas realizaciones, el método comprende someter una fracción de etileno del producto de craqueo a un tratamiento de polimerización para formar polietileno y opcionalmente someter una fracción de propileno del producto de craqueo a un tratamiento de polimerización para formar polipropileno.
El tratamiento de polimerización puede incluir polimerización en solución, polimerización en lecho fluido en fase gaseosa, polimerización en fase de suspensión, tal como polimerización en volumen, polimerización a alta presión o una combinación de las mismas. El tratamiento de polimerización puede realizarse en uno o más reactores de polimerización. Cada uno de los uno o más reactores de polimerización puede comprender múltiples zonas de polimerización. La composición de la alimentación alimentada a las zonas de polimerización puede variar entre las zonas. Por ejemplo, pueden alimentarse diferentes porciones del producto de craqueo a diferentes zonas y puede alimentarse opcionalmente un comonómero a una o más de las zonas de polimerización. El comonómero alimentado a las zonas de polimerización puede ser un comonómero diferente para diferentes zonas de polimerización. El reactor de polimerización puede ser, por ejemplo, un reactor de tipo tanque agitado continuo, un reactor de tipo de lecho fluido, tal como un reactor de lecho fluido de fase gaseosa o un reactor de tipo de fase gaseosa agitado en configuración horizontal o vertical.
Preferentemente, el tratamiento de polimerización es polimerización catalítica. En determinadas realizaciones, el tratamiento de polimerización comprende poner en contacto al menos una porción del producto de craqueo con un catalizador de polimerización opcionalmente en presencia de hidrógeno molecular para formar polímeros. Preferentemente, la puesta en contacto se realiza en uno o más reactores de polimerización.
En realizaciones, en donde el tratamiento de polimerización es un tratamiento de polimerización catalítica, el peso molecular de los polímeros formados puede regularse, por ejemplo, por la presencia de hidrógeno en el tratamiento de polimerización o controlando la temperatura de reacción, dependiendo del catalizador o catalizadores de polimerización empleados. En realizaciones, en donde el tratamiento de polimerización es un tratamiento de polimerización catalítica, la polidispersidad se controla principalmente mediante el catalizador empleado.
El tratamiento de polimerización puede ser un tratamiento de polimerización que forma polímeros que tienen distribuciones de peso molecular monomodal, bimodal o multimodal. La bimodalidad o multimodalidad puede conseguirse empleando un sistema catalítico bifuncional en un medio de reacción (es decir, un reactor o zona de polimerización) o con un catalizador típico (es decir, no bifuncional) pero con medios de reacción variables (es decir, combinación de zonas de polimerización múltiples o reactores de polimerización múltiples con diferentes alimentaciones). Otras propiedades de los polímeros formados en el tratamiento de polimerización, tales como polaridad, contenido de insaturación y/o polidispersidad, pueden controlarse controlando la temperatura de reacción, la presión y el tiempo de residencia, o a través de la inyección de un tipo y una cantidad predeterminados de co y/o termonómeros al proceso de polimerización en una ubicación predeterminada, por ejemplo, en una o más de las zonas de polimerización opcionalmente comprendidas en el reactor o reactores de polimerización.
Opcionalmente, la densidad, el módulo elástico y otras propiedades de los polímeros formados en el tratamiento de polimerización pueden controlarse introduciendo al tratamiento de polimerización un comonómero o combinaciones de múltiples monómeros, por ejemplo, al menos uno de entre etileno (en la producción de polipropileno), propileno (en la producción de polietileno), 1-buteno, 1-hexeno (también (1,5-hexadieno), 1-octano (también 1,7-octadieno) y 1-deceno (también 1,9-octadieno) o alfa olefinas superiores o alfa-omega dienos.
En determinadas realizaciones, el tratamiento de polimerización es un tratamiento de polimerización en suspensión que comprende disolver en un diluyente, tal como propano, propeno o hexano, al menos una porción del producto de craqueo junto con hidrógeno molecular y opcionalmente un comonómero, para formar una solución, y poner en contacto la solución con un catalizador para formar polímeros.
En determinada realización, el tratamiento de polimerización es una polimerización a alta presión realizada preferentemente en un reactor de autoclave o un reactor tubular. Normalmente, la polimerización a alta presión no utiliza catalizadores. Tanto el reactor de autoclave como el reactor tubular pueden comprender múltiples zonas de polimerización a las que puede alimentarse al menos una porción del producto de craqueo opcionalmente junto con un comonómero. La composición de la alimentación alimentada a las zonas de polimerización puede variar entre las zonas como se ha mencionado anteriormente. La polimerización a alta presión puede iniciarse con diversos iniciadores tales como oxígeno molecular, peróxido orgánico de t-amilo o peroxiésteres de t-butilo, o mezclas de los mismos. El peso molecular de los polímeros formados en la polimerización a alta presión puede controlarse opcionalmente usando agentes de transferencia de cadena, tales como metil etil cetona (MEK), propionaldehído, alfa olefinas, di-olefinas o una combinación de los mismos. En determinadas realizaciones preferidas, la porción del producto de craqueo sometida a la polimerización a alta presión es la fracción de etileno. Son ejemplos de polímeros que pueden formarse en la polimerización a alta presión de la fracción de etileno el polietileno de baja densidad (LDPE) o copolímeros de LDPE, o terpolímeros de LDPE con acetato de vinilo y/u otros ésteres, tales como metilo, acrilatos de etilo o butilo, metacrilato de glicidilo y/o grupos ácidos, tales como ácido acrílico o ácido metacrílico, y/o silanos, tales como viniltrimetoxisilano, y/o anhídridos de ácido, tales como anhídrido maleico.
El tratamiento de polimerización puede ser un tratamiento de polimerización como se describe en el documento EP2679656A1, párrafos [0090] -[0097]. El tratamiento de polimerización puede ser un tratamiento de polimerización como se describe en el documento US2010/0331502A1, párrafos [0050] -[0066], y/o párrafos [0123] -[0125], y/o el Ejemplo 3. El tratamiento de polimerización puede ser un tratamiento de polimerización como se describe en el documento WO2016/023973, párrafos [0006] -[0020], y/o párrafos [0024] -[0043]. El método puede comprender una combinación de un tratamiento de purificación y un tratamiento de polimerización como se describe en el documento US2010/0331502A1, párrafos [0092] -[0119].
Preferentemente, la porción del producto de craqueo sometido al tratamiento de polimerización es una fracción de etileno del producto de craqueo y, de este modo, se forma polietileno (PE), o co o terpolímeros de los mismos, en el tratamiento de polimerización. Los monómeros de etileno del producto de craqueo pueden homopolimerizarse o copolimerizarse con uno o más comonómeros, tales como 1-propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, y/o diolefinas conjugadas y no conjugadas, tales como butadieno, 1,3-pentadieno, 2,3-dimetilbutadieno, 1,4-pentadieno, 1,5-hexadieno y/o vinilciclohexeno. Preferentemente, el etileno se copolimeriza con 1-buteno, 1-octeno o 1-hexeno. Los ejemplos de tratamientos de polimerización para formar PE o co o terpolímeros del mismo, comprenden procesos monomodales y/o procesos multimodales, incluyendo procesos híbridos. El polietileno lineal de diversas densidades varía desde polietileno de densidad ultrabaja (ULDPE), polietileno de densidad muy baja (VLDPE), polietileno de densidad baja lineal (LLDPE), polietileno de densidad media (MDPE) hasta homo/copolímeros de polietileno de densidad alta (HDPE), Pueden formarse co/terpolímeros aleatorios y en bloque a través de multimodalidad en el tratamiento de polimerización de la fracción de etileno mediante, por ejemplo, polimerización en suspensión, polimerización en volumen (es decir, un diluyente de proceso en suspensión y el monómero son iguales), polimerización en fase de solución, polimerización en fase gaseosa y/o combinaciones de reactores múltiples de cualquiera de las mismas, o tecnologías híbridas que funcionan en paralelo o en serie (denominadas cascada) produciendo polímeros ya sea similares (es decir, monomodales) o diferentes (es decir, bimodales, trimodales o multimodales) en diversas relaciones, o divisiones entre cada reactor.
La porción del producto de craqueo sometido al tratamiento de polimerización puede ser preferentemente la fracción de propileno del producto de craqueo y, de este modo, se forma polipropileno (PP) o co o terpolímeros del mismo, en el tratamiento de polimerización. Pueden formarse polipropilenos de diferentes intervalos de densidad y clases de productos, tales como homopolímeros, homopolímeros de alta cristalinidad, copolímeros aleatorios, copolímeros de impacto, co/terpolímeros de bloque, copolímeros heterofásicos o combinaciones de los mismos en el tratamiento de polimerización de la fracción de propileno.
Un ejemplo de un catalizador de polimerización para la polimerización catalítica, en particular de la fracción de etileno y/o la fracción de propileno, son los catalizadores de tipo Ziegler, que utilizan compuestos de alquil aluminio, tales como trimetilaluminio, trietilaluminio, tri-isobutilaluminio, metilaluminoxano (MAO) o tri-n-hexilaluminio como activadores de cocatalizador para activar sitios de titanio o vanadio en el catalizador, tales como tetracloruro de titanio. Los compuestos de alquil aluminio pueden usarse adicionalmente como eliminadores de venenos de polimerización en el medio de reacción.
El catalizador de polimerización para la polimerización catalítica puede estar soportado si se desea o el proceso lo requiere. El material de soporte puede ser dicloruro de magnesio o soporte de sílice en el que pueden impregnarse sitios activos y, opcionalmente, donantes internos, tales como benzoato, ftalato, diéter o succinato. Adicionalmente, pueden añadirse donantes externos, tales como acetato de p-etoxibenzoato (PEEB), diciclopentildimetoxisilano (DCPMS), diisopropildimetoxisilano (DIPS), diisobutildimetoxisilano, ciclohexildimetoximetilsilano (CHMMS), diciclopentildimetoxisilano (DPDMS) o alcoxisilanos, tales como Me(EtO)3Si, Ph(EtO)3Si, Ph2(MeO)2Si, Ph2(EtO)2Si, Ph2(EtO)2Si, Ph(EtO)3Si, al tratamiento de polimerización.
En determinadas realizaciones, el catalizador de polimerización es un estéreo modificador, tal como ciclohexilmetildimetoxisilano, dicidopentildimetoxisilano, diisobutildimetoxisilano, diisopropildimetoxisilano, isobutilisopropildimetoxisilano, n-propiltrimetoxisilano, isobutilmetildimetoxisilano, tetraetoxisilano, tetrametoxisilano, isobutiltrietoxisilano, n-propiltrietoxisilano, isobutiltrimetoxisilano y/o ciclohexiletildimetoxisilano.
Un ejemplo adicional de un catalizador de polimerización para la polimerización catalítica, en particular de la fracción de etileno y/o la fracción de propileno, se denomina sistema catalítico de sitio único, del que existen diversos tipos, tales como el tipo Kaminsky, el tipo de combinación, el tipo de geometría restringida y el tipo de catalizador de metal de transición tardía.
El catalizador de polimerización puede contener un complejo de metaloceno de circonio, titanio o hafnio que por lo general contiene dos anillos de ciclopentadienilo o equivalentes monolobulares de ciclopentadienilo y un compuesto aromático de boro perfluorado, un compuesto de organoaluminio o metilaluminoxano donde los anillos contienen diversos sustituyentes alquilo, tanto lineales como cíclicos. Dichos anillos pueden estar unidos por grupos puente. Como alternativa, el catalizador de polimerización puede contener derivados de monociclopentadienilo de titanio o circonio, estando uno de los átomos de carbono en el anillo de ciclopentadienilo unido adicionalmente al átomo de metal por un puente. Estos complejos que pueden estar contenidos en el catalizador de polimerización se convierten normalmente en catalizadores de polimerización haciendo reaccionar dichos complejos con metilaluminoxano o formando complejos iónicos con aniones no coordinantes. Pueden usarse opcionalmente otros complejos, tales como complejos de cetimida 4 del grupo ciclopentadienilo, complejos de siloxilo 4 del grupo ciclopentadienilo y/o complejos de fosfinimida 4 no del grupo ciclopentadienilo para formar catalizadores de polimerización.
Un tipo adicional de catalizadores de polimerización para la polimerización catalítica son los catalizadores de tipo Phillips que pueden comprender cromo hexavalente soportado sobre un área de superficie alta, vehículo de óxido de poro ancho, tal como sílice, alúmina, titania, aluminofosfatos o combinaciones donde puede usarse una mezcla de óxido de cromo y óxido de silicio (CrO3/SiO2) para crear sitios activos.
El catalizador de polimerización puede ser un catalizador de polimerización como se describe en el documento EP2679656A1, párrafos [0098] -[0107]. El catalizador de polimerización puede ser un catalizador de polimerización como se describe en el documento US2010/0331502A1, párrafos [0067] -[0091], y/o el Ejemplo 1. El catalizador de polimerización puede ser un catalizador de polimerización como se describe en el documento WO2016/023973A1, párrafos [0045] -[0055].
Las propiedades de los polímeros formados en un tratamiento de polimerización catalítica, tales como el peso molecular, la distribución de peso molecular, el contenido de ramificación de cadena larga, la densidad, la viscosidad, la cristalinidad, el contenido amorfo, el comportamiento de adelgazamiento por cizalla, otros parámetros reológicos, los indicadores de distribución de composición tales como el índice de amplitud de distribución de comonómero (IADC), la constante de distribución de comonómeros (CCD), la estabilidad térmica, la temperatura de fusión, la temperatura de cristalización, el índice de fluidez (IF) y otros, pueden verse influenciados por la selección del tipo de catalizador o los tipos de catalizadores (ya que hay versiones híbridas disponibles y es posible alimentar dos o más catalizadores diferentes a uno o más reactores), el tipo de comonómero, el contenido de comonómeros, el monómero o monómeros adicionales y su tipo o tipos y cantidad o cantidades.
Después del proceso de polimerización, los polímeros formados pueden modificarse adicionalmente para formar polímero marcial. Los polímeros formados pueden modificarse a través de una o más etapas de extrusión o formación de compuestos donde se añaden opcionalmente ingredientes adicionales. Dichos ingredientes adicionales son, por ejemplo, aditivos de estabilización, modificadores de impacto tales como plastómeros o elastómeros, otros componentes de la mezcla en general, cargas tales como talcos, fibras de vidrio, fibras de carbono, nanoarcillas u otros nanomateriales, negro de carbón, agentes nucleantes (que también son posibles de añadir in situ durante el tratamiento de polimerización o la preparación de un catalizador de polimerización), estabilizadores UV, pigmentos, agentes de reticulación o reducción de la viscosidad tales como peróxidos orgánicos, eliminadores de ácidos tales como estearato de calcio, auxiliares de procesamiento de polímeros, por ejemplo, fluoropolímeros. Pueden añadirse opcionalmente comonómeros adicionales o grupos funcionales, tales como silanos y/o anhídrido maleico, a los polímeros formados después del tratamiento de polimerización a través de extrusión reactiva. Los polímeros formados pueden someterse, después del tratamiento de polimerización, a etapas de procesamiento adicionales en la conversión, tales como la reticulación iniciada térmicamente de peróxidos orgánicos (por ejemplo, un proceso PEX-A), la introducción de catalizadores para promover reacciones de condensación, tales como reacciones de reticulación de silano (por ejemplo, un proceso PEX-B) o reacciones de reticulación inducidas mediante radiación (por ejemplo, un proceso PEX-C). Estas modificaciones opcionales permiten la producción de versiones al menos parcialmente biológicas (renovables) del espectro completo de materiales poliméricos basados en fósiles, en particular materiales de PE y/o PP, y otros materiales y artículos derivados de estos materiales poliméricos.
Los polímeros formados en el tratamiento de polimerización o el material polimérico derivado de los polímeros formados como se ha descrito anteriormente, pueden convertirse o conformarse en piezas o productos finales mediante múltiples procesos tales como procesos de extrusión para películas, láminas, fibras, tuberías, perfiles, alambres y cables, procesos de moldeo por inyección, procesos de hilado por fusión en caliente, moldeo por soplado o moldeo por extrusión y soplado, procesos de moldeo rotatorio, procesos de recubrimiento por inmersión en caliente, calandrado, compactación, espumación química y/o física u otros. El material polimérico derivado de los polímeros formados en el tratamiento de polimerización puede usarse como sustituto directo de materiales poliméricos basados en fósiles en estos procesos de conversión. El material polimérico derivado de los polímeros formados en el tratamiento de polimerización puede mezclarse opcionalmente con otros tipos de polímeros, cargas, aditivos o combinaciones de los mismos, y puede incluirse opcionalmente en materiales compuestos o estructuras multicapa con otros materiales, tales como otros materiales poliméricos, por ejemplo, polipropileno a base de fósiles, cloruro de polivinilideno, poliésteres, alcohol etileno vinílico, aluminio, etc.
Las piezas o productos finales descritos anteriormente pueden usarse en una diversidad de aplicaciones. Por ejemplo, dichas piezas o productos finales pueden usarse en aplicaciones de envasado, incluyendo envases alimentarios y no alimentarios, envases flexibles, sellado térmico, envases de paredes delgadas, envases transparentes, envases de productos peligrosos, envases para detergentes y cuidado personal, envases de tensioactivos, etc. Dichas piezas o productos finales pueden usarse en aplicaciones de bienes de consumo tales como tapones y cierres, juguetes, botellas, regaderas, electrodomésticos de línea blanca y electrodomésticos, piezas de ingeniería, cajones de embalaje, cartuchos, productos de ocio, artículos para el hogar, paneles y perfiles, tapas, plantillas de zapatos, abrazaderas para tuberías, forro de maletero de coche, cepillos, corchos, cartuchos de tinta, aletas, cepillos, bandejas colectoras para perforadores, sellados, agarraderas, muebles de jardín, artículos para el hogar, piezas moldeadas por inyección de paredes delgadas, piezas moldeadas por coinyección, recipientes de alimentos, recipientes reutilizables, equipaje, recipientes de helados, recipientes de productos lácteos, vasos para beber, recipientes de alto impacto, recipientes de alta rigidez, cajas de DVD, etc. Dichas piezas o productos finales pueden usarse en aplicaciones automotrices, tales como piezas y ensamblajes para el exterior, el interior, debajo del capó, parachoques, paneles de carrocería, adornos, chapas de protección, tableros, revestimientos para puertas, sistemas de control de clima o de refrigeración, colectores de admisión de aire o cajas de baterías, paneles de instrumentos o controles táctiles blandos, cubiertas de bolsas de aire, molduras del pilar del techo, correas o manguitos debajo del capó, burletes para ventanas, sistemas antivibración, paneles basculantes o molduras laterales, paneles de instrumentos, piezas estructurales, etc. Dichas piezas o productos finales pueden usarse en aplicaciones de alambres y cables, tales como materiales aislantes, de protección o semiconductores para la transmisión y distribución de energía de voltaje extra alto, alto y medio en CA o Cc , cables o recubrimientos de datos o de comunicación, alambres o cables de construcción, alambres o cables automotrices, encapsulantes fotovoltaicos, etc. Dichas piezas o productos finales pueden usarse en aplicaciones de tuberías tales como tuberías multicapa, tuberías de presión, tuberías de gas, tuberías de agua potable, tuberías industriales, tuberías de aguas desecho o aguas residuales, fontanería o calefacción interna, recubrimientos de tuberías de petróleo o gas en tierra o en alta mar mono o multicapa, tuberías de presión para estratificación sin arena, tuberías de instalación sin excavación, revestimientos y recubrimientos, tuberías industriales corrugadas, piezas de conexión, piezas de conexión de compresión de juntas mecánicas, absorbentes de calor solar, etc. Dichas piezas o productos finales pueden usarse en aplicaciones peliculares, tales como bolsas de alta resistencia, revestimientos, sacos de basura, bolsas de transporte, películas agrícolas, películas de edificación o construcción, películas retráctiles de alta resistencia, películas retráctiles de colación, películas retráctiles finas, películas o bolsas de sellados de forma de llenado de envases de alimentos (SFL), películas de envasado para artículos sanitarios, películas de congelador, películas sanitarias, películas de liberación en relieve, películas de laminación, películas de etiquetas, películas adhesivas, películas de protección de superficie, capas de sellado, envasado de cereales, películas recubiertas con silicona, cubiertas elásticas, etc. Dichas piezas finales o productos pueden usarse en aplicaciones de fibras, tales como fibras no tejidas o técnicas, filamento continuo, hilo de filamento, rafia, cintas, redes de zunchado, fibras a granel, etc. Otras aplicaciones en las que pueden usarse dichas piezas o productos finales son, por ejemplo, recubrimiento por extrusión, adhesivos de fusión en caliente, adhesivos de capa de unión, aplicaciones médicas, membranas de techado e impermeabilización, moquetas, superficies recubiertas de goma, césped artificial, resina base para mezclas madre y formación de compuestos.
Los átomos de carbono de origen renovable comprenden un mayor número de isótopos 14C en comparación con los átomos de carbono de origen fósil. Por tanto, es posible distinguir entre un compuesto de carbono derivado de materia prima renovable (de base biológica) y compuestos de carbono derivados de materia prima fósil (de base fósil) mediante el análisis de la relación de isótopos 12C y 14C. Por tanto, puede usarse una relación particular de dichos isótopos como "marcador" para identificar un compuesto de carbono renovable y diferenciarlo de compuestos de carbono no renovables. La relación de isótopos no cambia en el curso de las reacciones químicas. Por tanto, la relación de isótopos puede usarse para identificar composiciones de parafina isomérica renovable, hidrocarburos renovables, monómeros renovables, polímeros renovables y materiales y productos derivados de dichos polímeros, y distinguirlos de alimentaciones y productos no renovables.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos se proporcionan para ilustrar mejor la invención reivindicada y no han de interpretarse como limitantes del alcance de la invención. En la medida en que se mencionen materiales específicos, es meramente con fines de ilustración y no tiene por objeto limitar la invención.
Los experimentos de craqueo a vapor que ilustran determinadas realizaciones de la presente invención se realizaron en un equipo a escala experimental. Las piezas principales de la unidad de craqueo a vapor, el equipo analítico y el procedimiento de calibración utilizados en estos ejemplos se han descrito en detalle en las siguientes publicaciones K.M. Van Geem, S.P. Pyl, M.F. Reyniers, J. Vercammen, J. Beens, G.B. Marin, On-line analysis of complex hydrocarbon mixtures using comprehensive two-dimensional gas chromatography, Journal of Chromatography A. 1217 (2010) 6623-6633 y J.B. Beens, U. A. T. Comprehensive two-dimensional gas chromatography - a powerful and versatile technique. Analyst. 130 (2005) 123-127. Se estudiaron dos composiciones de parafina isomérica renovable diferentes P1 y P2, así como mezclas de dichas composiciones de parafina isomérica renovable y nafta fósil N1 como materias primas de craqueo a vapor. Adicionalmente, como ejemplos comparativos, se estudiaron la nafta fósil N1, una tercera composición de parafinas isoméricas renovables P3 y una mezcla de la tercera composición de parafina isomérica renovable y nafta fósil N1 como materias primas de craqueo a vapor.
El equipo a escala experimental se describe con referencia a la Fig. 1. La sección de alimentación controla el suministro de la materia prima de craqueo a vapor y el agua desde los depósitos 1 y 2, respectivamente, al serpentín 3 del reactor. El flujo de líquidos se reguló mediante bombas 4 controladas por medidor de flujo de Coriolis (Bronkhorst, Países Bajos) equipadas con instrumentos de medición de flujo másico de la serie CORI-FLOW™ de Bronkhorst™ para proporcionar una precisión alta: ± 0,2 % de la lectura. Los instrumentos de medición de flujo másico CORI-FLOW™ utilizan un sensor de flujo másico de tipo Coriolis avanzado para conseguir un rendimiento fiable, incluso con condiciones de operación cambiantes, por ejemplo, la presión, la temperatura, la densidad, la conductividad y la viscosidad. La frecuencia de bombeo se ajustó automáticamente mediante el controlador del instrumento de medición de flujo CORI-FLOW™. El caudal másico, que al contrario del caudal volumétrico no se ve afectado por los cambios en la temperatura o la presión, de todas las alimentaciones se midió cada segundo, es decir, de forma sustancialmente continua. Se usó vapor como diluyente y se calentó a la misma temperatura que la materia prima evaporada. Tanto la materia prima como el vapor se calentaron en hornos 5 y 6 calentados eléctricamente, respectivamente. Aguas abajo de los hornos 5 y 6, la materia prima y el vapor se mezclaron en un horno 7 calentado eléctricamente lleno de perlas de cuarzo, lo que permitió una mezcla eficiente y uniforme de la materia prima y el diluyente antes de entrar en el serpentín 3 del reactor. La mezcla de materia prima y vapor diluyente entró en el serpentín 3 del reactor colocado verticalmente en un horno rectangular 8 calentado eléctricamente. Ocho termopares T ubicados a lo largo de la coordenada axial del reactor midieron la temperatura del gas de proceso en diferentes posiciones. El horno rectangular 8 estaba dividido en ocho secciones separadas que podían controlarse independientemente para establecer un perfil de temperaturas específico. La presión en el serpentín 3 del reactor se controló mediante un regulador de contrapresión (no se muestra) ubicado corriente abajo de la salida del serpentín 3 del reactor. Dos transductores de presión (no se muestran), colocados en la entrada y la salida del reactor, indicaron la presión de entrada del serpentín (PES) y la presión de salida del serpentín (PSS), respectivamente. A la salida del reactor, se inyectó nitrógeno al efluente del reactor como patrón interno para mediciones analíticas y, en determinada medida, contribuye a la inactivación del efluente del reactor. El efluente del reactor se muestreó en línea, es decir, durante el funcionamiento del sistema de craqueo a vapor, a una temperatura alta (350 °C). Concretamente, a través de un sistema de muestreo basado en válvulas y tuberías de transferencia calentadas uniformemente, se inyectó una muestra gaseosa del efluente del reactor en un cromatógrafo de gases bidimensional integral (CG * CG) 9 acoplado a un detector de ionización de llama (DIL) y un espectrómetro de masas (EM). Se colocó una válvula de muestreo de alta temperatura de 6 puertos y 2 vías del sistema de muestreo basado en válvulas en un horno, donde la temperatura se mantuvo por encima del punto de rocío de la muestra de efluente. Más corriente abajo, el efluente del reactor se enfrió a aproximadamente 80 °C. El agua y los productos más pesados condensados (gasolina de pirólisis (GasPi) y fueloil de pirólisis (FOP)) se retiraron por medio de un recipiente extraíble y un ciclón 10, mientras que el resto de la corriente de efluente se envió directamente a un respiradero. Antes de llegar al respiradero, se extrajo una fracción del efluente para su análisis en un analizador de gases de refinería (AGR) 11. Después de retirar toda el agua restante usando un intercambiador de calor y deshidratador refrigerado por agua, esta fracción del efluente se inyectó automáticamente en el denominado analizador de gases de refinería (AGR) 11 usando un sistema de válvulas de muestreo de gas incorporado (80 °C).
Las composiciones de las composiciones de parafina isomérica renovable, concretamente P1, P2 y P3, se analizaron mediante cromatografía de gases (CG). Las muestras de la composición de parafina isomérica renovable se analizaron tal cual, sin ningún pretratamiento. El método es adecuado para hidrocarburos C2-C36. Se identificaron N-parafinas y grupos de isoparafinas (C1-, C2-, C3-sustituidas y > C3-sustituidas) usando espectrometría de masas y una mezcla de n-parafinas conocidas en el intervalo de C2-C36. Los cromatogramas se dividieron en tres grupos de parafinas (isoparafinas/n-parafinas C1-, C2-/C3- y >C3-sustituidas) integrando los grupos en la línea base del cromatograma justo después del pico de n-parafinas. Las N-parafinas se separaron de las isoparafinas >C3-sustituidas integrando el pico de n-alcanos tangencialmente de valle a valle y los compuestos o grupos de compuestos se cuantificaron mediante normalización usando un factor de respuesta relativo de 1,0 con respecto a todos los hidrocarburos. El límite de cuantificación para compuestos individuales fue del 0,01 % en peso. Las configuraciones del CG se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1. Configuraciones de determinación por CG de n- e i-parafinas.
Figure imgf000022_0002
Los resultados del análisis se resumen en la Tabla 2 y se muestran resultados detallados en las Tablas 3, 4 y 5, respectivamente. Para parafinas en el intervalo de números de carbonos C2-C10, se determinaron la cantidad en porcentaje en peso de n-parafinas y la cantidad total en porcentaje en peso de i-parafinas (i-parafinas totales), basándose en el peso total de parafinas en la composición de parafina isomérica renovable. Para parafinas con número de carbonos C11 o superior, se determinaron las cantidades en porcentaje en peso, basadas en el peso total de parafinas en la composición de parafina isomérica renovable, de n-parafinas, i-parafinas monorramificadas, i-parafinas di y trirramificadas, e i-parafinas con más de tres ramificaciones.
El punto de niebla de cada composición de parafina isomérica renovable P1, P2 y P3 se midió de acuerdo con la norma ASTMD7689-17. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
T l 2. R m n m i i n r fin i m ri r n v l P1 P2 P .
Figure imgf000022_0001
P1 comprendía, basándose en el peso total de parafinas en P1, aproximadamente el 31 % en peso n-parafinas y aproximadamente el 69 % en peso de i-parafinas. La cantidad total de parafinas en P1 fue de aproximadamente el 99 % en peso del peso total de P1. Dichas parafinas estaban en el intervalo de números de carbonos C6-C24 y de dichas parafinas aproximadamente el 95 % en peso estaba en el intervalo de números de carbonos C14-C18. De las i-parafinas, también aproximadamente el 95 % en peso estaba en el intervalo de números de carbonos C14-C18. P1 comprendía, basándose en el peso total de la composición, aproximadamente el 53 % en peso de isoparafinas sustituidas con monometilo, aproximadamente el 12% en peso de isoparafinas sustituidas con di y trietilo, y aproximadamente el 3 % en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones de metilo.
Tabla 3. m i i n l m i i n r fin i m ri r n v l P1.
Figure imgf000022_0003
(continuación)
Figure imgf000023_0001
P2 comprendía, basándose en el peso total de las parafinas en P2, aproximadamente el 7 % en peso de n-parafinas y aproximadamente el 93 % en peso de i-parafinas. La cantidad total de parafinas en P2 fue de aproximadamente el 100 % en peso del peso total de P2. Dichas parafinas estaban en el intervalo de números de carbonos C4-C36 y de dichas parafinas aproximadamente el 92 % en peso estaba en el intervalo de números de carbonos C14-C18. De las i-parafinas, también aproximadamente el 92 % en peso estaba en el intervalo de números de carbonos C14-C18. P2 comprendía, basándose en el peso total de la composición, aproximadamente el 38 % en peso de isoparafinas sustituidas con monometilo, aproximadamente el 42 % en peso de isoparafinas sustituidas con di y trietilo y aproximadamente el 10 % en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones de metilo.
Tabla 4. C m i i n l m i i n r fin i m ri r n v l P2.
Figure imgf000023_0002
P3 comparativo comprendía, basándose en el peso total de parafinas en P3, aproximadamente el 5 % en peso de nparafinas y aproximadamente el 95 % en peso de i-parafinas. La cantidad total de parafinas en P3 fue de aproximadamente el 97% en peso del peso total de P3. Dichas parafinas estaban en el intervalo de números de carbonos C4-C36 y de dichas parafinas aproximadamente el 78 % en peso estaba en el intervalo de números de carbonos C14-C18. De las i-parafinas, aproximadamente el 79% en peso estaba en el intervalo de números de carbonos C14-C18. P3 comprendía, basándose en el peso total de la composición, aproximadamente el 29 % en peso de isoparafinas sustituidas con monometilo, aproximadamente el 41 % en peso de isoparafinas sustituidas con di y trietilo y aproximadamente el 16 % en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones de metilo.
Tabla 5. Composición de la composición de parafina isomérica renovable P3 (ejemplos comparativos).
Figure imgf000024_0001
La composición de PiONA (parafinas, isoparafinas, olefinas, naftenos, aromáticos) de la nafta fósil N1 utilizada en los ejemplos y en los ejemplos comparativos se determinó mediante cromatografía de gases acoplada a un detector de ionización de llama (CG-DIL). Los resultados del análisis se muestran en la Tabla 6.
N1 comprendía hidrocarburos en el intervalo de números de carbonos C4-C7 aproximadamente el 99 % en peso del peso total de N1. N1 comprendía aproximadamente el 34 % en peso de n-parafinas, aproximadamente el 40 % en peso de i-parafinas y aproximadamente el 25 % en peso de mono naftenos del peso total de N1.
Tabla 6. Composición de la nafta fósil N1.
Figure imgf000024_0002
Se formaron dos mezclas B1 y B2 de N1 y P1 y P2, respectivamente. Para los ejemplos comparativos, se formó una mezcla B3 de N1 y P3. Las composiciones de las mezclas B1-B3 se muestran en la Tabla 7.
N1 comprendía 250 ppm en peso de azufre. Todas las composiciones de parafina isomérica renovable P1-P3 inicialmente estaban esencialmente libres de azufre y comprendían menos de 1 ppm en peso de azufre. Cuando se usaron como materia prima de craqueo a vapor sin mezclar, a P1 y P2 se les añadió sulfuro de dimetilo (DMDS) para que contuvieran 250 ppm en peso de azufre, es decir, para igualar el contenido de azufre de N1. A la mezcla B2 también se le añadió DMDS para que contuviera 250 ppm en peso de azufre. A P3 sin mezclar y a las mezclas B1 y B3 no se les añadió. En consecuencia, P3 sin mezclar estaba esencialmente libre de azufre, mientras que el contenido de azufre de las mezclas B1 y B3 procedía de N1 y fue de 65,2 ppm en peso. . En consecuencia, se añadieron 250 ppm en peso de azufre a P1 y P2 respectivamente, y 187,5 ppm en peso de azufre a B2, que ya comprendía 65,2 ppm en peso de azufre procedente de N1.
El DMDS se añadió a la materia prima en el vapor. En otras palabras, la adición de azufre se realizó añadiendo DMDS al vapor y después inyectando el vapor al horno de craqueo a vapor (serpentín 3 del reactor) de manera que se obtuvo un contenido de azufre de 250 mg de azufre/kg de materia prima. Las materias primas y su contenido de azufre se resumen en la Tabla 7.
Tabla 7. Com osición contenido de azufre de las mezclas B1 B2 B3.
Figure imgf000025_0001
El craqueo a vapor de las materias primas descritas anteriormente se realizó a tres temperaturas de salida del serpentín (TSS) diferentes, 800 °C, 820 °C y 840 °C. La relación de caudal entre el agua y la materia prima (dilución) se mantuvo constante a 0,5 g de H2O/g de materia prima.
La Tabla 8 muestra las cantidades promedio en porcentaje en peso de impurezas de CO, CO2 y C2H2 medidas a partir del efluente de craqueo a vapor a las diferentes temperaturas de salida del serpentín. El % en peso se basa en el peso total del efluente de craqueo a vapor. Las impurezas totales son la suma de las cantidades en porcentaje en peso de CO, CO2 y C2H2 (cantidad total de CO, CO2 y C2H2).
Tabla 8. % en peso promedio de impurezas de CO, CO2 y C2H2 en efluentes de craqueo a vapor obtenidos en las diferentes TSS.
Figure imgf000025_0002
Como puede observarse a partir de la Tabla 8, sorprendentemente, las composiciones de parafina isomérica renovable y las mezclas que comprenden la composición de parafina isomérica renovable tenían un mayor porcentaje en peso de impurezas totales en comparación con la nafta fósil. Sin embargo, como se observa adicionalmente en la Tabla 8, P1 y P2, así como sus mezclas B1 y B2, formaron significativamente menos impurezas totales en comparación con P3 y su mezcla B3.
La combinación de nafta fósil con composición de parafina isomérica renovable aumentó la producción de CO y CO2. Esto puede observarse, por ejemplo, comparando P1 y B1, así como P3 y B3 en la Tabla 8. Debe observarse que la producción tanto de CO como de CO2 aumentó significativamente cuando P3 se mezcló con N1 (es decir, P3 en comparación con B3) a pesar del contenido de azufre de la materia prima que aumentó de menos de 1 ppm en peso a 62,5 ppm en peso. Por el contrario, comparando P1 y B1 (Tabla 8) se registró un aumento mucho más sutil en la producción de C o y CO2 a pesar de que el contenido de azufre de la materia prima disminuyó de 250 ppm en peso a 62,5 ppm en peso. La adición de la mezcla con DMDS contribuyó a disminuir la generación de CO y CO2 , como puede notarse comparando P2 y B2 con P1 y B1 (Tabla 8). En general, puede concluirse sin embargo que la disminución de la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable disminuye drásticamente la formación de CO y especialmente de CO2. Este efecto puede demostrarse en particular comparando B1 y B3 (Tabla 8) que contienen la misma cantidad de azufre. Puede concluirse adicionalmente que aumentar la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas en el intervalo de número de carbonos C14-C18 en la composición de parafina isomérica renovable también contribuye a la disminución en la formación de CO y CO2.
Como puede observarse a partir de la Tabla 8, la nafta fósil generó sorprendentemente menos C2H2 que la composición de parafina isomérica renovable o las mezclas que comprenden la composición de parafina isomérica renovable. Sorprendentemente, la generación de C2H2 aumentó cuando las composiciones de parafina isomérica renovable se combinaron con nafta fósil, respectivamente, como puede observarse comparando P1 con B1, P2 con B2 y P3 con B3 (Tabla 8). El contenido de azufre no influye de manera notable en la generación de C2H2 durante el craqueo a vapor. Como puede observarse a partir de la Tabla 8, P2 generó un poco más de C2H2 que P1. Sin embargo, comparando P3 con P1 y P2, puede observarse que P3 generó significativamente más C2H2 que P1 o P2 (Tabla 8). Esto es sorprendente considerando la diferencia en el grado de isomerización entre P2 y P3 (2,29 puntos porcentuales) y la diferencia en el grado de isomerización entre P1 y P2 (23,48 puntos porcentuales). Por tanto, puede concluirse que el grado de isomerización no es un factor fundamental en el control de la formación de C2H2. De forma similar, como puede observarse en la Tabla 8, el aumento en la generación de C2H2 entre B1 y B2 fue mucho más sutil que el aumento en la generación de C2H2 entre B3 y B1 o B2, B1 generó menos C2H2 que B2 o B3, y B2 generó menos C2H2 que B3. Por tanto, puede concluirse que la disminución de la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable disminuye la formación de C2H2. Adicionalmente, aumentar la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas comprendidas en el intervalo de número de carbonos C14-C18 en la composición de parafina isomérica renovable contribuye a disminuir la formación de C2H2. En consecuencia, el porcentaje en peso de las impurezas totales también disminuye disminuyendo la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable. Este efecto puede potenciarse adicionalmente aumentando la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas comprendidas en el intervalo de número de carbonos C14-C18 en la composición de parafina isomérica renovable.
Las Tablas 9-12 muestran resultados de análisis más detallados de los efluentes de craqueo a vapor. Como puede observarse en las Tablas 11 y 12, la realización del craqueo a vapor a TSS de 800 °C y 820 °C produjo menos CO y CO2 en comparación con el craqueo a vapor a una TSS de 840 °C. Esto se observó para todas las materias primas de los ejemplos, concretamente P1, P2, B1 y B2. Se obtuvo una producción particularmente baja de CO y CO2 para todas las materias primas de los ejemplos (P1, P2, B1 y B2) a una TSS de 800 °C.
Sorprendentemente, la TSS de 820 °C aumentó la formación de C2H2 cuando la materia prima era P1 o P2 en comparación con el craqueo a vapor de la misma materia prima a TSS de 800 °C y 840 °C. Este efecto no se observó cuando se craqueó a vapor las mezclas B1 y B2. La producción de C2H2 disminuyó con la TSS cuando la materia prima era B1 o B2. La producción más baja de C2H2 se obtuvo a una TSS de 800 °C para todas las materias primas de los ejemplos (P1, P2, B1 y B2). Por consiguiente, la producción de impurezas de CO, CO2 y C2H2 disminuyó adicionalmente a una TSS de 800 °C. Cuando se craquean a vapor mezclas de nafta fósil y P1 o P2, se demostró que una TSS del intervalo de 800-820 °C disminuía la producción de impurezas de CO, CO2 y C2H2 en comparación con la TSS de 840 °C.
Tabla 9. Análisis de efluentes de craqueo a vapor, materias primas N1 y P3 (ejemplos comparativos). Los resultados se expres n n r n n n n l l l fl n .
Figure imgf000026_0001
Tabla 10. Análisis de efluentes de craqueo a vapor, materia prima B3 (ejemplos comparativos). Los resultados se expresan n r n n n n l l l fl n .
Figure imgf000026_0002
continuación
Figure imgf000027_0003
Tabla 11. Análisis de efluentes de craqueo a vapor, materias primas P1 y P2. Los resultados se expresan en porcentaje en p n n l l l fl n .
Figure imgf000027_0001
Tabla 12. Análisis de efluentes de craqueo a vapor, materias primas B1 y B2. Los resultados se expresan en porcentaje en p n n l l l fl n .
Figure imgf000027_0002
continuación
Figure imgf000028_0001
Se analizan adicionalmente la implementación y realizaciones de la presente invención en las siguientes cláusulas numeradas:
1. Un método que comprende las etapas de
a) proporcionar una materia prima de craqueo térmico que comprende
el 1-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico, comprendiendo la composición de parafina isomérica renovable
al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10-95 % en peso son isoparafinas y la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,15, y
el 0-99 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico,
siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil al menos el 90 % en peso del peso total de la materia prima de craqueo térmico; y
b) craquear térmicamente la materia prima de craqueo térmico proporcionada en la etapa a) para formar un producto de craqueo que comprende una mezcla de hidrocarburos.
2. El método de acuerdo con la cláusula 1, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende
el 50-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico, y
el 0-50 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
3. El método de acuerdo con cualquiera de las cláusulas anteriores, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende el 50-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-50 % en peso de nafta fósil, preferentemente el 60-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-40 % en peso de nafta fósil, más preferentemente, el 70-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-30 % en peso de nafta fósil, del peso total de la materia prima de craqueo térmico,
siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil preferentemente de al menos el 95 % en peso, más preferentemente al menos el 99 % en peso, del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
4. El método de acuerdo con cualquiera de las cláusulas anteriores, en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable es inferior a 0,12, preferentemente inferior a 0,10, más preferentemente inferior a 0,05.
5. El método de acuerdo con cualquiera de las cláusulas anteriores, en donde de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable al menos el 80 % en peso, preferentemente al menos el 85 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 95 % en peso están en el intervalo de número de carbonos C14-C18.
6. El método de acuerdo con cualquiera de las cláusulas anteriores, en donde de las parafinas en la composición de parafina isomérica renovable el 60-95 % en peso, preferentemente el 60-80 % en peso, más preferentemente el 65 70 % en peso son isoparafinas,
comprendiendo la composición de parafina isomérica renovable preferentemente al menos el 70 % en peso, más preferentemente al menos el 80 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 95 % en peso de parafinas, del peso total de la composición de parafina isomérica renovable.
7. El método de acuerdo con cualquiera de las cláusulas anteriores, en donde la nafta fósil comprende el 20-85 % en peso de parafinas, el 0-35 % en peso de olefinas, el 10-30 % en peso de naftenos y el 0-30 % en peso de compuestos aromáticos del peso total de la nafta fósil, siendo el porcentaje en peso de hidrocarburos en la nafta fósil de preferentemente al menos el 95 % en peso, más preferentemente de al menos el 99 % en peso del peso total de la nafta fósil.
8. El método de acuerdo con cualquiera de las cláusulas anteriores, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende azufre 20-300 ppm en peso, preferentemente 20-250 ppm en peso, más preferentemente 20-100 ppm en peso, e incluso más preferentemente 50-65 ppm en peso.
9. El método de acuerdo con cualquiera de las cláusulas anteriores, en donde la etapa b) se realiza a una temperatura de salida del serpentín (TSS) seleccionada entre el intervalo de 780 °C a 890 °C, preferentemente de 800 °C a 860 °C, más preferentemente de 800 °C a 840 °C e incluso más preferentemente de 800 °C a 820 °C.
10. El método de acuerdo con cualquiera de las cláusulas anteriores que comprende la etapa de
c) someter al menos una porción del producto de craqueo formado en la etapa b) a un tratamiento de purificación para retirar al menos uno de entre CO, CO2 o C2H2.
11. El método de acuerdo con cualquiera de las cláusulas anteriores que comprende la etapa de
d) someter al menos una porción del producto de craqueo formado en la etapa b) o al menos una porción del producto de craqueo sometido al tratamiento de purificación de la etapa c), o ambas, a un tratamiento de polimerización para producir polímeros.
12. El método de acuerdo con cualquiera de las cláusulas anteriores, que comprende
proporcionar múltiples hornos de craqueo térmico y
realizar la etapa b) en al menos uno de los múltiples hornos de craqueo térmico.
13. El método de acuerdo con la cláusula 12, que comprende
obtener productos de craqueo de los múltiples hornos de craqueo térmico y
mezclar los productos de craqueo obtenidos para formar un producto de craqueo combinado, y
opcionalmente someter al menos una porción del producto de craqueo combinado a un tratamiento de purificación para retirar al menos uno de entre CO, CO2 o C2H2 , o a un tratamiento de polimerización para formar polímeros, o tanto al tratamiento de purificación como al tratamiento de polimerización.
14. Una materia prima de craqueo térmico que comprende
el 1-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico, comprendiendo la composición de parafina isomérica renovable
al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10-95 % en peso son isoparafinas y la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,15, y
el 0-99 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico,
siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil al menos el 90 % en peso del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
15. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con la cláusula 14, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende
el 50-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico, y
el 0-50 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
16. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con la cláusula 14 o 15, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende el 50-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-50 % en peso de nafta fósil, preferentemente el 60-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-40 % en peso de nafta fósil, más preferentemente el 70-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-30 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico,
siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil preferentemente de al menos el 95 % en peso, más preferentemente al menos el 99 % en peso, del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
17. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con cualquiera de las cláusulas 14 a 16 anteriores, en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable es inferior a 0,12, preferentemente inferior a 0,10, más preferentemente inferior a 0,05.
18. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con cualquiera de las cláusulas 14 a 17 anteriores, en donde de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable al menos el 80 % en peso, preferentemente al menos el 85 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 95 % en peso, están en el intervalo de número de carbonos C14-C18.
19. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con cualquiera de las cláusulas 14 a 18 anteriores, en donde de las parafinas en la composición de parafina isomérica renovable el 60-95 % en peso, preferentemente el 60-80 % en peso, más preferentemente el 65-70 % en peso son isoparafinas,
comprendiendo la composición de parafina isomérica renovable preferentemente al menos el 70 % en peso, más preferentemente al menos el 80 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 99 % en peso de parafinas, del peso total de la composición de parafina isomérica renovable.
20. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con cualquiera de las cláusulas 14 a 19 anteriores, en donde la nafta fósil comprende el 20-85 % en peso de parafinas, el 0-35 % en peso de olefinas, el 10-30 % en peso de naftenos y el 0-30 % en peso de compuestos aromáticos del peso total de la nafta fósil, siendo el porcentaje en peso de hidrocarburos en la nafta fósil de preferentemente al menos el 95 % en peso, más preferentemente al menos el 99 % en peso, del peso total de la nafta fósil.
21. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con cualquiera de las cláusulas 14 a 20 anteriores, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende azufre 20-300 ppm en peso, preferentemente 20-250 ppm en peso, más preferentemente 20-100 ppm en peso y mucho más preferentemente 50-65 ppm en peso.
22. Un producto de craqueo que comprende una mezcla de hidrocarburos que puede obtenerse mediante un método de acuerdo con cualquiera de las cláusulas 1-13 anteriores, en donde la suma de las cantidades en porcentaje en peso de CO, CO2 y C2H2 en el producto de craqueo es inferior al 1,5 % en peso, preferentemente inferior al 1,3 % en peso, más preferentemente inferior al 1,1 % en peso, incluso más preferentemente inferior al 0,8 % en peso, del peso total del producto de craqueo.
23. Uso del producto de craqueo de acuerdo con la cláusula 22 para producir polímeros, tales como polipropeno, polieteno o ambos.
24. Un artículo de fabricación que comprende polímeros que pueden obtenerse mediante un método de acuerdo con la cláusula 11 o la cláusula 13.
La descripción anterior ha proporcionado, a modo de ejemplos no limitantes de implementaciones y realizaciones particulares de la invención, una descripción completa e informativa del mejor modo contemplado actualmente por los inventores para realizar la invención. Sin embargo, para un experto en la materia está claro que la invención no se restringe a los detalles de las realizaciones presentadas anteriormente, sino que puede implementarse en otras realizaciones usando medios equivalentes o en diferentes combinaciones de realizaciones sin desviarse de las características de la invención.
Además, algunas de las características de las realizaciones desveladas anteriormente de la presente invención pueden usarse con ventaja sin el uso correspondiente de otras características. Como tal, la descripción anterior se considerará meramente ilustrativa de los principios de la presente invención, y no como limitación de la misma. Por tanto, el alcance de la invención solo está restringido por las reivindicaciones de patente adjuntas.
Ċ

Claims (23)

REIVINDICACIONES
1. Un método que comprende las etapas de
a) proporcionar una materia prima de craqueo térmico que comprende
el 1-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico, comprendiendo la composición de parafina isomérica renovable
al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10-95% en peso son isoparafinas y la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,15, y
el 0-99 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico,
siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil al menos el 90 % en peso del peso total de la materia prima de craqueo térmico; y
b) craquear térmicamente la materia prima de craqueo térmico proporcionada en la etapa a) para formar un producto de craqueo que comprende una mezcla de hidrocarburos.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende
el 50-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico, y
el 0-50 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
3. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende el 50-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-50 % en peso de nafta fósil, preferentemente el 60-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-40 % en peso de nafta fósil, más preferentemente, el 70-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-30 % en peso de nafta fósil, del peso total de la materia prima de craqueo térmico,
siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil preferentemente de al menos el 95 % en peso, más preferentemente al menos el 99 % en peso, del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable es inferior a 0,12, preferentemente inferior a 0,10, más preferentemente inferior a 0,05.
5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable al menos el 80 % en peso, preferentemente al menos el 85 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 95 % en peso están en el intervalo de número de carbonos C14-C18.
6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde de las parafinas en la composición de parafina isomérica renovable el 60-95 % en peso, preferentemente el 60-80 % en peso, más preferentemente el 65-70 % en peso son isoparafinas,
comprendiendo la composición de parafina isomérica renovable preferentemente al menos el 70 % en peso, más preferentemente al menos el 80 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 95 % en peso de parafinas, del peso total de la composición de parafina isomérica renovable.
7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la nafta fósil comprende el 20­ 85 % en peso de parafinas, el 0-35 % en peso de olefinas, el 10-30 % en peso de naftenos y el 0-30 % en peso de compuestos aromáticos del peso total de la nafta fósil, siendo el porcentaje en peso de hidrocarburos en la nafta fósil de preferentemente al menos el 95 % en peso, más preferentemente de al menos el 99 % en peso del peso total de la nafta fósil.
8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende azufre 20-300 ppm en peso, preferentemente 20-250 ppm en peso, más preferentemente 20­ 100 ppm en peso, e incluso más preferentemente 50-65 ppm en peso.
9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa b) se realiza a una temperatura de salida del serpentín (TSS) seleccionada entre el intervalo de 780 °C a 890 °C, preferentemente de 800 °C a 860 °C, más preferentemente de 800 °C a 840 °C e incluso más preferentemente de 800 °C a 820 °C.
10. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende la etapa de
c) someter al menos una porción del producto de craqueo formado en la etapa b) a un tratamiento de purificación para retirar al menos uno de entre CO, CO2 o C2H2.
11. EI método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende la etapa de
d) someter al menos una porción del producto de craqueo formado en la etapa b) o al menos una porción del producto de craqueo sometido al tratamiento de purificación de la etapa c), o ambas, a un tratamiento de polimerización para producir polímeros.
12. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende
proporcionar múltiples hornos de craqueo térmico y
realizar la etapa b) en al menos uno de los múltiples hornos de craqueo térmico.
13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende
obtener productos de craqueo de los múltiples hornos de craqueo térmico y
mezclar los productos de craqueo obtenidos para formar un producto de craqueo combinado, y
opcionalmente someter al menos una porción del producto de craqueo combinado a un tratamiento de purificación para retirar al menos uno de entre CO, CO2 o C2H2 , o a un tratamiento de polimerización para formar polímeros, o tanto al tratamiento de purificación como al tratamiento de polimerización.
14. Una materia prima de craqueo térmico que comprende
el 1-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico, comprendiendo la composición de parafina isomérica renovable
al menos el 60 % en peso de parafinas del peso total de la composición de parafina isomérica renovable, en donde de dichas parafinas el 10-95 % en peso son isoparafinas y de dichas isoparafinas al menos el 80 % en peso están en el intervalo de número de carbonos C14-C18, y la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas es inferior a 0,12, y el 0-99 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico,
siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil al menos el 90 % en peso del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
15. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende
el 50-100 % en peso de composición de parafina isomérica renovable del peso total de la materia prima de craqueo térmico, y
el 0-50 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
16. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con la reivindicación 14 o 15, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende el 50-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-50 % en peso de nafta fósil, preferentemente el 60-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15-40 % en peso de nafta fósil, más preferentemente el 70-85 % en peso de composición de parafina isomérica renovable y el 15­ 30 % en peso de nafta fósil del peso total de la materia prima de craqueo térmico,
siendo la suma de las cantidades en porcentaje en peso de la composición de parafina isomérica renovable y de la nafta fósil preferentemente de al menos el 95 % en peso, más preferentemente al menos el 99 % en peso, del peso total de la materia prima de craqueo térmico.
17. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14 a 16, en donde la relación de la cantidad en porcentaje en peso de isoparafinas con más de tres ramificaciones con respecto a la cantidad total en porcentaje en peso de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable es inferior a 0,10, preferentemente inferior a 0,05.
18. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14 a 17, en donde de las isoparafinas en la composición de parafina isomérica renovable al menos el 85 % en peso, preferentemente al menos el 90 % en peso, más preferentemente al menos el 95 % en peso, están en el intervalo de número de carbonos C14-C18.
19. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14 a 18, en donde de las parafinas en la composición de parafina isomérica renovable el 60-95 % en peso, preferentemente el 60­ 80 % en peso, más preferentemente el 65-70 % en peso son isoparafinas,
comprendiendo la composición de parafina isomérica renovable preferentemente al menos el 70 % en peso, más preferentemente al menos el 80 % en peso, más preferentemente al menos el 90 % en peso, incluso más preferentemente al menos el 99 % en peso de parafinas, del peso total de la composición de parafina isomérica renovable.
20. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14 a 19, en donde la nafta fósil comprende el 20-85 % en peso de parafinas, el 0-35 % en peso de olefinas, el 10-30 % en peso de naftenos y el 0-30 % en peso de compuestos aromáticos del peso total de la nafta fósil, siendo el porcentaje en peso de hidrocarburos en la nafta fósil de preferentemente al menos el 95 % en peso, más preferentemente al menos el 99 % en peso, del peso total de la nafta fósil.
21. La materia prima de craqueo térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 14 a 20, en donde la materia prima de craqueo térmico comprende azufre 20-300 ppm en peso, preferentemente 20-250 ppm en peso, más preferentemente 20-100 ppm en peso y mucho más preferentemente 50-65 ppm en peso.
22. Un producto de craqueo que comprende una mezcla de hidrocarburos que puede obtenerse mediante un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-13 anteriores, en donde la suma de las cantidades en porcentaje en peso de CO, CO2 y C2H2 en el producto de craqueo es inferior al 1,5 % en peso, preferentemente inferior al 1,3 % en peso, más preferentemente inferior al 1,1 % en peso, incluso más preferentemente inferior al 0,8 % en peso, del peso total del producto de craqueo.
23. Un método para producir polímeros, tales como polipropeno, polieteno o ambos, usando un producto de craqueo de acuerdo con la reivindicación 22.
ES201931139A 2019-04-03 2019-12-19 Un método y una materia prima para producir hidrocarburos Active ES2785873B2 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20195271A FI128378B (en) 2019-04-03 2019-04-03 Process and input material for the production of hydrocarbons

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2785873A1 ES2785873A1 (es) 2020-10-07
ES2785873B2 true ES2785873B2 (es) 2021-07-15

Family

ID=69155940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201931139A Active ES2785873B2 (es) 2019-04-03 2019-12-19 Un método y una materia prima para producir hidrocarburos

Country Status (19)

Country Link
US (2) US10844288B2 (es)
JP (1) JP7458413B2 (es)
KR (1) KR20210149053A (es)
CN (1) CN113631688B (es)
AR (1) AR118474A1 (es)
AT (1) AT522389B1 (es)
BE (1) BE1027124B1 (es)
BR (1) BR112021019843A2 (es)
CA (1) CA3130179C (es)
DE (1) DE102019135095B4 (es)
ES (1) ES2785873B2 (es)
FI (1) FI128378B (es)
FR (2) FR3094721B1 (es)
GB (1) GB2596482B (es)
NL (1) NL2024522B1 (es)
SE (1) SE543285C2 (es)
SG (1) SG11202109819RA (es)
TW (1) TWI711695B (es)
WO (1) WO2020201614A1 (es)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI128839B (en) * 2018-04-10 2021-01-15 Neste Oyj Method for preparing a hydrocarbon mixture
EP3933012A1 (en) * 2020-06-29 2022-01-05 Dow Global Technologies LLC Methods for reducing formation of carbon disulfide in steam cracking processes to produce olefins
GB2599372A (en) * 2020-09-25 2022-04-06 Abundia Biomass To Liquids Ltd Converting biomass to jet-fuel
FI129351B (en) 2020-11-06 2021-12-31 Neste Oyj Process for the production of bio - based hydrocarbons
CN116648493A (zh) 2020-12-11 2023-08-25 耐思特公司 具有良好十六烷值和良好冷特性的可再生烃组合物
CN115232904B (zh) * 2021-04-23 2023-11-24 中国石油大学(北京) 一种生产海绵铁的方法
FI130060B (en) * 2021-06-30 2023-01-13 Neste Oyj Process and input material for the production of ethylene
FI130742B1 (fi) 2021-12-27 2024-02-23 Neste Oyj Kestävä lämpökrakkausmenetelmä ja sen tuotteet

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3944481A (en) * 1973-11-05 1976-03-16 The Dow Chemical Company Conversion of crude oil fractions to olefins
US4247386A (en) * 1979-08-06 1981-01-27 Mobil Oil Corporation Conversion of hydrocarbons to olefins
FR2760385B1 (fr) * 1997-03-05 1999-04-16 Inst Francais Du Petrole Catalyseur a base de tamis moleculaire et procede d'hydroisomerisation selective de paraffines longues lineaires et/ou peu ramifiees avec ce catalyseur
US6407301B1 (en) * 2000-10-30 2002-06-18 Uop Llc Ethylene production by steam cracking of normal paraffins
US20030105376A1 (en) 2001-11-30 2003-06-05 Foral Michael J. Purification of polyolefin feedstocks using multiple adsorbents
FR2834515B1 (fr) 2002-01-10 2006-03-10 Atofina Vapocraquage de naphta modifie
CN101903420B (zh) 2007-12-18 2012-09-19 巴塞尔聚烯烃股份有限公司 α-烯烃聚合的气相方法
RU2490310C2 (ru) 2008-04-17 2013-08-20 Юнивейшн Текнолоджиз, Ллк Системы и способы удаления примесей из сырьевой текучей среды
US8581013B2 (en) 2008-06-04 2013-11-12 Syntroleum Corporation Biorenewable naphtha composition and methods of making same
JP5525786B2 (ja) * 2009-08-31 2014-06-18 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 航空燃料油基材の製造方法及び航空燃料油組成物の製造方法
US8394900B2 (en) 2010-03-18 2013-03-12 Syntroleum Corporation Profitable method for carbon capture and storage
DE202010003894U1 (de) 2010-03-22 2010-07-15 Neste Oil Oyj Lösungsmittelzusammensetzung
US8283511B2 (en) * 2010-03-30 2012-10-09 Uop Llc Ethylene production by steam cracking of normal paraffins
US9012710B2 (en) 2011-07-29 2015-04-21 University Of Dayton Fuel compositions containing an isomerized component of a single carbon number and methods of preparing the fuel compositions
US20150353864A1 (en) * 2013-01-21 2015-12-10 Total Research & Technology Feluy Process for the Production of Bio-Naphtha from Complex Mixtures of Natural Occurring Fats & Oils
US8969259B2 (en) * 2013-04-05 2015-03-03 Reg Synthetic Fuels, Llc Bio-based synthetic fluids
US9469583B2 (en) * 2014-01-03 2016-10-18 Neste Oyj Composition comprising paraffin fractions obtained from biological raw materials and method of producing same
US9302960B2 (en) * 2014-05-01 2016-04-05 Uop Llc Process for producing a feed stream for a steam cracker
EP3180367B1 (en) 2014-08-14 2018-04-18 Basell Polyolefine GmbH Multi-reactor slurry polymerization processes with high ethylene purity
SG11201702657RA (en) * 2014-10-13 2017-04-27 Total Res & Technology Feluy Process for the production of high value chemicals from biologically produced materials
EP3095843A1 (en) 2015-05-21 2016-11-23 Neste Oyj Method for producing bio hydrocarbons by thermally cracking a bio-renewable feedstock containing at least 65 wt.% iso-paraffins
EP3095844A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-23 Neste Oyj Method for producing bio hydrocarbons by thermally cracking a bio-renewable feedstock
JP6505866B2 (ja) * 2015-12-03 2019-04-24 旭化成株式会社 プロピレンまたは芳香族炭化水素の製造方法
EP3315592A1 (en) 2016-10-27 2018-05-02 Total Marketing Services Use of biodegradable hydrocarbon fluids as drilling fluids
FI128839B (en) 2018-04-10 2021-01-15 Neste Oyj Method for preparing a hydrocarbon mixture

Also Published As

Publication number Publication date
GB202113832D0 (en) 2021-11-10
WO2020201614A1 (en) 2020-10-08
TWI711695B (zh) 2020-12-01
JP2022528391A (ja) 2022-06-10
ES2785873A1 (es) 2020-10-07
BE1027124B1 (fr) 2020-12-22
US11021658B2 (en) 2021-06-01
CA3130179A1 (en) 2020-10-08
DE102019135095B4 (de) 2021-05-12
FI128378B (en) 2020-04-15
CA3130179C (en) 2024-01-02
FR3099487A1 (fr) 2021-02-05
FR3094721B1 (fr) 2023-04-14
TW202043446A (zh) 2020-12-01
AT522389B1 (de) 2021-02-15
CN113631688A (zh) 2021-11-09
NL2024522B1 (en) 2020-05-14
US20200318016A1 (en) 2020-10-08
SE1951503A1 (en) 2020-10-04
BE1027124A1 (fr) 2020-10-09
US20200362249A1 (en) 2020-11-19
SG11202109819RA (en) 2021-10-28
DE102019135095A1 (de) 2020-10-08
NL2024522A (en) 2020-01-13
JP7458413B2 (ja) 2024-03-29
BR112021019843A2 (pt) 2021-12-21
SE543285C2 (en) 2020-11-17
US10844288B2 (en) 2020-11-24
FI20195271A1 (fi) 2020-04-15
FR3094721A1 (fr) 2020-10-09
GB2596482A (en) 2021-12-29
AT522389A1 (de) 2020-10-15
FR3099487B1 (fr) 2023-03-24
KR20210149053A (ko) 2021-12-08
AR118474A1 (es) 2021-10-06
GB2596482B (en) 2023-05-10
CN113631688B (zh) 2023-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2785873B2 (es) Un método y una materia prima para producir hidrocarburos
US11732197B2 (en) Circular economy for plastic waste to polyethylene and chemicals via refinery crude unit
US20210189248A1 (en) Circular economy for plastic waste to polyethylene via refinery crude unit
US11905466B2 (en) Circular economy for plastic waste to polyethylene via refinery FCC and alkylation units
US20210332299A1 (en) Circular economy for plastic waste to polyethylene via oil refinery with filtering and metal oxide treatment of pyrolysis oil
JP2023519064A (ja) 精製ｆｃｃ又はｆｃｃ／アルキレーションユニットを介したポリエチレンへの廃プラスチックのサーキュラーエコノミー
JP2023504849A (ja) バイオベースの材料をアップグレードするための方法およびアップグレードされた材料
FI128493B (en) Process and input material for the production of hydrocarbons
Hsu et al. Petrochemicals
BE1028738A1 (fr) Procede et charge pour la production d'hydrocarbures

Legal Events

Date Code Title Description
BA2A Patent application published

Ref document number: 2785873

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: A1

Effective date: 20201007

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2785873

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B2

Effective date: 20210715