ES2849956T3 - Método y sistema para la producción de benceno - Google Patents

Abstract

Método (100) para la producción de benceno, en el que se forma una primera mezcla de alimentación que contiene aromáticos alquilados e hidrógeno, y en el que se convierten parcialmente en benceno, por hidrodesalquilación (33), los aromáticos alquilados contenidos en la primera mezcla de alimentación y el hidrógeno contenido en la primera mezcla de alimentación para obtener una primera mezcla de productos, donde la primera mezcla de productos contiene el benceno, los aromáticos alquilados no transformados, los alcanos con uno a tres átomos de carbono formados durante la transformación en benceno de los aromáticos alquilados y el hidrógeno no transformado, y donde al menos una parte de los alcanos con uno a tres átomos de carbono y del hidrógeno se separa de la primera mezcla de productos para obtener una fracción de gas ligero, caracterizado por que el hidrógeno contenido en la primera mezcla de alimentación se proporciona utilizando, al menos en parte, un proceso (18) de separación a baja temperatura, al que se alimenta al menos una parte de una segunda mezcla de productos, donde la segunda mezcla de productos se forma, al menos en parte, mediante craqueo (11) por vapor de una segunda mezcla de alimentación, y por que la fracción de gas ligero se alimenta también al menos en parte al proceso (18) de separación a baja temperatura, donde la segunda mezcla de productos o la parte de esta alimentada a la separación (18) a baja temperatura y la fracción de gas ligero o la parte de esta alimentada a la separación (18) a baja temperatura se someten a una extracción (16) de gases ácidos y posteriormente a la separación (18) a baja temperatura.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y sistema para la producción de benceno

La invención se refiere a un método y a un sistema para la producción de benceno según los preámbulos de las reivindicaciones independientes.

Estado de la técnica

El benceno puede producirse por hidrodesalquilación de compuestos como el tolueno, los xilenos y los aromáticos alquilados con nueve átomos de carbono. Dichos compuestos de partida se obtienen a menudo en forma de la llamada fracción BTX, que puede formarse, por ejemplo, utilizando la llamada bencina pirolítica producida en el craqueo por vapor. Fuentes alternativas son el reformado en la reformación catalítica y la gasolina de hidrogenación en la carbonización del carbón.

La bencina pirolítica procedente del craqueo por vapor suele estar compuesta principalmente o exclusivamente por hidrocarburos con cinco a diez átomos de carbono, la mayoría de los cuales son aromáticos. Los alifáticos contenidos son predominantemente insaturados e incluyen una alta proporción de acetilenos y dienos. En consecuencia, la bencina pirolítica es inestable y no puede almacenarse debido a la tendencia a la polimerización de los componentes mencionados. Por lo tanto, se trata en varias etapas.

Por ejemplo, en un primer momento se puede realizar una hidrogenación selectiva para convertir acetilenos, dienos y estirenos en olefinas. Tras la separación de los componentes de mayor peso molecular, la bencina pirolítica correctamente tratada puede someterse a un proceso de separación en el que normalmente, entre otras cosas, se forma una fracción que contiene principalmente o exclusivamente hidrocarburos con seis a ocho átomos de carbono. Esta recibe el nombre de “fracción de corazón” (en inglés: heart cut).

La fracción de corazón puede someterse a una hidrodesulfuración, en la que las olefinas se convierten en parafinas y naftenos y el azufre ligado orgánicamente se convierte en sulfuro de hidrógeno, que puede ser expulsado en un rectificador posterior. La fracción de corazón correctamente tratada puede entonces someterse a una extracción de aromáticos, en la que la fracción BTX se separa de los alifáticos.

En la hidrodesalquilación, los restos de alquilos suelen disociarse del anillo bencénico, consumiendo cada uno una molécula de hidrógeno y formando los correspondientes alcanos. Se conocen métodos de hidrodesalquilación catalíticos y térmicos. Estos métodos tienen en común que, en cada caso, hay que aportar hidrógeno para la hidrodesalquilación.

Para proporcionar hidrógeno en procesos a gran escala se suelen emplear métodos de reformado como, por ejemplo, el reformado catalítico en refinerías o el reformado con vapor. En este último, los hidrocarburos se introducen con vapor en uno o varios reactores catalíticos y se convierten allí, entre otras cosas, en monóxido de carbono e hidrógeno, es decir, en gas de síntesis. Para aumentar el contenido de hidrógeno, seguidamente se suele utilizar una reacción de intercambio gas-agua (water-gas shift), en la que el monóxido de carbono con agua se convierte en más hidrógeno y dióxido de carbono. A continuación, se puede separar el hidrógeno.

Para más detalles sobre la hidrodesalquilación y la producción de hidrógeno, consúltese la bibliografía pertinente, por ejemplo, el artículo “ Benzene” en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, consultable en línea desde el 15 de junio de 2000, DOI 10.1002/14356007.a03_475, especialmente la sección 5.3.1, “Hydrodealkylation” , y el artículo “ Hydrogen” en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, edición en línea del 15 de junio de 2000, DOI: 10.1002/14356007.a13_297.

El documento DE 2814367 A1 describe un método para la producción de benceno, en el que una carga de hidrocarburos rica en alquiloaromáticos y que contiene aproximadamente del 2 al 20 % en peso de hidrocarburos parafinados (iso y normales) y naftenos o mezclas de estos hidrocarburos se somete a un tratamiento con hidrógeno en una primera zona catalítica a una temperatura de 450 a 570 0C bajo una presión de 10 a 50 bares a un caudal de 0,1 a 10 cm3 de carga líquida por cm3 de catalizador y por hora, con una relación molar hidrógeno/hidrocarburos de 2 a 10, en presencia de un catalizador a base de mordenita que contiene menos del 0,6 % en peso de sodio y cuyas aberturas de poros son de aproximadamente 5 a 6 Á y que contiene cationes de los metales de los grupos VIII y IB del sistema periódico, conduciéndose a continuación al menos una parte del efluente de la primera zona catalítica a una segunda zona, donde se somete a hidrodesalquilación bien térmicamente a 620-720 0C, o bien catalíticamente en un segundo lecho catalítico a una temperatura de 500 a 650 bajo una presión de 10 a 50 bares, con un caudal de 0,1 a 10 y una relación molar hidrógeno/hidrocarburos de 2 a 10, comprendiendo dicho catalizador un portador no selectivo.

En la obtención de hidrógeno a partir de gas de síntesis para su uso en la hidrodesalquilación se suele utilizar una separación a baja temperatura previa a la hidrodesulfuración. Además, el hidrógeno que no se ha convertido en la hidrodesulfuración y que se va a volver a utilizar en la hidrodesulfuración también debe liberarse de restos de benceno de un modo convencional y laborioso. Por último, dado que en la hidrodesalquilación suelen añadirse compuestos de azufre para evitar la coquización de los reactores, se requiere finalmente un lavado cáustico. Además, en las hidrodesalquilaciones se utiliza una columna de absorción de benceno, cuyo cometido es minimizar las pérdidas de benceno con la corriente de gas ligero.

Los factores mencionados anteriormente aumentan los costes y los equipos necesarios para la producción de benceno por hidrodesalquilación. La presente invención tiene como objetivo aportar mejoras en este sentido.

Descripción de la invención

En este contexto, la presente invención propone un método y un sistema para la producción de benceno con las características de las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes, así como la siguiente descripción, tienen por objeto diversas realizaciones.

Antes de explicar las características y ventajas de la presente invención, se explicarán sus principios y los términos utilizados.

Las mezclas líquidas y gaseosas, pueden ser, en la terminología utilizada en la presente descripción, pobres o ricas en uno o varios componentes, donde “ rica(s)” puede significar un contenido de, al menos, el 50 %, 75 %, 90 %, 95 %, 99 %, 99,5 %, 99,9 % o 99,99 %, y “pobre(s)” un contenido de, como máximo, el 50 %, 25 %, 10 %, 5 %, 1 %, 0,1 % o 0,01 % basado en moles, peso o volumen. El término “predominantemente” se puede corresponder con la definición de “ rico” . Las mezclas líquidas y gaseosas pueden, en la terminología utilizada en la presente descripción, estar además enriquecidas o empobrecidas en uno o varios componentes, donde dichos términos se refieren a un contenido correspondiente en una mezcla de partida de la cual se haya obtenido la corriente líquida o gaseosa. La mezcla líquida o gaseosa está “enriquecida” cuando contiene al menos 1,1; 1,5; 2; 5; 10; 100 o 1000 veces el contenido de un componente correspondiente, con respecto a la mezcla de partida, y está “empobrecida” cuando contiene como máximo 0,9; 0,5; 0,1; 0,01; o 0,001 veces dicho contenido. Si, por ejemplo, se habla de “ metano” o “ hidrógeno” o de una fracción correspondiente, se entiende también una mezcla rica en el componente en cuestión. No obstante, también puede tratarse del respectivo gas puro.

Una mezcla líquida o gaseosa se “deriva” de otra mezcla líquida o gaseosa (también llamada mezcla de partida) o se “forma” a partir de esa mezcla o utilizando esa mezcla si presenta al menos algunos componentes contenidos en la corriente de partida u obtenidos de esa corriente de partida. Una mezcla generada en este sentido puede formarse a partir de la mezcla de partida por separación o derivación de una corriente parcial o de uno o más componentes, por enriquecimiento o empobrecimiento con respecto a uno o más componentes, por conversión química o física de uno o más componentes, por calentamiento, enfriamiento, aplicación de presión y procesos similares. No obstante, una “formación” de, por ejemplo, una mezcla de alimentación para un proceso de separación posterior, también puede representar simplemente conducir una mezcla apropiada por un conducto adecuado y alimentarla al proceso de separación.

Ventajas de la invención

La presente invención se basa en el conocimiento de que la integración extensiva de una hidrodesalquilación y de un método de craqueo por vapor ofrece ventajas particulares y solventa, al menos parcialmente, las desventajas mencionadas al principio. Los métodos y los sistemas correspondientes para la producción de olefinas como el etileno mediante craqueo por vapor son conocidos y se describen, por ejemplo, en el artículo “ Ethylene” de la Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, en línea desde el 15 de abril de 2009, DOI 10.1002/14356007.a10_045.pub3.

En el craqueo por vapor, como es sabido, se forman mezclas de sustancias que pueden someterse a una preparación adecuada y, para la separación en componentes o grupos de componentes, a secuencias de separación conocidas. Un ejemplo de dichas secuencias de separación se explica con más detalle con referencia a la Figura 1 adjunta. Las secuencias de separación correspondientes se conocen en el estado de la técnica citado y difieren esencialmente en el orden de las etapas de separación utilizadas.

Normalmente, una mezcla de sustancias correspondiente, en lo sucesivo también denominada “ mezcla de productos” del craqueo por vapor, se somete primero a un enfriamiento, por ejemplo, en un enfriador lineal (en inglés: Transfer Line Exchanger, TLE), aunque dicha mezcla de sustancias puede contener no solo los productos deseados sino también subproductos y eductos no transformados. A continuación, se separan los componentes más pesados, normalmente mediante un circuito de aceite y otro de agua. Se puede formar una fracción de bencina pirolítica y se puede recuperar agua. De la mezcla de productos se separa bencina pirolítica adicional en un proceso de compresión posterior. Durante la compresión, es decir, en particular en una etapa intermedia de un compresor multietapa utilizado, se lleva a cabo normalmente la eliminación de gases ácidos, por lo general mediante un lavado amínico o cáustico. A continuación, la mezcla de productos debidamente preparada se seca y se preenfría antes de someterla a una separación a baja temperatura.

La separación a baja temperatura puede adoptar, por ejemplo, la forma de un método denominado “ Deethanizer First” , “ Demethanizer First” o “ Depropanizer First” . Para los detalles correspondientes, remítase al estado de la técnica citado al principio. En la correspondiente separación a baja temperatura, se suele separar una fracción de hidrógeno y otra de metano. La fracción de hidrógeno suele presentar un contenido de hidrógeno del 80 % al 95 %.

Para formar una fracción de hidrógeno apropiada, por ejemplo, también puede formarse primero una fracción que contenga predominante o exclusivamente hidrógeno y metano, de la que luego puede separarse el hidrógeno, por ejemplo, mediante adsorción por cambio de presión. La fracción de hidrógeno se forma típicamente utilizando un desmetanizador conocido, en el que los componentes más pesados se separan en forma líquida de una mezcla de gas correspondiente.

Otras fracciones que pueden formarse en una correspondiente separación a baja temperatura incluyen una fracción que contiene predominantemente o exclusivamente hidrocarburos con dos átomos de carbono, en particular etano y etileno. De aquí puede separarse la fracción de etileno y proporcionarse como producto. El etano puede reconducirse para, por ejemplo, el craqueo por vapor. En relación con la obtención de otras fracciones, remítase al estado de la técnica. Una apropiada separación a baja temperatura o cada una de sus etapas pueden, en particular, estar precedidas por, intercaladas con o seguidas de una hidrogenación. Esta sirve, en particular, para convertir los acetilenos contenidos en la mezcla de productos en las olefinas correspondientes. En particular, también puede formarse una fracción adicional de bencina pirolítica en una correspondiente separación a baja temperatura.

La presente invención propone ahora utilizar en la hidrodesalquilación la fracción de hidrógeno procedente de la separación a baja temperatura del craqueo por vapor en lugar de una fracción de hidrógeno suministrada por separado. De este modo, se puede prescindir de un método de reformación separado y de las correspondientes etapas de separación a baja temperatura, así como de la columna de absorción. La fracción de hidrógeno procedente de la separación a baja temperatura del proceso de craqueo por vapor es suficientemente pura y está en condiciones adecuadas para utilizarse directamente en la hidrodesalquilación. Preferentemente, solo se requiere una compresión de esta fracción de hidrógeno para poderla alimentar a un reactor adecuado.

Otro aspecto de la presente invención es el tratamiento del hidrógeno no transformado en la hidrodesalquilación, o de una correspondiente fracción de gas ligero. Dicho hidrógeno, junto con los alcanos de cadena corta formados durante la desalquilación, se separa de una mezcla de productos de la hidrodesalquilación en una fracción de gas ligero correspondiente que contiene estos componentes. De este modo, la fracción de gas ligero comprende, además de hidrógeno, alcanos de cadena corta, en particular, metano, opcionalmente etano y/o etileno, y además opcionalmente propano y/o propileno.

Tradicionalmente, el hidrógeno en cuestión se debe purificar en un proceso laborioso antes de poder utilizarse de nuevo en el proceso de hidrodesalquilación. La presente invención propone ahora, en cambio, someter esa fracción a la separación a la que también se somete la mezcla de productos del proceso de craqueo por vapor. En particular, una fracción correspondiente se conduce a una secuencia de separación apropiada antes de una compresión. Como se ha mencionado, en el transcurso de dicha compresión suele tener lugar también un lavado amínico o cáustico, en el que se extraen los gases ácidos de la correspondiente mezcla de gases. Más generalmente, se produce una extracción de gases ácidos durante la separación a la que se somete la mezcla de productos del proceso de craqueo por vapor. Ventajosamente, dicha fracción de gas ligero no solo se conduce a la separación antes de la compresión, sino también, según la invención, a la extracción de gases ácidos, por ejemplo, a un lavado amínico o cáustico. Dado que, como se ha mencionado, en la hidrodesalquilación también se utilizan compuestos de azufre, y dado que estos pueden convertirse en una mezcla de productos apropiada y, por tanto, también en la fracción de gas ligero, puede realizarse de este modo un lavado o, dependiendo del proceso utilizado, otro tipo de eliminación de los compuestos de azufre sin necesidad de un lavado cáustico separado u otro proceso separado para la eliminación de gases ácidos.

En general, la presente invención propone un método para producir benceno que incluye la formación de una primera mezcla de alimentación que comprende aromáticos alquilados e hidrógeno, y que convierte parcialmente en benceno, por hidrodesalquilación, los aromáticos alquilados contenidos en la primera mezcla de alimentación y el hidrógeno contenido en la primera mezcla de alimentación para obtener una primera mezcla de productos. La primera mezcla de productos contiene el benceno, los aromáticos alquilados no transformados, los alcanos con uno a tres átomos de carbono formados durante la transformación en benceno de los aromáticos alquilados y el hidrógeno no transformado. Como se conoce del estado de la técnica, al menos una parte de los alcanos con uno a tres átomos de carbono y del hidrógeno se separa de la primera mezcla de productos para obtener una fracción de gas ligero. La fracción de gas ligero contiene sobre todo hidrógeno y los citados alcanos de cadena corta, pero también puede contener restos de benceno.

La presente invención propone ahora, como ya se ha explicado con otras palabras, que el hidrógeno contenido en la primera mezcla de alimentación se proporcione utilizando, al menos en parte, un proceso de separación a baja temperatura, al que se alimenta al menos una parte de una segunda mezcla de productos, donde la segunda mezcla de productos se forma, al menos en parte, mediante craqueo por vapor de una segunda mezcla de alimentación, y que la fracción de gas ligero se alimente también al menos en parte al proceso de separación a baja temperatura. Con el método según la invención se aprovechan los efectos de sinergia entre un proceso de craqueo por vapor y una hidrodesalquilación, que permiten, en particular, prescindir de un suministro separado de hidrógeno para la hidrodesalquilación y de un tratamiento separado de una fracción de gas ligero correspondiente. Los detalles y las ventajas ya se han explicado.

Como también se ha mencionado anteriormente, la segunda mezcla de productos o su parte alimentada a la separación a baja temperatura y la fracción de gas ligero o su parte alimentada a la separación a baja temperatura se comprimen y posteriormente se someten a la separación a baja temperatura. Como se ha mencionado, la eliminación de gases ácidos se lleva a cabo durante la compresión, lo que también es especialmente ventajoso para el tratamiento de la fracción de gas ligero procedente de la hidrodesalquilación. La eliminación de gases ácidos se lleva a cabo “en el transcurso de la compresión” porque se realiza, en particular, a una presión intermedia, es decir, después de una o más primeras etapas de compresión y antes de una o más segundas etapas de compresión. En el contexto de la presente invención, la eliminación de gases ácidos puede comprender, en particular, un lavado cáustico y/o amínico.

En otras palabras, la separación a baja temperatura es parte de una secuencia de separación o secuencia de procesamiento en la que también puede tener lugar una compresión antes de la separación a baja temperatura y, según la invención, se lleva a cabo una eliminación de gases ácidos. La eliminación de gases ácidos no tiene por qué producirse en el transcurso de la compresión, como se ha explicado anteriormente. En cualquier caso, la sinergia puede lograrse de forma especialmente ventajosa alimentando la fracción de gas ligero antes de la compresión y/o la eliminación de gases ácidos de la secuencia de separación o la secuencia de procesamiento. De este modo, según la invención, se prescinde de una eliminación separada de gases ácidos.

En principio, el hidrógeno puede separarse de cualquier forma en la separación a baja temperatura. No obstante, en el método resulta ventajoso si la separación a baja temperatura comprende la desmetanización, y si el hidrógeno contenido en la primera mezcla de alimentación se proporciona utilizando, al menos en parte, la desmetanización. Una desmetanización correspondiente puede tener lugar como primera etapa (“ Demethanizer First” ), segunda etapa (“ Deethanizer First” ) o también como etapa adicional en una secuencia de separación apropiada.

Es especialmente ventajoso si se proporciona además una fracción de bencina pirolítica utilizando al menos una parte de la segunda mezcla de productos, es decir, la mezcla de productos del proceso de craqueo por vapor. Como se ha mencionado, una fracción de bencina pirolítica correspondiente puede generarse, en particular, en un lavado con agua al que se somete una mezcla de productos correspondiente. En la compresión y en la separación a baja temperatura se puede formar bencina pirolítica adicional. La presente invención propone ahora utilizar una fracción de bencina pirolítica correspondiente también para la obtención de benceno.

A este respecto, es particularmente ventajoso si al menos una parte de los aromáticos alquilados contenidos en la primera mezcla de alimentación se proporciona mediante una preparación de al menos una parte de la fracción de bencina pirolítica. De este modo, se puede conseguir una mayor integración material entre el proceso de craqueo por vapor y la hidrodesalquilación.

Es particularmente ventajoso a este respecto si la preparación de la fracción de bencina pirolítica o de una parte de ella comprende la hidrogenación y/o la separación y/o la hidrodesulfuración y/o la extracción de aromáticos. Las etapas correspondientes son elegidas por el experto en función de los requisitos y, en particular, también en función de la composición de una fracción de bencina pirolítica correspondiente. Para más detalles, remítase, por ejemplo, a las explicaciones de la Figura 1 adjunta y también a la bibliografía. En particular, en el contexto de la presente invención, por ejemplo, la primera mezcla de alimentación puede formarse de manera que sea pobre en o esté libre de compuestos no aromáticos en el sentido explicado anteriormente. Esto se puede conseguir, por ejemplo, formando la primera mezcla de alimentación, al menos en parte, a partir de una o más fracciones de una extracción de aromáticos. De este modo, se puede evitar que entren en la hidrodesalquilación cantidades significativas de compuestos que se sabe que pueden aumentar la exotermicidad de la hidrodesalquilación de forma excesiva en su presencia. Esto evita el uso de etapas de proceso separadas.

En particular, como se ha mencionado anteriormente, en el contexto de la presente invención se puede ahorrar una provisión separada de hidrógeno para la hidrodesalquilación.

No obstante, el hidrógeno proporcionado en la separación a baja temperatura y contenido en la primera mezcla de alimentación se somete ventajosamente a una compresión para formar la primera mezcla de alimentación, de modo que este hidrógeno está también a una presión adecuada para la hidrodesalquilación.

En particular, el método de la presente invención está indicado para procesos de craqueo por vapor a los que se someten insumos líquidos; por tanto, en particular, la segunda mezcla de alimentación contiene nafta. Los aromáticos alquilados comprenden ventajosamente tolueno y xilenos.

Después de la hidrodesalquilación, al menos una parte del benceno y de los aromáticos alquilados no transformados se separa de la primera mezcla de productos, obteniéndose una fracción líquida. Finalmente, utilizando al menos una parte de esta fracción líquida, se forma una fracción que contiene predominantemente o exclusivamente benceno y una fracción que contiene predominantemente o exclusivamente aromáticos alquilados no transformados. La primera puede realizarse como fracción de producto, mientras que la segunda puede reconducirse especialmente, al menos en parte, al proceso de hidrodesalquilación.

La presente invención se extiende además a un sistema para la producción de benceno, al que se hace referencia en la reivindicación correspondiente. Un sistema correspondiente se crea, en particular, para ejecutar un método como el explicado anteriormente, y cuenta con medios adecuadamente diseñados para ese fin. Con respecto a las características y ventajas de un sistema correspondiente, se hace referencia a las explicaciones anteriores relativas al método según la invención y sus realizaciones.

A continuación, la invención se explicará en mayor detalle haciendo referencia a la figura anexa, en la que se ilustra un método según la invención.

Breve descripción de la figura

La Figura 1 muestra un método según una realización de la invención a modo de diagrama de flujo esquemático.

Descripción detallada de la figura

La Figura 1 muestra un método según una realización especialmente preferida de la invención. El método se indica en general con el número 100. Si a continuación se explican características del método o etapas del método, estas explicaciones se aplican igualmente a los elementos previstos en un sistema correspondiente. Por lo tanto, si el método se describe a continuación, las explicaciones respectivas son válidas por analogía para un sistema correspondiente.

En el método 100 ilustrado en la Figura 1, una corriente a de hidrocarburos y una corriente b de vapor se conducen a un horno 11 de craqueo por vapor. Se forma un gas de descomposición que se descarga desde el horno 11 de craqueo por vapor en forma de una corriente c de gas de descomposición. En particular, la representación se simplifica en gran medida en la presente descripción ya que, en la práctica, pueden utilizarse múltiples corrientes de alimentación y/o corrientes de vapor, así como flujos de sustancias y similares realimentados adicionalmente, que pueden conducirse a uno o más hornos de craqueo por vapor que pueden operar bajo las mismas o diferentes condiciones. Por ejemplo, también pueden preverse uno o más hornos de craqueo por vapor diseñados para corrientes de alimentación (total, predominante o parcialmente) líquidas y/o uno o más hornos de craqueo por vapor diseñados para corrientes de alimentación (total, predominante o parcialmente) gaseosas. En consecuencia, también pueden formarse varias corrientes de gas de descomposición, que pueden combinarse, por ejemplo. Los flujos de sustancias y los componentes del sistema explicados a continuación también pueden ser únicos o múltiples.

En el ejemplo mostrado, la corriente c de gas de descomposición se conduce a un proceso 12 de enfriamiento, por ejemplo, utilizando un enfriador lineal. En un fraccionamiento primario 13, los componentes pesados con un punto de ebullición típicamente superior a 200 °C se separan del gas de descomposición, por ejemplo, utilizando un circuito de aceite o mediante otros métodos conocidos del estado de la técnica, y se retiran en forma de una corriente d de aceite pirolítico en el ejemplo mostrado. El gas de descomposición, correspondientemente liberado de componentes pesados, se conduce en forma de corriente de gas de descomposición designada como c a un proceso 13 de lavado de agua, donde se libera de componentes de la fracción de bencina pirolítica utilizando agua de lavado y se separa del vapor utilizado en el craqueo mediante condensación. Estos componentes de hidrocarburos también pueden reconducirse, por ejemplo, al fraccionamiento primario 13, donde pueden utilizarse para lavar los componentes pesados. Al menos una parte de la fracción de bencina pirolítica se extrae en forma de corriente e de bencina pirolítica en el ejemplo mostrado.

Aun cuando en el ejemplo representado se alimente ahora un flujo z de sustancias (véase más adelante) a la corriente de gas de descomposición, aquí se sigue designando con c una corriente colectiva correspondiente. Esta se conduce a un proceso 15 de compresión que tiene asignado un proceso 16 de eliminación de gases ácidos. La compresión 15 tiene lugar en varias etapas; en una etapa intermedia, el flujo de sustancias comprimido se conduce así al proceso 16 de eliminación de gases ácidos. También son posibles otras configuraciones. En la compresión se separan otros componentes de la fracción de bencina pirolítica, que se extraen en forma de una corriente f de bencina pirolítica adicional. La mezcla de gases liberada de gases ácidos se conduce ahora a un proceso 17 de preenfriamiento y secado en forma de un flujo de sustancias designado todavía como c, donde se libera de agua residual y se preenfría antes de conducirse a un proceso 18 de separación a baja temperatura. Para más detalles sobre la separación 18 a baja temperatura, remítase a la bibliografía citada al principio. En aras de la claridad, la separación 18 a baja temperatura se ilustra aquí en forma de una única unidad. En la práctica, en un proceso 18 de separación a baja temperatura correspondiente hay unidades de separación dispuestas secuencialmente (por ejemplo, desetanizador, desmetanizador, despropanizador, etc.).

En el proceso 18 de separación a baja temperatura se forman varias fracciones a partir del gas de descomposición, de las cuales solo una fracción de hidrógeno y otra de bencina pirolítica son de interés y, por tanto, se describirán con más detalle. Estas se extraen del proceso 18 de separación a baja temperatura en forma de una corriente g de hidrógeno y de una corriente h adicional de bencina pirolítica. Por ejemplo, la fracción de hidrógeno puede separarse de una mezcla de gases que contenga predominante o exclusivamente hidrógeno y metano, formada en el proceso de separación a baja temperatura en un desmetanizador. Como se ha mencionado, contiene, por ejemplo, un 90 % de hidrógeno. La fracción de bencina pirolítica se forma, por ejemplo, en un desbutanizador, en el que los hidrocarburos con cuatro átomos de carbono se separan de una mezcla que contiene esos hidrocarburos con cuatro átomos de carbono, así como hidrocarburos más pesados. La fracción de bencina pirolítica formada en el desbutanizador contiene, por tanto, los hidrocarburos más pesados mencionados, en particular hidrocarburos con cinco a diez átomos de carbono.

Las demás fracciones formadas en la separación 18 a baja temperatura, que no se explican por separado en la presente descripción, incluyen, por ejemplo, una fracción que comprende predominante o exclusivamente metano, una fracción que comprende predominante o exclusivamente hidrocarburos con dos átomos de carbono, una fracción que comprende predominante o exclusivamente hidrocarburos con tres átomos de carbono y una fracción que comprende predominante o exclusivamente hidrocarburos con dos átomos de carbono. También pueden formarse subfracciones de las fracciones correspondientes; por ejemplo, a partir de la fracción que contenga predominante o exclusivamente hidrocarburos con dos átomos de carbono puede formarse una fracción que contenga predominante o exclusivamente etileno y una fracción que contenga predominante o exclusivamente etano. Esta última se puede reconducir, por ejemplo, al horno 11 de craqueo o a uno de los muchos hornos de craqueo de este tipo, en particular, a un horno de craqueo separado diseñado para insumos gaseosos. Lo mismo es válido por analogía para las demás fracciones. Todas las fracciones pueden someterse a etapas adecuadas de postratamiento, separación, transformación y preparación. La separación 18 a baja temperatura puede, por ejemplo, incluir también etapas de hidrogenación, o tales etapas de hidrogenación pueden ser previas y/o posteriores a la separación 18 a baja temperatura.

Las corrientes e, f y h de bencina pirolítica se combinan para formar una corriente colectiva i de bencina pirolítica en la realización de la invención aquí ilustrada, pero también pueden utilizarse por separado. La fracción de bencina pirolítica comprende principalmente o exclusivamente hidrocarburos con cinco a diez átomos de carbono, la mayoría de los cuales son aromáticos. Los alifáticos contenidos son predominantemente insaturados e incluyen una alta proporción de acetilenos y dienos. En consecuencia, la fracción de bencina pirolítica es inestable y no puede almacenarse debido a la tendencia a la polimerización de los componentes mencionados. Por tanto, en función de las etapas secundarias del método, la fracción de bencina pirolítica se puede seguir tratando en varias etapas. Lo más común, y lo que se ilustra aquí, es la hidrogenación selectiva 21 de toda la fracción de bencina pirolítica para convertir acetilenos, dienos y estirenos en olefinas. Tras la separación de los componentes de mayor peso molecular (no ilustrados), la fracción de bencina pirolítica adecuadamente tratada puede conducirse a un proceso 22 de separación en forma de un flujo k de sustancias.

En la separación 22, se forman tres fracciones en el ejemplo ilustrado, que se retiran en forma de flujos de sustancias correspondientes. Se trata de una fracción que contiene predominantemente o exclusivamente hidrocarburos con cinco átomos de carbono (flujo de sustancias I), una fracción que contiene predominantemente o exclusivamente hidrocarburos con seis a ocho átomos de carbono (la denominada fracción de corazón, del inglés heart cut, flujo de sustancias m), y una fracción que contiene predominantemente o exclusivamente hidrocarburos más pesados (flujo de sustancias n). La fracción de corazón puede someterse a una hidrodesulfuración 23, en la que las olefinas se convierten en parafinas y naftenos y el azufre ligado se convierte en sulfuro de hidrógeno, que puede ser expulsado en un rectificador posterior (no ilustrado). La fracción de corazón debidamente tratada se somete a una extracción 24 de aromáticos en forma de un flujo o de sustancias, en la que los aromáticos (la fracción BTX mencionada anteriormente) se separan de los alifáticos de una forma conocida. De la extracción 24 de aromáticos se produce una corriente p de aromáticos en el ejemplo ilustrado; los alifáticos no se muestran.

La corriente p de aromáticos, junto con la corriente g de hidrógeno comprimida en un compresor 31 de hidrógeno, denotada aquí como q, se conduce, si es necesario, a un tratamiento 32, que puede comprender, por ejemplo, un calentamiento y, si es necesario, una hidrogenación, y posteriormente, en forma de corriente r de alimentación, a una hidrodesalquilación 33. Una mezcla de productos formada en la hidrodesalquilación 33 se enfría (no se muestra) y se alimenta a una separación 34 de fases en forma de una corriente s de productos. En la separación 34 de fases se separa una fracción líquida dejando una fracción gaseosa. La fracción de gas que contiene predominantemente o exclusivamente los alcanos escindidos de los aromáticos alquilados en la hidrodesalquilación 33, el hidrógeno residual y los restos de aromáticos se extrae en forma de un flujo t de sustancias. La fracción líquida, que contiene principalmente aromáticos, se conduce en forma de un flujo u de sustancias a un proceso 35 de estabilización en el que se expulsan los restos de hidrógeno y alcanos. La fracción expulsada se extrae de forma gaseosa como un flujo v de sustancias.

Queda una fracción líquida, que se puede alimentar en forma de un flujo w de sustancias, por ejemplo, a un proceso 26 de tratamiento de arcilla y posteriormente a un proceso 37 de separación. En la separación 37, una fracción que contiene predominantemente o exclusivamente aromáticos desalquilados puede extraerse en forma de un flujo x de sustancias. Los aromáticos no desalquilados pueden reconducirse al proceso 32 de preparación o al proceso 33 de hidrodesalquilación en forma de un flujo de sustancias que contenga predominante o exclusivamente dichos aromáticos. En el ejemplo mostrado, los flujos t y v de sustancias se combinan para formar una corriente colectiva z, que puede combinarse con la corriente c de gas de descomposición previamente o en la compresión 15.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   i. Método (100) para la producción de benceno, en el que se forma una primera mezcla de alimentación que contiene aromáticos alquilados e hidrógeno, y en el que se convierten parcialmente en benceno, por hidrodesalquilación (33), los aromáticos alquilados contenidos en la primera mezcla de alimentación y el hidrógeno contenido en la primera mezcla de alimentación para obtener una primera mezcla de productos, donde la primera mezcla de productos contiene el benceno, los aromáticos alquilados no transformados, los alcanos con uno a tres átomos de carbono formados durante la transformación en benceno de los aromáticos alquilados y el hidrógeno no transformado, y donde al menos una parte de los alcanos con uno a tres átomos de carbono y del hidrógeno se separa de la primera mezcla de productos para obtener una fracción de gas ligero, caracterizado por que el hidrógeno contenido en la primera mezcla de alimentación se proporciona utilizando, al menos en parte, un proceso (18) de separación a baja temperatura, al que se alimenta al menos una parte de una segunda mezcla de productos, donde la segunda mezcla de productos se forma, al menos en parte, mediante craqueo (11) por vapor de una segunda mezcla de alimentación, y por que la fracción de gas ligero se alimenta también al menos en parte al proceso (18) de separación a baja temperatura, donde la segunda mezcla de productos o la parte de esta alimentada a la separación (18) a baja temperatura y la fracción de gas ligero o la parte de esta alimentada a la separación (18) a baja temperatura se someten a una extracción (16) de gases ácidos y posteriormente a la separación (18) a baja temperatura.
2. 2. Método (100) según la reivindicación 1, en el que la segunda mezcla de productos o su parte alimentada a la separación (18) a baja temperatura y la fracción de gas ligero o su parte alimentada a la separación (18) a baja temperatura se comprimen (15) y posteriormente se someten a la separación (18) a baja temperatura.
3. 3. Método (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la separación a baja temperatura comprende una desmetanización, y en el que el hidrógeno contenido en la primera mezcla de alimentación se proporciona utilizando, al menos en parte, la desmetanización.
4. 4. Método (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se proporciona una fracción de bencina pirolítica utilizando al menos una parte de la segunda mezcla de productos.
5. 5. Método (100) según la reivindicación 4, en el que al menos una parte de los aromáticos alquilados contenidos en la primera mezcla de alimentación se proporciona mediante una preparación de al menos una parte de la fracción de bencina pirolítica.
6. 6. Método (100) según la reivindicación 5, en el que la primera mezcla de alimentación es pobre en o está libre de hidrocarburos no aromáticos.
7. 7. Método (100) según la reivindicación 6 o 7, en el que la preparación de la fracción de bencina pirolítica o parte de ella comprende una hidrogenación (21) y/o una separación (22) y/o una hidrodesulfuración (23) y/o una extracción (24) de aromáticos.
8. 8. Método (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el hidrógeno proporcionado con el uso de la separación (18) a baja temperatura y contenido en la primera mezcla de alimentación se somete a una compresión (31) para formar la primera mezcla de alimentación.
9. 9. Método (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la segunda mezcla de alimentación contiene nafta.
10. 10. Método (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que los aromáticos alquilados comprenden tolueno y xilenos.
11. 11. Método (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos una parte del benceno y de los aromáticos alquilados no transformados se separa de la primera mezcla de productos, obteniéndose una fracción líquida.
12. 12. Método (100) según la reivindicación 11, en el que, utilizando al menos una parte de la fracción líquida, se forma una fracción que contiene predominantemente o exclusivamente benceno y una fracción que contiene predominantemente o exclusivamente los aromáticos alquilados no transformados.
13. 13. Método (100) según la reivindicación 12, en el que la fracción que contiene predominantemente o exclusivamente los aromáticos alquilados no transformados se reconduce al menos en parte al proceso de hidrodesalquilación.
14. 14. Sistema para la producción de benceno, con medios adaptados para formar una primera mezcla de alimentación que contiene aromáticos alquilados e hidrógeno, y con al menos un reactor adaptado para convertir parcialmente en benceno, por hidrodesalquilación (33), los aromáticos alquilados contenidos en la primera mezcla de alimentación y el hidrógeno contenido en la primera mezcla de alimentación para obtener una primera mezcla de productos, donde la primera mezcla de productos contiene el benceno, los aromáticos alquilados no transformados, los alcanos con uno a tres átomos de carbono formados durante la transformación en benceno de los aromáticos alquilados y el hidrógeno no transformado, y donde se proporcionan uno o varios dispositivos de separación adaptados para separar de la primera mezcla de productos al menos una parte de los alcanos con uno a tres átomos de carbono y del hidrógeno para obtener una fracción de gas ligero, caracterizado por que se proporcionan medios adaptados para proporcionar el hidrógeno contenido en la primera mezcla de alimentación utilizando, al menos en parte, un proceso (18) de separación a baja temperatura y para alimentar a este al menos una parte de una segunda mezcla de productos, por que se proporcionan medios para formar la segunda mezcla de productos, al menos en parte, mediante craqueo (11) por vapor de una segunda mezcla de alimentación, por que se proporcionan medios para alimentar la fracción de gas ligero, también al menos en parte, al proceso (18) de separación a baja temperatura, y por que se proporcionan medios para someter la segunda mezcla de productos o la parte de esta alimentada a la separación (18) a baja temperatura, y la fracción de gas ligero o la parte de esta alimentada a la separación (18) a baja temperatura, a una extracción (16) de gases ácidos y posteriormente a la separación (18) a baja temperatura.