ES2908727T3 - Procesos para mejorar la actividad de catalizadores híbridos para reacciones de Fischer-Tropsch - Google Patents

Procesos para mejorar la actividad de catalizadores híbridos para reacciones de Fischer-Tropsch Download PDF

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Abstract

Un proceso para convertir una corriente de alimentación a hidrocarburos de C2 a C5, que comprende: introducir una corriente de alimentación que comprende hidrógeno y al menos un componente que contiene carbono seleccionado del grupo que consiste en CO, CO2 y mezclas de los mismos en una zona de reacción a una presión inicial del reactor y una temperatura inicial del reactor; poner en contacto la corriente de alimentación con un catalizador híbrido situado en la zona de reacción, en donde el catalizador híbrido comprende un componente de síntesis de metanol y un material ácido microporoso sólido; en donde: el componente de síntesis de metanol comprende uno o más de Cu, Zn, Cr y Al en cualquier combinación de composición posible y en forma metálica u oxídica, y el material ácido microporoso sólido se selecciona de tamices moleculares que tienen acceso 8-MR y que tienen un tipo de estructura seleccionado del grupo que consiste en tipos de estructura CHA, AEI, AFX, ERI, LTA, UFI, RTH y combinaciones de los mismos, correspondiendo los tipos de estructura a la convención de nomenclatura de la Asociación Internacional de Zeolitas; y aumentar una presión dentro de la zona de reacción durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido desde la presión inicial del reactor hasta la presión final del reactor, en donde una temperatura dentro de la zona de reacción en cualquier momento durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido está dentro de ± 20 °C de la temperatura inicial del reactor.

Description

DESCRIPCIÓN
Procesos para mejorar la actividad de catalizadores híbridos para reacciones de Fischer-Tropsch
Antecedentes
Campo
La presente memoria descriptiva generalmente se refiere a la mejora de la actividad de los catalizadores híbridos en el proceso de conversión de una corriente de alimentación que comprende CO, CO2 , y combinaciones de los mismos a productos deseados. En particular, la presente memoria descriptiva se refiere a la mejora de la actividad de un catalizador híbrido, que se utiliza para convertir el gas de síntesis en hidrocarburos ligeros, modificando la presión en una zona de reacción que alberga el catalizador híbrido.
Antecedentes de la técnica
El documento WO-A-2016/007607 divulga una corriente de alimentación que comprende hidrógeno y un gas seleccionado de monóxido de carbono, dióxido de carbono o una combinación de los mismos que se convierte en una mezcla de productos que contiene una combinación de hidrocarburos saturados e insaturados de dos átomos de carbono y tres átomos de carbono mediante el contacto con un catalizador mixto que comprende un catalizador de óxido de metal mixto seleccionado de un catalizador de óxido de cobre, óxido de cobre/óxido de zinc, óxido de cobre/alúmina, óxido de cobre/óxido de zinc/alúmina, un catalizador de óxido de zinc/óxido de cromo o una combinación de los mismos, mezclado con un catalizador de tamiz molecular que tiene un tipo de estructura CHA, AEI, AEL, AFI, BEA o DDR, o una combinación de tales tamices moleculares.
El documento US-A-4,216,194 divulga un proceso para producir metano y carbono que comprende pasar una corriente de alimentación que comprende monóxido de carbono e hidrógeno a un baño de sal fundida en condiciones de reacción adecuadas, conteniendo dicho baño de sal fundida suspendida en él una cantidad catalítica de un catalizador de metanación de metal del Grupo VIII finamente dividido, siendo dichas condiciones de reacción adecuadas tales que dicho monóxido de carbono e hidrógeno reaccionan en dicho baño de sal fundida para producir carbono, metano o ambos.
El documento CA-A-1,205,092 divulga un método para convertir catalíticamente gas de síntesis en hidrocarburos en un reactor de catalizador de lecho fijo continuo, que incluye hacer funcionar un reactor de catalizador de lecho fijo continuo a una presión mayor que una presión de aproximadamente 26 bar y a una velocidad de alimentación de gas de síntesis por encima de la velocidad de alimentación de gas característicamente usada a una presión de aproximadamente 26 bar para obtener dichos hidrocarburos.
Para una serie de aplicaciones industriales, los materiales de partida deseables son hidrocarburos ligeros, incluidos en particular olefinas de C2 a C5 y/o parafinas de C2 a C5 que después se pueden convertir en olefinas, para uso en o como materiales de partida para producir plásticos, combustibles y diversos productos químicos corriente abajo. Se han desarrollado una variedad de procesos para producir estos hidrocarburos ligeros, incluido el craqueo de petróleo y diversos procesos sintéticos.
Se conocen procesos sintéticos para convertir corrientes de alimentación que comprenden carbono en productos deseados, tales como hidrocarburos. Algunos de estos procesos sintéticos utilizan un catalizador híbrido para facilitar el proceso de conversión. También se han explorado diferentes tipos de catalizadores, así como diferentes tipos de corrientes de alimentación y proporciones de los componentes de la corriente de alimentación. Sin embargo, muchos de estos procesos sintéticos desactivan rápidamente el catalizador híbrido, lo que conduce a más ciclos de regeneración que son costosos y lentos.
En consecuencia, existe una necesidad de procesos que mejoren la actividad de los catalizadores híbridos usados para convertir el carbono en corrientes de alimentación que contienen carbono, tales como gas de síntesis, en hidrocarburos ligeros.
Resumen
De acuerdo con una realización, un proceso para convertir una corriente de alimentación en hidrocarburos de C2 a C5 , comprende: introducir una corriente de alimentación que comprende hidrógeno y al menos un componente que contiene carbono seleccionado del grupo que consiste en CO, CO2 y mezclas de los mismos en una zona de reacción a una presión inicial del reactor y una temperatura inicial del reactor; poner en contacto la corriente de alimentación con un catalizador híbrido situado en la zona de reacción, en donde el catalizador híbrido comprende un componente de síntesis de metanol y un material ácido microporoso sólido; en donde:
el componente de síntesis de metanol comprende uno o más de Cu, Zn, Cr y Al en cualquier combinación de composición posible y en forma metálica u oxídica, y
el material de ácido microporoso sólido se selecciona de tamices moleculares que tienen acceso 8-MR y que tienen un tipo de estructura seleccionado del grupo que consiste en tipos de estructura CHA, AEI, AFX, ERI, LTA, UFI, RTH y combinaciones de los mismos, los tipos de estructura correspondientes a la convención de nomenclatura de la Asociación Internacional de Zeolita; y aumentar una presión dentro de la zona de reacción durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido desde la presión inicial del reactor hasta la presión final del reactor, en donde la temperatura dentro de la zona de reacción en cualquier momento durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con catalizador híbrido está dentro de ± 20°C de la temperatura inicial del reactor.
De acuerdo con otra realización, la presión dentro de la zona de reacción durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido aumenta desde la presión inicial del reactor hasta la presión final del reactor en una pluralidad de intervalos. En algunas realizaciones, la duración de cada uno de la pluralidad de intervalos puede ser de al menos 12 horas, y el aumento de presión en cada uno de la pluralidad de intervalos puede ser de al menos 1 bar (0,1 MPa). En otras realizaciones, la duración de cada uno de la pluralidad de intervalos puede ser infinitesimalmente pequeña y el aumento de presión en cada uno de la pluralidad de intervalos puede ser infinitesimalmente pequeño, de manera que el aumento de presión es casi continuo.
De acuerdo con otra realización más, la presión dentro de la zona de reacción durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido aumenta cuando un rendimiento porcentual de los productos deseados alcanza un valor umbral predeterminado. La presión se puede aumentar en al menos 1 bar (0,1 MPa) cuando un rendimiento porcentual de los productos deseados alcanza el valor umbral predeterminado.
Las características y ventajas adicionales se expondrán en la descripción detallada que sigue, y en parte serán fácilmente evidentes para aquelos expertos en la técnica a partir de esa descripción o se reconocerán practicando las realizaciones descritas en este documento, incluida la descripción detallada que sigue, las reivindicaciones, así como los dibujos adjuntos.
Debe entenderse que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada describen diversas realizaciones y pretenden proporcionar una visión general o marco para comprender la naturaleza y el carácter de la materia-objeto reivindicada. Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar una mayor comprensión de las diversas realizaciones, y se incorporan y constituyen una parte de esta memoria descriptiva. Los dibujos ilustran las diversas realizaciones descritas en este documento y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios y operaciones de la materia-objeto reivindicada.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es un diagrama esquemático de procesos para mejorar la actividad de un catalizador híbrido de acuerdo con las realizaciones divulgadas y descritas en este documento; y
La Fig. 2 es un gráfico de dispersión que muestra el rendimiento de parafinas de C2 a C5 frente al tiempo de ejecución de los procesos comparativos y un proceso de acuerdo con las realizaciones divulgadas y descritas en el presente documento.
Descripción detallada
Ahora se hará referencia en detalle a realizaciones de procesos para convertir una corriente de alimentación que contiene carbono en hidrocarburos ligeros utilizando un catalizador híbrido mientras se aumenta la vida útil del catalizador híbrido, cuyas realizaciones se describen en la Fig. 1. En una realización, un proceso para convertir una corriente de alimentación a hidrocarburos de C2 a C5 , comprende: introducir una corriente de alimentación que comprende hidrógeno y al menos un componente que contiene carbono seleccionado del grupo que consiste en CO, CO2 y mezclas de los mismos en una zona de reacción a una presión inicial del reactor y una temperatura inicial del reactor; poner en contacto la corriente de alimentación con un catalizador híbrido situado en la zona de reacción, en donde el catalizador híbrido comprende un componente de síntesis de metanol y un material ácido microporoso sólido; en donde:
el componente de síntesis de metanol comprende uno o más de Cu, Zn, Cr y Al en cualquier combinación de composición posible y en forma metálica u oxídica, y
el material de ácido microporoso sólido se selecciona de tamices moleculares que tienen acceso 8-MR y que tienen un tipo de estructura seleccionado del grupo que consta de tipos de estructura CHA, AEI, AFX, ERI, LTA, UFI, RTH y combinaciones de los mismos, correspondiendo los tipos de estructura a la convención de nomenclatura de la Asociación Internacional de Zeolita; y aumentar una presión dentro de la zona de reacción durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido desde la presión inicial del reactor hasta la presión final del reactor, donde una temperatura dentro de la zona de reacción en cualquier momento durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido desde la presión inicial del reactor hasta la presión final del reactor, en donde una temperatura dentro de la zona de reacción en cualquier momento durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido está dentro de ± 20°C de la temperatura inicial del reactor.
En los procesos de conversión de carbono convencionales, la vida útil de un catalizador híbrido puede ser relativamente corta. Como se usa en el presente documento, la vida útil del catalizador híbrido se define como el tiempo de ejecución de un proceso de conversión hasta el punto en que se obtiene un rendimiento de hidrocarburos de C2 a C5 , como olefinas y/o parafinas de C2 a C5 (en porcentaje) cae por debajo de un valor umbral predeterminado. Este porcentaje de rendimiento se basa en el contenido de carbono en la corriente de alimentación que se convierte en hidrocarburos de C2 a C5. Por lo tanto, un rendimiento porcentual del 50 % significaría que el 50 % del carbono en la corriente de alimentación se convierte en hidrocarburos de C2 a C5. Si el proceso de conversión no se altera, el rendimiento de hidrocarburos de C2 a C5 puede caer por debajo del 20% en menos de 80 horas. En consecuencia, ha habido intentos de mejorar la actividad del catalizador durante diversos procesos de conversión de carbono. Por ejemplo, en los procesos de síntesis de metanol convencionales que tienen un catalizador, tanto la temperatura como la presión dentro de la zona de reacción que comprende el catalizador aumentan sustancialmente simultáneamente. Se cree que estos aumentos sustancialmente simultáneos de temperatura y presión durante el proceso de conversión compensan la pérdida de actividad a lo largo de la vida útil de una carga de catalizador. De manera similar, en los procesos de conversión de metanol a propileno, se creía convencionalmente que la pérdida de actividad debida al depósito de coque sobre el catalizador podría compensarse aumentando la temperatura en la zona de reacción. Véase, p. ej., la publicación de patente de EE.UU. No. 2006/0063956, la patente de Ee .UU. No. 7,414,167, y la patente de EE.UU. No. 7,405,337. Sin embargo, se pensó que aumentar la presión en los procesos de conversión de metanol a propileno reduciría la producción de los productos deseados. Por ejemplo, se sabe que los hidrocarburos ligeros, como por ejemplo, propileno y similares, se forman en condiciones de baja presión, tal como de 1 a 3 atm (101 a 304 kPa). En consecuencia, antes no se pensaba que aumentar sólo la presión (i.e., sin aumentar la temperatura) en el proceso de conversión de carbono aumentaría la vida útil de un catalizador.
Sin embargo, como se describe en las realizaciones de los procesos divulgados en el presente documento, se ha descubierto que aumentar solo la presión dentro de la zona de reacción que comprende el catalizador híbrido es más eficaz para mantener la actividad de un catalizador híbrido cuando se convierte una corriente de alimentación que contiene carbono en hidrocarburos de C2 a C5.
Con referencia ahora a la Fig. 1, los procesos según las realizaciones comprenden una corriente de alimentación 101, una zona de reacción 100 que comprende un catalizador híbrido 110, y una corriente de salida 102. Además de la zona de reacción 100, un separador 120 se puede usar para separar el carbono no convertido y otros componentes que no son productos de la corriente de salida 102 en una corriente de reciclaje 104 y una corriente de producto final 105.
La corriente de alimentación 101 se introduce en la zona de reacción 100 que comprende el catalizador híbrido 110. De acuerdo con algunas realizaciones, la corriente de alimentación 101 comprende hidrógeno (H2) y al menos un componente que contiene carbono. En algunas realizaciones, el componente que contiene carbono puede ser monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), y combinaciones de los mismos. El contenido de H2 en la corriente de alimentación 101 en diversas realizaciones puede ser del 50 por ciento en volumen (% en volumen) al 80% en volumen, tal como del 55% en volumen al 75% en volumen, o del 60% en volumen al 70% en volumen. El resto (es decir., los componentes distintos de H2) de la corriente de alimentación 101 comprende principalmente CO. En consecuencia, la corriente de alimentación 101 puede comprender CO en cantidades del 20 % en volumen al 50 % en volumen, tal como del 25 % en volumen al 45 % en volumen, o del 30 % en volumen al 40 % en volumen. La relación volumétrica de H2 a CO en la corriente de alimentación 101 puede ser de 1:1 a 4:1, tal como de 1,5:1 a 3,5:1, o de 2:1 a 3:1, según las realizaciones. Como reconocerán los expertos en la materia, a menudo hay uno o más componentes adicionales que pueden estar presentes en pequeñas cantidades en la corriente de alimentación. 101, incluido en particular el dióxido de carbono (CO2), gases inertes (como el nitrógeno (N2)), compuestos adicionales que contienen carbono, como el metano (CH4), otro hidrocarburo, como una pequeña cantidad de etano (C2H6) o etileno (C2H4), o combinaciones de los anteriores. La corriente de alimentación 101 es, en ciertas realizaciones, gas de síntesis. Sin embargo, debería entenderse que la corriente de alimentación 101 puede ser cualquier corriente que comprende H2 y al menos un componente que contiene carbono.
Posteriormente a su introducción en la zona de reacción. 100, la corriente de alimentación fluye sobre o a través del catalizador híbrido 110, que está presente dentro de la zona de reacción 100. En realizaciones, el catalizador híbrido 110 comprende, consiste en o consiste esencialmente en (1) un componente de síntesis de metanol; y (2) un componente ácido microporoso sólido que tiene acceso a anillo de 8 miembros (MR) a acceso de 12 MR. En algunas realizaciones, el componente ácido microporoso sólido tiene acceso de 8 MR.
El componente de síntesis de metanol puede ser un óxido metálico u óxido metálico mixto u óxido metálico soportado u óxido metálico mixto soportado capaz de convertir la corriente de alimentación en metanol o DME en condiciones de proceso híbrido. En algunas realizaciones, el componente de síntesis de metanol se puede seleccionar del grupo que consiste en un catalizador de óxido de cobre, un catalizador de óxido de cobre/óxido de zinc, un catalizador de óxido de cobre/alúmina, un catalizador de óxido de cobre/óxido de zinc/alúmina, un catalizador de óxido de cobre/óxido de zinc y combinaciones de los mismos.
El componente de síntesis de metanol comprende uno o más de los elementos Cu, Zn, Cr y Al, en cualquier combinación de composición posible y en forma metálica u oxídica.
Se observa además que el óxido de aluminio (i.e., alúmina) puede estar en cualquier fase o combinación de fases. Sin embargo, en algunas realizaciones se puede usar una gamma-alúmina, o predominantemente (más del 50% en peso) de gamma-alúmina, basándose el porcentaje en peso en la alúmina total. Otras fases de alúminas, tales como alfaalúmina, omega-alúmina, eta-alúmina, etc., pueden usarse alternativamente o como un componente, tal como un componente menor, con otra fase de alúmina, tal como una fase gamma.
En realizaciones adicionales, el componente de síntesis de metanol, una vez formulado, puede calcinarse para formar un óxido metálico que puede usarse en el catalizador híbrido como componente de síntesis de metanol. La temperatura de calcinación en algunas realizaciones puede ser de 300°C a 500°C, de 325°C a 475°C, de 350°C a 450°C, de 375°C a 425°C o aproximadamente 400°C.
El componente ácido microporoso sólido se selecciona de tamices moleculares que tienen acceso 8-MR para limitar la distribución de tamaño de los productos y que tienen un tipo de estructura seleccionada del grupo que consiste en los siguientes tipos de estructura CHA, AEI, AFX, ERI, LTA, UFI, RTH , y combinaciones de los mismos, correspondiendo los tipos de estructura a la convención de nomenclatura de la Asociación Internacional de Zeolita. Debería entenderse que en las realizaciones, se pueden usar estructuras tanto de aluminosilicato como de silicoaluminofosfato. En algunas realizaciones, el tamiz molecular puede ser silicoaluminofosfato que tiene un tipo de estructura CHA. Los ejemplos de estos pueden incluir, pero no se limitan necesariamente a: realizaciones de CHA seleccionadas de SAPO-34 y SSZ-13; y realizaciones de AEI tales como SAPO-18. Como se usa el término en este documento, los tamices moleculares "SAPO" se definen como materiales de silicoaluminofosfato que tienen un contenido de silicio de al menos 0,01 % en peso, como al menos 0,1 % en peso y al menos 0,5 % en peso. Muchos de estos materiales tendrán un contenido de silicio de al menos 5% en peso o más. Por lo tanto, según esta definición, los tamices moleculares que son principalmente aluminofosfatos, pero que en realidad contienen cantidades muy pequeñas de silicio (i.e., menos del 0,01 % en peso, todavía se clasificarían como tamices moleculares "AlPO"). En otras realizaciones, el tamiz molecular puede ser un aluminosilicato ZSM-5 que tiene un tipo de estructura MFI. Como se usa el término en este documento, los tamices moleculares "ZSM-5" se definen como materiales de aluminosilicato que tienen un contenido de aluminio de al menos 0,01 % en peso, como al menos 0,1 % en peso y al menos 0,5 % en peso. También pueden emplearse combinaciones de tamices moleculares que tengan cualquiera de los tipos de estructuras anteriores. Debería entenderse que el componente ácido microporoso sólido puede tener acceso al anillo de diferentes miembros dependiendo del producto deseado. Por ejemplo, los componentes ácidos microporosos sólidos que tienen un acceso de 8-MR a 12-MR podrían usarse dependiendo del producto deseado. Sin embargo, para producir hidrocarburos de C2 a C5 en las realizaciones se utilizan componentes ácidos microporosos sólidos que tienen acceso 8-MR.
En algunas realizaciones, el SAPO-34 puede usarse en su forma ácida. Los expertos en la materia comprenderán que, en su forma ácida, los cationes que equilibran la carga de la estructura consisten predominantemente en iones protónicos (H+). En otras realizaciones, alguna fracción de los iones H+ puede sustituirse con otros iones, por ejemplo, los del grupo de metales alcalinos o álcalis, u otros metales como, por ejemplo, cobre, cromo o zinc del componente de síntesis de metanol.
El componente SAPO-34 se puede preparar, antes de combinarlo con el componente de síntesis de metanol, mediante un método de plantilla que es bien conocido por los expertos en la técnica. Véase, p. ej., la publicación de la solicitud de patente 2015/0232345; G. Liu, et al., "Synthesis of SAPO-34 templated by diethylamine: Crystallization process and Si distribution in the crystals", Microporous and Mesoporous Materials, 114 (2008) 1-3, 416-423; Publicación en línea de la Asociación Internacional de Zeolita www.iza-online.org/synthesis/-Recipes/SAPO-34.html (incluye patrón XRD); y/o L. P. Ye, et al., "Synthesis Optimization of SAPO-34 in the Presence of Mixed Template for MTO Process,” Adv. Matl. Research, 132 (2010) 246-256.
Como saben los expertos en la técnica, después de la preparación y antes de su uso, el SAPO-34 puede calcinarse para eliminar al menos una parte del agente de plantilla. Véase, por ejemplo, la patente de EE.UU. No. 4,440,871. La calcinación se puede lograr colocando SAPO-34 en una corriente de gas que contiene oxígeno, como, por ejemplo, aire y aumentando gradualmente la temperatura hasta una temperatura efectiva para eliminar al menos una parte del agente de plantilla. Generalmente, esta temperatura está entre 200°C y 700°C, como por ejemplo 600°C. A continuación, el SAPO-34 puede mantenerse a esa temperatura durante un período de tiempo suficiente para eliminar el agente de plantilla, como, por ejemplo, de 1 a 24 horas. En algunas realizaciones, el SAPO-34 se puede mantener a esta temperatura durante unas 4 horas.
Una vez que se han preparado los dos componentes, el componente de síntesis de metanol y el componente ácido microporoso sólido, se pueden mezclar usando cualquier medio y métodos generalmente conocidos por los expertos en la técnica para maximizar la distribución de los componentes dentro del catalizador híbrido, de ese modo. optimizando teóricamente su efecto conjunto en cualquier volumen dado de corriente de alimentación. En realizaciones, los componentes se combinan en proporción tal que, en el lecho del reactor (ya sea fijo, móvil y/o fluidizado), tienen una relación peso/peso (p/p) de componente(s) de síntesis de metanol:componente(s) ácido(s) microporoso(s) sólido(s) en el intervalo de 0,1:1 a 10:1, tal como de 0,5:1 a 8:1, o de 1:1 a 5:1. Después de mezclar los dos componentes, la mezcla se empaqueta en el lecho del reactor donde la corriente de alimentación 101 se introduce en el catalizador híbrido 110.
En algunas realizaciones, el catalizador híbrido puede reducirse antes de que la corriente de alimentación 101 se haga fluir hacia la zona de reacción 100. Esto se puede hacer introduciendo una corriente que contiene hidrógeno en la zona de reacción. 100 y hacer fluir la corriente que contiene hidrógeno sobre el catalizador híbrido 110. En algunas realizaciones, el catalizador híbrido 110 se reduce introduciendo hidrógeno a una velocidad espacial por hora de gas (GHSV) de 1000 h-1 a 4000 h-1, tal como de 2000 horas-1 a 3500 h-1, o aproximadamente 3000 horas-1. En realizaciones, para reducir el catalizador híbrido 110, la temperatura en la zona de reacción 100 es de 200°C a 400°C, tal como de 250°C a 300°C, o aproximadamente 270°C, y la presión en la zona de reacción es de la ambiente (p.ej 1 bar (0,1 MPa)) a 15 bares (1,5 MPa, tal como de 8 bares (0,8 MPa) a 12 bares (1,2 MPa), o alrededor de 10 bares (1,0 MPa). El proceso de reducción puede tener lugar para un duración de 1 hora a 24 horas, tal como unas 6 horas.
En otras realizaciones, el catalizador híbrido 110 se reduce en el proceso al hacer fluir la corriente de alimentación 101 sobre el catalizador híbrido 110. Esta reducción tiene lugar en las condiciones de reacción discutidas a continuación.
Como se indicó anteriormente, la corriente de alimentación 101 fluye sobre o a través del catalizador híbrido 110. Durante este contacto de la corriente de alimentación 101 al catalizador híbrido 110, las condiciones de reacción dentro de la zona de reacción 100 debe ser suficiente para convertir al menos una parte del gas que contiene carbono en la corriente de alimentación 101 en una mezcla de productos. Las condiciones bajo las cuales puede llevarse a cabo este proceso comprenden, consisten esencialmente en, o consisten en: (1) una temperatura del reactor que oscila de 350°C a 450°C, tal como de 375°C a 425°C, o de 385°C a 415°C; y (2) una presión inicial del reactor de al menos 15 bar (1,5 MPa). Según realizaciones, la presión final del reactor es al menos 1 bar (0,1 MPa) mayor que la presión inicial del reactor y una presión máxima es de aproximadamente 120 bar (12 MPa). En algunas realizaciones también es deseable, por razones de productividad industrial aceptable, que la velocidad espacial horaria (GHSV) del gas de la corriente de alimentación sea mayor que 500 horas recíprocas (h-1).
Como se usó anteriormente, se entenderá que la frase "temperatura del reactor" representa una temperatura promedio del reactor, donde la temperatura se mide en más de un lugar dentro del reactor, o la única temperatura, donde la temperatura se mide en un solo lugar dentro del reactor. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que la temperatura en diferentes lugares dentro del reactor variará casi con certeza un poco, de acuerdo con los caudales de los componentes de la corriente de alimentación, el flujo del catalizador donde se emplean reactores de lecho fluidizado/móvil, el relleno del lecho, el tamaño y la geometría del reactor, variaciones en las temperaturas de entrada del reactor, etc., y podrá ajustar fácilmente los parámetros del proceso y otros medios para controlar la temperatura del reactor, para garantizar que se cumplan los requisitos de temperatura del reactor de las realizaciones. Además de realizar modificaciones de los parámetros de reacción enumerados anteriormente, los expertos en la materia también pueden diseñar un sistema determinado de modo que se puedan emplear medios adicionales y/o alternativos de control de la temperatura, como el uso de un intercambiador de calor de tubos múltiples. De manera similar, se entenderá que "presión inicial del reactor" y "presión final del reactor, tal como se usan en el presente documento, representan una presión inicial promedio del reactor o una presión final promedio del reactor, donde la presión se mide en más de un lugar dentro del reactor, o la única presión inicial del reactor o presión final del reactor, donde la presión se mide en un solo lugar dentro del reactor. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que la presión en diferentes lugares dentro del reactor variará casi con certeza un poco de acuerdo con los caudales de la corriente de alimentación, los caudales de la corriente de salida, flujos de catalizador cuando se emplean reactores de lecho fluidizado/móvil, relleno de lecho, etc., y podrá ajustar fácilmente los parámetros del proceso y otros medios para controlar la presión inicial del reactor y la presión final del reactor, para garantizar que se cumplen los requisitos de presión del reactor de las realizaciones. Además de hacer modificaciones de los parámetros de reacción enumerados anteriormente en la presente memoria, los expertos en la técnica también pueden diseñar un sistema dado de modo que se puedan emplear medios adicionales y/o alternativos de control de presión, como el uso de bombas y similares.
En algunas realizaciones, tales condiciones de reacción comprenden, consisten esencialmente en o consisten en: (1) una temperatura del reactor que oscila de más de 350°C, tal como más de 360°C, más de 380°C o más de 390°C a menos de 450°C, tal como menos de 430 °C, menos de 420°C o menos de 410°C; (2) una presión inicial del reactor de al menos 15 bar (1,5 MPa), al menos 16 bar (1,6 MPa) o al menos 17 bar (1,7 MPa), la presión final del reactor es al menos 1 bar (0,1 MPa) mayor que la presión inicial, al menos 5 bar (0,5 MPa) mayor que la presión inicial, o al menos 10 bar (1,0 MPa) mayor que la presión inicial con una presión máxima de unos 120 bar (12 MPa); y (3) un GHSV de más de 500 h-1, tal como mayor que 800 h-1, o mayor que 1.000 h-1, a menos de 12.000 h-1, tal como menos de 10.000 h-1, o menos de 8.000 h-1. En algunas realizaciones, la zona de reacción 100 puede ser pre-presurizada a la presión inicial del reactor antes de la corriente de alimentación 101 se introduce en la zona de reacción 100. En otras realizaciones, la corriente de alimentación 101 se introduce en la zona de reacción 100 mientras que la presión dentro de la zona de reacción 100 se eleva a la presión inicial del reactor.
Como se indicó anteriormente, la actividad del catalizador híbrido disminuye a medida que avanza la conversión de la corriente de alimentación en productos deseables. Esta actividad disminuida se refleja en un rendimiento porcentual disminuido de los productos deseados, tal como hidrocarburos C2 a C5 , en la corriente de salida 102. Por ejemplo, en realizaciones, el rendimiento porcentual inicial de hidrocarburos C2 a C5 en la corriente de salida 102 es mayor que 20 %, tal como mayor que 25 % o mayor que 30 %. Como se indicó anteriormente, el porcentaje de rendimiento se basa en la cantidad de carbono en la corriente de alimentación 101, por lo tanto, un rendimiento porcentual del 20 % convierte el 20 % del carbono en la corriente de alimentación en hidrocarburos C2 a C5. Sin embargo, durante el proceso de conversión, el rendimiento de los productos deseados (p. ej., hidrocarburos C2 a C5) disminuye relativamente rápido sin intervención. Sin estar ligado a ninguna teoría en particular, se cree que esta reducción en la actividad está provocada por la desactivación del componente de síntesis de metanol del catalizador híbrido. Para abordar este problema, los procesos según las realizaciones aumentan la presión dentro de la zona de reacción durante el proceso de conversión sin aumentar significativamente la temperatura dentro de la zona de reacción, lo que mejora la actividad del catalizador híbrido durante el proceso de conversión. En consecuencia, la presión final del reactor dentro de la zona de reacción será mayor que la presión inicial del reactor. Como se usa en el presente documento, la "presión final del reactor" se refiere a la presión máxima dentro de la zona de reacción antes de que se corte la corriente de alimentación y se regenere o retire el catalizador híbrido.
En realizaciones, la presión final del reactor es al menos 1 bar (0,1 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, tal como al menos 5 bar (0,5 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, al menos 10 bar (1,0 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, al menos 15 bar (1,5 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, al menos 20 bar (2,0 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, al menos 25 bar (2,5 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, al menos 30 bar (3,0 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, al menos 35 bar (3,5 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, al menos 40 bar (4,0 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, al menos 45 bar (4,5 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, al menos 50 bar (5,0 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, al menos 55 bar (5,5 MPa) mayor que la presión inicial del reactor, o al menos 60 bar (6,0 MPa) superior que la presión inicial del reactor. Debería entenderse que la presión final del reactor está limitada por las condiciones y el equipo de reacción deseados. En consecuencia, en diversas realizaciones, la presión final del reactor puede ser de 16 bar (1,6 MPa) a 120 bar (12 MPa), tal como de 20 bar (2,0 MPa) a 100 bar (10 MPa), tal como de 25 bar ( 2,5 MPa) a 75 bar (7,5 MPa), de 35 bar (3,5 MPa) a 65 bar (6,5 MPa), de 40 bar (4,0 MPa) a 60 bar (6,0 MPa), o de 45 bar (4,5 MPa) a 55 bares (5,5 MPa).
La presión dentro de la zona de reacción 100 puede incrementarse en cualquier intervalo adecuado según lo requiera el proceso de conversión. En algunas realizaciones, la presión dentro de la zona de reacción 100 puede incrementarse en intervalos de tiempo específicos. Por ejemplo, la presión dentro de la zona de reacción se puede aumentar cada 12 horas, cada 18 horas, cada 24 horas, cada 30 horas, cada 36 horas, cada 42 horas o cada 48 horas del proceso de conversión. Debería entenderse que el intervalo en el que la presión dentro de la zona de reacción 100 aumenta no está limitado y dependerá de las condiciones de reacción específicas y el rendimiento deseado de los productos. En consecuencia, cada intervalo puede tener la misma duración, o cualquier intervalo individual puede tener la misma o diferente duración de cualquier otro intervalo. En cada intervalo, la presión dentro de la zona de reacción puede aumentarse en cualquier cantidad adecuada según lo dicten las condiciones de reacción y el rendimiento deseado de los productos. En algunas realizaciones, la presión dentro de la zona de reacción 100 se incrementa en al menos 1 bar (0,1 MPa) en cada intervalo, tal como al menos 5 bar (0,5 MPa) en cada intervalo, al menos 7 bar (0,7 MPa) en cada intervalo, al menos 10 bar (1,0 MPa) en cada intervalo, al menos al menos 15 bar (1,5 MPa) en cada intervalo, al menos 20 bar (2,0 MPa) en cada intervalo, al menos 25 bar (2,5 MPa) en cada intervalo, al menos 30 bar (3,0 MPa) en cada intervalo, al menos 35 bar (3,5 MPa) ) cada intervalo, al menos 40 bar (4,0 MPa) cada intervalo, al menos 45 bar (4,5 MPa) cada intervalo, al menos 50 bar (5,0 MPa) cada intervalo, al menos 55 bar (5,5 MPa) cada intervalo, o aproximadamente 60 bar (6,0 MPa) en cada intervalo. El aumento de presión dentro de la zona de reacción 100 puede ser el mismo en cada intervalo, o un aumento de presión en cualquier intervalo individual puede ser igual o diferente de un aumento de presión en cualquier otro intervalo.
En realizaciones alternativas, la duración de cada uno de los intervalos puede ser infinitesimalmente pequeña, de modo que la presión aumente esencialmente de forma continua a lo largo del proceso de conversión. En tales realizaciones, el aumento de presión en cada intervalo puede ser de 1 bar (0,1 MPa) o menos, tal como 0,5 bares (0,05 MPa) o menos, o 0,1 bar (0,01 MPa) o menos. En algunas realizaciones, el aumento de presión en cada intervalo es infinitesimalmente pequeño. Debería entenderse que el aumento de presión a intervalos que tienen una duración infinitesimalmente pequeña está limitado por la capacidad del proceso y los equipos para aumentar la presión dentro de la zona de reacción 100.
En otras realizaciones, la presión dentro de la zona de reacción 100 puede incrementarse cuando el rendimiento porcentual del producto deseado alcanza un valor umbral predeterminado. El valor umbral predeterminado no está limitado y dependerá de la salida deseada de algunos productos. En realizaciones, el valor umbral predeterminado se basa en el rendimiento porcentual de hidrocarburos de C2 a C5 y puede ser mayor que 20% de rendimiento de hidrocarburos de C2 a C5 , tal como mayor que 25% de rendimiento de hidrocarburos de C2 a C5 , mayor que 30% de rendimiento de hidrocarburos de C2 a C5 , mayor que 35% de rendimiento de hidrocarburos de C2 a C5 , mayor que 40% de rendimiento de hidrocarburos de C2 a C5 , mayor que 45% de rendimiento de hidrocarburos de C2 a C5 , mayor que 50% de rendimiento de hidrocarburos de C2 a C5 , mayor que 55% de rendimiento de hidrocarburos de C2 a C5 , o mayor que 60% de rendimiento de hidrocarburos de C2 a C5. Como se indicó anteriormente, el rendimiento de los productos deseados generalmente disminuye a medida que avanza el proceso de conversión. Por lo tanto, el rendimiento de los productos deseados, como, por ejemplo, hidrocarburos de C2 a C5 , en la corriente de salida 102 puede monitorizarse y, cuando el rendimiento de los productos deseados disminuye al valor umbral predeterminado, la presión dentro de la zona de reacción 100 se incrementa para causar un aumento correspondiente en el porcentaje de rendimiento de los productos deseados. De lo anterior, debería entenderse que, en las realizaciones, el valor umbral predeterminado debería establecerse por encima del rendimiento mínimo deseado para que la presión aumente dentro de la zona de reacción 100 tenga tiempo para aumentar el rendimiento del producto deseado antes de que el rendimiento caiga por debajo del rendimiento mínimo deseado. En realizaciones, el valor umbral predeterminado puede ser un rendimiento del 2 por ciento por encima del rendimiento mínimo deseado, tal como un rendimiento del 5 por ciento por encima del rendimiento mínimo deseado, un rendimiento del 7 por ciento por encima del rendimiento mínimo deseado o un rendimiento del 10 por ciento por encima del rendimiento mínimo deseado. El aumento de presión dentro de la zona de reacción 100 en el valor umbral predeterminado no está limitado y dependerá de las condiciones de reacción deseadas y la capacidad de respuesta del rendimiento de producto deseado al aumento de presión. En realizaciones, la presión dentro de la zona de reacción 100 se incrementa en al menos 1 bar (0,1 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, tal como al menos 5 bar (0,5 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, al menos 7 bar (0,7 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, al menos 10 bar (1,0 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, al menos 15 bar (1,5 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, al menos 20 bar (2,0 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado , al menos 25 bar (2,5 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, al menos 30 bar (3,0 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, al menos 35 bar (3,5 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, al menos 40 bar (4,0 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, al menos 45 bar (4,5 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, al menos 50 bar (5,0 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, al menos 55 bar (5,5 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, al menos 20 bar (2,0 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado, o aproximadamente 60 bar (6,0 MPa) cuando se alcanza el valor umbral predeterminado.
En cualquiera de las realizaciones anteriores, la presión dentro de la zona de reacción 100 puede incrementarse mediante métodos convencionales de modificación de la presión conocidos por los expertos en la materia, como, por ejemplo, aumentando el caudal de la corriente de alimentación 101, disminuyendo el caudal de la corriente de salida 102, una combinación de aumento del caudal de la corriente de alimentación 101 y disminución del caudal de la corriente de salida 102, o mediante modificación convencional de equipos de presión, tales como, por ejemplo, bombas, válvulas, compresores y similares.
Como se indicó anteriormente, mientras que la presión dentro de la zona de reacción 100 aumenta, la temperatura dentro de la zona de reacción se mantiene sustancialmente constante. Sin embargo, pueden ocurrir variaciones de la temperatura dentro de la zona de reacción durante el proceso de conversión a medida que aumenta la presión dentro de la zona de reacción y a medida que avanzan las reacciones. En realizaciones, estas variaciones de temperatura se minimizan para que la temperatura dentro de la zona de reacción 100 en cualquier momento durante el proceso de conversión esté dentro de ± 20°C de la temperatura inicial del reactor, tal como dentro de ± 15°C de la temperatura inicial del reactor, dentro de ± 10°C de la temperatura inicial del reactor, o dentro de ± 5°C de la temperatura inicial del reactor. La temperatura dentro de la zona de reacción. 100 puede controlarse mediante métodos convencionales de control de la temperatura conocidos por los expertos en la materia, como el enfriamiento activo a través de un circuito de enfriamiento, el enfriamiento activo por aire y similares.
Después de que la corriente de alimentación 101 se introduce en el catalizador híbrido 110 en la zona de reacción 100 y al menos una parte de la corriente de alimentación 101 se convierte en un producto deseado, tal como hidrocarburos de C2 a C5 , el producto sale de la zona de reacción 100 a través de una corriente de salida 102. La corriente de salida 102 contendrá, como entenderá un experto en la materia, proporciones del producto deseado, como hidrocarburos de C2 a C5 y los gases de la corriente de alimentación no convertidos, así como, típicamente, el agua resultante de las reacciones que tienen lugar. La cantidad de cada uno variará de acuerdo con una variedad de factores bien conocidos por los expertos en la técnica, que incluyen la conversión de carbono, el rendimiento, la productividad del catalizador, el tiempo en funcionamiento, etc. Los gases de la corriente de alimentación no convertidos pueden separarse de la mezcla de productos en el separador 120 y, si se desea, ser reciclados de nuevo en el proceso como corriente de reciclaje 104. El producto deseado sale del separador 120 como una corriente de producto final 105. Alternativamente, la corriente de reciclaje 104 puede eliminarse de una manera ambientalmente responsable y aprobada, como será bien conocido por los expertos en la técnica. el separador 120 no está particularmente limitado y puede ser cualquier separador adecuado conocido por un experto en la materia. La corriente del producto final 105 después se puede usar como o en materiales de partida para diversos procesos de formación química.
Ejemplos
Las realizaciones se aclararán adicionalmente mediante los siguientes ejemplos.
Ejemplo 1
El ejemplo 1 muestra el efecto que tiene la presión sobre la actividad de un catalizador híbrido que comprende un componente de síntesis de metanol de cobre-zinc-aluminio y SAPO-34 como componente ácido microporoso sólido. Inicialmente, el SAPO-34 se formuló mezclando 8,2 gramos de isopropóxido de aluminio (Al(OC3H7)3) con una disolución de 3,9 gramos de ácido ortofosfórico al 85% en peso en 8,4 gramos de agua. Posteriormente, 1,2 gramos de un sol acuoso de 30% en peso de SiO2 (Ludox AS-30) y 0,5 gramos de agua se agitaron en la mezcla hasta que el resultado fue homogéneo. Finalmente, se añadieron a la mezcla 16,8 gramos de una disolución acuosa de hidróxido de tetraetilamonio (TEAOH) al 35% en peso para formar la mezcla de reacción.
Una vez formulada, la mezcla de reacción se colocó en un reactor Parr agitado de acero inoxidable y se calentó a 200°C a 0,5°C/min. La temperatura se mantuvo durante 120 horas a presión autógena mientras se agitaba a 60 RPM. El producto se recuperó por centrifugación, se lavó con agua y se secó a 90°C durante la noche.
Una parte del producto recuperado requerido para el ensayo catalítico se calcinó en un horno de mufla al aire para eliminar el agente de plantilla. Esto se logró aumentando gradualmente la temperatura en el horno a 600°C a una velocidad de calentamiento de 2°C/min y manteniéndola a 600°C durante un período de 4 horas. Este material calcinado se usó en las muestras y ejemplos posteriores como el componente SAPO-34.
Una vez que se formuló el SAPO-34, se mezclaron físicamente 0,50 gramos del SAPO-34 con 1 gramo de un catalizador de óxido de metal mixto de cobre, zinc y aluminio (HiFUEL™ R120, Alfa Aesar™ , una Compañía Johnson Matthey) agitándolos juntos en una botella. Cada uno de los catalizadores tenía un tamaño de partícula antes de mezclarse dentro de un intervalo de malla 40 (0,422 mm) a malla 80 (0,178 mm). El catalizador mezclado físicamente se activó utilizando una corriente de hidrógeno puro a un caudal de 100 ml/min, una temperatura de 270°C y una presión de 10 bares (1,0 MPa) durante un período de 6 horas. El sistema se presurizó con nitrógeno puro hasta 35 bar (3,5 MPa). Posteriormente, el sistema se calentó a 400°C mientras todavía fluía nitrógeno puro. Entonces, se hicieron pasar 22,5 ml/min de CO, 67,5 ml/min H2 y 10 ml/min de He sobre el catalizador. Mientras la corriente pasaba sobre el catalizador, la presión en el catalizador se incrementó en etapas de 5 bar (0,5 MPa) cada 48 horas hasta 45 bar (4,5 MPa). La temperatura se mantuvo a unos 400°C (p.ej, 400°C ± 0,2 °C.
Como puede verse en la fig. 2, la actividad del catalizador híbrido aumenta en cada punto donde aumenta la presión, como lo indica un aumento en el rendimiento porcentual de parafinas de C2 a C5 cuando se aumenta la presión. El uso de estos aumentos de presión de 5 bar (0,5 MPa) cada 48 horas permite el rendimiento porcentual de parafinas de C2 a C5 a mantenerse por encima del 30%. Por lo tanto, este ejemplo muestra el efecto que tiene aumentar solo la presión sobre el rendimiento porcentual del producto deseado.
Ejemplo comparativo 1
SAPO-34 se preparó como se describe anteriormente en el Ejemplo 1. Una vez formulado, 0,50 gramos de SAPO-34 se mezclaron físicamente con 1 gramo de catalizador de óxido de metal mixto de cobre-zinc-aluminio (HiFUEL™ R120, Alfa Aesar™ , una Compañía Johnson Matthey) agitándolos juntos en una botella. Cada uno de los catalizadores tenía un tamaño de partícula antes de mezclar dentro de un intervalo de malla 40 (0,422 mm) a malla 80 (0,178 mm). El catalizador mezclado físicamente se activó utilizando una corriente de hidrógeno puro a un flujo de 100 ml/min, una temperatura de 270°C y una presión de 10 bares (1,0 MPa) durante un período de 6 horas. Posteriormente, el sistema se calentó a 400°C mientras fluía nitrógeno puro. El sistema se presurizó con nitrógeno puro hasta 35 bar (3,5 MPa). Entonces se hicieron pasar sobre el catalizador 22,5 ml/min CO, 67,5 ml/min H2 y 10 ml/min de He. Mientras se pasaba la corriente sobre el catalizador, la temperatura se incrementó en etapas de 10°C cada 24 horas hasta 450°C.
Como puede verse en la Fig. 2, la actividad del catalizador híbrido disminuye inesperadamente cuando se aumenta la temperatura. Esto se indica por caídas en el rendimiento porcentual de parafinas de C2 a C5 cuando se aumenta la temperatura. En este ejemplo, el rendimiento porcentual de parafinas de C2 a C5 no se mantuvo por encima del 20%.
Ejemplo comparativo 2
SAPO-34 se preparó como se describe anteriormente en el Ejemplo 1. Una vez formulado, 0,50 gramos de SAPO-34 se mezclaron físicamente con 1 gramo de catalizador de óxido de metal mixto de cobre-zinc-aluminio (HiFUEL™ R120, Alfa Aesar™ , una Compañía Johnson Matthey) agitándolos juntos en una botella. Cada uno de los catalizadores tenía un tamaño de partícula antes de mezclar dentro de un intervalo de malla 40 (0,422 mm) a malla 80 (0,178 mm). El catalizador mezclado físicamente se activó utilizando una corriente de hidrógeno puro a un flujo de 100 ml/min, una temperatura de 270°C y una presión de 10 bares (1,0 MPa) durante un período de 6 horas. Posteriormente, el sistema se calentó a 400°C mientras fluía nitrógeno puro. El sistema se presurizó con nitrógeno puro hasta 35 bar (3,5 MPa). Entonces se hizo pasar sobre el catalizador 22,5 ml/min CO, 67,5 ml/min H2 y 10 ml/min de He. Mientras la corriente pasaba sobre el catalizador, se aumentaba la presión en etapas de 5 bar (0,5 MPa) cada 48 horas hasta 45 bar (4,5 MPa) y se aumentaba la temperatura en etapas de 10°C cada 24 horas hasta 450°C
Como puede verse en la Fig. 2, la actividad del catalizador híbrido disminuye inesperadamente cuando se aumentan la temperatura y la presión. Esto se indica por caídas en el rendimiento porcentual de parafinas de C2 a C5 cuando se aumenta la temperatura. Aunque puede haber una ligera mejora inicial en el rendimiento porcentual provocada por el aumento de la presión, esta mejora se compensa con el aumento de la temperatura. En este ejemplo, el rendimiento porcentual de parafinas de C2 a C5 no se mantuvo por encima del 20%.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para convertir una corriente de alimentación a hidrocarburos de C2 a C5 , que comprende: introducir una corriente de alimentación que comprende hidrógeno y al menos un componente que contiene carbono seleccionado del grupo que consiste en CO, CO2 y mezclas de los mismos en una zona de reacción a una presión inicial del reactor y una temperatura inicial del reactor; poner en contacto la corriente de alimentación con un catalizador híbrido situado en la zona de reacción, en donde el catalizador híbrido comprende un componente de síntesis de metanol y un material ácido microporoso sólido; en donde:
el componente de síntesis de metanol comprende uno o más de Cu, Zn, Cr y Al en cualquier combinación de composición posible y en forma metálica u oxídica, y
el material ácido microporoso sólido se selecciona de tamices moleculares que tienen acceso 8-MR y que tienen un tipo de estructura seleccionado del grupo que consiste en tipos de estructura CHA, AEI, AFX, ERI, LTA, UFI, RTH y combinaciones de los mismos, correspondiendo los tipos de estructura a la convención de nomenclatura de la Asociación Internacional de Zeolitas; y
aumentar una presión dentro de la zona de reacción durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido desde la presión inicial del reactor hasta la presión final del reactor,
en donde una temperatura dentro de la zona de reacción en cualquier momento durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido está dentro de ± 20 °C de la temperatura inicial del reactor.
2. El proceso de la reivindicación 1, en donde la presión final del reactor es al menos 1 bar (0,1 MPa) mayor que la presión inicial del reactor.
3. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en donde la presión final del reactor es de 1 bar (0,1 MPa) a 60 bar (6,0 MPa) mayor que la presión inicial del reactor.
4. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la presión inicial del reactor es de 15 bar (1,5 MPa) a 60 bar (6,0 MPa) y la presión final del reactor es de 16 bar (1,6 MPa) a 120 bar (12,0 MPa).
5. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la temperatura inicial del reactor es de 350°C a450°C.
6. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la temperatura dentro de la zona de reacción en cualquier momento durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido está dentro de ± 10 °C de la temperatura inicial del reactor.
7. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el caudal de la corriente de alimentación es mayor que 500 horas recíprocas (h-1).
8. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la presión dentro de la zona de reacción durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido aumenta desde la presión inicial del reactor hasta la presión final del reactor en una pluralidad de intervalos.
9. El proceso de la reivindicación 8, en donde la duración de cada uno de la pluralidad de intervalos es de al menos 12 horas.
10. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, en donde un aumento de presión en cada uno de la pluralidad de intervalos es de al menos 1 bar (0,1 MPa).
11. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde una duración de cada uno de la pluralidad de intervalos es de 12 horas a 48 horas, y un aumento de presión en cada uno de la pluralidad de intervalos es de al menos 1 bar (0,1 MPa).
12. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la presión dentro de la zona de reacción durante la puesta en contacto de la corriente de alimentación con el catalizador híbrido aumenta cuando un rendimiento porcentual de los productos deseados alcanza un valor umbral predeterminado.
13. El proceso de la reivindicación 12, en donde una presión dentro de la zona de reacción aumenta en al menos 1 bar (0,1 MPa) cuando el rendimiento porcentual de los productos deseados alcanza el valor umbral predeterminado.
14. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 12 y 13, en donde la presión dentro de la zona de reacción aumenta en al menos 5 bar (0,5 MPa) cuando el rendimiento porcentual de los productos deseados alcanza el valor umbral predeterminado.
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