ES3067390T3 - Method for the purification of a flow of synthetic crude oil - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un proceso para purificar una corriente de petróleo crudo sintético, que comprende las siguientes etapas: - proporcionar una corriente de petróleo crudo sintético; - lavar la corriente de petróleo crudo sintético con una primera solución de lavado acuosa a una primera temperatura para obtener una primera corriente de petróleo crudo sintético purificado; y - lavar la primera corriente de petróleo crudo sintético purificado con una segunda solución de lavado acuosa a una segunda temperatura para obtener una segunda corriente de petróleo crudo sintético purificado, donde la primera solución de lavado acuosa es básica, la segunda solución de lavado acuosa es ácida y la segunda temperatura es inferior a la primera. La invención también se refiere a un proceso para producir petróleo crudo sintético, que comprende las siguientes etapas: - producir una corriente de petróleo crudo sintético (1), preferiblemente mediante la despolimerización de material plástico, en particular residuos plásticos; y - purificar la corriente de petróleo crudo sintético (1) según el proceso inventivo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Procedimiento para purificar un flujo de petróleo crudo sintético

[0003] La presente invención se refiere a procedimientos para purificar un flujo de petróleo crudo sintético.

[0004] El petróleo crudo sintético, a veces denominado tambiénsyncrude, puede formarse a partir de procesos distintos. Por ejemplo, el petróleo crudo sintético puede ser aceite de esquisto bituminoso que se obtiene mediante pirólisis de esquisto bituminoso. Otra fuente son hidrocarburos obtenidos de arena petrolífera, en particular bitumen, a partir de las cuales puede conseguirse petróleo crudo sintético mediante un proceso de mejora (upgrading). Además, puede producirse petróleo crudo sintético también a partir de material de plástico, por ejemplo desechos de plástico, mediante craqueo.

[0005] Los petróleos crudos sintéticos contienen normalmente diferentes impurezas que pueden tener efectos desventajosos en procesos de refinado y refinerías o hacer que el petróleo crudo también sea totalmente inadecuado para determinados procesos de refinado. El tipo y contenido de las impurezas pueden variar en gran medida a este respecto en función de la fuente y procedimientos para obtener el petróleo crudo sintético.

[0006] El documento WO 2020/020769 A1 describe procedimientos para purificar un material orgánico reciclado o renovable que comprende el calentamiento del material en presencia de una solución de hidróxido de metal alcalino acuosa y el hidrotratamiento en presencia de un catalizador de hidrotratamiento para conseguir material purificado con un contenido de contenido de cloro reducido.

[0007] El documento WO 2021/105326 A1 describe procedimientos para el tratamiento de material de desechos de plástico licuado que comprende el tratamiento previo del material de desechos de plástico licuado con un medio acuoso con un valor de pH de al menos 7 a una temperatura de al menos 200 °C, un hidrotratamiento subsiguiente, así como un tratamiento posterior para conseguir alimentación para craqueador a vapor.

[0008] El documento WO 2014/165859 A1 describe procedimientos y dispositivos para el tratamiento de petróleo crudo sintético, en donde el petróleo crudo sintético se lava con una solución de proceso básica acuosa para reducir el contenido de oxígeno. El procedimiento puede comprender también dos o más etapas de lavado.

[0009] Otros procedimientos para purificar o tratar petróleos se describen en los documentos US 9 045 698 B2, US 2006/144761 A1 y GB 590635 A.

[0010] Sin embargo, los procedimientos de purificación conocidos por el estado de la técnica con frecuencia son complejos y/o insuficientes. En particular, con frecuencia las impurezas, p.ej. compuestos neutros (como ésteres, aldehídos, cetonas, compuestos orgánicos halogenados, amidas, nitrilos) o también aminas policíclicas no se eliminan suficientemente o no se eliminan en absoluto. Esto es problemático en particular en el caso de materiales de partida complejos en los que los perfiles de impureza pueden variar en gran medida, por ejemplo, en el caso de petróleo crudo sintético obtenido de desechos de plástico. En consecuencia, las impurezas eliminadas insuficientemente pueden llevar a problemas en el procesamiento posterior del petróleo crudo purificado. Un problema adicional la formación de depósitos observada en muchos procesos de purificación en las instalaciones, lo que dificulta la purificación de las instalaciones e impide un funcionamiento eficaz.

[0011] Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de nuevos procedimientos o mejorados para purificar petróleo crudo sintético. Un objetivo de la presente invención es poner a disposición procedimientos. En particular, un objetivo de la invención es proporcionar procedimientos para purificar petróleo crudo sintético que hagan posible una eliminación de impurezas especialmente eficiente y profunda de impurezas, en particular no solo de impurezas en forma de compuestos ácidos o básicos, sino también de compuestos neutros. Otro objetivo de la invención minimizar la formación de depósitos en el curso del procedimiento de purificación. Otro objetivo es poner a disposición procedimientos de purificación eficientes y económicos en la medida de lo posible.

[0012] Según la invención este objetivo se resuelve mediante un procedimiento para purificar un flujo de petróleo crudo sintético, que comprende las siguientes etapas:

[0013] - proporcionar un flujo de petróleo crudo sintético;

[0014] - lavar el flujo de petróleo crudo sintético con una primera solución de lavado acuosa a una primera temperatura para conseguir un primer flujo de petróleo crudo sintético purificado; y

[0015] - lavar el primer flujo de petróleo crudo sintético purificado con una segunda solución de lavado acuosa a una segunda temperatura, para conseguir un segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado,

[0016] en donde la primera solución de lavado acuosa es básica, la segunda solución de lavado acuosa es ácida, y la segunda temperatura es más baja que la primera temperatura, en donde la primera temperatura asciende a más de 100 °C.

[0017] En un aspecto adicional la presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de petróleo crudo sintético, que comprende las siguientes etapas:

[0018] - generar un flujo de petróleo crudo sintético, preferiblemente mediante despolimeración de material de plástico, en particular de desechos de plástico; y

[0019] - purificar el flujo de petróleo crudo sintético según el procedimiento para purificar un flujo de petróleo crudo sintético según la reivindicación 1.

[0020] En el curso de la presente invención ha resultado sorprendente el hecho de que sea ventajoso llevar a cabo una etapa de lavado básica a una temperatura más alta seguida de una etapa de lavado ácida a una temperatura más baja. A este respecto resultan ventajas sorprendentes tanto del hecho de que la etapa de lavado básica se lleve a cabo antes de la etapa de lavado ácida, como del hecho de que la temperatura en la etapa de lavado básica sea más alta que en la etapa de lavado ácida.

[0021] Con respecto al orden de las etapas de lavado se ha demostrado sorprendentemente que la realización de la etapa de lavado básica antes de la etapa de lavado ácida puede llevar a una mejor separación de fase, así como a una reducción considerable de depósitos. En la realización de una etapa de lavado ácida sin etapa de lavado básica precedente los inventores observaron la formación de depósitos que resultaron ser sobre todo ácidos carboxílicos de cera precipitados. Los ácidos carboxílicos de cera son ácidos carboxílicos de cadena larga, por ejemplo con longitudes de cadena entre 20 y 75 átomos de carbono. Además de las cadenas no ramificadas y ramificadas parafínicas los ácidos carboxílicos de cera pueden presentar también funcionalidades aromáticas, olefínicas y heteroatómicas. Los ácidos carboxílicos de cera están incluidos en muchos petróleos crudos sintéticos, en particular en aceites pirolíticos (p.ej. procedentes de la pirólisis de plástico), ya que estos compuestos en el proceso de pirolisis pueden formarse en mayor cantidad, p.ej. a partir de reaccione con oxígeno introducido o mediante polímeros o aditivos funcionales ya existentes. En el petróleo crudo sintético se presentan ácidos carboxílicos de cera a menudo ligados como sales. En el curso de la invención se ha comprobado que el tratamiento de un flujo de petróleo crudo sintético no tratado previamente con una solución de lavado acuosa ácida puede llevar a que los ácidos carboxílicos de cera ligados se protonen y con ello se liberen. Los ácidos carboxílicos de cera liberados de este modo pueden precipitar por un lado y formar depósitos no deseados, por otro lado se ha mostrado que los ácidos carboxílicos de cera liberados pueden actuar como tensioactivos y formar fases mixtas o pueden unir compuestos no deseados como agua, metales pesados y compuestos de nitrógeno en la fase oleosa. Los ácidos carboxílicos de cera no eliminados pueden llevar además a la corrosión en las instalaciones, así como actuar como veneno catalítico en los siguientes procesamientos posteriores del petróleo crudo sintético.

[0022] En el curso de la invención se ha mostrado que la liberación de ácidos carboxílicos de cera ligados y los problemas asociados a ello pueden reducirse porque se lleva a cabo una etapa de lavado básica antes de la etapa de lavado ácida. En el lavado con una solución de lavado básica acuosa los ácidos carboxílicos de cera se presentan principalmente desprotonados y pueden eliminarse a través de la fase acuosa de manera que los efectos desventajosos en la etapa de lavado ácida subsiguiente disminuyen. El orden previsto según la invención del lavado con la primera solución de lavado acuosa y la segunda solución de lavado acuosa puede llevar consiguiente a una reducción de depósitos en las instalaciones, a una mejor separación de fase y con ello una mejor eliminación de impurezas, a una reducción de la corrosión en las instalaciones, así como a un cuidado de catalizadores en el procesamiento posterior.

[0023] Se ha demostrado adicionalmente que para la eliminación de ácidos carboxílicos de cera es ventajoso llevar a cabo la etapa de lavado básica a una temperatura alta. Una temperatura alta lleva a una mejor solubilidad de los ácidos carboxílicos de cera en la fase acuosa. Es ventajoso por lo tanto que el lavado del flujo de petróleo crudo sintético con la primera solución de lavado acuosa se realice a una temperatura de más de 100 °C, ya que muchas sales de ácidos carboxílicos de cera, en particular sales alcalinas, a estas temperaturas son especialmente solubles al agua y pueden eliminarse de manera especialmente eficiente a través de fase acuosa.

[0024] En el estado de la técnica las soluciones de lavado básicas acuosas anteriormente se empleaban sobre todo para reducir el contenido de oxígeno en el petróleo crudo sintético. Pero en el curso de la presente invención se ha comprobado que una solución de lavado básica acuosa también puede emplearse para eliminar compuestos neutros como ésteres, aldehídos, cetonas, compuestos orgánicos halogenados, amidas y nitrilos. En el procedimiento según la invención tales compuestos neutros pueden hidrolizarse de forma básica mediante la primera solución de lavado acuosa. Los productos de la hidrólisis básica son entre otros compuestos ácidos, por ejemplo ácidos carboxílicos que se eliminan en el curso del lavado básico, así como compuestos básicos, por ejemplo aminas, que pueden eliminarse más tarde en la siguiente etapa de lavado ácida.

[0025] Esto produce otra ventaja cuando la etapa de lavado básica se lleva a cabo a una temperatura más alta: Mientras los compuestos ácidos como ácidos carboxílicos y fenoles en el marco del lavado básico únicamente deben desprotonarse para ser eliminados con la solución de lavado acuosa, los compuestos neutros que no pueden desprotonarse en las condiciones de lavado se someten a una reacción de hidrólisis. La reacción de hidrólisis depende de la temperatura y se desarrolla con más rapidez a temperaturas más altas. Las temperaturas más altas en la etapa de lavado básica llevan, por lo tanto, a una mejor eliminación de compuestos neutros. En este contexto es favorable cuando el lavado del flujo de petróleo crudo sintético con la primera solución de lavado acuosa se realiza a una temperatura de más de 100 °C.

[0027] El lavado previsto en el procedimiento según la invención del primer flujo de petróleo crudo sintético purificado con una solución de lavado ácida adicionalmente a la eliminación de productos de hidrólisis de la etapa de lavado básica hace posible la eliminación de otros compuestos básicos como aminas, piridinas y otras impurezas básicas. En particular, por ello también pueden eliminarse aminas policíclicas eficientemente. Las aminas policíclicas pueden presentarse en mayor medida en petróleos crudos sintéticos, en particular en aceites pirolítico. Pueden formarse por ejemplo en procesos de craqueo en presencia de una fuente de nitrógeno, por ejemplo aditivos o polímeros como poliamida (PA), poliacrilonitrilo (PAN) o copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS). En el caso de aminas policíclicas puede tratarse por ejemplo de sistemas de anillos policondensados, polisaturados, monoinsaturados o poliinsaturados y o aromáticos. Pueden presentarse parcialmente disueltos en el petróleo crudo sintético o en suspensión en el rango coloidal y con frecuencia dar lugar a depósitos no deseados y por tanto a una difícil purificación de la instalación. Además pueden llevar a un desplazamiento de superficies activas de catalizadores en aplicaciones posteriores. Adicionalmente pueden disolver compuestos no deseados como sales, cloruro, metales pesados o sulfuros en la fase de producto orgánica. Se ha demostrado que mediante el procedimiento según la invención pueden eliminarse eficientemente aminas policíclicas. Para la eliminación de aminas policíclicas se ha acreditado como ventajoso el hecho de que la etapa de lavado ácida se realice a una temperatura de al menos 20 °C. La eliminación es especialmente eficiente cuando la temperatura asciende como mínimo a 50 °C.

[0029] No obstante, en el curso de la invención sorprendentemente se ha acreditado como ventajoso el hecho de que la temperatura en la etapa de lavado ácida no sea demasiado alta, en particular más baja que la temperatura en la etapa de lavado básica. De este modo se ha mostrado que las temperaturas altas en la etapa de lavado ácida pueden llevar a una reducción del rendimiento de producto así como a la formación de impurezas. En opinión de los inventores, sin estar sujetos a una teoría, esto se explica mediante reacciones de olefinas con el ácido utilizado, por ejemplo mediante hidroxisulfonación o sulfatación con ácido sulfúrico o mediante reacciones con otros ácidos. Como impurezas pueden formarse alcoholes, sulfonatos, sulfatos y hidroxisulfonatos que pueden llevar a depósitos y con ello a una purificación complicada, así como corrosión. Por lo tanto se ha acreditado como ventajoso el llevar a cabo la etapa de lavado ácida a una temperatura de menos de 120 °C. En particular estos efectos desventajosos pueden minimizarse cuando la temperatura asciende a menos de 100 °C, aún más preferiblemente a menos de 95 °C.

[0030] Una ventaja adicional de la temperatura más baja en la etapa de lavado ácida es que los requisitos en el material del dispositivo de lavado son claramente menores. La presencia de soluciones ácidas a altas temperaturas con frecuencia requiere el empleo de materiales o recubrimientos especiales que llevarían a un aumento de costes significativo.

[0032] Una ventaja adicional del orden de las etapas de lavado en el procedimiento según la invención, en particular en relación con formas de realización preferidas en las cuales la etapa de lavado básica y ácida son parte de un proceso continuo es que el procedimiento puede llevarse a cabo de manera especialmente económica. El petróleo crudo sintético se obtiene habitualmente de procesos a altas temperaturas, p.ej. pirólisis o craqueo. Cuando el procedimiento de producción según la invención se realiza después de dicho proceso no es necesario ningún calentamiento del flujo de petróleo crudo sintético siempre que la etapa de lavado básica se lleve a cabo antes de la etapa de lavado ácida. El flujo de petróleo crudo sintético obtenido del proceso de producción puede lavarse directamente o después del enfriamiento a la primera temperatura con la primera solución de lavado acuosa y el primer flujo de petróleo crudo sintético purificado conseguido a partir de ello puede lavarse después de un enfriamiento adicional a la segunda temperatura con la segunda solución de lavado acuosa. Al no tener que calentarse el flujo de petróleo crudo sintético entre las etapas de lavado el procedimiento puede llevarse a cabo de manera especialmente económica y eficiente. En relación con el procedimiento según la invención por lo tanto se prefiere especialmente cuando el flujo de petróleo crudo sintético no se clienta entre el lavado a la primera temperatura y el lavado a la segunda temperatura.

[0034] En una forma de realización preferida del procedimiento según la invención la primera temperatura asciende a más de 100 °C, aún más preferiblemente a más de 105 °C, aún más preferiblemente a más de 110 °C, aún más preferiblemente a más de 115 °C, aún más preferiblemente a más de 120 °C, aún más preferiblemente a más de 125 °C, aún más preferiblemente a más de 130 °C, lo más preferible a más de 135 °C. La previsión de una primera temperatura tan alta tiene la ventaja de que los ácidos carboxílicos de cera presentes en el flujo de petróleo crudo sintético pueden disolverse mejor y pueden eliminarse mediante el lavado básico. Una ventaja adicional de la primera temperatura alta es que las reacciones de hidrólisis básica tienen lugar con especial rapidez y los compuestos neutros por consiguiente pueden eliminarse especialmente bien. Se prefiere especialmente que la primera temperatura se sitúe en el intervalo de 100 °C a 160 °C, aún más preferiblemente de 105 °C a 155 °C, aún más preferiblemente de 110 °C a 150 °C, lo más preferible de 115 °C a 145 °C.

[0035] En una forma de realización preferida del procedimiento según la invención la segunda temperatura asciende a menos de 120 °C, preferiblemente a menos de 110 °C, más preferiblemente a menos de 100 °C, aún más preferiblemente a menos de 95 °C, aún más preferiblemente a menos de 90 °C, aún más preferiblemente a menos de 80 °C, lo más preferible a menos de 75 °C. La previsión de tal temperatura más baja tiene la ventaja de que disminuye la formación de impurezas y puede aumentarse die rendimiento de producto. Una ventaja adicional de la temperatura más baja que el dispositivo de lavado está sometido a condiciones menos duras y por lo tanto requiere materiales o recubrimientos de material menos caros. Al mismo tiempo, no obstante pueden eliminarse de manera eficiente compuestos básicos como aminas y piridinas, dado que para eliminar estos compuestos únicamente es necesaria una protonación, pero al contrario que en compuestos neutros no es necesaria ninguna reacción de hidrólisis. Se prefiere especialmente que la segunda temperatura se sitúe en el intervalo de 20 °C a 120 °C, preferiblemente de 30 °C a 110 °C, más preferiblemente de 40 °C a 100 °C, aún más preferiblemente de 50 °C a 90 °C, aún más preferiblemente de 60 °C a 80 °C, aún más preferiblemente de 65 °C a 75 °C. Esto, por un lado, tiene la ventaja de que la temperatura es lo suficientemente baja para minimizar la formación de impurezas y por otro lado de que la temperatura suficientemente es lo suficientemente alta para eliminar de manera eficiente en particular aminas policíclicas.

[0036] En una forma de realización preferida el lavado del flujo de petróleo crudo sintético se lleva a cabo con la primera solución de lavado acuosa con una duración de lavado media de al menos 0,5 minutos, preferiblemente al menos 1 minuto, más preferiblemente al menos 2 minutos, aún más preferiblemente al menos 5 minutos, lo más preferible al menos 12 minutos. La previsión de una duración de lavado mayor para el lavado básico hace posible un desarrollo más completo de reacciones de hidrólisis de manera que los compuestos neutros pueden eliminarse aún mejor. En particular por lo tanto se prefiere que la duración de lavado media ascienda a entre 0,5 y 180 preferiblemente entre 1 y 120 minutos, más preferiblemente entre 2 y 60 minutos, aún más preferiblemente entre 5 y 30 minutos, lo más preferible entre 12 y 20 minutos.

[0037] A este respecto, la duración de lavado media es el periodo medio entre la puesta en contacto del flujo de petróleo crudo sintético con la primera solución de lavado acuosa y la separación del primer flujo de petróleo crudo sintético purificado de la primera solución de lavado acuosa. Cuando el lavado se lleva a cabo en un proceso continuo, la duración de lavado media corresponde preferiblemente al tiempo de permanencia medio en el dispositivo de lavado, p.ej., en un mezclador-sedimentador.

[0038] En una forma de realización preferida el lavado del flujo de petróleo crudo sintético con la primera solución de lavado acuosa se realiza a una presión más alta que el lavado del primer flujo de petróleo crudo sintético purificado con la segunda solución de lavado acuosa. La previsión de una presión más alta en el lavado básico hace posible una temperatura más alta y con ello a su vez una mejor eliminación de ácidos carboxílicos de cera difícilmente solubles, así como de compuestos neutros. En cambio, en el lavado ácido en cambio una presión más baja es ventajosa dado que a su vez puede reducirse la formación de impurezas no deseadas y dado que los requisitos del material son menores, lo que puede llevar a ahorros de coste considerables.

[0039] En una forma de realización preferida al menos el lavado del flujo de petróleo crudo sintético se realiza con la primera solución de lavado acuosa en un recipiente a presión. La previsión de un recipiente a presión hace posible el lavado a presiones y temperaturas más altas y por consiguiente una mejor eliminación de ácidos carboxílicos de cera difícilmente solubles, así como de compuestos neutros.

[0040] Preferiblemente el lavado del flujo de petróleo crudo sintético con la primera solución de lavado acuosa se realiza a una presión de más de 2 bar, preferiblemente a más de 3 bar, más preferiblemente a más de 5 bar, aún más preferiblemente a más de 7 bar, lo más preferible a más de 10 bar. La previsión de una presión tan alta hace posible, como se ha mencionado, una temperatura alta y una buena eliminación de ácidos carboxílicos de cera difícilmente solubles, así como de compuestos neutros. Se prefiere especialmente que el lavado del flujo de petróleo crudo sintético con la primera solución de lavado acuosa se realice a una presión en el intervalo de 2 bar a 50 bar, preferiblemente de 3 bar a 35 bar, más preferiblemente de 5 bar a 25 bar, aún más preferiblemente de 7 bar a 20 bar, lo más preferible de 10 bar a 18 bar.

[0041] El lavado del primer flujo de petróleo crudo sintético purificado con la segunda solución de lavado acuosa se realiza preferiblemente a una presión de menos de 12 bar, preferiblemente a menos de 7 bar, más preferiblemente a menos de 6 bar, aún más preferiblemente a menos de 5 bar. La previsión de tal presión más baja hace posible, como se ha mencionado, la utilización de materiales más favorables. Se prefiere especialmente que el lavado del primer flujo de petróleo crudo sintético purificado con la segunda solución de lavado acuosa a una presión se realice en el intervalo de 1 bar a 12 bar, preferiblemente de 1,5 bar a 7 bar, más preferiblemente de 2 bar a 6 bar, aún más preferiblemente de 3 bar a 5 bar.

[0042] En el marco de la invención se ha acreditado como especialmente ventajoso el hecho de que el valor de pH de la primera solución de lavado acuosa ascienda a más de 8, preferiblemente a más de 9, más preferiblemente a más de 10, aún más preferiblemente a más de 11, aún más preferiblemente a más de 12, lo más preferible a más de 13. La previsión de un valor de pH tan alto favorece reacciones de hidrólisis, por lo que compuestos neutros pueden eliminarse especialmente bien. Se prefiere especialmente que el valor de pH de la primera solución de lavado acuosa se sitúe en el intervalo de 8 a 14, preferiblemente de 9 a 13, más preferiblemente de 9,5 a 12, lo más preferible de 10 a 11.

[0043] En una forma de realización preferida la primera solución de lavado acuosa contiene hidróxido de sodio. Se prefiere especialmente que la concentración de hidróxido de sodio ascienda a entre 0,5 y 10 % en peso, en particular entre 1 y 5 % en peso.

[0044] Con respecto al lavado del primer flujo de petróleo crudo sintético purificado con la segunda solución de lavado acuosa se ha acreditado como ventajoso cuando el valor de pH de la segunda solución de lavado acuosa asciende a menos de 6, preferiblemente a menos de 5, más preferiblemente a menos de 4, más preferiblemente a menos de 3, más preferiblemente a menos de 2, lo más preferible a menos de 1. Esto hace posible una eliminación especialmente eficiente de impurezas básicas, por ejemplo de aminas y piridinas. Se prefiere especialmente que el valor de pH de la segunda solución de lavado acuosa se sitúe en el intervalo de 0 a 6, preferiblemente de 1 a 5, más preferiblemente de 2 a 4, lo más preferible de 2,5 a 3,5.

[0045] En una forma de realización preferida la segunda solución de lavado acuosa contiene ácido sulfúrico. Preferiblemente la concentración de ácido sulfúrico asciende a entre 0,5 y 10 % en peso, en particular entre 1 y 5 % en peso.

[0046] Se ha acreditado como ventajoso el hecho de que la relación de mezcla volumétrica entre el flujo de petróleo crudo sintético y la primera solución de lavado acuosa sea de 5:1 a 1:5, preferiblemente de 2,5:1 a 1:2,5, aún más preferiblemente de 1,5:1 a 1:1,5. Tal relación de mezcla hace posible tanto una eliminación especialmente eficiente de ácidos carboxílicos de cera, así como hidrólisis de compuestos neutros como una eliminación especialmente eficiente de otras impurezas ácidas.

[0047] Ventajosamente la relación de mezcla volumétrica entre el primer flujo de petróleo crudo sintético purificado y la segunda solución de lavado acuosa sea de 10:1 a 1:5, preferiblemente de 5:1 a 1:2,5, aún más preferiblemente de 2,5:1 a 1:1,5. Tal relación de mezcla hace posible una eliminación especialmente eficiente de impurezas básicas. El procedimiento según la invención puede incluir también etapas de lavado adicionales. Por ejemplo es posible que el primer flujo de petróleo crudo sintético purificado pase por etapas de lavado o limpieza adicionales, antes de que tenga lugar el lavado con la segunda solución de lavado acuosa. Se prefiere sin embargo cuando entre el lavado del flujo de petróleo crudo sintético con la primera solución de lavado acuosa y el lavado del primer flujo de petróleo crudo sintético purificado con la segunda solución de lavado acuosa no se realiza ninguna etapa de purificación adicional, en particular ninguna etapa de lavado, ninguna etapa de filtración y/o ninguna etapa de hidrotratamiento. Esto, entre otros, tiene la ventaja de que pueden eliminarse productos básicos que se forman mediante la hidrólisis básica a partir de compuestos neutros en la etapa de lavado ácida inmediatamente siguiente a la etapa de lavado básica.

[0048] Preferiblemente el procedimiento según la invención no comprende ninguna etapa de filtración. El evitar las etapas de filtración lleva a un procedimiento especialmente sencillo y económico. Las etapas de filtración pueden evitarse en particular porque el lavado del flujo de petróleo crudo sintético con la solución de lavado acuosa básica se lleva a cabo a una temperatura más alta. Por ello pueden eliminarse de manera eficiente en particular ácidos carboxílicos de cera que con frecuencia se disuelven peor a temperaturas más bajas y en caso de una mala filtración pueden hacer necesaria una filtración.

[0049] El procedimiento según la invención para la eliminación adicional de impurezas puede comprender también una etapa de hidrotratamiento. Se prefiere sin embargo, cuando el procedimiento según la invención no comprende ninguna etapa de hidrotratamiento. El evitar una etapa de hidrotratamientos lleva a un procedimiento de limpieza especialmente sencillo y económico. Las etapas de lavado previstas según la invención hacen posible una eliminación de impurezas especialmente buena, aunque no esté prevista ninguna etapa de hidrotratamiento.

[0050] En una forma de realización especialmente preferida el procedimiento según la invención comprende además la etapa del lavado del segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado con una tercera solución de lavado acuosa a una tercera temperatura para conseguir un tercer flujo de petróleo crudo sintético purificado. La previsión de tal etapa de lavado adicional hace posible una eliminación especialmente profunda de impurezas que pueden estar aún presentes después de la etapa de lavado básica y ácida.

[0051] En este contexto se prefiere especialmente cuando el valor de pH de la tercera solución de lavado acuosa se sitúa en el intervalo de 3 a 13, preferiblemente de 4 a 12, más preferiblemente de 5 a 11, aún más preferiblemente de 6 a 10, aún más preferiblemente de 6,5 a 9, lo más preferible de 7 a 8. Un valor de pH en este intervalo es especialmente efectivo para la eliminación de pequeñas moléculas neutrales polares, así como de sales inorgánicas y orgánicas. Es especialmente ventajoso cuando la tercera solución de lavado acuosa es básica o esencialmente neutra, en particular esencialmente neutra.

[0052] En una forma de realización preferida la tercera solución de lavado acuosa contiene aminas neutras. Esto tiene la ventaja de que las siguientes instalaciones pueden protegerse aún mejor.

[0053] En una forma de realización preferida la tercera temperatura es más baja que la primera temperatura. Esto hace posible una gestión de procedimiento eficiente y económico dado que el flujo de petróleo crudo antes del lavado con la tercera solución de lavado acuosa no tiene que calentarse.

[0054] Preferiblemente la tercera temperatura asciende a menos de 120 °C, preferiblemente a menos de 110 °C, más preferiblemente a menos de 100 °C, aún más preferiblemente a menos de 90 °C, aún más preferiblemente a menos de 80 °C, lo más preferible a menos de 75 °C. Se prefiere especialmente que la tercera temperatura se sitúe en el intervalo de 20 °C a 120 °C, preferiblemente de 30 °C a 110 °C, más preferiblemente de 40 °C a 100 °C, aún más preferiblemente de 50 °C a 90 °C, aún más preferiblemente de 60 °C a 80 °C, aún más preferiblemente de 65 °C a 75 °C.

[0055] Se ha acreditado como ventajoso el hecho de que el lavado del flujo de petróleo crudo sintético con la primera solución de lavado acuosa se realice a una presión más alta que el lavado del segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado con la tercera solución de lavado acuosa. La previsión de una presión más alta en el lavado básico hace posible una temperatura más alta y con ello una eliminación más profunda de ácidos carboxílicos de cera difícilmente solubles, así como de compuestos neutros. Sin embargo, en el lavado con la tercera solución de lavado acuosa una presión más baja es ventajosa porque por ello los requisitos en el material utilizado son más bajos, lo que puede llevar a un ahorro de costes considerable.

[0056] En una forma de realización preferida el lavado del segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado con la tercera solución de lavado acuosa se realiza a una presión de menos de 12 bar, preferiblemente a menos de 10 bar, más preferiblemente a menos de 8 bar, aún más preferiblemente a menos de 7 bar. Especialmente preferida es una presión en el intervalo de 1 bar a 12 bar, preferiblemente de 1,5 bar a 10 bar, más preferiblemente de 2 bar a 8 bar, aún más preferiblemente de 3 bar a 7 bar.

[0057] Se ha acreditado como ventajoso el hecho de que la relación de mezcla volumétrica entre el segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado y la tercera solución de lavado acuosa sea de 10:1 a 1:5, preferiblemente de 5:1 a 1:2,5, aún más preferiblemente de 2,5:1 a 1:1,5. Tal relación de mezcla hace posible una eliminación especialmente eficiente de las impurezas que han quedado.

[0058] En relación con la invención se prefiere que el procedimiento para purificar un flujo de petróleo crudo sintético sea un procedimiento continuo. Frente a un proceso por lotes esto tiene la ventaja de que se logran una mayor productividad y menores tiempos de parada. Preferiblemente las etapas del lavado el flujo de petróleo crudo sintético con la primera solución de lavado acuosa, del lavado del primer flujo de petróleo crudo sintético purificado con la segunda solución de lavado acuosa y, siempre que esté previsto, el lavado del segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado con la tercera solución de lavado acuosa son parte por lo tanto de un procedimiento continuo. Asimismo se prefiere que el procedimiento para la producción de petróleo crudo sintético según la invención sea un procedimiento continuo, es decir, cuando también la generación del flujo de petróleo crudo sintético, preferiblemente mediante despolimeración de material de plástico, es parte del procedimiento continuo. La previsión de un procedimiento continuo tiene en particular la ventaja de que puede evitarse un calentamiento del flujo de petróleo crudo sintético ya que el flujo de petróleo crudo sintético obtenido del proceso de producción puede lavarse directamente o después del enfriamiento a la primera temperatura con la primera solución de lavado acuosa, o el primer flujo de petróleo crudo sintético purificado puede lavarse después del enfriamiento de la primera temperatura a la segunda temperatura con la segunda solución de lavado acuosa.

[0059] Normalmente el lavado de un flujo de petróleo crudo con una solución de lavado acuosa comprende la mezcla del flujo de petróleo crudo con la solución de lavado, seguida de la separación del flujo de petróleo crudo purificado de la solución de lavado acuosa.

[0060] Preferiblemente las etapas de lavado del procedimiento según la invención se llevan a cabo en un mezclador mecánico, en un mezclador estático y/o en un mezclador-sedimentador. Se ha acreditado como especialmente ventajoso el hecho de que las etapas de lavado del procedimiento según la invención se lleven a cabo en cada caso en un mezclador-sedimentador. Normalmente los mezcladores-sedimentadores comprenden una zona de mezcla de funcionamiento continuo y una zona de sedimentación de funcionamiento continuo y permiten por lo tanto la realización de la mezcla del flujo de petróleo crudo sintético con la solución de lavado acuosa respectiva, así como el proceso de sedimentación posterior para separar las fases y la separación del flujo de petróleo crudo sintético purificado en un proceso continuo.

[0061] En relación con la invención, por un "flujo de petróleo crudo sintético" se entiende preferiblemente un flujo de materiales que contiene un petróleo crudo sintético o una fracción de un petróleo crudo sintético. Preferiblemente el flujo de petróleo crudo sintético de petróleo crudo sintético o una fracción del mismo. En el marco de la invención se prefiere especialmente que el flujo de petróleo crudo sintético presente un aceite pirolítico o una fracción del mismo, en particular esté compuesto por ello. Preferiblemente el aceite pirolítico es un aceite pirolítico obtenido de biomasa, en particular madera, y/o plástico. Como especialmente adecuado se ha acreditado el procedimiento según la invención cuando el flujo de petróleo crudo sintético es una mezcla de hidrocarburos obtenida de la despolimerización de biomasa o material de plástico, en particular material de plástico. Preferiblemente el flujo de petróleo crudo sintético es, por tanto, un pirolizado de plástico o una fracción del mismo, o pirolizado de biomasa, en particular de madera o una fracción del mismo. Sin embargo, el procedimiento según la invención es bueno asimismo para otros petróleos crudos sintéticos y fracciones de los mismos. En otras formas de realización preferidas el flujo de petróleo crudo sintético presenta por lo tanto aceite de esquisto bituminoso o bitumen sometido a proceso de mejora, preferiblemente se compone de estos.

[0062] En relación con el procedimiento para la producción de petróleo crudo sintético según la invención por lo tanto se prefiere que el flujo de petróleo crudo sintético se genere mediante despolimerización de material de plástico, preferiblemente de desechos de plástico. El experto está familiarizado con la producción de un flujo de petróleo crudo sintético mediante despolimerización de material de plástico. Tales procedimientos se conocen, por ejemplo, por los documentos WO 2012/149590 A1 y US 6,060,631 A.

[0063] El petróleo crudo sintético obtenido de material de plástico contiene normalmente una serie de diferentes impurezas, en particular también ácido carboxílico de cera, aminas policíclicas y compuestos neutros que pueden eliminarse especialmente bien mediante el procedimiento según la invención. Esto se aplica especialmente a desechos de plástico que, por regla general, comprenden mezclas de diferentes plásticos. Adicionalmente el material de plástico contiene normalmente aditivos, que puede llevar a impurezas en forma de fosfatos o fosfonatos orgánicos. Tales fosfatos o fosfonatos pueden hidrolizarse de manera básica en el procedimiento según la invención y por ello pueden eliminarse de manera especialmente eficiente.

[0064] En una forma de realización preferida el material de plástico presenta polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), policloruro de vinilo (PVC), tereftalato de polietileno (PET), poliamida (PA), estireno-acrilonitrilo (SAN) y/o acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS). El procedimiento según la invención se ha acreditado como especialmente adecuado para eliminar impurezas que resultan de los materiales de plástico mencionados.

[0065] Se prefiere especialmente que el material de plástico contenga PVC. Esto lleva normalmente a impurezas en forma de compuestos organoclorados en el flujo de petróleo crudo obtenido del material de plástico. Los compuestos organoclorados pueden eliminarse especialmente bien mediante la hidrólisis básica durante el lavado con la primera solución de lavado acuosa.

[0066] Asimismo se prefiere que el material de plástico contenga PET. Esto lleva normalmente a impurezas en forma de compuestos de éster en la corriente de materiales obtenida del material de plástico que asimismo pueden eliminarse especialmente bien mediante hidrólisis básica durante el lavado con la primera solución de lavado acuosa.

[0067] En particular se prefiere que el material de plástico presente PA, SAN, y/o ABS. Estos materiales de plástico llevan normalmente a impurezas en forma de amidas y nitrilos. En el transcurso del procedimiento según la invención estos compuestos pueden hidrolizarse asimismo durante el lavado con la primera solución de lavado acuosa. Los compuestos básicos formados a partir de la hidrólisis básica, en particular aminas, pueden eliminarse de manera eficiente en el lavado realizado posteriormente con la solución de lavado acuosa ácida. PA, SAN y ABS pueden utilizarse además como fuentes de nitrógeno y mediante reacciones de transposición, reacción de condensación y/o reacciones radicales, por ejemplo con PE, PP y PS pueden contribuir a la formación aumentada de aminas policíclicas. Estas pueden eliminarse de manera eficiente mediante el lavado previsto según la invención con la solución de lavado acuosa ácida.

[0068] Todos los parámetros mencionados en el presente documento se refieren, a menos que se indique lo contrario a las condiciones SATP ("Standard Ambient Temperature and Pressure", temperatura y presión ambiente estándar) según la IUPAC, en particular a una temperatura de 25 °C y una presión de 101.300 Pa.

[0069] Todos los porcentajes (%) en el presente documento se refieren, a menos que se indique lo contrario, al porcentaje en peso.

[0070] Todas las relaciones de mezcla indicadas en el presente documento, a menos que se indique lo contrario, se refieren a relaciones de mezcla volumétricas, es decir, a relaciones volumétricas (volumen:volumen).

[0071] Las temperaturas indicadas en la misma para las etapas de lavado se refieren preferiblemente en cada caso a la temperatura de la mezcla de flujo de petróleo crudo y solución de lavado acuosa directamente después de la mezcla y antes de la separación de fase.

[0072] La presente invención se ilustra mediante la siguiente figura a la que naturalmente no está limitada.

[0073] La figura 1 muestra un diagrama de circulación de materiales del procedimiento de una forma de realización preferida del procedimiento según la invención para la producción de petróleo crudo sintético.

[0074] En la forma de realización mostrada en la figura 1 el flujo de petróleo crudo sintético 1 se obtiene mediante despolimerización de material de plástico. El material de plástico se compacta, se desgasifica y se funde en una extrusora 12. La masa fundida de plástico que sale de la extrusora 12 se mezcla en un mezclador estático 13 con un disolvente externo 14, preferiblemente aceite denso, y/o con material de plástico ya craqueado que se devuelve como corriente de reciclaje 15 para reducir la viscosidad de la masa fundida de plástico. La mezcla resultante se introduce en un reactor de despolimerización 16 en el que el material de plástico se despolimeriza, preferiblemente a una temperatura entre 400°C y 440°C. El material de plástico craqueado se obtiene como producto de cabeza de una columna 17. Tras la separación de una corriente de gas 18 en una columna adicional 19 se obtiene el flujo de petróleo crudo sintético 1.

[0075] En la forma de realización mostrada el flujo de petróleo crudo sintético 1 se mezcla con una primera solución de lavado acuosa 2 en una zona de mezcla de un primer mezclador-sedimentador 8, preferiblemente en una relación de mezcla volumétrica de 1:1. La primera solución de lavado acuosa 2 es preferiblemente sosa caustica con un valor de pH entre 9 y 12. La mezcla del flujo de petróleo crudo sintético 1 y la primera solución de lavado acuosa 2 tiene preferiblemente una temperatura de más de 100 °C. Dado que el flujo de petróleo crudo sintético 1 se conduce directamente desde el proceso de producción al mezclador-sedimentador 8, no es necesario ningún calentamiento para alcanzar esta temperatura. La temperatura alta mejora en particular la solubilidad en agua de ácidos carboxílicos de cera, que debido al valor de pH básico en forma desprotonada llegan a la fase acuosa. Adicionalmente la temperatura alta favorece la hidrólisis de impurezas en forma de compuestos neutros. Los productos de hidrólisis ácidos, p.ej. ácidos carboxílicos, se desprotonan debido al valor de pH básico y pasan a la fase acuosa asimismo como compuestos cargados. En consecuencia la fase oleosa purificada se separa de la fase acuosa en una zona de sedimentación del mezclador-sedimentador 8. El tiempo de permanencia medio en el primer mezclador-sedimentador 8 asciende preferiblemente a entre 5 y 30 minutos. La fase acuosa se elimina como parte de la corriente de desagüe 11 y la fase oleosa se separa como primer flujo de petróleo crudo sintético purificado 3. El primer flujo de petróleo crudo sintético purificado 3 conseguido de este modo se mezcla a continuación en un segundo mezclador-sedimentador 9 con una segunda solución de lavado acuosa 4. La segunda solución de lavado acuosa 4 es preferiblemente ácido sulfúrico acuoso con un valor de pH entre 0 y 5. La temperatura de la mezcla del primer flujo de petróleo crudo sintético purificado 3 y de la segunda solución de lavado acuosa 4 es más baja que la temperatura de la mezcla en la primera etapa de lavado preferiblemente asciende a menos de 90 °C. Mediante la temperatura más baja en la segunda etapa de lavado se disminuye la formación de impurezas adicionales y aumenta el rendimiento de producto. Adicionalmente los requisitos para el material del segundo mezcladorsedimentador 9 son menores, en particular puede prescindirse de materiales caros y recubrimientos. Además el segundo lavado puede llevarse a cabo a una presión más baja, lo que a su vez lleva a exigencias menores en el Material utilizado. Mediante el lavado con la solución de lavado ácida se protonan en particular impurezas básicas como aminas o piridinas y pasan por ello como compuestos cargados a la fase acuosa. Adicionalmente los compuestos neutros restantes también pueden hidrolizarse ácidamente. En consecuencia a su vez la fase oleosa purificada se separa de la fase acuosa en una zona de sedimentación del mezclador-sedimentador 9, la fase acuosa se elimina a través de la corriente de desagüe 11, y a partir de la fase oleosa se consigue un segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado 5.

[0076] El segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado 5 en la forma de realización mostrada se lava en un tercer mezclador-sedimentador 10 con una tercera solución de lavado acuosa 6. La tercera solución de lavado acuosa 6 es preferiblemente una solución de lavado neutra, preferiblemente esencialmente agua. La temperatura en esta etapa de lavado corresponde preferiblemente a la temperatura de la segunda etapa de lavado o se sitúa por debajo. En esta etapa de lavado se eliminan impurezas que después de las primeras dos etapas de lavado aún pueden estar presentes parcialmente, por ejemplo productos de una hidrólisis ácida, pequeñas moléculas polares neutras, así como sales inorgánicas y orgánicas. El lavado neutro aumenta además la seguridad con respecto a la reutilización del tercer flujo de petróleo crudo sintético purificado 7 obtenido de ello. Después del lavado la fase acuosa se elimina de nuevo como parte de la corriente de desagüe 11 y de la fase oleosa se obtiene el tercer flujo de petróleo crudo sintético purificado 7.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para purificar un flujo de petróleo crudo sintético (1), que comprende las siguientes etapas:

- proporcionar un flujo de petróleo crudo sintético (1);

- lavar el flujo de petróleo crudo sintético (1) con una primera solución de lavado acuosa (2) a una primera temperatura para conseguir un primer flujo de petróleo crudo sintético purificado (3); y

- lavar el primer flujo de petróleo crudo sintético purificado (3) con una segunda solución de lavado acuosa (4) a una segunda temperatura, para conseguir un segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado (5),caracterizado porque

la primera solución de lavado acuosa (2) es básica, la segunda solución de lavado acuosa (4) es ácida, y la segunda temperatura es más baja que la primera temperatura, en donde la primera temperatura asciende a más de 100 °C.

2. Procedimiento según la reivindicación 1,caracterizado porquela primera temperatura asciende a más de 105 °C.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2,caracterizado porqueel lavado del flujo de petróleo crudo sintético (1) con la primera solución de lavado acuosa (2) se lleva a cabo con una duración de lavado media de al menos 0,5 minutos, preferiblemente al menos 1 minuto, más preferiblemente al menos 2 minutos, aún más preferiblemente al menos 5 minutos, lo más preferible de al menos 12 minutos.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3,caracterizado porqueel lavado del flujo de petróleo crudo sintético (1) con la primera solución de lavado acuosa (2) se realiza a una presión más alta que el lavado del primer flujo de petróleo crudo sintético purificado (3) con la segunda solución de lavado acuosa (4).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4,caracterizado porqueel valor de pH de la primera solución de lavado acuosa (2) asciende a más de 8, preferiblemente a más de 9, más preferiblemente a más de 10, aún más preferiblemente a más de 11, aún más preferiblemente a más de 12, lo más preferible a más de 13.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5,caracterizado porqueel valor de pH de la segunda solución de lavado acuosa (4) asciende a menos de 6, preferiblemente a menos de 5, más preferiblemente a menos de 4, lo más preferible a menos de 3,5.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6,caracterizado porquela relación de mezcla volumétrica entre el flujo de petróleo crudo sintético (1) y la primera solución de lavado acuosa (2) asciende a de 5:1 a 1:5, preferiblemente de 2,5:1 a 1:2,5, aún más preferiblemente de 1,5:1 a 1:1,5.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7,caracterizado porqueentre el lavado del flujo de petróleo crudo sintético (1) con la primera solución de lavado acuosa (2) y el lavado del primer flujo de petróleo crudo sintético purificado (3) con la segunda solución de lavado acuosa (4) no se realiza ninguna etapa de lavado adicional.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8 que comprende además la siguiente etapa:

- lavar el segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado (5) con una tercera solución de lavado acuosa (6) a una tercera temperatura, para conseguir un tercer flujo de petróleo crudo sintético purificado (7).

10. Procedimiento según la reivindicación 9,caracterizado porqueel valor de pH de la tercera solución de lavado acuosa (6) se sitúa en el intervalo de 3 a 13, preferiblemente de 4 a 12, más preferiblemente de 5 a 11, aún más preferiblemente de 6 a 10, aún más preferiblemente de 6,5 a 9, lo más preferible de 7 a 8.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 o 10,caracterizado porquela tercera temperatura es más baja que la primera temperatura.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 11,caracterizado porqueel lavado del flujo de petróleo crudo sintético (1) se realiza con la primera solución de lavado acuosa (2) a una presión más alta que el lavado del segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado (5) con la tercera solución de lavado acuosa (6).

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 12,caracterizado porquela relación de mezcla volumétrica entre el segundo flujo de petróleo crudo sintético purificado (5) y la tercera solución de lavado acuosa (6) asciende a de 10:1 a 1:5, preferiblemente de 5:1 a 1:2,5, aún más preferiblemente de 2,5:1 a 1:1,5.

14. Procedimiento para la producción de petróleo crudo sintético, que comprende las siguientes etapas: - generar un flujo de petróleo crudo sintético (1), preferiblemente mediante despolimerización de material de plástico, en particular de desechos de plástico; y

5 - purificar el flujo de petróleo crudo sintético (1) según el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el material de plástico presenta polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), policloruro de vinilo (PVC), tereftalato de polietileno (PET), poliamida (PA), estireno-acrilonitrilo (SAN) y/o acrilonitrilo butadieno estireno (ABS).

0