MX2010005170A - Metodos para desnitrogenar combustible diesel. - Google Patents

Abstract

Un proceso para desnitrogenar combustible diesel incluye contactar combustible diesel que contiene uno o más compuestos de nitrógeno con un líquido iónico ácido en una zona de extracción, para eliminar selectivamente los compuestos de nitrógeno y producir un efluente de combustible diesel desnitrogenado que contiene combustible diesel desnitrogenado y líquidos iónicos ácidos que contienen especies nitrogenadas; y separar combustible diesel desnitrogenado del efluente de combustible diesel desnitrogenado.

Description

MÉTODOS PARA DESNITROGENAR COMBUSTIBLE DIESEL CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere a la desnitrogenación de combustible diesel, particularmente a · métodos de pretratamiento de combustible diesel para eliminar especies nitrogenadas, y someter subsiguientemente el combustible diesel desnitrogenado a hidrodesulfuración.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El combustible diesel es un combustible muy conocido en todo el mundo. Sin embargo, el combustible diesel contiene moléculas sulfurosas que son contaminantes muy conocidos. Por consiguiente, existe la siempre creciente necesidad de producir combustibles diesel con contenido ultra bajo de azufre. Un típico modo de eliminar azufre de los combustibles diesel es por hidrodesulfuración catalítica (HDS) . Sin embargo, se está haciendo cada vez más difícil hidrodesulfurar catalíticamente combustibles diesel al nivel aún más reducido de azufre que ahora se requiere. Por consiguiente, sería ventajoso proporcionar una nueva forma para hidrodesulfurar combustible diesel de modo eficiente y efectivo .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Proporcionamos procesos para desnitrogenar combustible diesel, incluyendo contactar combustible diesel que contiene uno o más compuestos nitrogenados con un líquido iónico ácido en una zona de extracción para eliminar selectivamente los compuestos de nitrógeno y producir un efluente de combustible diesel desnitrogenado que contiene combustible diesel desnitrogenado y un líquido iónico ácido que contiene especies nitrogenadas, y separar el combustible diesel desnitrogenado del efluente de combustible diesel desnitrogenado .

También proporcionamos procesos para desulfurar combustible diesel que incluyen contactar combustible diesel que contiene uno o más compuestos nitrogenados con un líquido iónico ácido en una zona de extracción, para eliminar selectivamente los compuestos de nitrógeno y producir un efluente de combustible diesel desnitrogenado que contiene combustible diesel desnitrogenado y un líquido iónico ácido (LIA) que contiene especies de nitrógeno, separar el combustible diesel desnitrogenado del efluente de combustible diesel desnitrogenado, y desulfurar el combustible diesel desnitrogenado por hidrodesulfuración .

También proporcionamos procesos para desnitrogenar combustible diesel que incluyen contactar combustible diesel que contiene uno o más compuestos nitrogenados con BMIMHSO4, BMIMCH3SO4 o E IMEtS04 y que contienen de 0 a 5% de agua, en cuando menos una zona de extracción esencialmente a temperatura ambiente y presión ambiente durante 5 a 60 minutos a una alimentación con una proporción de peso de combustible diesel/BMIMHS04 , BMIMCH3S04 ó EMIMEtS04 de 1:0.2 a 1:2, para eliminar selectivamente cuando menos el 70% de los compuestos de nitrógeno y producir un efluente de combustible diesel que contiene combustible diesel desnitrogenado y BMIMHSO4 , B I CH3SO4 ó EMIMEtS04 que contienen especies de nitrógeno y 0 a 5% de agua, separar el combustible diesel desnitrogenado del efluente de combustible diesel desnitrogenado, eliminar esencialmente todas las especies de nitrógeno de los compuestos B IMHSO4, BMIMCH3SO4 ó EMIMEtS04 que contienen especies de nitrógeno por destilación al vapor, para producir BMIMHSO4, BMIMCH3S0 ó EMIMEtS04 regenerados, y reciclar cuando menos una porción de los compuestos BMIMHSO4, BMIMCH3SO4 ó EMIMEtS04 regenerados a la zona de extracción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de aspectos selectos de un proceso representativo de desnitrogenación y desulfuración.

La Figura 2 es una gráfica del porcentaje de eliminación de nitrógeno contra la proporción de pesos LIA:diesel.

La Figura 3 es una gráfica del porcentaje de nitrógeno eliminado contra el número de pasos de extracción.

La Figura 4 es una gráfica del porcentaje de nitrógeno eliminado contra la proporción de pesos LIA:mezcla.

La Figura 5 es una gráfica del porcentaje de nitrógeno eliminado contra la proporción de pesos LIA:LCO.

La Figura 6 es una gráfica de la cantidad de azufre producto (peso en partes por millón) contra el porcentaje de lecho .

La Figura 7 es una gráfica de nitrógeno producto (peso en partes por millón) contra el porcentaje de lecho.

La Figura 8 es una gráfica del porcentaje de nitrógeno eliminado contra el porcentaje de nitrógeno básico eliminado en varios ciclos de extracción-regeneración.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los términos "diesel", "combustible diesel", "mezclas de diesel" y "fase de diesel", y términos similares relacionados con diesel se utilizarán repetidamente en la siguiente descripción y reivindicaciones anexas. Estos términos deberán interpretarse en su sentido más amplio, para recibir no sólo los significados ordinarios utilizados por los conocedores de la técnica, como combustible destilado que se utiliza en los motores de diesel, sino también de manera más amplia, para extender la aplicación de nuestros procesos a combustibles que presentan características similares al diesel. Por consiguiente, los términos incluyen, aunque sin limitación, diesel destilado, diesel mezclado, aceite cíclico ligero, combustible diesel de coque ligero, aceites cíclicos ligeros pesados, y similares.

Descubrimos que la hidrodesulfuración catalítica (HDS) de las moléculas sulfuradas más refractarias, es decir dibenzotiofeno (DBT) y especialmente 4,6 dimetil-dibenzotiofeno (D DBT) es inhibida a diferentes grados por los componentes en la mezcla de reacción como heterocompuestos orgánicos e hidrocarburos poliaromáticos . Los compuestos nitrogenados presentes en los combustibles son los inhibidores más fuertes en la HDS catalítica. En general, ocurre el siguiente orden de inhibición: hidrocarburos saturados y mono-aromáticos < aromáticos condensados compuestos de oxígeno ~ H2S < compuestos orgánicos de azufre < compuestos nitrogenados básicos. Descubrimos un proceso de baja temperatura y presión para la desnitrogenacion selectiva y extractiva de combustible diesel utilizando líquidos iónicos ácidos (LIA) . Este proceso de pretratamiento produce un producto de bajo contenido de nitrógeno que se enriquece fácilmente con tecnologías de hidrosulfuración convencionales para lograrse requisitos de azufre sumamente bajos.

Se pueden lograr requisitos de bajo azufre con catalizadores y procesos convencionales y alimentaciones HDS con bajo contenido de nitrógeno. Sin embargo, proporcionamos procesos de baja temperatura y presión para eliminar selectivamente los compuestos nitrogenados de una alimentación de combustible diesel que no tiene un bajo contenido de nitrógeno, utilizando líquidos iónicos ácidos. Los líquidos iónicos son solventes no acuosos y apróticos de bajos puntos de fusión, presión de vapor indetectable vapor y buena estabilidad química y térmica. Puesto que los puntos de fusión son bajos, los líquidos iónicos actúan como solventes en los que se pueden realizar reacciones y, dado que los líquidos están hechos de iones en vez de moléculas neutras, estas reacciones y extracciones producen diferentes i ' reactividades y selectividades · en comparación con los solventes orgánicos convencionales. También definimos aquí a los líquidos iónicos ácidos (LIA) como líquidos iónicos con un pH menor a 7.

La ausencia de presión de vapor es otra gran ventaja respecto a los solventes orgánicos. Nuestros agentes de extracción, es decir, líquidos iónicos ácidos, tienen las siguientes propiedades: el coeficiente de partición para los compuestos N es elevado, el agente de extracción es insoluble en la alimentación HDS, los hidrocarburos sin N no son significativamente solubles en el agente extractor, y la regeneración del agente es relativamente fácil. Son particularmente efectivos los líquidos iónicos ácidos en general, y particularmente hidrosulfato de butil-metil-imidazolio ( [B IM] HS04) , metil-sulfato de butil-metil-imidazolio ( [BMIM] CH3S04) ó hidro-etil-sulfato de etil-metil-imidazolio ( [EMI ] EtS04) - Se conocen varios líquidos iónicos. Estos líquidos iónicos pueden incluir líquidos iónicos ácidos, líquidos iónicos básicos y líquidos iónicos neutros. Descubrimos que los líquidos iónicos adecuados para utilizarse junto con combustibles diesel desnitrogenados son los líquidos iónicos ácidos .

Se puede eliminar más del 70% de nitrógeno total y 90% de nitrógeno básico a temperatura ambiente o casi y a presión atmosférica en diversos combustibles diesel, como mezclas de diesel (por ejemplo, diesel destilado (SR) , aceite cíclico ligero (LCO) y combustible diesel de coque ligero (LCGO) ) . Descubrimos que el equilibrio para extracción de nitrógeno puede alcanzarse rápidamente, como en menos de 5 minutos. Debido a grandes diferencias en densidades, dos capas tienden a separarse rápidamente, de tal modo que se puede decantar fácilmente la fase de diesel desnitrogenado de la fase de líquidos iónicos ácidos.

Por consiguiente, es posible desnitrogenar combustible diesel contactando el combustible diesel que contiene uno o más compuestos nitrogenados con un líquido iónico ácido en una zona de extracción para eliminar selectivamente los compuestos de nitrógeno y producir un efluente de combustible diesel desnitrogenado que contiene combustible diesel desnitrogenado y líquido iónico ácido que contiene especies nitrogenadas. Luego, se separa el combustible diesel desnitrogenado del efluente de combustible diesel desnitrogenado.

Se discute un ejemplo representativo de un dispositivo que podría utilizarse para contactar el combustible diesel con un líquido iónico ácido en una zona de extracción en conjunción con la Figura 1. La Figura 1 también muestra esquemáticamente aspectos de un proceso de desulfuración representativo. Este sistema es tan sólo un ejemplo de cualquier número de sistemas que puede utilizarse de conformidad con nuestros métodos. Este sistema se muestra como sistema continuo, aunque también pueden utilizarse sistemas de lotes. Este sistema se basa fundamentalmente en una alimentación 10 de combustible diesel que alimenta la zona de extracción 12. El líquido iónico ácido 14 fluye hacia la zona de extracción 12 por la línea 16. La zona de extracción 12 incluye una porción de separación 18 con la que se separa combustible diesel desnitrogenado del líquido iónico ácido. El líquido iónico ácido sale del separador 18 por la línea 20, y se envía a una zona de regeneración 22. Se pasa el combustible diesel desnitrogenado por la línea 24 a una segunda zona de extracción 26 que contiene un separador 28 de la misma manera en que se describió previamente. Esto permite someter el combustible diesel desnitrogenado a un segundo nivel de desnitrogenacion, si así se desea. Una línea derivadora 30 permite que el combustible diesel desnitrogenado pase directamente a la zona de desulfuración 32. Se pueden utilizar líneas derivadoras adicionales, dependiendo del número de zonas de desnitrogenación que se utilicen .

Es posible que cuando menos una porción del combustible diesel desnitrogenado sea reciclado a la linea de alimentación 10 a través de las lineas de reciclado 34 y 36. Por otra parte, se puede reciclar cuando menos una porción de combustible diesel desnitrogenado que pasa por la linea 38 por las lineas 40 y 42 a la zona de extracción 26, o puede continuar para reciclarse a la zona de extracción 12.

El liquido iónico ácido que fluye hacia el regenerador 22 se somete a destilación de vapor, con la que se destilan las especies nitrogenadas en el liquido iónico ácido del liquido iónico ácido, y salen de la zona de regeneración 22 por la linea 44 (junto con vapor) . El liquido iónico ácido regenerado sale de la zona de regeneración 22 por la linea 46, y puede reciclarse a la zona de extracción 12 a través de las lineas 48, 50 y 16, o puede pasar a la zona de extracción 26 por las lineas 52 y 24, o puede reciclarse a la zona de regeneración 22 por las lineas 48, 50 y 62.

Una segunda zona de regeneración 54 opera de manera similar a la zona de regeneración 22. Se eliminan las especies nitrogenadas extraídas del líquido iónico ácido (y vapor) por la línea 56. El líquido iónico ácido regenerado de la zona de extracción 54 puede reciclarse a la zona de extracción 12 ó 26. El líquido iónico ácido regenerado que sale de la zona de regeneración 54 fluye por las líneas 58, 50 y 16 para reciclarse a la zona de extracción 12. Por otra parte, es posible que el líquido iónico ácido regenerado pase por las líneas 58, 50 y 52 para reciclarse a la zona de extracción 26. También es posible someter el líquido iónico ácido a otro tratamiento de regeneración por las líneas 58, 50 y 60 ó 62, según se desee.

La Figura 1 contiene dos zonas de extracción y dos regeneradores, como se indicó anteriormente. Sin embargo, los conocedores de la técnica pueden utilizar una zona de extracción ó regeneración, como se requiera bajo las diversas circunstancias. Por otra parte, se pueden utilizar zonas de extracción ó regeneración adicionales, como tres, cuatro, cinco, seis o más, si así se desea. Además, se puede utilizar una o más zonas de hidrodesulfuración 32. La línea 64 transporta combustible diesel desulfurado para ser utilizado, o para tratamiento ulterior, según se desee.

Las zonas de extracción 12 y 26 típicamente operan a temperatura y presión ambientes. Desde luego, es posible variar las temperaturas y presiones en cierto grado, para adecuarlas a las operativas ambientes y los dispositivos utilizados para la extracción. Por ejemplo, la zona de extracción puede operar a presiones de entre la ambiente a 6,895 kPa. El conocedor de la técnica puede aplicar tales variaciones. Similarmente, las zonas de regeneración 22 y 54 operan bajo condiciones de destilación al vapor típicas que son conocidas en la técnica. Un ejemplo es 150°C. También son posibles variaciones en las condiciones operativas y dispositivos de la destilación al vapor. La zona de hidrodesulfuración 32 opera de conformidad con parámetros conocidos de hidrodesulfuración . Finalmente, se pueden variar las velocidades de flujo de los diversos materiales por las zonas de extracción ó regeneración, según las necesidades de las características de cada sistema en particular, dependiendo del número de zonas de extracción ó regeneración, los dispositivos de tratamiento adicionales que estén presentes, y otras variables operativas conocidas en la técnica .

EJEMPLOS A continuación se describen varios ejemplos, donde diversos tipos de combustible diesel fueron sometidos a desnitrogenación bajo diferentes circunstancias y con diferentes líquidos iónicos ácidos, así como otros líquidos, para propósitos de comparación.

Ejemplo 1 Se preparó una alimentación HDS modelo que comprendió 70% de parafina normal C15, 15% de tetralina, 10% de naftaleno, 5% de 2-metil naftaleno, 722 ppm de quinolina, 290 ppm de carbazol (representando un total de 100 ppm de N) , 2,500 ppm de DBT y 1,000 ppm de DMDBT (representando un total de 600 ppm de S) . Las cantidades totales de S y N en la alimentación HDS, a partir de análisis quimioluminiscente XRF y N, aparecen en la fila 1 de la Tabla 1, a continuación. El [BMIM]HS04 fue fabricado en UOP (No. original UOP-31071-8 ) . El LIA tenia un punto de fusión de 28 °C, temperatura de descomposición ~ 300°C, y fue completamente miscible con H20.

Se pesaron aproximadamente 5 gramos de HDS ó diesel en matraces de vidrio y se mezclaron con [BMIM]HS0 para obtenerse una proporción de pesos de alimentación HDS (diesel) :LIA = 1:1. Los dos matraces fueron puestos en un agitador magnético digital y fueron mezclados a temperatura ambiente durante 30 minutos. Se separaron rápidamente dos capas muy distintas. La fase inferior, LIA y compuestos de N extraídos, fue separada de la capa superior de HDS o alimentación de diesel utilizando un embudo de separación.

A fin de evaluar la capacidad extractiva de LIA, llevamos a cabo experimentos comparativos con un solvente orgánico convencional, es decir N-metil pirrolidona (NMP) con MP = 24°C, BP = 202°C, p = 1.028 g/cm3 y VP = 0.29 mm Hg a 20°C.

El análisis XRF de S de la fase HDS luego de la extracción indicó que el NMP (Tabla 1, fila 3) eliminó 81.3% de S en un solo paso de extracción. Sin embargo, y a partir del análisis quimioluminiscente de N, contaminó la alimentación HDS con 4% de NMP. Por otra parte, el LIA [BMIM] HS04 (Tabla 1, fila 2) eliminó el 95.4% de N en un solo paso de extracción. Se eliminaron simultáneamente carbazol y quinolina básica. Las cantidades de quinolina y carbazol que quedaron tras la extracción correspondieron a 5 ppm de N. Esto produjo una muy buena correlación entre el GC y el análisis quimioluminiscente N, es decir, 4.8 ppm de N . Es importante que el paso de extracción no afectó el contenido de hidrocarburos aromáticos, lo cual sugiere que los hidrocarburos no son solubles en el agente extractor. Además, la baja temperatura (es decir, ambiente) de este proceso suprime las reacciones de disociación, desproporción y degradación, de manera que los componentes del combustible permanecen estructuralmente intactos.

Tabla 1 La Tabla 2 resume los resultados de los experimentos de extracción llevados a cabo con [BMIM]HS04 y NMP en alimentación de diesel. Al igual que en el caso de la alimentación HDS, se disolvió una cantidad significativa de NMP (9%) en el diesel, calculada por la cantidad de N presente en la fase de diesel tras la extracción.

Tabla 2 Ejemplo 2 Se llevó a cabo otra serie de experimentos con una alimentación de diesel modelo. Los experimentos fueron realizados a 25°C por 30 minutos. La alimentación fue como se describe a continuación: Alimentación: 70% Par. Norm. C15 + 15% Tetralina + 10% Nafta + 5% 2-M Nafta + 737 ppm Quinolina + 239 ppm Carbazol + 2,537 ppm DBT + 1, 044 ppm DMDBT (104 ppm N + 783 ppm S) Los resultados del experimento se describen en la Tabla 3.

Tabla 3 NMP eliminó 81% de S en un paso de extracción, pero contaminó la alimentación modelo. => Se disolvió ~ 4% NMP en la alimentación modelo.

AMMOENG™ 100 (sal cuaternaria de amonio) eliminó 42.5% de S, pero contaminó la alimentación.

[BMIM] [HS04] eliminó 95.4% de N.

*N analizado por análisis de quimioluminiscencia (método de combustión) .

Una porción del experimento incluyó un análisis CG de la alimentación tras la extracción, lo cual demuestra que el líquido iónico ácido ataca compuestos nitrogenados tanto básicos (quinolina) como no básicos (carbazol) . Estos resultados se describen en la Tabla 4.

Tabla 4 5.6 ppm N total Ejemplo 3 Se realizó otra serie de experimentos utilizando diesel destilado. Estos experimentos fueron realizados durante 30 minutos a 25°C con una proporción de pesos diesel: LIA de 1:1.

Tabla 5 Esta prueba fue realizada respecto a BMIMHSO4 con diversas proporciones de peso respecto a la alimentación de diesel. La Figura 2 muestra el porcentaje de nitrógeno eliminado a las diversas proporciones de pesos de diesel, con un índice de eliminación mínima de cuando menos 55% con una cantidad mínima de alimentación de líquido iónico ácido.

El ejemplo fue además realizado varias veces respecto a varias extracciones. Los resultados aparecen en la Figura 3. La Figura 3 indica que una extracción única o en etapas con una proporción de pesos diesel: LIA de 1:1 produce una extracción de 73% de nitrógeno. Esto es independiente del número de pasos de extracción. También se puede apreciar en la Figura 3 que se eliminó un 5% adicional de nitrógeno cuando se incrementó la alimentación de liquido iónico ácido a 1.25.

El experimento también comparó extracción única contra extracción en etapas con BMI HS04. Los resultados se muestran en la Figura 4. En la extracción única, se utilizó una mezcla con una proporción de pesos de diesel contra LIA de 1:0.2 a 1:2.2. Por otra parte, en la extracción en etapas, se utilizaron seis pasos con una mezcla con una proporción de pesos diesel:LIA de 1:0.5, para obtenerse una proporción de pesos total de 1:3. Se puede apreciar en la Figura 4 que BMI HS04 eliminó de 70 a 85% de nitrógeno, dependiendo de las proporciones de pesos. También se puede apreciar que la extracción en etapas produce resultados que son esencialmente similares a los de la extracción única.

Ejemplo 4 Se realizó otra serie de experimentos utilizando aceite cíclico ligero (LCO) con 1.78% de S y 673 ppm de N (como carbazol, carbazoles Ci-Cs+ substituidos e índoles C1-C6+) . Los experimentos fueron realizados a presión atmosférica, a una temperatura de 25°C durante un tiempo de mezclado de 30 minutos. La proporción de pesos de liquido iónico ácido contra LCO fue de 0.5:1. Los resultados se describen en la siguiente Tabla 6.

Tabla 6 Se puede apreciar en la Tabla 6 que los ejemplos comparativos fueron miscibles con el material de alimentación LCO, lo cual los hizo imprácticos, o tenían un índice de eliminación de nitrógeno de menos del 50%. En cambio, BMI HS04 y BMIMCH3SO4 eliminaron nitrógeno a un índice significativo de 55.4 y 95.5%. Además, estos dos líquidos iónicos ácidos no eliminaron una cantidad significativa de azufre .

Ejemplo 5 Se realizó otra serie de experimentos utilizando un aceite cíclico pesado, bajo las siguientes condiciones: Alimentación: LCO pesado; API ~ 9; 80% aromáticos; 5,865 ppm S; 1,716 ppm N.

Experimentos: T = 25°C; presión atmosférica; tiempo de mezclado = 30 min (se alcanzó equilibrio tras ~ 5 min.).

Se variaron las proporciones de pesos de liquido iónico ácido contra alimentación de diesel como se indica en la Tabla 7.

Tabla 7 Los resultados en la Tabla 7 se correlacionan con la gráfica en la Figura 5, donde se incrementó significativamente el índice de eliminación de nitrógeno, dependiendo de la proporción de pesos líquido iónico ácido:LCO.

Ejemplo 6 Se llevó a cabo una serie de procesos en una planta piloto de mezcla de diesel contra mezcla de diesel desnitrogenado . Las condiciones piloto fueron las siguientes: Alimentaciones: Mezcla de diesel no tratada (600 ppm de N; 220 ppm de N básico) y desnitrogenada (220 ppm de N, 20 ppm de N básico) (SR:LCO:LCGO = 1:1:1).

Condiciones de reacción de desulfuración: P = 5516 kPa, proporción H2/aceite = 67 nm3/0.2 m3 (2500 SCF/B) ; Catalizador = KF-848 La Figura 6 muestra los resultados de los procesados piloto bajo las condiciones anteriormente descritas. Se puede apreciar que los requisitos de catalizador para la alimentación de diesel desnitrogenado fue de únicamente el 50% de los necesario para la alimentación no tratada. Además, con la alimentación desnitrogenada, se puede obtener el mismo resultado de conversión S a una temperatura 19°C menor que la necesaria para la mezcla no tratada.

Haciendo referencia a la Figura 7, la misma serie de experimentos demuestra que tratar la mezcla permite que el 70% del lecho de catalizador opere en un entorno libre de nitrógeno. Por consiguiente, los procesados de la planta piloto demuestran que es posible utilizar 50% menos catalizador para una alimentación tratada que para la no tratada, para obtenerse esencialmente el mismo nivel de desulfuración. Esto se traduce en duplicar la velocidad especial liquida horaria (VELH) , reemplazar catalizador con menos frecuencia, reducir la presión parcial de hidrógeno, disminuir la temperatura en 19°C, o diversas combinaciones de las anteriores variables del proceso, para obtenerse el mismo nivel de conversión de S. Tratar la alimentación permitió que el 70% del lecho catalizador operara en un entorno libre de N.

Se puede apreciar de los ejemplos anteriores que los líquidos iónicos ácidos son altamente efectivos para desnitrogenar varios tipos de combustible diesel. BMIMHS04, BMIMCH3S04 y EMIMEtS04 son particularmente efectivos. Por consiguiente, los líquidos iónicos ácidos pueden eliminar de 70% a 95% de nitrógeno del combustible diesel en uno o más pasos de extracción. Además, se pueden variar las proporciones de peso de combustible diesel y líquido iónico ácido para obtenerse cantidades deseadas de desnitrogenacion. Por consiguiente, es posible alimentar el combustible diesel y el líquido iónico ácido a las zonas de extracción a una proporción de pesos de 1:0.2 a 1:2. En un aspecto, la eliminación seleccionada de especies nitrogenadas del combustible diesel esencialmente no elimina cantidades significativas de compuestos sulfurosos en el combustible diesel.

Una significativa ventaja de nuestro proceso de desnitrogenacion es que podemos reducir la cantidad de catalizador utilizado en el proceso de hidrodesulfuración subsiguiente. Por ejemplo, se puede reducir la cantidad de catalizador hasta en un 75%. Similarmente, se puede incrementar el tiempo en que se puede mantener el catalizador de hidrodesulfuración sin necesidad de regeneración o reemplazo hasta 50 a 100% más, en comparación con la desulfuración sin realizar la desnitrogenacion. Otra ventaja más es la capacidad de incrementar la velocidad especial liquida horaria (VELH) hasta en 50 a 100% en comparación a hidrodesulfurar sin desnitrogenar . Otra ventaja más es la capacidad de reducir la temperatura en la zona de hidrodesulfuración en hasta 10 a 50°C en comparación con los métodos anteriores. Finalmente, se puede disminuir la presión parcial de hidrógeno en la zona de desulfuración hasta en 10 a 30% en comparación con hidrodesulfurar sin un pre-tratamiento de desnitrogenación . Se pueden obtener todas estas ventajas obteniendo niveles de eliminación de azufre esencialmente similares.

El proceso de desnitrogenación hace que los líquidos iónicos ácidos contengan varias especies de nitrógeno extraídas de la alimentación de diesel. En consecuencia, y luego de varios ciclos de desnitrogenación, el líquido iónico ácido tiene una capacidad de desnitrogenación degradada. Hemos descubierto que el líquido iónico ácido puede regenerarse por destilación de vapor. Dos enfoques de recuperación son destilar con vapor la fase estancada de líquido iónico o, más preferiblemente, destilar con vapor el líquido iónico en una operación contracorriente para un mejor contacto de fases. Se reduce la contaminación con agua en tanto la fase de agua permanezca en fase de vapor durante la interacción con el líquido iónico ácido. La corriente de vapor desplaza las especies nitrogenadas, dejando tras de sí líquido iónico ácido regenerado.

Descubrimos que el liquido iónico ácido [BMIM]HS04 utilizado para desnitrogenar una mezcla de diesel con una proporción de pesos diesel: LIA 1:0.5 se regeneró por destilación de vapor a 150°C con una velocidad de flujo de 1 L/min en un total de cuatro ciclos consecutivos de extracción/regeneración. Tras la primera regeneración, el liquido iónico ácido perdió únicamente 2.5% y 4.5% de su capacidad de extracción de nitrógeno total y básico, respectivamente, comparado con el primer ciclo. El funcionamiento en los ciclos 2o, 3° y 4o fue similar .

Haciendo referencia a la Figura 8, se muestran los resultados de una serie de experimentos, donde se indica el porcentaje de nitrógeno eliminado contra el porcentaje de nitrógeno básico eliminado. Los experimentos fueron realizados en una comparación de no regeneración y destilación de nitrógeno con destilación de vapor. La destilación de nitrógeno no fue efectiva, y los ejemplos de destilación de vapor fueron altamente favorables frente a la no regeneración.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para desnitrogenar combustible diesel que comprende: contactar combustible diesel que contiene uno o más compuestos nitrogenados con un liquido iónico ácido en cuando menos una zona de extracción, para eliminar selectivamente los compuestos nitrogenados y producir un efluente de combustible diesel desnitrogenado que contiene combustible diesel desnitrogenado y liquido iónico ácido que contiene especies nitrogenadas; y separar combustible diesel desnitrogenado del efluente de combustible diesel desnitrogenado.

2. El proceso de la reivindicación 1, donde la zona de extracción está a entre una temperatura ambiente y una temperatura de descomposición del liquido iónico ácido, y a una presión de entre ambiente y 6,895 kPa.

3. El proceso de la reivindicación 1, donde el liquido iónico ácido es BMIMHSC , BMIMCH3S04 ó E IMEtSCV

4. El proceso de la reivindicación 1, que además comprende reciclar cuando menos una porción del combustible diesel desnitrogenado a la zona de extracción.

5. El proceso de la reivindicación 1, que además comprende eliminar esencialmente todas las especies nitrogenadas del liquido iónico ácido que contiene especies nitrogenadas, para producir liquido iónico ácido regenerado y reciclar cuando menos una porción del liquido iónico ácido regenerado a la zona de extracción.

6. El proceso de la reivindicación 1, donde se separan las especies nitrogenadas del liquido iónico ácido que contiene nitrógeno mediante destilación de vapor.

7. El proceso de la reivindicación 1, donde se elimina del combustible diesel cuando menos del 70% al 95% del nitrógeno.

8. El proceso de la reivindicación 1, que además comprende desulfurar el combustible diesel desnitrogenado por hidrodesulfuración .

9. El proceso de la reivindicación 1, donde se alimentan el combustible diesel y el liquido iónico ácido a la zona de extracción en una proporción de pesos de entre 1:0.2 y 1:2.

10. El proceso de la reivindicación 1, donde la eliminación selectiva de los compuestos nitrogenados esencialmente no elimina significativamente los compuestos sulfurosos en el combustible diesel.