MXPA01008582A - Mejoras en tratamiento para reduccion de azufre en gasolinas cataliticas y en destilados intermedios de crudo, con silica gel. - Google Patents

Abstract

Se describe una mejora en el tratamiento quimico para Reducir el contenido de azufre de gasolina catalitica y destilados intermedios de crudo, mediante al menos un filtro empacado con silica gel; donde la mejora consiste en regenerar la silica gel lavandola con agua a una temperatura por lo menos equivalente a la de ebullicion.

Description

MEJORAS EÍM TRATAMIENTO PARA REDUCCIÓN DE AZUFRE EN GASOLINAS CATALÍTICAS Y EN DESTILADOS INTERMEDIOS DE CRUDO. CON SÍLiCA GEL CAMPO TÉCNICO La presente invención está reiacionada con procesos de producción de gasolina catalítica y destilados intermedios de crudo de petróleo. Más en particular, la invención se relaciona con procesos para reducir el contenido de azufre en gasolinas catalíticas y en los destilados de productos intermedios de petróleo; y específicamente, con la purificación de! filtro de sílica gel usado en dichos procesos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la solicitud de patente mexicana No. 99/2593, presentada eí 18 de marzo de 1999, a nombre de los inventores de ia presente, se describe un íraíamienío químico para reducir el contenido de azufre de gasolinas catalíticas y destilados intermedios de crudo. En dicho tratamiento se absorbe el azufre en al menos un filtro empacado con ge! de sílice, que opera a la presión de salida de los procesos de producción de gasolinas catalíticas y de destilación de crudos intermedios. Un paso de importancia capital en e! tratamiento a que se refiere dicha solicitud de patente en trámite es la regeneración de la sílica gel empleada para el paso de filtrado. Dicha regeneración, como se especifica claramente en ia citada solicitud de patente mexicana, es necesaria puesto que la sílica gel se va saturando con el azufre y, correspondientemente, va disminuyendo su efectividad. La regeneración es efectuada mediante un lavado con aire caliente para lograr que el azufre se oxide a SO2 y sea sacado así de !a síüca gel; para lo cual se aisla el filtro, sacándolo temporalmente de la línea de producción, y se inyecta a través de él aire calentado a una temperatura de alrededor de 450°C, hasta que se complete la regeneración de la sílica gel, tal como se especifica claramente en dicha solicitud de patente. Posteriormente se enfría el filtro y cuando alcanza la temperatura del aire de servicio de ¡a refinería, el filtro empacado con sílica gel está en condiciones de ser reconectado a ¡a línea de producción para ser utilizado de nuevo en ¡a filtración OBJETIVO DE LA INVENCIÓN Se ha descubierto ahora que el paso de regeneración, que en la solicitud mexicana 99/2593 es efectuado con aire calentado a una temperatura elevada, puede ser efectuado también, de manera más fácil, más rápida y menos complicada, utilizando un procedimienío que se denomina de ciclo cerrado, y que implica los pasos de: lavar el filtro con agua a una temperatura por ¡o menos equivalente a! punto de ebullición, hasta que el agua salga clara y sin rastros de sulfatos, secar el filtro a 115°C; y purificar el agua de lavado, para eliminar ios vestigios de derivados de azufre de la misma. El vapor de agua húmedo, producido, podrá volver a ser usado secándolo previamente. Esta manera de regenerar el filtro constituye la base para la patente de mejoras a que se refiere esta descripción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS A fin de que se pueda comprender mejor las mejoras de la invención, y su conexión con la solicitud de patente 99/2593, presentada el 18 de marzo de 1999, se dará una descripción pormenorizada de los aspectos novedosos incluidos en estas mejoras, y para el efecto se hará referencia en ella a los dibujos anexos, en los que están ilustradas En dichos dibujos: La figura 1 es un diagrama de flujo convencional del proceso, en la que se muestra ¡a situación de dos filtros empacados con sílica gel, filtros que habrán de ser regenerados conforme a la presente invención. La figura 2 es un diagrama convencional del ensamble para la regeneración de la sílica gel contenida en los filtros de la presente ¡nvención; y La figura 3 es un diagrama convencional del proceso de adsorción del azufre en ei filtro cargado con sílica gel, y del subsecuente proceso de regeneración de la misma.

DESCRIPCIÓN PORMEN ORIZADA DE LA INVENC i Ó N Tal como se hizo constar en la solicitud de patente mexicana anteriormente citada, y cuyo contenido total se incorpora en ¡a preseníe co o referencia, ¡os crudos de petróleo son sometidos a una serie de operaciones en plantas combinadas, que fundamentalmente comprenden torres atmosféricas, en las que se obtienen productos íales como gasolina primaria, turbosina o nafta y diese!; y torres de destilación al vacío, en las que se obtienen gasóleos de alto vacío, ¡os cuales son recuperados como cargas para plantas catalíticas. En los reactores de las plantas catalíticas se obtiene como producto principal gasolina catalítica, por medio de una operación de craqueo térmico catalítico de los gasóleos de alto vacío procedentes, entre otras fuentes, de las torres de destilación al vacío a que se hizo referencia en el párrafo precedente. Es en esíe entorno en el que se utiliza ia invención de ia solicitud de patente mexicana citada con anterioridad, y donde tendrá aplicación la mejora a que se refiere la presente solicitud. i iSCißncio efe encia primeramente a > a fi a i, ß? c uuo de ios campos petrolíferos, con alto contenido de azufre, es enviado a u fi a ¡?i i c i i a ji?iipuui a i , tí Uuiiuc a o a a la IUI I C kjaiailli.a Z.

En las operaciones efectuadas en ellas, la corriente de hidrocarburo no pierde sustancialmente su contenido de azufre, por ¡o que normalmente es enviada a una torre desbutanizadora (no mostrada), en la que, además de eliminar los hidrocarburos ligeros, como butano, propano, etc., se trata de eliminar la mayor cantidad posible de azufre, sometiendo ¡a corriente a un tratamiento conocido como "Merox", que está indicado en 3. Sin embargo, ia reducción de azufre en el tratamiento 3 es limitada. Estos contenidos elevados de azufre en las gasolinas catalíticas que salen por la línea 6, limitan la producción. Por este concepto, las pérdidas de producción de gasolina catalítica son actualmente de alrededor de 10%. Sin embargo, conforme transcurre el tiempo, esa pérdida de producción se incrementa dado que los crudos que se están procesando en la actualidad son cada vez más pesados y contienen mayor porcentaje de azufre. Para obviar estos inconvenientes, la solicitud mexicana anteriormente citada enseñó la instalación de dos filtros 4 y 5, cargados con sílica gei, a ia salida de gasolina catalítica dei tratamiento químico Merox 3. La finalidad de estos filtros es la de absorber ei azufre no eliminado en el tratamiento 3, haciendo pasar la gasolina a través de sílica ge!. La pareja de fiiíros 4 y 5 trabaja alternativamente, es decir, uno de ellos (4) se pone en función hasta que ía sílica ge! queda cercana a! punto de saturación con azufre, momento en e! que se conecta el otro filtro 5, mientras el filtro 4 se somete a regeneración mediante aire caliente. Es necesario advertir que, si bien se ha ilustrado únicamente dos fiiíros 4 y 5, cada uno de ellos puede eer reemplazado por un tren de filtros, por lo que su número podría ser mayor. Con referencia a ¡a figura 2, el número 7 representa ¡a línea a través de ia cual se hace pasar a contracorriente e! medio de regeneración de los filtros 4 y 5, cuando deba efectuarse esa operación; mientras que el número 9 identifica la válvula superior de regeneración de los filtros que, a través de la línea 8, conecta con una planta de azufre (no mostrada). La figura 3 es un diagrama de flujo, mucho más detallado, que ilustra el sisíema de regeneración a que se refiere la presente mejora. Se ha identificado con "A" la entrada de vapor caliente seco (sin humedad); con "B", ia salida de agua que contiene azufre hacia ia planta recuperadora de aguas amargas; y con "C" la entrada de agua desmineralizada virgen. Como se ha representado claramente en la figura 3, en esta mejcra también los filtros 4 y 5 (que corresponden a los filtros de igua! numeración ilustrados y reivindicados en la solicitud mexicana mencionada aníes) esíán dispuesíos en ia misma relación con respecío a las íorres 1, 2 y 3 igualmeníe definidas en dicha solicitud anterior. Donde reside la mejora de la invención es en la manera de regenerar los filtros 4 y 5. Como se explicó más atrás, uno de ios filtros 4, 5 (que puede ser representaíivo de un íren de filíros) es puesío en operación. A medida que la sílica gel contenida en ei filtro va reteniendo el azufre contenido en la corriente de filtración, se va saturando con ei resultado de que el coníenido de azufre en ei producto va incrementándose. En este punto, se saca de línea el filtro, reemplazándolo con el otro (5, 4) (que también puede ser representativo de un tren de filtros). Mientras este otro filtro está en operación, eí filtro retirado de línea es sometido a los pasos de regeneración. El filtro que va a ser regenerado es sometido µi iiiicioiiieiiic a uii a u us idv uu, »????vj c inu iia l/?ii i a a iiuc b punteadas, hasta el momento en que el agua de salida esté limpia y clara, sin color amarillo. En ese momento estará libre de azufre. Se efectúa una comprobación de la ausencia de sulfatos visualmeníe o bien (preferido) medianíe una prueba comúnmente utilizada con acétalo de cadmio. Si se comprueba que el agua está límpida y ciara, se volverá a usar ei agua para la regeneración, en ciclo cerrado. El agua empleada enconírará a íemperalura elevada, de preferencia equivalente a por lo menos el punto de ebullición. Esto producirá, como es norma!, vapor de agua húmedo, que podrá ser usado repetidas veces, secándolo. De preferencia, se recalienta el vapor. Una vez lavada la síüca ge! con el agua a una íemperatura por lo menos equivalente al punto de ebullición, como se dice arriba, se la somete a secado, de preferencia a una temperatura de alrededor de 115°C. Una vez seca la sílica gel, ei futro está en condiciones de ser uíilizado nuevameníe en ¡a fiiíración de ¡a gasolina u otro producío que contenga azufre.

EJEMPLO Una gasolina catalílica, con un contenido inicial de azufre de 0.17% en peso, fue someíida a purificación en un filíro de ia invención, a base de un ¡echo de gei de sílice. Se mantuvo ¡a filtración hasta que la sílica gel arrojó resultados negativos de filtración. En ese punto se lavó la sílica gel a contracorrieníe con vapor recalentado, hasta que e! agua de lavado resulíante fue límpida y ciara. Se repitió por dos veces este ciclo de operaciones, efectuando una operación de retrolavado y secando la sílica gel después de cada safuración del filíro. Los resulíados de las tres operaciones de filtración fueron los siguientes: TABLA i RESULTADOS DE FILTRACIÓN Si bien se utilizó únicamente íres veces el filíro en esíe ejemplo, es de señalar que el paso de regeneración permiíe la reutilización de la sílica gel prácticamente sin límites; siempre y cuando se observe ¡a práctica de regenerarla cada vez que se sature. Los resultados se mantendrán invariablemente denlro de la escala de reducciones señaladas, siempre inferior al 0.1%. De ¡o anterior se verá que en todos los casos la gasolina filirada en el fiiíro regenerado de acuerdo con la presente invención redujo el coníenido de azufre en alrededor dei 50%, respecio al coníenido inicial; demoslrando de esa manera ia efectividad de ia operación de regeneración hecha de acuerdo con ¡a presente invención. Aun cuando se ha descriío ei concepto inventivo pormenorizadameníe en ¡o que aníecede, se eníenderá que sólo se ha hecho en beneficio de la claridad, y no como limitación al alcance de la invención.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1.- En un procedimiento para reducir el contenido de azufre en gasolinas catalíticas y en destilados intermedios de crudo, mediante filtración en ai menos un filtro empacado con sílica gei, donde ¡a sílica gei del al menos un filtro se somete a un paso de regeneración, ¡a mejora caracterizada porque la regeneración incluye los pasos de: lavar el al menos un filtro con agua a temperatura elevada hasta que eí agua de lavado esté sustancialmente libre de derivados de azufre y sea límpida y transparente a ia vista; secar el ai menos un filtro a temperaíura elevada y íraíar los fluidos de ¡avado para recircularlos a una operación de regeneración posterior.

2.- Mejoras de conformidad con ia reivindicación 1, caracíerizadas además porque el agua es iníroducida al filiro a contracorriente, y se encuentra por lo menos a ia temperatura de ebullición.

3.- Mejoras de conformidad con ia reivindicación 1, caracterizadas además porque el paso de secado se efectúa a alrededor de 115°C.

4.- Mejoras de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizadas además porque ei agua se encuentra al menos parcialmente en la forma de vapor de agua.

5.- Mejoras de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizadas además porque toda !a operación de regeneración se efectúa como un ciclo cerrado.