MXPA06004866A - Metodo para convertir flujos gaseosos hidrogenados, que surgen de unidades de reactores quimicos que usan hidrogeno - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para convertir efluentes gaseosos, basaos en el hidrógeno, que surgen de al menos dos unidades de reactores, R1 y R2, que consumen hidrógeno. Dichos efluentes tienen diferentes grados de purea del hidrógeno. Los diferentes efluentes hidrogenados se tratan en una unidad U de separación de gas para dichos diferentes efluente hidrogenado, en donde se puede obtener el hidrógeno altamente puro y puede ser usado para alimentar una unidad R3 de reactor adicional. La unidad en U también produce un flujo residual que tiene un grado bajo de pureza de hidrógeno, el cual puede ser enviado a la red de gas combustible de la instalación petroquímica.

Description

MÉTODO PARA CONVERTIR FLUJOS GASEOSOS HIDROGENADOS. QUE SURGEN DE UNIDADES DE REACTORES QUÍMICOS QUE USAN HIDRÓGENO La presente invención se refiere a un proceso para recuperar valores de efluentes basados en de hidrógeno, que resultan de unidades de reacción química que emplea el hidrógeno . Numerosos procesos petroquímicos emplean una etapa de hidrogenación en la cual ' se usan gases ricos en hidrógeno. Este es el caso de la síntesis de la formación de bloques de productos químicos combinados de alta actividad térmica, que resultan directamente de los hidrocarburos del petróleo. Los productos químicos principales que forman bloques implican gases ricos en hidrógeno, como sigue: - amoníaco, metanol; hidrocarburos aromáticos, benceno, tolueno, xilenos, ciclohexano, anilina, toluendíamida (TDA) ; ácido adípico, hexametilendiamina /HMDA) , caprolactama; - alcoholes oxo, butanodiol (BDO) , alquilbencenos (LAB) , metil-etil-cetona (MEK) .

Los procesos para la síntesis de estos productos químicos que forman bloques, tienen al menos tres características en común. Primera, ante todo, ellos emplean todos una etapa de hidrogenación, durante la síntesis del producto químico que forma bloques. Subsiguientemente, estos procesos usan todos el reciclado de un gas rico en hidrógeno (del 50 al 95% en peso) . Finalmente, estos procesos llevan a cabo una sangría parcial de su ciclo para reciclar el gas rico en hidrógeno, para así limitar la acumulación de materiales inertes en este ciclo. El hidrógeno consumido químicamente o procedente de pérdidas mecánicas, disolución o sangrado, se compensa por un gas de composición rico en hidrógeno, la cual varía de acuerdo con su método de producción. Aunque las condiciones de operación y los compuestos tratados varían de acuerdo con los procesos, son generalmente registrados : que el consumo total del hidrógeno es alto, en compasión con el peso del producto que se va a hidrogenar; - que la relación de hidrógeno / hidrocarburo es mucho más grande que la cantidad del hidrógeno teóricamente procesado en la reacción; que el gas de la composición tiene que ser de alta pureza, con el fin de limitar las pérdidas del hidrógeno por el sangrado. Así, es necesario, durante estos varios procesos, recurrir no solamente al hidrógeno de la composición de alta pureza, sino también a la remoción de un gas, el cual sea aún rico en hidrógeno, por el sangrado del lazo de reciclado. En muchos casos industriales, los desempeños de las unidades petroquímicas y, .en particular, los grados de los productos obtenidos, son limitados por la pureza del hidrógeno alimentado. Asimismo, bajo el efecto de las operaciones de sangrado, llevadas a cabo en el gas de reciclado, el consumo del hidrógeno aumenta con la reducción en la pureza del gas de composición, esto resulta en un costo de operación adicional para dicha unidad. Con el fin de evitar estos problemas, se ha hecho una propuesta para aumentar la presión parcial del hidrógeno en la región de reacción. Una primera solución consiste en sangrar y separar una fracción del gas de reciclado, con el fin de limitar las operaciones de materiales inertes (hidrocarburos ligeros, tazas de reactivos o el producto hidrogenado, y similares) , en el mismo. Sin embargo, hay un número de desventajas para esta operación de sangrado a alta presión. - El impacto de la pasión parcial del hidrógeno es generalmente suficientemente bajo; - Como el gas de reciclado es rico en hidrógeno, una de las consecuencias de la operación de sangrado es una pérdida del hidrógeno hacia el sistema del gas combustible . Este hidrógeno es luego recuperado en valor a una extensión leve como gas combustible; - Debido a esta pérdida, una cantidad muy grande del gas de la composición tiene que ser introducida.

Una segunda solución consiste en purificar el gas desde el lazo de reciclado, por la tecnología de la adsorción de tipo PSA. Este método es solamente usado en cierta extensión en la petroquímica, ya que sólo el gas tratado es de pureza moderada (70 al 90% en volumen de H2) y los rendimientos obtenidos para una pureza mayor del 99% en volumen son mediocres. Consecuentemente, la pérdida del hidrógeno conduce a la adsorción a rendimientos no muy atractivos .

Una tercera solución, tal como se describe en la patente US 6 179 996, consiste en tratar el efluente, rico en hidrógeno, con una membrana de selectividad inversa. La ventaja de este tipo de membrana, en comparación con las membranas selectivas en hidrógeno, es aquella de mantener el hidrógeno bajo presión. Por otra parte, un compromiso se ha encontrado entre la pureza del hidrógeno deseada y el rendimiento. Así, el efluente gaseoso procedente de la hidrogenación del benceno para dar el ciclohexano , puede ser tratada con el fin de cambiar de una pureza del hidrógeno del 15% en volumen, al 90%, con la condición de perder aproximadamente el 30% del hidrógeno tratado similarmente, en el caso de la hidrogenación del nitrobenceno, para dar la anilina, el cambio de una pureza del hidrógeno del 83% en volumen a una pureza del hidrógeno del 95%, resulta en una pérdida de casi el 40% del hidrógeno tratado. La pureza del hidrógeno del gas de composición, requerida por cada proceso petroquímico, es generalmente mayor del 89% en volumen. En este punto, no hay siempre una fuente de hidrógeno disponible cerca del proceso (reformación catalítica, descomposición térmica de vapor, y similares) y el hidrógeno tiene que ser suministrado, con la pureza requerida, por productores dedicado. Si una fuente de hidrógeno está disponible en forma cercana, el hidrógeno producido se purifica , con el fin de cumplir las especificaciones del gas de la composición. Las técnicas para purificar el gas de la composición son similares a aquellas mencionadas anteriormente para el gas de reciclado. Las dos rutas principales para purificar un gas rico en hidrógeno, permanece la adsorción (PSA) o la separación criogénica, seguida por una etapa de metanación, puesto que los compuestos CO y C02, son venenos para la mayoría de los catalizadores de hidrogenación usados en la petroquímica. Un objeto de la presente invención es resolver los problemas anteriores y, más particularmente, reducir el consumo general del hidrógeno de los procesos petroquímicos, empleando una etapa de hidrogenación. Otro objeto es eliminar los cuellos de botella o también aumentar la capacidad de tratamiento de ciertos procesos petroquímicos, que emplean una etapa de hidrogenación, para purificar el gas de composición principal y/o por recuperar las moléculas de hidrógeno perdidas en las operaciones de sangrado. Las características y ventajas de la invención llegarán a ser evidentes de la lectura de la descripción que sigue. Se suministran modalidades de la invención, como ejemplos no limitativos, ilustrados por los dibujos adjuntos, en los cuales: la Figura 1 es un esquema de la invención; la Figura 2 es un esquema de una forma alternativa de la invención.

Con estos objetos, la invención se refiere a un proceso para recuperar en valor los efluentes gaseosos basados en hidrógeno, que resultan de al menos dos unidades de reacción, Rl y R2 , en las cuales se consume el hidrógeno, la unidad R2 produce un efluente gaseoso, rico en hidrógeno, a una presión P y, opcionalmente, un efluente gaseoso pobre en hidrógeno, y la unidad Rl produce al menos un efluente gaseoso pobre en hidrógeno, en este proceso, se llevan a cabo las siguientes etapas : durante la etapa a) , todos los efluentes gaseosos, pobres en hidrógeno, que resultan de Rl y, opcionalmente, R2, se mezclan, de modo que la mezcla obtenida exhiba una presión P; durante la etapa b) , la mezcla de todos los efluentes gaseosos, pobres en hidrógeno, que refutan de Rl y, opcionalmente, R2 , ajustada a la presión P, durante la etapa a) , se trata en una unidad U de separación de gas, alimentada con el efluente gaseosos rico en hidrógeno, que resulta de la unidad R2 , para así proporcionar, en una primera salida, una corriente enriquecida, que exhibe una concentración de hidrógeno mayor de aquélla del efluente gaseoso rico en hidrógeno, que resulta de la unidad R2 y, en una segunda salida, una corriente de desechos; durante la etapa c) , la corriente enriquecida, que resulta de la primera salida de la unidad U, es reinyectada en una unidad R3 de reacción, en la cual se consume el hidrógeno. La invención consiste en la instalación de una unidad U de separación de gas, entre los sistemas de gas de hidrógeno de las varias unidades de reacción en las cuales se usa el hidrógeno, tales unidades son de un sitio petroquímico. la unidad U de separación de gas trata los gases que comprenden el hidrógeno de diferentes purezas de hidrógeno, desde las unidades Rl y R2 , con el fin de alimentar la unidad R3 de reacción con hidrógeno de alta pureza o con el fin de purificar el hidrógeno reciclado desde esta unidad R3 de reacción, sin pérdida en el rendimiento. La invención hace posible lograr los objetivos señalados por el uso de los efluentes que comprenden hidrógeno de las varias unidades de reacción, en las cuales se consume este hidrógeno y en particular al menos dos unidades Rl y R2 de reacción. El término de "unidad de reacción" se entiende un sitio de producción en el cual se lleva a cabo una reacción, la unidad de reacción puede ser igualmente un reactor, como una combinación de tanques, en que los varios efluentes de la operación de producción se recogen. Estas unidades tienen que ser escogidas de modo que sus efluentes exhiban ciertas características, se entenderá que, de acuerdo con el proceso de la invención, es posible tratar sólo una porción de cada uno de los efluentes. Las dos unidades, Rl y R2 , cada una produce al menos un efluente que comprende hidrógeno, en diferentes concentraciones . La unidad R2 produce un efluente que comprende hidrógeno, que exhibe una concentración mayor de hidrógeno que todos los demás efluentes que comprenden hidrógeno, que resultan de las unidades Rl y R2. así, el término de "efluente rico en hidrógeno" denota el efluente que resulta de las unidades de reacción que exhiben el hidrógeno de mayor pureza. Generalmente, este efluente rico en hidrógeno exhibe una concentración del hidrógeno del 50 al 99% en volumen. Este efluente, rico en hidrógeno, que resulta de la unidad R2 , puede exhibir una pasión P de al menos 5 bares, preferiblemente al menos de 15 bares. Los otros efluentes gaseosos, que resultan de las unidades Rl y R2, son "pobres en hidrógeno", lo cual significa que, para cada una, el valor de su concentración de hidrógeno es menor por al menos el 10% que el valor de la concentración de hidrógeno del efluente rico en hidrógeno, preferiblemente menor por al menos el 15% y, más preferiblemente, aún menor por el 15 al 50%. De acuerdo con la invención, R2 produce al menos un efluente gaseoso pobre en hidrógeno; preferiblemente, este efluente gaseoso pobre en hidrógeno exhibe una presión cerca de la presión P. De acuerdo con el proceso de la invención, otros efluentes gaseosos pobre en hidrógeno se pueden producir, o por Rl o por R2. De acuerdo con la invención, la presión del efluente pobre en hidrógeno o de la mezcla de los efluentes pobres en hidrógeno se ajusta de modo que esté cerca de P. Si sólo Rl produce un efluente pobre en hidrógeno, la presión se puede ajusta por compresión o pérdida de columna de presión. Si Rl y/o R2 producen varios efluentes pobres en hidrógeno, ellos se mezclan todos, de modo que esta mezcla exhiba una presión igual a P. Con el fin de obtener tal presión, puede ser necesario comprimir una porción de los efluentes pobres en hidrógeno con una presión menor de la presión P. Sin embargo, esta compresión puede ser opcional si al menos uno de los efluentes pobres en hidrógeno exhibe una presión mayor de P. Además, si la presión de uno de los efluentes pobres en hidrógeno es mayor de P, es posible reducir su presión. Por ejemplo por la pérdida del elemento de columna de presión . la invención también cubre el proceso donde el efluente pobre en hidrógeno, que resulta de R2 o la mezcla de efluentes pobres en hidrógeno, que resulta de Rl y, opcionalmente, de R2, ya exhiben una presión cercana a P: en estos casos, no se necesita ajuste de presión. Por el tratamiento de estos varios efluentes, la invención hace posible enriquecer el efluente rico en hidrógeno, que resulta de R2 , para así ser capaz de usarlo en la unidad de reacción, en la cual se consume del hidrógeno. Este enriquecimiento se obtiene por agotar los efluentes pobres en hidrógeno, La unidad produce así la corriente enriquecida, que exhibe generalmente una pureza del hidrógeno mayor del 99% en volumen, y la unidad también produce una corriente de desperdicios de pureza de hidrógeno baja, y de baja presión, los cuales se pueden transportar a un sistema de gas combustible. La presión y la concentración del hidrógeno de la corriente de desperdicio son respectivamente menores que los valores de la presión y concentración del hidrógeno de todos los efluentes que entran en la unidad U. De acuerdo con una forma alternativa específica de la invención, la unidad R3 de reacción, en la cual el hidrógeno se consume, puede ser la unidad R2 de reacción. En este caso, la invención hace posible tanto recuperar el efluente gaseoso rico en hidrógeno, que resulta de la unidad R2 de reacción, como enriquecerlo en hidrógeno, usando el efluente gaseoso pobre en hidrógeno, que resulta de Rl, para así ser capaz de reciclar este efluente enriquecido en la unidad R2. Durante esta forma alternativa, puede ser necesario para el efluente gaseoso rico en hidrógeno, producido por la unidad R3 (o R2) ser comprimida antes de alimentar la unidad de separación de gas (U) . De acuerdo con la invención, la unidad (U) de separación de gas es preferiblemente del tipo de adsorción. Preferiblemente, la unidad (U) de separación de gas es una unidad de adsorción de presión oscilante (PSA) en combinación con un compresor incorporado, en el cual se hace uso, para cada adsorbedor de la unidad, de un ciclo oscilante de presión, que comprende una secuencia de fases, que definen fases de la adsorción, despresurización, purga y represurización, tal como: durante la fase de adsorción: " durante la primera etapa, el efluente gaseoso, rico en hidrógeno, que exhibe una presión P, que resulta de la unidad R2 , se lleva en contacto con el lecho del adsorbedor; y " durante la segunda etapa, la mezcla con una presión P compuesta; • por una parte, la mezcla de todos los efluentes gaseosos, pobres en hidrógeno, que resulta de Rl y, opcionalmente, de R2, ajustada a la presión P durante la etapa a) ; • por otra, el gas reciclado de la PSA, se introducen en contacto con el lecho del absorbedor; para así adsorber los compuestos, además del hidrógeno, y producir, en la columna del lecho del absorbedor, la corriente enriquecida que exhibe una mayor concentración del hidrógeno, de aquella del efluente gaseoso rico en hidrógeno, que resulta de la unidad R2. - durante la fase de purga, se produce un gas de purga; y donde el gas reciclado del PSA se compone de la corriente de desperdicio comprimida a la presión P y/o del gas de purga comprimido, a la presión P. De acuerdo con este proceso de PSA, en una primera fase de adsorción, el efluente gaseoso rico en hidrógeno, que resulta de R2 , se lleva en contacto con el primer lecho adsorbente del PSA y, en una segunda fase, es la mezcla de los otros efluentes, pobres en hidrógeno, de las unidades Rl y R2 , y del gas reciclado desde el PSA que se llevan en contacto con este primer conjunto adsorbente. El gas reciclado puede estar compuesto de dos gases, solos o en mezcla, el gas de desperdicio, que resulta del PSA, el cual se ha comprimido, y el gas de purga, que resulta del PSA, el cual se ha comprimido. Preferiblemente, es el gas de purga y no el gas de desperdicio. Este gas de desperdicio resulta de la etapa final de la fase de despresurización del PSA y es comprimido parcialmente por el compresor, incorporado en el PSA del dispositivo de tratamiento del CPSA, en tanto el gas de purga resulta de la fase de purga del PSA y es comprimido parcialmente por este mismo compresor, incorporado en el PSA, antes de ser usado como el gas reciclado. Estos dos gases comprenden ambos hidrógeno y esencialmente impurezas. Una vez comprimidos, ellos se mezclan con los efluente pobres en hidrógeno, que resultan de Rl y/o R2. Esta mezcla puede ser llevada a cabo en varias maneras, dependiendo de sus valores de presión de los efluentes pobres en hidrógeno que resultan de Rl y R2. El efluente pobre en hidrógeno efluentes, que exhiben presiones muy bajas, pueden ser mezclados con el gas de desperdicio o con el gas de purga y luego esta mezcla puede ser comprimida por el compresor, incorporado en el PSA hasta la presión P. Si un efluente pobre en hidrógeno exhibe una presión mayor de P, la compresión de los otros efluentes pobres en hidrógeno puede ser evitada; en este caso, sólo el gas de desperdicio o el gas de purga se comprimen para formar el gas de reciclado. la introducción en el lecho del adsorbente de todos estos gases mixtos a la presión P, permite que sean reprocesados . Durante la fase de adsorción, los efluentes gaseosos se introducen en la parte de fondo del lecho en la dirección "concurrente" . Durante esta etapa de contacto, los compuestos más absorbibles, además del H2, se adsorben sobre el adsorbente y un gas, que comprende esencialmente hidrógeno, se produce a la presión P, reducida por aproximadamente 1 bar de pérdida de columna. Durante esta etapa, el hidrógeno producido tiene generalmente una pureza mayor de al menos el 99% molar, preferiblemente mayor de al menos el 99.5 molar. Este hidrógeno puede ser así usado en otra unidad de reacción de hidrogenación, tal como R3. Con el fin de obtener una purificación eficiente, el adsorbente de los lechos del PSA tiene, en particular, hacer posible la adsorción y la desorción de las impurezas. El lecho de adsorbente está generalmente compuesto de una mezcla de varios adsorbentes, dicha mezcla comprende, por ejemplo, al menos dos adsorbentes, seleccionados de: carbones activados, geles de sílice, alúminas o tamices moleculares.

Preferiblemente, los geles de sílice deben exhibir un volumen de poros entre 0.4 y 0.8 cm3/g y una superficie específica mayor de 600 m2/g. Preferiblemente, las alúminas exhiben un volumen de poros mayor de 0.2 cm3/g y una superficie específica mayor de 220 rc?2/g. Las zeolitas tienen preferiblemente un tamaño de poros mayor de 4.2 Á, tienen una relación molar de Si/Al menor de 5 y comprenden Na y K. Los carbones activos exhiben preferiblemente una superficie específica de más de 800 m2/g y un tamaño de microporos entre 8 y 20 Á. De acuerdo con una forma preferida, cada lecho adsorbente del PSA está compuesto de al menos tires capas de adsorbentes de diferente naturaleza. Cada lecho adsorbente del PA puede comprender: en la parte de fondo, una capa protectora, compuesta de alúmina y/o de gel de sílice sobremontada por una capa de carbón activo y/o de un tamiz molecular de carbón, y, opcionalmente, en la parte superior, por una capa de tamiz molecular. Las proporciones varían de acuerdo con la naturaleza de la mezcla de gas que se va a tratar (en particular, de acuerdo con sus porcentajes de CH4 y de hidrocarburos C3) . Por ejemplo, una mezcla de gas anhidra, que comprende el 75% molar de H2, 5% molar de C3, y 20% molar de hidrocarburos ligeros (C?-C2) , de CO y de N2, puede ser tratada con una unidad de adsorción que tiene lechos que comprenden al menos el 10% en volumen de alúmina y 15% en volumen de gel de sílice en el lecho de fondo, el resto siendo obtenido con carbón activado. Durante la fase de despresurización del PSA, se produce el gas de desperdicio . Este gas de desperdicio puede ser producido por la despresurización en contracorriente, iniciada a una presión menor de P. Este gas de desperdicio comprende las impurezas y exhibe una concentración de hidrógeno menor que todos los efluentes que resultan de Rl y R2. Este gas de desperdicio puede ser descargado del proceso es incinerado o reutilizado como gas de reciclado en CSA, como se indicó antes . Cuando la baja presión del ciclo es alcanzada, se lleva a cabo una fase de purga, con el fin de completar la regeneración del adsorbedor. Durante la fase de purga, se introduce un gas en contracorriente dentro del adsorbedor y se produce un gas de purga. El gas introducido en contracorriente dentro del absorbedor, durante la fe de purga es una corriente de gas que resulta de una de la etapas de la fase de despresurización. El gas de purga es generalmente usado como gas de reciclado, después de la represurización. Durante la fase de represurización, la presión del absorbedor se aumenta por la introducción en contracorriente de una corriente de gas, que comprende hidrógeno, tal como el gas producido durante las varias etapas de la gas de despresurización. El uso de la unidad de adsorción de presión oscilante en la combinación con un compresor incorporado (CPSA) exhibe la ventaja de hacer posible el tratamiento simultáneo de todos los efluentes, que comprenden hidrógeno y de lograr mejor rendimiento de la recuperación del hidrógeno que si cada corriente se hubiera tratado separadamente por una unidad de adsorción de presión oscilante. Además, debido a la alimentación de CPSA por dos efluentes separados, es posible mantener la producción uniforme del hidrógeno por la tercera unidad de reacción. Esto se debe a que las dos unidades Rl y R2 pueden complementarse entre sí, de acuerdo con los efluentes que ellos producen. Generalmente, sólo partes de los efluentes que resultan de Rl y de R2 son tratados . La invención puede ser llevada a cabo por una combinación de varias unidades Rl, R2 y R3 , que pueden encontrarse en el mismo sitio. Así, la invención se refiere particularmente al caso donde la unidad Rl es la unidad para la hidrogenación del benceno de la síntesis del ciclohexano, esta unidad R2 es la unidad para la hidrogenación del fenol o la síntesis de la e-caprolactama y R3 es la unidad para la síntesis de una hidroxilamina, la hidrogenación del fenol y la síntesis de la hidroxilamina, siendo dos etapas en la síntesis de la caprolactama. La invención puede ser realizada con varias unidades Rl y un unidad R2. La invención se refiere asi al caso donde existen dos unidades de reacción Rl, una siendo para la hidrodesalquilación del tolueno y la otra para la producción del ciclohexano, y la unidad R2 es una unidad para el hidrodesproporcionamiento de los xilenos o el tolueno. La Figura 1 ilustra una forma de realización específica del proceso, de acuerdo con la invención. Dos unidades de reacción Rl y R2 en donde el hidrógeno se emplea, están presentes en el sitio petroquímico ilustrado. Ellas se alimentan con hidrógeno 2 , 3 por una fuente general y para de hidrógeno 1. En seguida de las reacciones llevadas a cabo en las unidades Rl y R2 : R2 produce dos efluentes que comprenden hidrógeno: el efluente 6, que es rico en hidrógeno y exhibe una presión P, y el efluente 7, que carece de hidrógeno y exhibe una presión que es menor de P. R3 produce dos efluentes, que comprenden hidrógeno: el efluente 5, que carece de hidrógeno y exhibe una presión P, y el efluente 4, que carece de hidrógeno y exhibe una presión que es menor de P. Estos cuatro efluentes, que comprenden hidrógeno, son tratados por la unidad U de separación, que es una combinación de un PSA y de un compresor. El efluente 6, rico en hidrógeno, se introduce en la columna de PSA y las impurezas ahí presentes se remueven, el gas de purga 10 del PSA se mezcla con los efluentes 7 y 4, que carecen de hidrógeno y exhiben una presión que es menor de P. La mezcla de estos tres efluentes 10, 4 y 7, es comprimida, opcionalmente, por el compresor de la unidad U, hasta alcanzar la presión P y la mezcla comprimida se mezcla con el efluente 5 de la unidad Rl, así que la mezcla de los efluentes 4, 5 y 7 del gas 10 de purga, exhiba una presión P y se trate por PSA, durante una de las etapas de la fase de adsorción. El PSA produce la corriente 9, que exhibe una concentración mayor el hidrógeno que el efluente 6 y una presión cercana a P. Esta corriente 3 se usa en una unidad R3 de reacción, con o sin una contribución de la fuente de hidrógeno 1 de alta pureza. El PSA también produce una corriente de desperdicio de baja presión, que comprende las impurezas de los varios efluentes que comprenden hidrógeno, desde las unidades de reacción Rl y R2.

La Figura 2 ilustra una forma de realización específica de la forma alternativa del proceso, de acuerdo con la invención. Estas unidades de reacción Rll, R12 y R2 en las cuales se emplea el hidrógeno, están presentes en el sitio petroquímico ilustrado. Rll y R12 _ son equivalentes, ellas se alimentan por una fuente rica en hidrógeno y producen efluentes que comprenden hidrógeno las cuales alimentan la unidad U. Rll se alimenta con hidrógeno 1 por una fuente general y pura de hidrógeno 1. R12 se alimenta con hidrógeno 22 también por la fuente 1. La fuente general 2 puede también alimentar la unidad R2 de reacción. Subsiguiente a las reacciones llevadas a cabo en las unidades Rll, R12 y R2. R2 produce un efluente que comprende hidrógeno, es el efluente 6, el cual es rico en hidrógeno y exhibe una presión inicial P. Rl produce dos efluentes que comprenden hidrógeno, el efluente 51, que carecen de hidrógeno y exhiben una presión que es mayor o igual a P, y el efluente 41, que caree de hidrógeno y exhibe una presión que es menor de P: - R12 produce dos efluentes que comprenden hidrógeno, el efluente 52, que carece de hidrógeno y exhibe una presión la cual mayor o igual a P, y el efluente 42, que carece de hidrógeno y exhibe una presión que es menor de P . Estos seis efluentes que comprenden hidrógeno, se tratan por la unidad U de separación, la cual es una combinación de PSA y de un compreso. El efluente 6 se introduce en la columna de PSA y las impurezas presentes ahí se remueven. El gas 10 de purga del PSA se mezcla con los efluentes 41 y 42, que carecen de hidrógeno. La mezcla de estos efluentes 10, 41 y 42 puede, opcionalmente, ser comprimida por el compresor de la unidad U, hasta que se alcanza la presión P, permitiendo que esta mezcla, comprimida y combinada con los efluentes 51 y 52, de las unidades Rll y R12 exhiban una presión P. De acuerdo con una forma alternativa, al menos uno de los efluentes 51 y/o 52 puede exhibir una presión, la cual es mayor de P: en este caso, el uso del compresor puede probar es innecesario si la simple mezcla de efluentes 41, 42, 51 y 52 y del gas 10 de purga, hace posible obtener directamente una mezcla a la presión P. Esta mezcla de los efluentes 41, 42, 51, 52 y del gas 10 de purga, a la presión P. se trata por el PSA durante su fase de adsorción. El PSA produce la corriente 9, la cual exhibe una mayor concentración de hidrógeno que el efluente 6 y una presión cercana a P. esta corriente ) se recicla en la unidad R2 de reacción, con o sin la contribución de la fuente de hidrógeno 1 de alta pureza. El PSA también produce una corriente 8 de desperdicio de baja presión, que comprende las impurezas de los varios efluentes que comprenden hidrógeno, desde la unidades de reacción Rll, R12 y R2 De acuerdo con la invención, no es esencial tener dos unidades Rl . Dependiendo del sitio petroquímico estudiado, una simple unidad Rl o más de dos unidades Rl se pueden emplear en el proceso, de acuerdo con la invención. Por el uso de un dispositivo, como se definió anteriormente, es posible para el operador del sitio petroquímico en el cual las unidades de reacción Rl, , R2 y R3 se coloquen para mejorar la calidad del gas que comprende hidrógeno usado por las varis unidades y para reducir su consumo del hidrógeno de la composición, puesto que ya no es necearlo el sangrado (sangría 11 en la Figura 2) , las molécula de hidrógeno se recuperan de esta operación de sangrado. El proceso, de acuerdo con la invención, puede también permitir al operador eliminar el cuello de botella de estas unidades de reacción si continúa introduciendo un gas de la composición que comprende hidrógeno en su sitio, simultáneamente con el uso del proceso, de acuerdo con la invención.

Existe un número de ventajas en la invención, en comparación con las soluciones existente. Primero que todo, hace posible recuperar en valor varios gases que comprenden hidrógeno en la salida de las unidades de reacción de hidrogenación, en tanto estos gases son necesarios generalmente como combustibles. En seguida, en virtud de la presente invención, es posible purificar un gas reciclado que comprende hidrógeno con las siguientes ventajas: el rendimiento del hidrógeno obtenido, durante esta purificación del gas reciclado, puede exceder del 100% (este rendimiento de hidrógeno corresponde a la relación del régimen del flujo de hidrógeno de la corriente (9) que resulta de la primera salida de la unidad U al régimen del flujo de hidrógeno del efluente gaseoso (6) rico en hidrógeno el sangrado (11) puede ser omitido con la unidad puede ser eliminada del cuello de botella o las propiedades de los productos se pueden mejorar. Además, la contribución del hidrógeno 'fresco' se reduce significativamente. Asimismo, la invención hace posible tratar una mezcla gaseosa de hidrógeno de alta pureza, una mezcla gaseosa a una alta presión de hidrógeno con pureza moderada y una mezcla gaseosa de gas a baja presión con pureza baja del hidrógeno, en el mismo ciclo de adsorción de oscilación de presión. Finalmente, el proceso, de acuerdo con la invención, produce una corriente de desperdicios a la presión del sistema del gas combustible del complejo, el cual puede así ser descargado a este sistema.

E J E M P L O S Ejemplo 1 -- Síntesis de la e-caprolactama por hidroqenación del fenol (sitio para la producción de nylon) El esquema ilustrado por la Figura 1 se aplicó a varias etapas del proceso para la fabricación de la e-caprolactama por la hidrogenación del fenol, la unidad Rl siendo una unidad para la hidrogenación del benceno de la síntesis del ciclohexano, la unidad R2 siendo una unidad para la síntesis de "la hidroxilamina" . Estas unidades pueden ser encontradas en el mismo sitio para la producción de los nylon. Las características de los varios efluentes se resumen en la siguiente Tabla 1.

Tabla 1 Las características de los varios efluentes introducidos y resultantes de la unidad de purificación U, que comprenden el PSA y el compresor, se resumen en la Tabla 2 siguiente .

Tabla 2 El proceso, de acuerdo con la invención, hace posible reducir las pérdidas de hidrógeno hacia el sistema combustible del sitio. Sin la invención, la operación de las tres unidades resulta en una pérdida de 6200 Nm3/h por medio de las operaciones de sangrado. La instalación de un PSA convencional para tratar el efluente 6 rico en hidrógeno, hace posible reducir esta pérdida a aproximadamente 650 Nm3/h. En virtud de la invención, es posible reducir esta pérdida del hidrógeno a 600 Nm3/h. Consecuentemente, el consumo de hidrógeno (1) de la composición, de alta pureza, necesario para la operación de la unidad R3. se reduce por el 45%, cambiando de 12,500 a 6,900 Nm3/h.

Ejemplo 2 -- Sitio para la producción de un complejo aromático El esquema ilustrado en la Figura 2 se llevó a cabo con dos unidades de reacción Rl, referidas como Rll y R12, una siendo una unidad para la hidrodesalquilación del tolueno y la otra siendo una unidad para la producción del ciclohexano, y la unidad R2 siendo una unidad para el hidrodesproporcionamiento de los xilenos o el tolueno. Estas unidades pueden ser encontradas en el mismo sitio, durante la producción de las bases aromáticas para la fabricación de los poliésteres, por ejemplo. La unidad R2 para el hidrodesproporcionamiento de xilenos o el tolueno, produce un efluente que contiene hidrógeno con una pureza del hidrógeno de cerca del 80% en volumen. La invención hace posible purificar este efluente y reciclarlo hacia la unidad R2. Las características de los varios efluentes se resume en la siguiente Tabla 3 : Tabla 1 La caracterización de los varios efluentes introducidos y que resultan de la unidad U de purificación, que comprenden el PSA y el compresor, se resumen en la Tabla 4 siguiente : Tabla 4 Del 15 al 20% en la unidad R2 de reacción de hidrodesproporcionamiento. Es así posible evitar el cuello de botella- en esta unidad. (aumento en la capacidad para el tratamiento de los hidrocarburos iso erizados) . Es -también posible reducir las reacciones de descomposición térmica y mejorar la selectividad para productos isomerizados en el mismo régimen de carga. Finalmente, por el uso de la invención, es posible omitir todos los sangrados de gas y la contribución del hidrógeno de la composición es extremadamente limitado. Así, la omisión de la operación de sangrado hace posible lograr un ahorro de 1300 Nm3/h y la reducción en la composición hace posible lograr un ahorro de 1500 Nm3/h.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES 1. Un proceso para la recuperación en valor del hidrógeno, basado en efluentes gaseosos, que resultan de al menos dos unidades de reacción, Rl y R2 , en las cuales se consume el hidrógeno, la unidad R2 produce un efluente gaseoso rico en hidrógeno, a una presión P y, opcionalmente, un efluente gaseoso pobre en hidrógeno, y la unidad Rl produce al menos un efluente gaseoso pobre en hidrógeno, caracterizado porque se llevan a cabo las siguientes etapas: - durante la etapa a) , todos los efluentes gaseosos, pobres en hidrógeno, que resultan de Rl y, opcionalmente, de R2 , se mezclan, de modo que la mezcla obtenida exhiba una presión P; durante la etapa b) , la mezcla de todos los efluentes gaseosos, pobres en hidrógeno, que resultan de Rl y, opcionalmente, de R2 , ajustados a la presión P, durante la etapa a) , se tratan en una unidad U de separación de gas, alimentada con el efluente gaseoso rico en hidrógeno, que resulta de la unidad R2 , para así proporcionar, en una primera salida, una corriente enriquecida, que exhibe una concentración mayor de hidrógeno de aquella del efluente gaseoso rico en hidrógeno, que resulta de la unidad R2 y, en una segunda salida, una corriente de desechos; durante la etapa c) , la corriente enriquecida, que resulta de la primera salida de la unidad U, se reinyecta en una unidad de reacción R3 , en la cual se consume el hidrógeno .
2. 2. El proceso, según se reclama en la reivindicación 1, caracterizado porque el efluente rico en hidrógeno, que resulta de la unidad R2 , exhibe una presión de al menos 5 bares.
3. 3. El proceso, según se reclama en la 'cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el efluente rico en hidrógeno, que resulta de la unidad R2 , exhibe una presión de cuando menos 15 bares.
4. 4. El proceso, según se reclama en la cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el efluente rico en hidrógeno, que resulta de la unidad R2 , exhibe una concentración del hidrógeno entre 50 y 99% en volumen.
5. 5. El proceso, según se reclama en la cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los efluentes gaseosos pobres en hidrógeno, que resultan de Rl y, opcionalmente, de R2, exhiben una concentración del hidrógeno, la cual es menor por al menos el 10%, con respecto al valor de la concentración del hidrógeno del efluente rico en hidrógeno .
6. 6. El proceso, según se reclama en la cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de reacción R3 , en la cual se consume el hidrógeno, es la unidad de reacción R2.
7. 7. El proceso, según se reclama en la cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de separación de gas es de tipo adsorción.
8. 8. El proceso, según se reclama en la cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de separación de gas es una unidad de adsorción que oscila en presión, en combinación con un compresor incorporado, en la cual se hace uso, para cada adsorbedor de la unidad, de un ciclo de oscilación de presión que comprende una secuencia de fases, que definen las fases de adsorción, despresurización, purga y represurización, de manera que: durante la fase de adsorción " durante la primera etapa, el efluente gaseoso, rico en hidrógeno, que exhibe una presión P, que resulta de la unidad R2 , se lleva en contacto con el lecho del adsorbedor; y " durante la segunda etapa, la mezcla con una presión P compuesta de; • por una parte, la mezcla de todos los efluentes gaseosos, pobres en hidrógeno, que resulta de Rl y, opcionalmente, de R2 , ajustada a la presión P durante la etapa a) ; • por otra, el gas reciclado de PSA, se introducen en contacto con el lecho del absorbedor; para así adsorber los compuestos, además del hidrógeno, y producir, en la columna del lecho del absorbedor, la corriente enriquecida que exhibe una mayor concentración del hidrógeno, de aquella del efluente gaseoso rico en hidrógeno, que resulta de la unidad R2. durante la fase de purga, se produce un gas de purga; y donde el gas reciclado del PSA se compone de la corriente de desperdicio la cual se comprime a la presión P o el gas de purga comprimido a la presión P.
9. 9. El proceso, según se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 5 y 7 u 8, caracterizado porque la unidad Rl es la unidad para la hidrogenación del benceno de la síntesis del ciclohexano, la unidad R2 es la unidad para la hidrogenación del fenol de la síntesis de la e-caprolactama y R2 es la unidad para la síntesis de una hidroxilamina .
10. 10. El proceso, según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7 u 8, caracterizado porque comprende dos unidades de reacción Rl, una siendo una unidad para la hidrogenación del tolueno del benceno y la otra una unidad para la producción del ciclohexano, y la unidad R2 es una unidad para el hidrodesproporcionamiento de los xilenos o el tolueno.