ES2246560T3 - Procedimiento de conversion de hidrocarburos para el tratamiento en una zona de destilacion asociada a una zona de reaccion, y su utilizacion en hidrogenacion del benceno. - Google Patents
Procedimiento de conversion de hidrocarburos para el tratamiento en una zona de destilacion asociada a una zona de reaccion, y su utilizacion en hidrogenacion del benceno.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO DE CONVERSION DE UNA CARGA DE HIDROCARBUROS, TAL COMO SE TRATA DICHA CARGA EN UNA ZONA DE DESTILACION QUE PRODUCE EN EL COLECTOR UN DESTILADO DE VAPOR Y UN EFLUENTE DE FONDO, ASOCIADA A UNA ZONA DE REACCION AL MENOS PARCIALMENTE EXTERNA, QUE COMPRENDE AL MENOS UN LECHO CATALITICO, EN LA QUE SE REALIZA AL MENOS UNA REACCION DE CONVERSION DE AL MENOS UNA PARTE DE AL MENOS UN HIDROCARBURO, EN PRESENCIA DE UN CATALIZADOR Y DE UN FLUJO GASEOSO QUE COMPRENDE HIDROGENO, SIENDO TOMADA LA CARGA DE LA ZONA DE REACCION A LA ALTURA DE AL MENOS UN NIVEL DE EXTRACCION Y QUE REPRESENTA AL MENOS UNA PARTE DE LIQUIDO QUE CIRCULA EN LA ZONA DE DESTILACION, SIENDO EL EFLUENTE DE LA ZONA DE REACCION AL MENOS PARCIALMENTE REINTRODUCIDO EN LA ZONA DE DESTILACION A LA ALTURA DE AL MENOS UN NIVEL DE REINTRODUCCION, PARA GARANTIZAR LA CONTINUIDAD DE LA DESTILACION,CARACTERIZANDOSE DICHO PROCEDIMIENTO PORQUE SE TRASIEGA DE LA ZONA DE DESTILACION UN DESTILADO LIQUIDO A LA ALTURA DE AL MENOS UN NIVEL DE TRASIEGO, ESTANDO DICHO NIVEL SITUADO POR DEBAJO DEL NIVEL DE TRASIEGO DEL DESTILADO DE VAPOR. ESTE PROCEDIMIENTO PUEDE UTILIZARSE PARA LA REDUCCION DEL CONTENIDO DE BENCENO DE UNA FRACCION DE HIDROCARBUROS.
Description
Procedimiento de conversión de hidrocarburos para
el tratamiento en una zona de destilación asociada a una zona de
reacción, y su utilización en hidrogenación del benceno.
La invención se relaciona con un procedimiento de
conversión de hidrocarburos. El procedimiento según la invención
asocia una zona de destilación a una zona de reacción de conversión
de hidrocarburos al menos en parte externa a la zona de destilación.
Así, este procedimiento permite convertir selectivamente
hidrocarburos separados de una carga de hidrocarburos gracias a la
zona de destilación.
Más concretamente, el procedimiento según la
invención se aplica a la reducción selectiva del contenido en
compuestos insaturados ligeros (es decir, que contienen a lo sumo
seis átomos de carbono por molécula) que llevan olefinas eventuales
y benceno, de una fracción de hidrocarburos que tienen esencialmente
al menos 5 átomos de carbono por molécula, sin pérdida sensible del
índice de octano.
En efecto, teniendo en cuenta la nocividad
reconocida del benceno y de las olefinas, compuestos insaturados, la
tendencia general es reducir el contenido de estos constituyentes en
las gasolinas.
El benceno tiene propiedades cancerígenas y se
exige, por consiguiente, limitar al máximo toda posibilidad de
polución del aire ambiental, especialmente excluyéndolo
prácticamente de los carburantes de automóviles. En los Estados
Unidos, los carburantes reformulados no deben contener más de un 1%
en volumen de benceno; en Europa, se preconiza tender
progresivamente hacia este valor.
Se ha reconocido que las olefinas están entre los
hidrocarburos más reactivos en el ciclo de reacciones fotoquímicas
con los óxidos de nitrógeno, que se produce en la atmósfera y que
conduce a la formación de ozono. Una elevación de la concentración
de ozono en el aire puede ser origen de alteraciones respiratorias.
La disminución del contenido en olefinas de las gasolinas, y más en
particular de las olefinas más ligeras, que tienen la mayor
tendencia a volatilizarse con las manipulaciones del carburante, es,
por lo tanto, deseable.
El contenido en benceno de una gasolina es
dependiente en gran medida del del componente reformado de esta
gasolina. El reformado resulta de un tratamiento catalítico de nafta
destinado a producir hidrocarburos aromáticos, que contienen
principalmente de 6 a 9 átomos de carbono en su molécula y cuyo
índice de octano muy elevado confiere a la gasolina sus propiedades
antidetonantes.
Por las razones de nocividad antes descritas, es,
pues, necesario reducir al máximo el contenido en benceno del
reformado.
El benceno de un reformado puede ser hidrogenado
a ciclohexano. Como es imposible hidrogenar selectivamente el
benceno de una mezcla de hidrocarburos que contiene también tolueno
y xilenos, es, pues, necesario fraccionar previamente esta mezcla
para aislar una fracción que no contenga más que el benceno, que
puede ser entonces hidrogenada.
La solicitud de patente EO 95/15934 describe una
destilación reactiva que tiene como fin hidrogenar selectivamente
las diolefinas y los compuestos acetilénicos C2-C5.
El destilado puede ser recuperado por separado de los compuestos
ligeros. La zona catalítica de hidrogenación es totalmente interna a
la columna de destilación, lo que no permite una buena disolución
del hidrógeno en la carga ni poder aumentar la presión.
Se ha descrito un procedimiento en el cual la
zona catalítica de hidrogenación del benceno es interna a la columna
de destilación que separa el benceno de los otros compuestos
aromáticos (Benzene Reduction - Kerry Rock and Gary Gildert CDTECH -
1994 Conference on Clean Air Act Implementation and Reformulated
Gasoline - Oct. 94), lo que permite conseguir una economía de
aparataje. Parece que la pérdida de carga a través del o de los
lecho(s) catalítico(s)
según dicho procedimiento no permite la obtención de una mezcla íntima entre la fase líquida y el flujo gaseoso que contiene hidrógeno. En efecto, según este tipo de tecnología en donde la reacción y la destilación proceden simultáneamente en el mismo espacio físico, la fase líquida desciende a través de cualquier lecho catalítico de la zona de reacción en derrame de chorro, por lo tanto en chorros de líquido. La fracción gaseosa que contiene la fracción de carga vaporizada y el flujo gaseoso que contiene hidrógeno sube a través de dicho lecho catalítico en columnas de gas. Mediante esta disposición, la entropía del sistema es grande y la pérdida de carga a través del (o de los) lecho(s)
catalítico(s) es baja. Como consecuencia, la forma de operar según este tipo de tecnología no permite fácilmente promover la disolución del hidrógeno en la fase líquida que contiene el o los compuesto(s) insaturado(s).
según dicho procedimiento no permite la obtención de una mezcla íntima entre la fase líquida y el flujo gaseoso que contiene hidrógeno. En efecto, según este tipo de tecnología en donde la reacción y la destilación proceden simultáneamente en el mismo espacio físico, la fase líquida desciende a través de cualquier lecho catalítico de la zona de reacción en derrame de chorro, por lo tanto en chorros de líquido. La fracción gaseosa que contiene la fracción de carga vaporizada y el flujo gaseoso que contiene hidrógeno sube a través de dicho lecho catalítico en columnas de gas. Mediante esta disposición, la entropía del sistema es grande y la pérdida de carga a través del (o de los) lecho(s)
catalítico(s) es baja. Como consecuencia, la forma de operar según este tipo de tecnología no permite fácilmente promover la disolución del hidrógeno en la fase líquida que contiene el o los compuesto(s) insaturado(s).
La solicitud de patente de la solicitante EP 0
781 830 A1 describe un procedimiento de hidrogenación del benceno en
el cual se utiliza una columna de destilación asociada a una zona de
reacción al menos en parte externa. El efluente es recuperado en
cabeza de la columna y luego, gracias a un condensador, llega a un
matraz a partir del cual es necesaria una nueva operación de
separación para recuperar el producto deseado. En efecto, el
efluente en cabeza de columna contiene los gases ligeros, tales como
el hidrógeno en exceso mezclado con el reformado empobrecido en
benceno, y el destilado líquido contiene mucho gas disuelto, lo que
plantea el riesgo de imponer una etapa suplementaria de
separación.
El procedimiento según la presente invención es
un perfeccionamiento de la solicitud de patente EP 0 781 830 A1 de
la solicitante, cuyas características son todas ellas consideradas
como incluidas en la presente descripción.
La invención se relaciona con un procedimiento de
conversión de una carga de hidrocarburos que asocia una zona de
destilación que produce un destilado en forma de vapor y un efluente
de fondo y una zona de reacción al menos en parte externa a la zona
de destilación. Al menos una reacción de conversión de al menos una
parte de al menos un hidrocarburo tiene lugar en una zona de
reacción que contiene al menos un lecho catalítico, en presencia de
un catalizador y de un flujo gaseoso que contiene hidrógeno. Se
recoge la carga de la zona de reacción a la altura de un nivel de
recogida y representa al menos una parte del líquido que fluye en la
zona de destilación y el efluente de la zona de reacción es al menos
en parte reintroducido en la zona de destilación a la altura de al
menos un nivel de reintroducción, de tal forma que se asegure la
continuidad de la destilación. La invención se caracteriza por
trasegar de la zona de destilación un destilado líquido a la altura
de al menos un nivel de trasiego, estando situado dicho nivel por
debajo del nivel de trasiego de dicho destilado en forma de
vapor.
Se entiende por destilado líquido en el sentido
de la presente invención una fracción líquida trasegada de la zona
de destilación distinta de la carga de la zona de reacción.
La aplicación particular del procedimiento según
la invención a un procedimiento de reducción del contenido en
benceno de una carga de hidrocarburos permite producir a partir de
un reformado bruto un reformado empobrecido en benceno o, si es
necesario, casi totalmente depurado de benceno, así como de otros
hidrocarburos insaturados que contienen a lo sumo seis átomos de
carbono por molécula, tales como las olefinas ligeras, recuperando
directamente un destilado líquido estabilizado, sin pérdida
significativa de rendimiento.
El procedimiento según la invención se
caracteriza por la disociación del nivel de recogida del destilado
líquido con el nivel de recogida del destilado gaseoso, siendo
recogido el destilado líquido a un nivel de recuperación por debajo
del nivel de recuperación del destilado en forma de vapor. Así, el
producto buscado es recuperado como destilado líquido estabilizado,
es decir, desprovisto de la mayor parte del hidrógeno en exceso y
eventualmente de los gases ligeros. Además, esta recuperación del
destilado en forma de vapor distinta permite eliminar por el
destilado gaseoso los gases diferentes del hidrógeno presentes en el
flujo gaseoso que contiene en su mayor parte hidrógeno introducido
para efectuar la reacción de conversión.
Así, por ejemplo, el procedimiento según la
invención, en su aplicación particular, permite recuperar
directamente por trasiego de la zona de destilación un destilado
líquido estabilizado en el que se ha realizado al menos parcialmente
la hidrogenación selectiva del benceno y de cualquier compuesto
insaturado que contenga a lo sumo seis átomos de carbono por
molécula y que sea diferente del benceno, eventualmente presente en
la carga, limitando al mismo tiempo la hidrogenación de los
compuestos C_{7}^{+} (es decir, que tengan al menos siete átomos
de carbono por
molécula).
molécula).
El procedimiento según la invención es, por
ejemplo, un procedimiento de tratamiento de una carga, constituida
en su mayor parte por hidrocarburos que tienen al menos 5,
preferiblemente entre 5 y 9, átomos de carbono por molécula y que
contiene al menos un compuesto insaturado, que lleva olefinas
eventuales y benceno, de tal forma que se trata dicha carga en una
zona de destilación asociada a una zona de reacción de hidrogenación
al menos en parte externa, que tiene al menos un lecho catalítico,
donde se realiza la hidrogenación de al menos una parte de los
compuestos insaturados que tienen a lo sumo seis átomos de carbono
por molécula, es decir, que tienen hasta seis (inclusive) átomos de
carbono por molécula, y que están contenidos en la carga, en
presencia de un catalizador de hidrogenación y de un flujo gaseoso
que contiene, preferiblemente en su mayor parte, hidrógeno, siendo
recogida la carga de la zona de reacción a la altura de un nivel de
recogida y representando al menos una parte, preferiblemente la
mayor parte, del líquido que fluye en la zona de destilación, siendo
reintroducido el efluente de la zona de reacción, al menos en parte,
preferiblemente en su mayor parte, en la zona de destilación a la
altura de al menos un nivel de reintroducción, de tal forma que se
asegure la continuidad de la destilación y de tal forma que salga
finalmente un destilado muy empobrecido en compuestos insaturados,
caracterizándose dicho procedimiento por trasegar el destilado en
forma líquida y estabilizarlo a al menos un nivel de recuperación
situado por debajo del nivel de recuperación del destilado en forma
de vapor que contiene el hidrógeno y los gases ligeros.
El destilado líquido recuperado está
estabilizado. En efecto, se trasiega el destilado líquido a un nivel
de recogida por debajo del nivel de recuperación de los gases
ligeros que contienen el hidrógeno en exceso. Los gases ligeros
pasan a un condensador y luego a un matraz de reflujo, de donde se
recicla al menos una parte de la fracción líquida a la zona de
destilación y al menos una parte de la fracción líquida puede ser
eventualmente recuperada.
En el caso de la hidrogenación del benceno, el
destilado líquido estabilizado contiene esencialmente compuestos
líquidos que tienen al menos 5 átomos de carbono y que pueden ser
utilizados directamente como carburantes.
El nivel de reintroducción de la carga convertida
al menos en parte en la zona externa de reacción está generalmente
situado sensiblemente por debajo o sensiblemente por encima o
sensiblemente a la misma altura de al menos un nivel de recogida,
preferiblemente de dicho nivel de recogida de la carga de la zona de
destilación. Preferiblemente, el nivel de reintroducción está
situado por encima del nivel de recogida.
El nivel de recuperación del destilado líquido
estabilizado está generalmente situado por encima o por debajo o
sensiblemente a la misma altura de al menos un nivel de
reintroducción de la carga convertida al menos en parte en la zona
externa de reacción.
En una realización preferida, el nivel de
recuperación del destilado líquido estabilizado está situado por
encima de al menos un nivel de recogida de la carga de la zona de
destilación.
La zona de destilación incluye generalmente al
menos una columna provista de al menos un elemento interno de
destilación seleccionado entre el grupo formado por las bandejas,
los revestimientos aleatorios y los revestimientos estructurados,
como es conocido para el experto en la técnica, de tal forma que la
eficacia global total sea al menos igual a cinco etapas teóricas. En
los casos conocidos por el experto en la técnica en donde la
utilización de una sola columna puede plantear problemas, se
prefiere entonces dividir dicha zona de tal forma que se utilicen
finalmente al menos dos columnas, las cuales, situadas de extremo a
extremo, realizan dicha zona.
La carga de la zona de destilación es introducida
en al menos un nivel de introducción situado por debajo del nivel de
trasiego del líquido hacia la zona de reacción, generalmente a un
nivel de 10 a 40 bandejas teóricas y preferiblemente de 15 a 25
bandejas teóricas por debajo del nivel de trasiego del líquido hacia
dicha zona de reacción, siendo dicho nivel de trasiego considerado
el más bajo.
La zona de reacción comprende generalmente al
menos un lecho catalítico, preferiblemente de 1 a 4 lecho(s)
catalítico(s): en caso de que se hallen incorporados al menos
dos lechos catalíticos en la zona de destilación, estos dos lechos
son eventualmente separados por al menos un elemento interno de
destilación.
En la aplicación particular del procedimiento
según la invención a la reducción selectiva del contenido en
compuestos insaturados ligeros que llevan olefinas eventuales y
benceno de una fracción de hidrocarburos, la zona de reacción es una
zona de hidrogenación. En este caso, la zona de reacción de
hidrogenación realiza al menos parcialmente la hidrogenación del
benceno presente en la carga, generalmente de tal forma que el
contenido en benceno del destilado líquido estabilizado sea como
máximo igual a un cierto contenido, y dicha zona de reacción
realiza, al menos en parte, preferiblemente en su mayor parte, la
hidrogenación de cualquier compuesto insaturado que tenga a lo sumo
seis átomos de carbono por molécula y que sea diferente del benceno,
eventualmente presente en la carga.
La zona de reacción es al menos en parte externa
a la zona de destilación. En general, el procedimiento según la
invención incluye de 1 a 6, preferiblemente de 1 a 4,
nivel(es) de recogida que alimenta(n) la parte externa
de la zona. Una parte de la parte externa de la zona de reacción que
es alimentada por un nivel de recogida dado, si la parte externa de
la zona de reacción comprende al menos dos niveles de recogida,
incluye generalmente al menos un reactor, preferiblemente un solo
reactor.
Siendo el reactor al menos en parte externo, se
recoge de la columna un caudal de líquido igual, superior o inferior
al tráfico líquido de la zona de destilación situada por debajo del
nivel de trasiego de la carga que se ha de convertir.
En la aplicación particular de la conversión de
cargas con contenido en benceno más bien elevado, por ejemplo con un
contenido superior a aproximadamente el 3% en volumen, el caudal de
líquido recogido es preferiblemente igual o superior al tráfico
líquido de la zona de destilación situada por debajo del nivel de
trasiego.
En la aplicación particular de la conversión de
cargas con contenido en benceno más bien bajo, por ejemplo con un
contenido inferior a aproximadamente el 3% en volumen, el caudal de
líquido recogido es preferiblemente igual o inferior al tráfico
líquido de la zona de destilación situada por debajo del nivel de
trasiego.
El procedimiento según la invención permite
convertir una gran parte del (o de los) compuesto(s) que se
ha(n) de convertir en el exterior de la zona de destilación
eventualmente en condiciones de presión y/o de temperatura
diferentes a las utilizadas en la zona de destilación.
El procedimiento según la invención es tal que el
chorro del líquido que se ha de convertir va en el mismo sentido de
la corriente del chorro del flujo gaseoso que contiene hidrógeno,
para todo lecho catalítico de la parte externa de la zona de
reacción.
Según un modo de realización preferido del
procedimiento según la invención, la zona de reacción es en su
totalidad externa a la zona de destilación. En el caso de que la
parte externa de la zona de reacción lleve al menos dos lechos
catalíticos, cada lecho catalítico es alimentado por un solo nivel
de recogida, preferiblemente asociado a un solo nivel de
reintroducción, siendo distinto dicho nivel de recogida del nivel de
recogida que alimenta al(a los) otro(s)
lecho(s) catalítico(s).
Según un modo de realización preferido del
procedimiento según la invención, se enfría la carga que se ha de
convertir trasegada de la zona de destilación hacia la zona de
reacción antes de su entrada en el reactor. Así mismo, se puede
enfriar la carga convertida que sale del reactor antes de su
reintroducción en la zona de destilación. Este enfriamiento permite
crear un reflujo circulante. De hecho, en el sentido de la presente
descripción, se designa por flujo circulante una circulación de un
líquido trasegado de la zona de destilación a un nivel y
reintroducido a un nivel por encima a una temperatura inferior a la
temperatura del líquido al nivel del trasiego.
En el caso particular del procedimiento de
reducción del contenido en benceno de una fracción de hidrocarburos,
uno de los modos de realización preferidos de la invención es tal
que el nivel de reintroducción de la carga hidrogenada en la columna
está situado por encima del nivel de recogida de la carga que se ha
de hidrogenar en una zona en la que el contenido en benceno es el
más bajo. De un modo aún más preferido, el nivel de reintroducción
está situado al menos 2 bandejas teóricas por encima del nivel de
recogida y de forma aún más preferida el nivel de reintroducción de
la carga está situado a al menos 4 bandejas teóricas por encima del
nivel de trasiego de dicha carga.
La realización preferida antes descrita permite
disminuir en gran medida la cantidad necesaria de catalizador. En
efecto, esta realización permite trasegar una cantidad superior de
líquido de la zona de destilación con el fin de convertir una
cantidad más importante de benceno en el reactor sin perturbar el
tráfico de la columna hacia fuera de la zona en la que se trasiega y
sin perturbar el perfil de concentración de la columna. La
reintroducción a un nivel situado por encima permite, pues,
disminuir mucho la cantidad de catalizador necesaria para obtener
una cantidad de benceno en el efluente final tan baja como en los
procedimientos según la técnica anterior, incluso más baja.
Además, este modo preferido de realización de la
invención permite, en general, disminuir la potencia de rehervido
necesaria para la continuidad de la destilación.
Para la realización de la hidrogenación según una
aplicación particular del procedimiento de la invención, la razón
molar teórica de hidrógeno necesario para la conversión deseada del
benceno es de 3. La cantidad de hidrógeno distribuida antes o en la
zona de hidrogenación está eventualmente en exceso con respecto a
esta estequiometría, y tanto más cuanto que se ha de hidrogenar,
además del benceno presente en la carga, al menos parcialmente
cualquier compuesto insaturado que tenga a lo sumo seis átomos de
carbono por molécula y que esté presente en dicha carga.
De forma general, el hidrógeno en exceso, si lo
hay, puede ser ventajosamente recuperado, por ejemplo, según una de
las técnicas descritas a continuación. Según una primera técnica, el
hidrógeno en exceso que sale de la zona de reacción es recuperado,
bien directamente al nivel del efluente a la salida de la zona de
reacción, bien en el destilado gaseoso de la zona de destilación, y
luego comprimido y reutilizado en dicha zona de reacción con el fin
de crear un reflujo. Según una segunda técnica, el hidrógeno en
exceso que sale de la zona de reacción es recuperado y luego
inyectado corriente arriba de las etapas de compresión asociadas a
una unidad de reformación catalítica, en mezcla con hidrógeno
procedente de dicha unidad, operando dicha unidad preferiblemente a
baja presión, es decir, generalmente a una presión absoluta inferior
a 0,8 MPa.
El hidrógeno, incluido en el flujo gaseoso,
utilizado, por ejemplo, en el procedimiento particular de la
invención para la hidrogenación de los compuestos insaturados que
tienen a lo sumo seis átomos de carbono por molécula, puede provenir
de cualquier fuente que produzca hidrógeno con al menos un 50% en
volumen de pureza, preferiblemente al menos un 80% en volumen de
pureza y de forma aún más preferida al menos un 90% en volumen de
pureza. Por ejemplo, se puede citar el hidrógeno procedente de los
procedimientos de reformación catalítica, de metanización, de P.S.A.
(adsorción por alternancia de presión), de generación electroquímica
o de vapofraccionación.
Uno de los modos de realización preferidos del
procedimiento según la invención, independientemente o no de los
modos de realización precedentes, es tal que el efluente de fondo de
la zona de destilación se mezcla al menos en parte con el destilado
líquido estabilizado recuperado a un nivel de recuperación situado
por debajo del nivel de recuperación el destilado en forma de vapor.
En el caso particular del procedimiento de reducción del contenido
en benceno, la mezcla así obtenida puede ser utilizada como
carburante, ya sea directamente, ya sea por incorporación a las
fracciones carburantes.
Cuando la zona de reacción es en parte interna a
la zona de destilación, las condiciones operativas de la parte de la
zona de reacción interna a la zona de destilación están ligadas a
las condiciones operativas de la destilación. Se realiza la
destilación a una presión absoluta generalmente comprendida entre
0,1 MPa y 2,5 MPa, con una razón de flujo comprendida entre 0,1 y
20. La temperatura de la zona de destilación está comprendida entre
10 y 300ºC. De forma general, se mezcla el líquido sometido a la
conversión con un flujo gaseoso que contiene hidrógeno y cuyo caudal
es al menos igual a la estequiometría de las reacciones de
conversión realizadas y a lo sumo igual al caudal correspondiente a
10 veces la estequiometría. En la parte externa de la zona de
reacción, se dispone el catalizador en cualquier lecho catalítico
siguiendo cualquier tecnología conocida por el experto en la técnica
en condiciones operativas (temperatura, presión...) independientes o
no, preferiblemente independientes, de las condiciones operativas de
la zona de destilación. En la parte de la zona de reacción externa a
la zona de destilación, las condiciones operativas son generalmente
las siguientes. La presión absoluta requerida está generalmente
comprendida entre 0,1 y 6 MPa. La temperatura operativa está
generalmente comprendida entre 30 y 400ºC. La velocidad espacial en
el seno de dicha zona de reacción, calculada con respecto al
catalizador, está generalmente comprendida entre 0,5 y 60 h^{-1}.
El caudal de hidrógeno correspondiente a la estequiometría de las
reacciones de conversión realizadas está comprendido entre 1 y 10
veces dicha estequiometría.
En el caso particular de la hidrogenación del
benceno y de otros compuestos insaturados, las condiciones
operativas son las siguientes. Cuando la zona de hidrogenación es en
parte interna a la zona de destilación, las condiciones operativas
de la parte de la zona de hidrogenación interna a la zona de
destilación están ligadas a las condiciones operativas de la
destilación. Se realiza la destilación bajo una presión absoluta
generalmente comprendida entre 0,2 y 2 MPa, preferiblemente entre
0,4 y 1 MPa, con una razón de reflujo comprendida entre 0,1 y 10 y
preferiblemente comprendida entre 0,2 y 1. La temperatura de cabeza
de zona está comprendida generalmente entre 30 y 180ºC y la
temperatura de fondo de zona está comprendida generalmente entre 120
y 280ºC. La reacción de hidrogenación es conducida en condiciones
que son generalmente intermedias entre las establecidas en cabeza y
en fondo de la zona de destilación, a una temperatura comprendida
entre 100 y 200ºC y preferiblemente comprendida entre 120 y 180ºC, y
a una presión absoluta comprendida entre 0,2 y 3 MPa,
preferiblemente entre 0,4 y 2 MPa. El líquido sometido a la
hidrogenación se mezcla con un flujo gaseoso que contiene hidrógeno
y cuyo caudal depende de la concentración de benceno en dicho
líquido y, más generalmente, de los compuestos insaturados que
tienen a lo sumo seis átomos de carbono por molécula de la carga de
la zona de destilación. El caudal de hidrógeno es generalmente al
menos igual al caudal correspondiente a la estequiometría de las
reacciones de hidrogenación realizadas (hidrogenación del benceno y
de los otros compuestos insaturados que tienen a lo sumo seis átomos
de carbono por molécula, comprendidos en la carga de hidrogenación)
y a lo sumo igual al caudal correspondiente a 10 veces la
estequiometría, preferiblemente comprendido entre 1 y 6 veces la
estequiometría, de forma aún más preferida comprendido entre 1 y 3
veces la estequiometría. En la parte de la zona de hidrogenación
externa a la zona de destilación, las condiciones operativas son
generalmente las siguientes. La presión absoluta requerida para esta
etapa de hidrogenación está generalmente comprendida entre 0,1 y 6
MPa absolutos, preferiblemente entre 0,2 y 5 MPa y aún más
preferiblemente entre 0,5 y 3,5 MPa. La temperatura operativa de la
zona de hidrogenación está generalmente comprendida entre 100 y
400ºC, preferiblemente entre 120 y 350ºC y de forma preferida entre
140 y 320ºC. La velocidad espacial en el seno de dicha zona de
hidrogenación, calculada con respecto al catalizador, está
generalmente comprendida entre 1 y 60 y más particularmente entre 1
y 40 h^{-1} (caudal volúmico de carga por volumen de catalizador).
El caudal de hidrógeno correspondiente a la estequiometría de las
reacciones de hidrogenación realizadas está comprendido entre 1 y 10
veces dicha estequiometría, preferiblemente entre 1 y 6 veces dicha
estequiometría y de forma aún más preferida entre 1 y 3 veces dicha
estequiometría. Pero las condiciones de temperatura y de presión
pueden también, en el marco del procedimiento de la presente
invención, estar comprendidas entre las establecidas en cabeza y en
fondo de la zona de destilación.
Se designa por razón de reflujo en el sentido de
la presente descripción la razón de caudal másico del reflujo con
respecto al caudal másico de alimentación de la columna.
En el caso particular en que la zona de reacción
es una zona de hidrogenación del benceno y eventualmente de las
olefinas, el catalizador utilizado en la zona de hidrogenación
incluye generalmente al menos un metal seleccionado entre el grupo
VIII, seleccionado preferiblemente entre el grupo formado por el
níquel y el platino, usado tal cual o preferiblemente depositado
sobre un soporte. El metal ha encontrarse generalmente en forma
reducida al menos para un 50% en peso de su totalidad. Pero se puede
escoger también cualquier otro catalizador de hidrogenación conocido
por el experto en la técnica.
En el caso de la utilización del níquel, la
proporción de níquel con respecto al peso total de catalizador está
comprendida entre el 5 y el 70%, más particularmente entre el 10 y
el 70% y de forma preferida entre el 15 y el 65%. Además, se utiliza
generalmente un catalizador tal que el tamaño medio de los
cristalitos de níquel sea inferior 100.10^{-10} m, preferiblemente
inferior a 80.10^{-10} m y de forma aún más preferida inferior a
60.10^{-10} m.
El soporte es generalmente seleccionado entre el
grupo formado por alúmina, sílice-alúminas, sílice,
zeolitas, carbón activo, arcillas, cementos aluminosos, óxidos de
tierras raras y óxidos alcalinotérreos, solos o en mezcla. Se
utiliza preferiblemente un soporte a base de alúmina o de sílice, de
una superficie específica comprendida entre 30 y 300 m^{2}/g,
preferiblemente entre 90 y 260 m^{2}/g.
Las figuras 1 y 2 constituyen cada una una
ilustración de una posibilidad de realización del procedimiento
según la invención. Los dispositivos similares están representados
por las mismas cifras en todas las figuras.
Una primera realización del procedimiento está
representada en la figura 1. La carga de hidrocarburos es enviada a
una columna 2 por la conducción 1. Dicha columna contiene elementos
internos de destilación, que son, por ejemplo en el caso
representado en la figura 1, bandejas o revestimientos,
representados en parte por trazos de puntos en dicha figura.
A pie de columna, la fracción menos volátil del
reformado es recuperada por la conducción 5, una parte es rehervida
en el intercambiador 6 y una parte es evacuada por la conducción 7.
El vapor de el rehervido es introducido en la columna por la
conducción 8. El destilado líquido estabilizado es extraído por la
conducción 18, el hidrógeno y los hidrocarburos ligeros son enviados
por la conducción 9 a un condensador 10 y luego a un matraz 11, de
donde son extraídos por la conducción 14 en forma de purga de vapor.
La fase líquida del matraz 11 es re-enviada en
parte, por la conducción 12, a la cabeza de la columna para asegurar
su reflujo y otra parte de la fase líquida puede ser recuperada por
la conducción 13.
Por medio de una bandeja de trasiego dispuesta en
la zona de destilación, se trasiega por la conducción 15 un líquido
que se envía a la cabeza de un reactor 3 tras la adición de
hidrógeno por la conducción 4. Se enfría el efluente del reactor en
el intercambiador 16 y se recicla después a la columna por la
conducción 17.
Según un segundo modo de realización del
procedimiento, representado en la figura 2, el procedimiento es el
mismo que el descrito en la figura 1, con la diferencia de que se
extrae el destilado líquido por la conducción 18 a un nivel de la
columna por debajo del nivel de reintroducción de la carga
hidrocarbonada en la columna por al conducción 17.
Los ejemplos que siguen ilustran una aplicación
particular de la invención, es decir, la reducción selectiva en
compuestos insaturados y en benceno de una fracción de
hidrocarburos. Son realizados por simulación numérica con ayuda del
logicial PRO/II® de la sociedad Simulation Sciences
Incorporated.
(Comparativo)
Este ejemplo emplea el procedimiento descrito en
la solicitud de patente de la solicitante EP 0.781.830 A1 y hace
referencia a la figura 1 de dicha solicitud de patente, a la que se
añade un tercer reactor 3c.
Se utiliza una columna de destilación metálica de
2,90 m de diámetro; la columna lleva, de la cabeza al pie, 45
bandejas teóricas, que son numeradas de arriba abajo (incluyendo el
condensador y el rehervidor). La potencia de rehervido es entonces
de 8.900 kW.
Se utilizan tres reactores de hidrogenación
situados en el exterior de la columna de destilación que contienen
conjuntamente 37,4 m^{3} de catalizador.
Se utiliza una carga industrial de reformado. La
simulación del funcionamiento del procedimiento es realizada para un
caudal de 305,9 kmol/h de reformado, que tiene la composición
indicada en la tabla 1.
La carga para la columna es inyectada por la
conducción 1 a la bandeja 33. Se trasiegan las cargas para los tres
reactores 3a, 3b y 3c de las bandejas 6, 8 y 10, respectivamente, a
través de las conducciones 15a, 15b y 15c. Se introduce el hidrógeno
por las conducciones 4a, 4b y 4c antes de entrar en los reactores,
que funcionan en corriente descendente y bajo 1,5 MPa de presión
absoluta. Se cargan los reactores, respectivamente, con 4,4, 13,4 y
16,6 m^{3} de catalizador de níquel vendido por la Sociedad
PROCATALYSE bajo la referencia LD746. El reactor situado en la parte
baja de la columna contiene la menor cantidad de catalizador. La
razón molar de hidrógeno/benceno es de 3,1. Los efluentes de los
reactores 3a, 3b y 3c son re-inyectados,
respectivamente, en la columna a través de las conducciones 16a, 16b
y 16c en las bandejas 5, 7 y 9. El efluente empobrecido en
compuestos insaturados es trasegado en cabeza de columna.
La presión absoluta del matraz de reflujo es de
0,5 MPa y la temperatura de reflujo es de 50ºC. La temperatura del
líquido antes de la mezcla con el hidrógeno es de entre 120 y 150ºC
y la del hidrógeno es de 25ºC. La razón de peso de reflujo/carga es
de 1,72.
Las composiciones simuladas de las fracciones de
reformado ligero (13), vapor de purga (14) y reformado pesado (7)
están indicadas en la tabla 1.
(Según la
invención)
La unidad del ejemplo 2 está representada en la
figura 2 anexa al texto de la presente solicitud.
Se utiliza una columna de destilación que tiene
un diámetro de 1,83 m.
Se utiliza el mismo catalizador y la misma carga
que en el ejemplo 1, pero se funciona aquí con un solo reactor de
hidrogenación situado en el exterior de la columna de destilación.
La carga para la columna es inyectada por la conducción 1 a la
bandeja 33. La carga para el reactor 3 es trasegada de la bandeja 12
a través de la conducción 15. El hidrógeno es introducido por la
conducción 4 antes de entrar en el reactor, que funciona en
corriente descendente y bajo 1,5 MPa. Se carga el reactor con 8
m^{3} de catalizador LD746. La razón molar de hidrógeno/benceno es
de 3,1. El efluente del reactor 3 es enfriado y luego
re-inyectado en la columna a través de la conducción
17 a la bandeja 8. Se extrae el destilado líquido (18) de la bandeja
número 5 y se extraen el hidrógeno y los hidrocarburos ligeros del
matraz de reflujo de la columna (11) en forma de destilado en forma
de vapor (14). La presión absoluta en el matraz de reflujo es de 0,5
MPa. Las composiciones simuladas de las fracciones de reformado
ligero (18), del vapor de purga (14) y del reformado pesado (7)
están indicadas en la tabla 2.
La tabla 3 resume los valores de la tensión de
vapor RVP, de la cantidad de benceno presente en el efluente final
constituido por el destilado líquido estabilizado y por el efluente
de fondo de la columna, de la potencia de rehervido, del volumen
total del catalizador utilizado y del diámetro de la columna en el
procedimiento según el ejemplo y en el procedimiento según el
ejemplo 2.
El tráfico de la parte superior de la columna
permite obtener un reformado ligero a una tensión de vapor RVP (Reid
Vapor Pressure) inferior a 0,1 MPa. La potencia de rehervido es 2,7
veces más débil en el procedimiento según la presente invención con
respecto al procedimiento según la técnica anterior, tal como se
describe en el ejemplo 1. Además, la razón de reflujo es, en el
procedimiento según la invención, de 0,6, mientras que es de 1,7 en
el ejemplo 1. Otra ventaja del procedimiento según la presente
invención es que, para rendimientos superiores, se utilizan
solamente 8 m^{3} de catalizador contra 37,4 m^{3} en el ejemplo
1. Finalmente, el procedimiento según la presente invención permite
disminuir el diámetro de la columna.
Los ejemplos 4, 5 y 6 describen un procedimiento
con una carga de columna diferente de la carga utilizada en los
ejemplos 1 y 2, conteniendo la carga tres veces más de reformado
pesado.
(Comparativo)
Este ejemplo describe un procedimiento sin
estabilización del destilado con un solo reactor de hidrogenación
situado en el exterior de la columna de destilación y con
reintroducción de la carga hidrogenada 4 bandejas por encima del
nivel de trasiego.
La simulación del funcionamiento del
procedimiento es realizada para un caudal de 1.318,64 kmol/h de
reformado con una composición tal como se define en la tabla 4.
La columna comprende 45 bandejas teóricas
(incluyendo condensador y rehervidor) y con un diámetro de 3,50
m.
El efluente empobrecido en olefinas buscado es
trasegado en cabeza de columna con los gases ligeros. El nivel de
reintroducción en la columna es superior a 4 bandejas al nivel de
recogida. La unidad es parecida a la de la figura 1 anexa al texto
de la presente invención, pero sin trasiego en 18. La carga para la
columna es inyectada por la conducción 1 a la bandeja 33. La carga
para el reactor 3 es trasegada de la bandeja 12 a través de la
conducción 15. El hidrógeno es introducido por la conducción 4 antes
de entrar en el reactor que funciona en corriente descendente y bajo
1,5 MPa de presión absoluta. Se carga el reactor con 12 m^{3} de
catalizador LD746. La razón molar de hidrógeno/benceno es de 2,8. El
efluente del reactor 3 es enfriado por un intercambiador y luego
re-inyectado en la columna a través de la conducción
17 a la bandeja 8. La presión absoluta en el matraz de reflujo es de
0,5 MPa. Las composiciones simuladas de las fracciones de reformado
ligero (13), de vapor de purga (14) y de reformado pesado (7) están
indicadas en la tabla 4. Los rendimientos están indicados en la
tabla 7.
La razón de reflujo es de 0,40. La potencia de
rehervido es de 15.660 kW.
(Según la
invención)
El procedimiento posee una configuración conforme
a la invención, con trasiego de un destilado líquido estabilizado
por debajo del trasiego de un destilado en forma de vapor y con un
nivel de reintroducción de la carga hidrogenada 4 bandejas por
encima de la bandeja de trasiego. La unidad está representada en la
figura 2.
La columna comprende 45 bandejas teóricas
(incluyendo condensador y rehervidor) y posee un diámetro de 3,20
m.
La razón de reflujo con respecto a la
alimentación es de 0,51. La potencia de rehervido es de 13.370
kW.
El procedimiento es llevado a cabo con un reactor
de hidrogenación externo que contiene 12 m^{3} de catalizador y
que funciona a una presión absoluta de 1,5 MPa.
Se utiliza el mismo catalizador y la misma carga
que los descritos en el ejemplo 4, pero se procede según la presente
invención, es decir, que se recupera el destilado líquido
estabilizado (reformado ligero) en la bandeja 5 y el destilado en
forma de vapor en cabeza de columna. Se inyecta la carga para la
columna por la conducción 1 en la bandeja 33. Se trasiega la carga
para el reactor 3 de la bandeja 12 por la conducción 15. Se
introduce el hidrógeno por la conducción 4 antes de entrar en el
reactor que funciona en corriente descendente y bajo 1,5 MPa de
presión absoluta. Se carga el reactor con 12 m^{3} de catalizador
LD746. La razón molar de hidrógeno/benceno es de 3,0. El efluente
del reactor 3 es enfriado y luego re-inyectado en la
columna a través de la conducción 17 a la bandeja 8. La presión
absoluta en el matraz de reflujo es de 0,5 MPa.
Las composiciones simuladas de las fracciones de
destilado líquido estabilizado (reformado ligero) (18), de vapor de
carga (14) y de reformado pesado (7) están indicadas en la tabla 5.
Los rendimientos están indicados en la tabla 7.
Se constata que en el procedimiento según la
presente invención, donde hay un solo reactor de hidrogenación del
benceno y de los compuestos olefínicos de la carga situado en el
exterior de la zona de destilación, un intercambiador de
refrigeración del efluente y un retorno a un nivel superior en la
columna (+4 bandejas en este ejemplo), un trasiego del destilado
líquido a la bandeja 5 permite obtener un destilado líquido
"estabilizado" con una potencia de rehervido inferior a la del
ejemplo 4 y con una mejor conversión del benceno.
La asociación de al zona de pasteurización con
respecto al modo de funcionamiento descrito en el ejemplo 4 mejora
la calidad del reformado, pero también los rendimientos en términos
de eliminación del benceno y de potencia de rehervido.
Esta configuración permite obtener un destilado
"estabilizado", es decir una R.V.P. inferior a un valor
requerido; en este ejemplo, se obtiene una RVP de 0,08 MPa, que da
mucho más rendimiento que la RVP del ejemplo 4 (0,41 MPa).
Además, permite alcanzar rendimientos de
conversión superiores a los descritos en el ejemplo 4; se obtiene
aquí un 0,46% en volumen de benceno en el producto formado por la
mezcla de reformado ligero y reformado pesado, en lugar del 0,59% en
volumen obtenido en el ejemplo 4, mientras que, en el ejemplo 4, se
aumentó del orden del 20% la potencia de rehervido con respecto a la
utilizada en el presente ejemplo.
(Según la
invención)
La unidad está representada por la figura 2.
Se utiliza el mismo esquema, el mismo reactor de
hidrogenación situado en el exterior de la columna, el mismo
catalizador y la misma carga que en el ejemplo 5, pero la posición
de re-inyección del efluente del reactor se sitúa 7
bandejas por encima de la bandeja de trasiego y el trasiego de
destilado líquido tiene lugar en la bandeja 6. La razón de reflujo
(reflujo/alimentación) es de 0,23. Este rehervido es de 12.350
kW.
En este ejemplo, se efectúa una refrigeración
suplementaria sobre el efluente del reactor.
La columna comprende 45 bandejas teóricas
(incluyendo condensador y rehervidor) y posee un diámetro de 3,05
m.
La carga para la columna es inyectada por la
conducción 1 a la bandeja 33. La carga para el reactor 3 es
trasegada de la bandeja 12 por la conducción 15. El hidrógeno es
introducido por la conducción 4 antes de entrar en el reactor que
funciona en corriente descendente y bajo 1,5 MPa de presión
absoluta. Se carga el reactor con 20,4 m^{3} de catalizador LD746.
La razón molar de hidrógeno/benceno es de 2,9. Se enfría el efluente
del reactor 3 y se re-inyecta después en la columna
por la conducción 17 a la bandeja 5. Se trasiega el destilado
líquido (18) a la bandeja 6 bajo el retorno de la conducción 17. La
presión absoluta en el matraz de reflujo es de 0,5 MPa. Las
composiciones simuladas de las fracciones de reformado ligero (13),
de vapor de purga (14) y de reformado pesado (efluente de fondo de
columna) (7) están indicadas en la tabla 6. Los rendimientos están
indicados en la tabla 7.
El procedimiento esta realización permite
trabajar con una baja potencia de rehervido para una conversión en
benceno tan buena como según los procedimientos conocidos.
La tabla 7 resume los valores de la tensión de
vapor RVP, de la cantidad de benceno presente en el efluente final
constituido por el destilado líquido estabilizado y el efluente de
fondo de la columna, de la potencia de rehervido y del volumen total
de catalizador utilizado.
En el procedimiento según la presente invención,
es decir, tal como se describe, por ejemplo, en los ejemplos 5 y 6,
se obtiene un destilado líquido con una tensión de vapor netamente
más baja que la tensión de vapor del efluente de cabeza del ejemplo
4, lo que muestra que el destilado líquido según el ejemplo 5 y
según el ejemplo 2 contiene esencialmente compuestos líquidos que
tienen al menos 5 átomos de carbono y que está libre de los
compuestos gaseosos ligeros.
Además, el procedimiento según la invención
permite operar con un dispositivo de destilación de circunferencia
inferior.
Finalmente, una de las realizaciones del
procedimiento según la presente invención, en la cual el reactor es
totalmente externo, permite tener una potencia de rehervido más
baja, es decir, que hay economía de energía gastada en el
intercambiador 6 para vaporizar una parte de la fracción menos
volátil del reformado recuperada en el fondo de la columna y
reintroducida en la columna.
| Cuerpo/kmoles/h | Carga | H_{2} | Purga de vapor | Reformado ligero | Reformado pesado | |||||
| H_{2} | 0,00 | 60,05 | 5,13 | 0,39 | 0,00 | |||||
| Metano | 0,00 | 2,30 | 1,74 | 0,57 | 0,00 | |||||
| Etano | 0,00 | 1,84 | 0,83 | 1,01 | 0,00 | |||||
| Propano | 0,00 | 1,05 | 0,18 | 0,87 | 0,00 | |||||
| Butanos | 17,20 | 0,53 | 1,34 | 16,39 | 0,00 | |||||
| Isopentanos | 15,14 | 0,54 | 14,60 | 0,00 | ||||||
| Pentanos normales | 24,61 | 0,70 | 23,91 | 0,00 | ||||||
| Dimetilbutanos | 24,24 | 0,38 | 23,86 | 0,00 | ||||||
| Hexanos | 16,15 | 0,14 | 16,21 | 0,02 | ||||||
| Parafinas C7 | 21,39 | 0,00 | 0,00 | 21,39 | ||||||
| Parafinas C8 | 1,37 | 0,00 | 0,00 | 1,37 | ||||||
| Metilciclopentano | 26,24 | 0,23 | 25,69 | 0,31 | ||||||
| Ciclohexano | 0,00 | 0,02 | 4,04 | 14,03 | ||||||
| Metilciclohexano | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | ||||||
| Hexenos | 0,22 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | ||||||
| Benceno | 19,42 | 0,00 | 0,11 | 1,21 | ||||||
| Tolueno | 40,72 | 0,00 | 0,00 | 40,72 | ||||||
| Aromáticos C8 | 40,20 | 0,00 | 0,00 | 40,20 | ||||||
| Aromáticos C9 | 24,98 | 0,00 | 0,00 | 24,98 | ||||||
| Aromáticos C10 | 34,02 | 0,00 | 0,00 | 34,02 | ||||||
| 305,90 | 65,77 | 11,23 | 127,66 | 178,26 |
| Cuerpo/kmoles/h | Carga | H_{2} | Purga de vapor | Reformado ligero | Reformado pesado | |||||
| H_{2} | 0,00 | 59,80 | 5,20 | 0,02 | 0,00 | |||||
| Metano | 0,00 | 2,29 | 2,26 | 0,03 | 0,00 | |||||
| Etano | 0,00 | 1,83 | 1,79 | 0,04 | 0,00 | |||||
| Propano | 0,00 | 1,05 | 0,97 | 0,07 | 0,00 | |||||
| Butanos | 17,20 | 0,52 | 11,87 | 5,85 | 0,00 | |||||
| Isopentanos | 15,14 | 0,93 | 14,21 | 0,00 | ||||||
| Pentanos normales | 24,61 | 0,88 | 23,74 | 0,00 | ||||||
| Dimetilbutanos | 24,24 | 0,04 | 24,20 | 0,00 | ||||||
| Hexanos | 16,15 | 0,00 | 16,35 | 0,02 | ||||||
| Parafinas C7 | 21,39 | 0,00 | 0,01 | 21,38 | ||||||
| Parafinas C8 | 1,37 | 0,00 | 0,00 | 1,37 | ||||||
| Metilciclopentano | 26,24 | 0,00 | 26,06 | 0,18 | ||||||
| Ciclohexano | 0,00 | 0,00 | 17,97 | 0,15 | ||||||
| Metilciclohexano | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | ||||||
| Hexenos | 0,22 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | ||||||
| Benceno | 19,42 | 0,00 | 0,17 | 1,13 | ||||||
| Tolueno | 40,72 | 0,00 | 0,00 | 40,72 | ||||||
| Aromáticos C8 | 40,20 | 0,00 | 0,00 | 40,20 | ||||||
| Aromáticos C9 | 24,98 | 0,00 | 0,00 | 24,98 | ||||||
| Aromáticos C10 | 34,02 | 0,00 | 0,00 | 34,02 | ||||||
| 305,90 | 65,49 | 23,95 | 128,71 | 164,15 |
| Ejemplo | 1 | 2 |
| RVP MPa | 0,41 | 0,09 |
| Benceno, % vol. | 0,31 | 0,31 |
| Q rehervido, 1.E6 kcal/h | 8.900 | 3.340 |
| Volumen total de catalizador, m^{3} | 37,4 | 8 |
| Diámetro de la columna, m | 2,90 | 1,83 |
| Cuerpo/kmoles/h | Carga | H_{2} | Purga de vapor | Reformado ligero | Reformado pesado | |||||
| H_{2} | 0,00 | 218,24 | 10,41 | 1,02 | 0,00 | |||||
| Metano | 0,00 | 8,37 | 5,71 | 2,66 | 0,00 | |||||
| Etano | 0,00 | 6,69 | 2,38 | 4,31 | 0,00 | |||||
| Propano | 0,00 | 3,82 | 0,51 | 3,32 | 0,00 | |||||
| Butanos | 18,00 | 1,91 | 1,00 | 18,91 | 0,00 | |||||
| Isopentanos | 63,54 | 1,63 | 61,91 | 0,00 | ||||||
| Pentanos normales | 46,43 | 0,97 | 46,32 | 0,00 | ||||||
| Dimetilbutanos | 18,50 | 0,21 | 18,29 | 0,00 | ||||||
| Otras parafinas C6 | 109,27 | 0,90 | 111,17 | 0,02 | ||||||
| Parafinas C7 | 60,75 | 0,11 | 34,24 | 26,80 | ||||||
| Parafinas C8 | 7,46 | 0,00 | 0,00 | 7,46 | ||||||
| Parafinas C9+ | 3,47 | 0,00 | 0,00 | 3,47 | ||||||
| Ciclopentano | 2,99 | 0,04 | 2,95 | 0,00 | ||||||
| Metilciclopentano | 5,00 | 0,03 | 4,95 | 0,03 | ||||||
| Ciclohexano | 0,83 | 0,31 | 66,42 | 0,19 | ||||||
| Metilciclohexano | 4,50 | 0,00 | 0,06 | 5,93 | ||||||
| Naftenos C8 | 0,62 | 0,00 | 0,00 | 0,62 | ||||||
| Pentenos | 2,37 | 0,04 | 1,46 | 0,00 | ||||||
| Hexenos | 3,32 | 0,00 | 0,49 | 0,00 | ||||||
| Heptenos | 1,60 | 0,00 | 0,00 | 1,17 | ||||||
| Benceno | 76,77 | 0,05 | 7,15 | 3,50 | ||||||
| Tolueno | 331,01 | 0,00 | 0,00 | 329,52 | ||||||
| Aromáticos C8 | 371,99 | 0,00 | 0,00 | 371,99 | ||||||
| Aromáticos C9 | 165,74 | 0,00 | 0,00 | 165,74 | ||||||
| Aromáticos C10 | 24,49 | 0,00 | 0,00 | 24,49 | ||||||
| TOTAL | 1.318,64 | 239,04 | 24,32 | 385,62 | 940,93 |
| Cuerpo/kmoles/h | Carga | H_{2} | Purga de vapor | Reformado ligero | Reformado pesado | |||||
| H_{2} | 0,00 | 230,20 | 14,23 | 0,04 | 0,00 | |||||
| Metano | 0,00 | 8,82 | 8,74 | 0,09 | 0,00 | |||||
| Etano | 0,00 | 7,06 | 6,94 | 0,12 | 0,00 | |||||
| Propano | 0,00 | 4,03 | 3,84 | 0,20 | 0,00 | |||||
| Butanos | 18,00 | 2,02 | 14,90 | 5,12 | 0,00 | |||||
| Isopentanos | 63,54 | 6,69 | 56,85 | 0,00 | ||||||
| Pentanos normales | 46,43 | 2,30 | 45,24 | 0,00 | ||||||
| Dimetilbutanos | 18,50 | 0,06 | 18,43 | 0,00 | ||||||
| Otras parafinas C6 | 109,27 | 0,09 | 112,24 | 0,01 | ||||||
| Parafinas C7 | 60,75 | 0,00 | 44,27 | 17,26 | ||||||
| Parafinas C8 | 7,46 | 0,00 | 0,00 | 7,46 | ||||||
| Parafinas C9+ | 3,47 | 0,00 | 0,00 | 3,47 | ||||||
| Ciclopentano | 2,99 | 0,02 | 2,97 | 0,00 | ||||||
| Metilciclopentano | 5,00 | 0,00 | 4,98 | 0,02 | ||||||
| Ciclohexano | 0,83 | 0,00 | 69,35 | 0,07 | ||||||
| Metilciclohexano | 4,50 | 0,00 | 0,36 | 5,87 | ||||||
| Naftenos C8 | 0,62 | 0,00 | 0,00 | 0,62 | ||||||
| Pentenos | 2,37 | 0,15 | 1,11 | 0,00 | ||||||
| Hexenos | 3,32 | 0,00 | 0,24 | 0,00 | ||||||
| Heptenos | 1,60 | 0,00 | 0,01 | 0,80 | ||||||
| Benceno | 76,77 | 0,00 | 4,20 | 4,00 | ||||||
| Tolueno | 331,01 | 0,00 | 0,00 | 329,27 | ||||||
| Aromáticos C8 | 371,99 | 0,00 | 0,00 | 371,99 | ||||||
| Aromáticos C9 | 165,74 | 0,00 | 0,00 | 165,74 | ||||||
| Aromáticos C10 | 24,49 | 0,00 | 0,00 | 24,49 | ||||||
| TOTAL | 1.318,64 | 252,14 | 57,96 | 365,82 | 931,07 |
| Cuerpo/kmoles/h | Carga | H_{2} | Purga de vapor | Reformado ligero | Reformado pesado | |||||
| H_{2} | 0,00 | 223,67 | 9,94 | 0,00 | 0,00 | |||||
| Metano | 0,00 | 8,57 | 8,56 | 0,01 | 0,00 | |||||
| Etano | 0,00 | 6,86 | 6,83 | 0,03 | 0,00 | |||||
| Propano | 0,00 | 3,92 | 3,80 | 0,12 | 0,00 | |||||
| Butanos | 18,00 | 1,96 | 14,04 | 5,92 | 0,00 | |||||
| Isopentanos | 63,54 | 5,71 | 57,83 | 0,00 | ||||||
| Pentanos normales | 46,43 | 1,94 | 46,35 | 0,00 | ||||||
| Dimetilbutanos | 18,50 | 0,05 | 18,45 | 0,00 | ||||||
| Otras parafinas C6 | 109,27 | 0,08 | 112,46 | 0,03 | ||||||
| Parafinas C7 | 60,75 | 0,00 | 41,93 | 19,36 | ||||||
| Parafinas C8 | 7,46 | 0,00 | 0,00 | 7,46 | ||||||
| Parafinas C9+ | 3,47 | 0,00 | 0,00 | 3,47 | ||||||
| Ciclopentano | 2,99 | 0,02 | 2,97 | 0,00 | ||||||
| Metilciclopentano | 5,00 | 0,00 | 4,96 | 0,04 | ||||||
| Ciclohexano | 0,83 | 0,00 | 69,27 | 0,12 | ||||||
| Metilciclohexano | 4,50 | 0,00 | 0,44 | 4,84 | ||||||
| Naftenos C8 | 0,62 | 0,00 | 0,00 | 0,62 | ||||||
| Pentenos | 2,37 | 0,04 | 0,46 | 0,00 | ||||||
| Hexenos | 3,32 | 0,00 | 0,01 | 0,00 | ||||||
| Heptenos | 1,60 | 0,00 | 0,01 | 1,05 | ||||||
| Benceno | 76,77 | 0,00 | 1,13 | 7,09 | ||||||
| Tolueno | 331,01 | 0,00 | 0,01 | 330,22 | ||||||
| Aromáticos C8 | 371,99 | 0,00 | 0,00 | 371,99 | ||||||
| Aromáticos C9 | 165,74 | 0,00 | 0,00 | 165,74 | ||||||
| Aromáticos C10 | 24,49 | 0,00 | 0,00 | 24,49 | ||||||
| TOTAL | 1.318,64 | 244,99 | 51,01 | 362,35 | 936,53 |
| Ejemplo | 4 | 5 | 6 |
| RVP MPa | 0,41 | 0,08 | 0,06 |
| Benceno, % vol. | 0,56 | 0,46 | 0,46 |
| Q rehervido, 1.E6 kcal/h | 15.660 | 13.370 | 12.350 |
| Volumen total de catalizador, m^{3} | 12 | 12 | 20,4 |
| Diámetro de la columna, m | 0,50 | 3,20 | 3,050 |
Claims (14)
1. Procedimiento de conversión de una carga de
hidrocarburos tal que se trata dicha carga en una zona de
destilación que produce en cabeza un destilado en forma de vapor y
un efluente de fondo, asociada a una zona de reacción al menos en
parte externa, que incluye al menos un lecho catalítico, donde se
realiza al menos una reacción de conversión de al menos una parte de
al menos un hidrocarburo en presencia de un catalizador y de un
flujo gaseoso que contiene hidrógeno, siendo recogida la carga de la
zona de reacción a la altura de al menos un nivel de recogida y
representando al menos una parte del líquido que fluye en la zona de
destilación, siendo reintroducido el efluente de la zona de reacción
al menos en parte en la zona de destilación a la altura de al menos
un nivel de reintroducción, de tal forma que se asegure la
continuidad de la destilación, caracterizándose dicho
procedimiento por trasegar de la zona de destilación un destilado
líquido estabilizado a la altura de al menos un nivel de trasiego
situado por debajo del nivel de trasiego del destilado en forma de
vapor y que está desprovisto de la mayor parte del hidrógeno en
exceso y eventualmente de los gases ligeros.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que
incluye un solo nivel de recogida de la carga de la zona de
reacción.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 2, donde el nivel de trasiego del destilado
líquido se sitúa por encima del nivel de recogida de la carga de la
zona de reacción.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, donde el nivel de reintroducción del
efluente de la zona de reacción se sitúa por encima del nivel de
recogida de la carga de la zona de reacción.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, donde
el nivel de reintroducción del efluente de la zona de reacción es al
menos la segunda bandeja teórica por encima del nivel de recogida de
la carga de la zona de reacción.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, donde la zona de reacción es en su totalidad
externa a la zona de destilación.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, tal que la destilación es realizada bajo una
presión absoluta comprendida entre 0,1 y 2,5 MPa, con una razón de
reflujo comprendida entre 0,1 y 20 y a una temperatura comprendida
entre 10 y 300ºC.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, tal que, para la parte de la reacción de
conversión externa a la zona de destilación, la presión absoluta
requerida para esta etapa de conversión está comprendida entre 0,1 y
6 MPa, la temperatura está comprendida entre 30 y 400ºC, la
velocidad espacial en el seno de la zona de conversión, calculado
con respecto al catalizador, está generalmente comprendida entre 0,5
y 60 h^{-1} (volumen de carga por volumen de catalizador y por
hora) y el caudal de hidrógeno está comprendido entre una y 10 veces
el caudal correspondiente a la estequiometría de las reacciones de
conversión puestas en juego.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, tal que se trata una carga constituida en su
mayor parte por hidrocarburos que tienen al menos 5 átomos de
carbono por molécula y que incluyen al menos un compuesto
insaturado, que lleva al menos una olefina eventual y benceno.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, tal
que la zona de reacción es una zona de hidrogenación, donde se
realiza la hidrogenación de al menos una parte de los compuestos
insaturados que tienen a lo sumo seis átomos de carbono por molécula
y contenidos en la carga, en presencia de un catalizador de
hidrogenación.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 9 a 10, tal que la destilación es realizada bajo
una presión absoluta comprendida entre 0,2 y 2 MPa, con una razón de
reflujo comprendida entre 0,1 y 10, estando la temperatura de cabeza
de la zona de destilación comprendida entre 30 y 180ºC y estando la
temperatura de fondo de la zona de destilación comprendida entre 120
y 280ºC.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 9 a 11, tal que, para la parte de la reacción de
hidrogenación externa a la zona de destilación, la presión absoluta
requerida para esta etapa de hidrogenación está comprendida entre
0,1 y 6 MPa, la temperatura está comprendida entre 100 y 400ºC, la
velocidad espacial en el seno de la zona de hidrogenación, calculada
con respecto al catalizador, está generalmente comprendida entre 1 y
60 h^{-1} (volumen de carga por volumen de catalizador y por hora)
y el caudal de hidrógeno está comprendido entre una y 10 veces el
caudal correspondiente a la estequiometría de las reacciones de
hidrogenación puestas en juego.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 9 a 12, tal que, para la parte de la reacción de
hidrogenación interna a la zona de destilación, la reacción de
hidrogenación es conducida a una temperatura de entre 100 y 200ºC y
a una presión absoluta de entre 0,2 y 3 MPa y el caudal de hidrógeno
que alimenta la zona de hidrogenación está comprendido entre una vez
y 10 veces el caudal correspondiente a la estequiometría de las
reacciones de hidrogenación puestas en juego.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 9 a 13, tal que el catalizador utilizado en la zona
de reacción de hidrogenación incluye al menos un metal seleccionado
entre el grupo formado por el níquel y el platino.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9804351 | 1998-04-06 | ||
| FR9804351A FR2777012B1 (fr) | 1998-04-06 | 1998-04-06 | Procede de conversion d'hydrocarbures par traitement dans une zone de distillation comprenant le soutirage d'un distillat stabilise, associee a une zone reactionnelle, et son utilisation en hydrogenation du benzene |
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|---|---|
| ES2246560T3 true ES2246560T3 (es) | 2006-02-16 |
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