ES2384429T3 - Un procedimiento para determinar las características de destilación de un producto líquido de petróleo que contiene una mezcla azeotrópica - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para producir un producto líquido de petróleo que contiene una mezcla azeotrópica de un componente oxigenado o que contiene nitrógeno y al menos un componente de petróleo que se mezcla, procedimiento que comprende: (I) determinar las características de destilación del producto líquido de petróleo por: (a) determinación de la relación matemática entre los puntos de ebullición de los hidrocarburos entre las temperaturas de ebullición de hidrocarburos mínima y máxima especificadas y la concentración de cada uno de tales hidrocarburos en su azeótropo binario con el componente oxigenado o que contiene nitrógeno; (b) determinación de la relación matemática entre los puntos de ebullición de los hidrocarburos antes mencionados y los puntos de ebullición de tales azeótropos binarios entre las temperaturas de ebullición mínima y máxima antes mencionadas de los hidrocarburos; (c) dividir la curva de puntos de ebullición de al menos el único componente de petróleo que se mezcla combinado entre los puntos de ebullición mínimo y máximo antes mencionados de los hidrocarburos en fracciones de destilado estrechas de un porcentaje en volumen para proporcionar así una temperatura de destilación definida para cada tal fracción de destilado de un porcentaje en volumen; (d) para cada fracción de destilado antes mencionada de porcentaje en volumen de la etapa (c), (i) de la relación de la etapa (a), determinar la concentración total de hidrocarburos en la fracción de destilado; (ii) de la concentración total de hidrocarburos de la etapa (d)(i) y comenzando con la fracción de destilado del porcentaje en volumen más bajo, antes mencionada, determinar las cantidades de la mezcla azeotrópica antes mencionada y del componente oxigenado o que contiene nitrógeno en la fracción de destilado en cada tal fracción de destilado de porcentaje en volumen; y (iii) a partir de la relación de la etapa (b), determinar el punto de ebullición de la mezcla azeotrópica antes mencionada que corresponde a cada tal porcentaje en volumen; y (e) correlacionar para cada fracción antes mencionada de destilado de porcentaje en volumen la cantidad de mezcla azeotrópica en la fracción de destilado de la etapa (d)(ii) con el punto de ebullición de la etapa (d)(iii), y combinar tales correlaciones para determinar las características de destilación del antes mencionado producto líquido de petróleo; y (II) mezclar la mezcla azeotrópica y al menos un componente de petróleo que se mezcla para producir el producto líquido de petróleo que tiene unas características de destilación determinadas en la etapa (e).
Description
Un procedimiento para determinar las caracteristicas de destilaci6n de un producto liquido de petr6leo que contiene una mezcla azeotr6pica.
Anteeedentes de la inveneian
Esta invenci6n se refiere a un procedimiento para producir un producto liquido de petr6leo que contiene una mezcla azeotr6pica de un componente oxigenado o que contiene nitr6geno y al menos un componente que petr6leo que se mezcla.
Las propiedades de destilaci6n y de presi6n de vapor Reid de gasolina y gas6leo diesel influyen sobre su comportamiento, como sobre el arranque en frio, el calentamiento y la tendencia a formar dep6sito y sus emisiones tales como las de evaporaci6n y los gases de salida. 0e hecho, estas caracteristicas de volatilidad son objeto de regulaci6n tanto por la United States Environmental Protection Agency como por los estados que requieren la norma de gasolina ASTM 04814 y/o la norma de gas6leo diesel ASTM 0975. Con el fin de producir gasolina y gas6leo diesel con la mezcla mas econ6mica a la vista de las limitaciones operativas de una refineria, las refinerias usan modelos para predecir las propiedades de las mezclas finales resultantes sobre la base de las propiedades de los stocks de mezclas disponibles. Por tanto, un modelo que predice con precisi6n las caracteristicas de destilaci6n es una herramienta importante. En particular son importantes los modelos para predecir las caracteristicas de destilaci6n porque los puntos de destilaci6n de gasolina T10, T50 y T90 y el punto de destilaci6n de gas6leo diesel T90 tienen especificaciones dependientes de la estaci6n del ano y la localizaci6n geografica. Glindemann y otros, Fluid Phase Equilibria, 1997, vol. 135, pags. 146-167, dan a conocer un procedimiento para describir cuantitativamente el efecto azeotr6pico , suponiendo la destilaci6n de compuestos puros o mezclas azeotr6picas.
Para gasolina y gas6leo diesel convencionales, el modelo de mezcla puede ser relativamente sencillo porque los stocks de mezclas de hidrocarburo se comportan casi idealmente y la presi6n de vapor de la mezcla sigue la ley de Raoult o lo hace con modificaciones menores. Sin embargo, la presi6n de vapor de combustibles oxigenados, en particular alcoholes tales como etanol, propanol y butanoles, y esteres, cetonas, eteres, esteralcoholes, cetoalcoholes, eteralcoholes, aldehidos, eteraldehidos, aldehidoalcoholes, etc., son no ideales y, por tanto, los modelos de mezcla para tales combustibles oxigenados no son simples. Los compuestos que contienen nitr6geno, tales como aminas, amidas, nitrilos, nitroesteres, etc. es conocido que forman mezclas no ideales con hidrocarburos y, por tanto, sus modelos de mezcla no son simples. Seria muy deseable desarrollar un modelo de mezcla para predecir con precisi6n las caracteristicas de destilaci6n para productos de petr6leo que contienen mezclas azeotr6picas.
Sumario de la inveneian
La presente invenci6n es un procedimiento para producir un producto liquido de petr6leo que contiene una mezcla azeotr6pica de un componente oxigenado o que contiene nitr6geno y al menos un componente de petr6leo que se mezcla, que comprende: (I) determinar las caracteristicas de destilaci6n del producto liquido de petr6leo por: (a) determinaci6n de la relaci6n matematica entre los puntos de ebullici6n de los hidrocarburos entre las temperaturas de ebullici6n de hidrocarburos minima y maxima especificadas y la concentraci6n de cada uno de tales hidrocarburos en su aze6tropo binario con el componente oxigenado o que contiene nitr6geno; (b) determinaci6n de la relaci6n matematica entre los puntos de ebullici6n de los hidrocarburos antes mencionados y los puntos de ebullici6n de tales aze6tropos binarios entre las temperaturas de ebullici6n minima y maxima antes mencionadas de los hidrocarburos; (c) dividir la curva de puntos de ebullici6n de al menos el unico componente de petr6leo que se mezcla combinado entre los puntos de ebullici6n minimo y maximo antes mencionados de los hidrocarburos en fracciones de destilado estrechas de un porcentaje en volumen para proporcionar asi una temperatura de destilaci6n definida para cada tal fracci6n de destilado de un porcentaje en volumen; (d) para cada fracci6n de destilado antes mencionada de porcentaje en volumen de la etapa (c), (i) de la relaci6n de la etapa (a), determinar la concentraci6n total de hidrocarburos en la fracci6n de destilado; (ii) de la concentraci6n total de hidrocarburos de la etapa (d)(i) y comenzando con la fracci6n de destilado del porcentaje en volumen mas bajo, antes mencionada, determinar las cantidades de la mezcla azeotr6pica antes mencionada y del componente oxigenado o que contiene nitr6geno en la fracci6n de destilado para cada tal fracci6n de destilado de porcentaje en volumen; y (iii) a partir de la relaci6n de la etapa (b), determinar el punto de ebullici6n de la mezcla azeotr6pica antes mencionada que corresponde a cada una de tal fracci6n de destilado de porcentaje en volumen; y (e) para cada fracci6n de destilado de porcentaje en volumen, correlacionar la cantidad de mezcla azeotr6pica en la fracci6n de destilado de la etapa (d)(ii) con el punto de ebullici6n de la etapa (d)(iii), y combinar tales correlaciones para determinar las caracteristicas de destilaci6n del antes mencionado producto liquido de petr6leo; y (II) mezclar la mezcla azeotr6pica y al menos un componente de petr6leo que se mezcla para producir el producto liquido de petr6leo que tiene unas caracteristicas de destilaci6n determinadas en la etapa (e).
Breve deseripeian de los dibujos
La Figura 1 es una representaci6n de la concentraci6n de cada uno de los hidrocarburos de la Tabla I en su aze6tropo con etanol frente al punto de ebullici6n de cada uno de tales hidrocarburos.
La Figura 2 es una representaci6n del punto de ebullici6n del aze6topo con etanol de cada hidrocarburo de la Tabla 1 frente al punto de ebullici6n de cada uno de tales hidrocarburos.
La Figura 3 es una representaci6n de las caracteristicas de destilaci6n observadas y las caracteristicas de destilaci6n calculadas para una mezcla que contiene gasolina y 10% en volumen de etanol de calidad de combustible.
La Figura 4 es una representaci6n de las caracteristicas de destilaci6n observadas y las caracteristicas de destilaci6n calculadas para una mezcla que contiene 20% en volumen de etanol de calidad de combustible.
La Figura 5 es una representaci6n de las caracteristicas de destilaci6n observadas y las caracteristicas de destilaci6n calculadas para una mezcla que contiene gasolina y 40% en volumen de etanol de calidad combustibles.
La Figura 6 es una representaci6n de las caracteristicas de destilaci6n observadas y de las caracteristicas de destilaci6n calculadas para una mezcla que contiene gasolina y 60% en volumen de etanol de calidad combustibles.
Deseripeian detallada de realizaeiones preferentes
Las gasolinas y los aceites combustibles diesel son bien conocidos en la tecnica y generalmente contienen como componente primario una mezcla de hidrocarburos que tienen diferentes puntos de ebullici6n y tipicamente temperaturas de ebullici6n a presi6n atmosferica en el intervalo de aproximadamente 38OC a aproximadamente 223OC para gasolinas y en el intervalo de aproximadamente 183OC a aproximadamente 377OC para gas6leos diesel. Estos intervalos son aproximadamente asi y pueden variar dependiendo de la mezcla real de moleculas de hidrocarburo presente, los aditivos u otros compuestos presentes (si los hay) y las condiciones ambientales. Las gasolinas oxigenadas y los gas6leos diesel son mezclas de un stock de mezclas de gasolina o un stock de gas6leo diesel y uno o varios compuestos oxigenados mas.
Si bien la gasolina o el gas6leo diesel que contiene niveles relativamente altos, por ejemplo, mayores que 1% de nitr6geno no son comunes, se estan produciendo componentes de mezcla de bioderivados que contienen nitr6geno, tales como nitrilos, derivados de aceites vegetales descritos por Western Biofuels, Inc. como "biodiesel de alta energia" (HEB0), http://www.westernbiofuelsinc.com/index.html. Los componentes de mezcla bioderivados futuros podrian contener cantidades significativas de nitr6geno a causa de su origen biol6gico. Un modelo de mezcla para estos componentes seria ventajoso para evaluar su efecto sobre las caracteristicas de destilaci6n de mezclas.
Los stocks de mezclas de gasolina y gas6leo se pueden producir a partir de un componente individual tal como el producto de una unidad de alquilaci6n de una refineria u otras corrientes de refineria. Sin embargo, los stocks de mezclas de gasolina y gas6leo diesel comunmente se mezclan usando mas de un componente. Los stocks de gasolina y gas6leo diesel se mezclan para lograr las caracteristicas fisicas y de comportamiento y para satisfacer los requerimientos reguladores y ello puede implicar unos pocos componentes, por ejemplo, tres o cuatro, o puede implicar muchos componentes, por ejemplo doce o mas. Los stocks de gasolinas, gas6leos diesel y mezclas de gasolina y gas6leo diesel opcionalmente pueden incluir otros productos quimicos o aditivos. Por ejemplo, se pueden anadir aditivos u otros productos quimicos para ajustar las propiedades de una gasolina o un gas6leo diesel para satisfacer los requerimientos reguladores, anadir o intensificar propiedades deseables, reducir efectos perjudiciales no deseados, ajustar las caracteristicas de comportamiento o modificar de otra forma las caracteristicas de la gasolina o gas6leo diesel. Entre los ejemplos de tales productos quimicos o aditivos figuran detergentes, antioxidantes, intensificadores de la estabilidad, desemulsivos, inhibidores de la corrosi6n, desactivantes metalicos, agentes de mejora de la lubricaci6n, modificadores de la fricci6n, agentes de mejora del deslizamiento en frio y otros. Se pueden usar varios aditivos o producto quimicos. Colucci y otros, patente U.S. nO.
- 5.782.937
- describen aditivos utiles en la patente U.S. nO. 5.782.937. Tales aditivos y productos son tambien descritos por Wolf, patente U.S. nO. 6,083.228, Ishida y otros, patente U.S. nO. 5.755.833, patente U.S. nO. 5.858.028, patente U.S. nO. 5.997.592, patente U.S. nO. 6,248.142, patente U.S. nO. 6.280.488 y patente U.S. nO.
- 6.277.159.
- Las gasolinas, gas6leos diesel y los stocks de mezclas de combustible de gasolina o combustible diesel pueden contener tambien disolventes o soluciones de vehiculo que a menudo se usan para suministrar aditivos a un vehiculo.
Los stocks de mezclas de gasolina y combustibles diesel adecuadas para uso en el procedimiento de la invenci6n
tipicamente son stocks de mezclas utilizables para producir gasolinas y combustibles diesel para consumo en motores de ignici6n por chispa o compresi6n o en otras maquinas que queman gasolina o combustible diesel. Entre los stocks de mezclas de gasolina adecuadas figuran stocks de mezclas de gasolina para gasolina que satisface la norma ASTM 4814 y stocks de mezclas para reformular gasolina. Entre los stocks de mezclas de gasolina adecuadas figuran tambien stocks de mezclas que tienen un bajo contenido de azufre, que se pueden desear para satisfacer requerimientos regionales, por ejemplo, que tienen menos de aproximadamente 150, preferiblemente menos de aproximadamente 100 y, mas preferiblemente, menos de 80 partes por mill6n en volumen de azufre. Entre tales stocks de mezcla adecuadas de gasolina figuran tambien stocks mezcla que tienen un contenido bajo de compuestos aromaticos, que pueden ser deseables para satisfacer requerimientos reguladores, por ejemplo, que tienen menos de aproximadamente 8000 y, preferiblemente, menos de aproximadamente 7000 partes por mill6n en volumen de benceno o, por ejemplo, que tienen menos de 70 y, mas preferiblemente, menos de aproximadamente 24 por ciento en volumen de la totalidad de especies aromaticas. Los stocks de mezclas de combustible diesel figuran stocks de mezclas para combustibles diesel que satisfacen la norma ASTM 0975. Entre los stocks de mezclas adecuadas de combustibles diesel figuran destilados medios ligeros o queroseno, destilados medios pesados, aceite ligero de ciclo de craqueo catalitico, de coque, destilados de hidrocraqueo ligeros y pesados y destilados de hidrotratamiento. Tambien se pueden mezclar juntos tales stocks mezcla de combustible diesel como suministro en una unidad de hidrosulfuraci6n para reducir el nivel de azufre segun sea requerido por las regulaciones. La corriente del producto de tal unidad de hidrosulfuraci6n se puede usar luego como componente de combustible diesel para mezclarlo con un producto oxigenado. Tambien, tales mezclas de gas6leo diesel pueden mezclarse como suministro para una unidad de hidrosulfuraci6n con el fin de reducir el nivel de azufre segun los requerimientos reguladores. La corriente de producto de tal unidad de hidrosulfuraci6n se puede usar luego como componente gas6leo diesel adecuado para mezclarlo con un producto oxigenado.
Tambien se puede mezclar un compuesto oxigenado tal como etanol con el stock de mezcla de gasolina o gas6leo diesel en cualquier punto dentro de la cadena de distribuci6n. Por ejemplo, se pueden combinar uno o varios stocks de mezcla y uno o varios compuestos oxigenados adecuados en una refineria, o se pueden mezclar uno o varios stocks de mezcla adecuados en una refineria y transportar luego esta mezcla a una terminal donde se pueden mezclar uno o varios componentes oxigenados adecuados con el stock de mezcla de gasolina o gas6leo diesel.
S6lo a fines ilustrativos se ejemplificara el procedimiento de la invenci6n con gasolina y con un componente oxigenado, en particular etanol. Las dos primeras etapas del procedimiento de la presente invenci6n implican determinar dos relaciones matematicas entre las temperaturas de ebullici6n minima y maxima especificadas. Las temperaturas de ebullici6n especificas minima y maxima dependen de la identidad del componente oxigenado especifico implicado. Las temperaturas minima y maxima especificadas para etanol son 35OC y 138OC, respectivamente. La primera es la relaci6n matematica entre los punto de ebullici6n de los hidrocarburos entre las temperaturas de ebullici6n minima y maxima especificadas y la concentraci6n de cada uno de tales hidrocarburos en su aze6tropo binario con un componente alcohol antes mencionado, preferiblemente alcohol o uno o varios is6meros de propanol o butanol o mezclas de los mismos, mas preferiblemente etanol. La segunda es la relaci6n matematica entre los puntos de ebullici6n de los hidrocarburos antes mencionados y los puntos de ebullici6n de tales aze6tropos binarios. Tales hidrocarburos que forman aze6tropos son n-pentano, ciclopentano, n-hexano, ciclohexano, benceno, tolueno y n-octano. Los puntos de ebullici6n de tales hidrocarburos, los puntos de ebullici6n de sus aze6tropos binarios con etanol, ambos a presi6n atmosferica y sus concentraciones en tales aze6tropos se dan en la Tabla 1,
Tabla 1
Aze6tropo binario
- Hidrocarburo n-pentano ciclopentano n-hexano ciclohexano benceno
- Punto de ebullici6n del hidrocarburo. OC 36,1 49,2 68,9 80,7 80,1 Punto de ebullici6n, OC 36,2 54,4 58,7 64,8 67,9 Concentraci6n de hidrocarburo, % en peso 95 92,5 79 64 68,3
- 4
tolueno 110,6 76,7 32
n-octano 125,7 77,0 22
Los datos de la Tabla 1 se usan para trazar los graficos de las Figuras 1 y 2. El grafico de la Figura 1 es representado por la siguiente ecuaci6n 1, en la que x es el punto de ebullici6n del hidrocarburo (OC) e ywt es la concentraci6n de hidrocarburo en su aze6tropo binario.
ywt � -0,0012x2 � 0,0443x � 113,51 Ecuaci6n 1
siendo R2 para la Ecuaci6n 1 igual a 0,9877. La concentraci6n total de hidrocarburos en el aze6tropo se puede determinar a partir del punto de ebullici6n de sus componentes hidrocarburo usando la Ecuaci6n 1. El grafico de la Figura 2 se representa por la siguiente Ecuaci6n 2, en la que x es el punto de ebullici6n del hidrocarburo (OC) e ybp es el punto de ebullici6n (OC) de su aze6trop binario.
ybp � -0,0026x2 � 1,368x � 9,979 Ecuaci6n 2
siendo R2 para la Ecuaci6n 2 igual a 0,9895. El punto de ebullici6n del aze6tropo se pude determinar a partir del punto de ebullici6n de los componentes hidrocarburo usando la Ecuaci6n 2.
Seguidamente se mide la curva de puntos de ebullici6n, por ejemplo, por el procedimiento de ASTM 086, del componente mezcla de petr6leo combinada del producto liquido de petr6leo, se divide entre las temperaturas minima y maxima especificadas en la etapa (a) en fracciones estrechas de porcentaje en volumen para proporcionar una temperatura de destilaci6n definida para cada fracci6n de destilado de tal porcentaje en volumen. Asl, si se han de combinar varios componentes de mezcla de petr6leo para hacer un producto de petr6leo liquido, es la curva de puntos de ebullici6n de los componentes de mezcla combinados la que se divide en esta etapa. A diferencia, si el producto liquido de petr6leo contiene s6lo un componente de mezcla de petr6leo, se divide en esta etapa la curva de puntos de ebullici6n de tal componente individual de mezcla
La curva de ebullici6n se puede dividir por varios procedimientos. Un procedimiento basico es usar los datos de temperatura de destilados de porcentaje en volumen del procedimiento de ASTM 086 asignando 5 por ciento en volumen a la temperatura inicial del punto de ebullici6n (IBP); luego 10 por ciento en volumen a la temperatura del destilado de 10%; luego 10 por ciento en volumen a la temperatura del destilado de 20% y repitiendo el procedimiento de asignaci6n hasta 90 que se asigna la temperatura de destilaci6n de 90 y, finalmente, asignando 5 por ciento 5 por ciento en volumen a la temperatura del punto de ebullici6n final (FBF). 0e esta manera, la curva asi dividida se define por once fracciones de ebullici6n estrechas, 9 de porcentaje en volumen 10 cada una y dos de porcentaje en volumen 5 cada una, y sus correspondientes puntos de ebullici6n. Este procedimiento basico puede ser modificado haciendo asignaciones de porcentaje en volumen menores y asignando temperaturas adicionales apropiadas intermedias a los datos usuales de ASTM 086 por interpolaci6n de la cueva de destilaci6n. Entre otras modificaciones del procedimiento basico figuran el uso de datos alternativos de curvas de ebullici6n tales como el punto de ebullici6n verdadero (TBF, ASTM 0285, o destilaci6n simulada, ASTM 02892. Hay tambien procedimientos bien conocidos para convertir un tipo de datos en otro, por ejemplo, convertir los datos de ASTM 086 en datos de TBP. Las modificaciones del procedimiento basico se pueden usar individualmente o en combinaci6n para mejorar la concordancia, mejorar la conformidad de las predicciones y/o facilitar la velocidad de calculo. 0espues, en la cuarta etapa del procedimiento de la presente invenci6n, para cada una de las fracciones antes mencionadas de destilados de porcentaje en volumen estrecho en la curva del punto de ebullici6n asi dividida:
En una primera subetapa de esta cuarta etapa, se determina la concentraci6n total de hidrocarburos en la fracci6n de destilado de porcentaje en volumen estrecho usando la relaci6n matematica determinada en la antes mencionada primera etapa. La Ecuaci6n 1 es la relaci6n para etanol como se muestra en la Tabla 1.
En una segunda subetapa, a partir de esta concentraci6n total de hidrocarburos y comenzando desde la fracci6n de destilado de porcentaje en volumen estrecho mas bajo, se determinan por calculo directo las cantidades de la mezcla azeotr6pica antes mencionada y del alcohol de la fracci6n de destilado. En esta subetapa se puede usar un parametro ajustable para considerar cualesquier hidrocarburos que no forman aze6tropos con el compuesto oxigenado, evidenciados por diferencias entre la curva de puntos de ebullici6n observada y la curva de puntos de ebullii6n calculada en la quinta etapa descrita antes. En este ejemplo no fue necesario este ajuste.
En una tercera subetapa, se determina el punto de ebullici6n de la mezcla azeotr6pica antes mencionada que corresponde a tal fracci6n de destilado de porcentaje en volumen estrecho usando la relaci6n matematica determinada en la antes mencionada etapa 2. La Ecuaci6n 2 es la relaci6n para etanol como se muestra en la
30 % en volumen en destilado
Punto de ebulici6n inicial
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Punto de ebullici6n final
Tabla 1.
En la quinta etapa, se correlaciona la cantidad de mezcla azeotr6pica de la fracci6n de destilado de la antes mencionada segunda subetapa de la cuarta etapa, con la el punto de ebullici6n de la antes mencionada tercera subetapa de la cuarte etapa para cada fracci6n de destilado de porcentaje en volumen estrecho y tales correlaciones se combinan para determinar asi las caracteristicas de destilaci6n del mencionado producto liquido de petr6leo. La proporci6n de componente oxigenado al componente mezcla de hidrocarburos limita la cantidad de aze6tropos que se forman por conservaci6n de masa. El exceso de material oxigenado, si lo hay, se trata como componente mezcla puro adicional (esto es, a su punto de ebullici6n normal). Asi, el procedimiento de la presente invenci6n permite predecir con precisi6n las caracteristicas de destilaci6n de mezclas complejas de hidrocarburos de composiciones desconocidas a partir de datos de hidrocarburos conocidos.
Se realizaron destilaciones que ilustran el procedimiento de esta invenci6n usando stocks de mezclas cuya destilaci6n (ASTM 086) se muestra en la Tabla 2 con diversas cantidades de etanol de calidad combustible, que contenian 05% de etanol y 5 % en volumen de un desnaturalizante de hidrocarburos.
Tabla �
Componente de mezcla de hidrocarburo
Temperatura OC
38.5 50,7 57,0 64,3 72,9 84,9
101,5 127,1 161,5 176,0 211,1
Las Figuras 3 a 6 muestran comparaciones entre las destilaciones observadas y las caracteristicas de destilaci6n calculadas usando el procedimiento de esta invenci6n. Las Figuras 3, 4, 5 y 6 ilustran destilaciones de las mezclas antes mencionadas que contienen 10, 20, 40 y 69 por ciento en volumen, respectivamente, (E10, E20, E40, E60) de etanol de calidad combustible. Las Figuras 3-6 presentan una excelente concordancia entre los resultados de destilaci6n observados y las caracteristicas de destilaci6n calculadas. Para las mezclas que contienen las bajas concentraciones de 10 y 20 por ciento en volumen, las temperaturas calculadas casan con las temperaturas de ebullici6n del aze6tropo observadas, mientras que para mezclas que contienen concentraciones mas altas, 40 y 60 por ciento en volumen de etanol, muestran la ebullici6n de etanol a las temperaturas de su aze6tropo y su punto de ebullici6n normal (78OC) porque no hay disponible mas hidrocarburo para formar aze6tropos. Las desviaciones mayores ente las temperaturas de ebullici6n observadas y las calculadas estan en el cambio de etapa en la curva donde la variabiidad experimental es maxima.
En estos ejemplos, la curva de destilaci6n del componente mezcla de hidrocarburo se caracteriz6 por sus datos de ASTM 088. Como se ha senalado aqui antes, es sabido por los expertos en la tecnica que se pueden usar otras caracterizaciones, tales como el "punto de ebullici6n real" (TBP, como ASTM 0285) y destilaci6n simulada (ASTM 02892) ventajosamente cuando se calculan propiedades de destilaci6n de una mezcla final a partir de las propiedades de destilaci6n de sus componentes constitutivos. Ademas, se puede usar el bien conocido procedimiento de "splines" para obtener curvas lisas para la divisi6n de una curva en componentes estrechos o la combinaci6n de una colecci6n de componentes estrechos en una curva compuesta.
Los expertos en la tecnica apreciaran que, si bien la presente invenci6n se ha descrito aqui haciendo referencia a procedimientos, materiales y ejemplos especificos particulares, el alcance de la presente invenci6n esta limitado s6lo por las reivindicaciones.
Claims (12)
- REIVINDICACIONES1. Un procedimiento para producir un producto liquido de petr6leo que contiene una mezcla azeotr6pica de un componente oxigenado o que contiene nitr6geno y al menos un componente de petr6leo que se mezcla, procedimiento que comprende:
- (I)
- determinar las caracteristicas de destilaci6n del producto liquido de petr6leo por:
- (a)
- determinaci6n de la relaci6n matematica entre los puntos de ebullici6n de los hidrocarburos entre las temperaturas de ebullici6n de hidrocarburos minima y maxima especificadas y la concentraci6n de cada uno de tales hidrocarburos en su aze6tropo binario con el componente oxigenado o que contiene nitr6geno;
- (b)
- determinaci6n de la relaci6n matematica entre los puntos de ebullici6n de los hidrocarburos antes mencionados y los puntos de ebullici6n de tales aze6tropos binarios entre las temperaturas de ebullici6n minima y maxima antes mencionadas de los hidrocarburos;
- (c)
- dividir la curva de puntos de ebullici6n de al menos el unico componente de petr6leo que se mezcla combinado entre los puntos de ebullici6n minimo y maximo antes mencionados de los hidrocarburos en fracciones de destilado estrechas de un porcentaje en volumen para proporcionar asi una temperatura de destilaci6n definida para cada tal fracci6n de destilado de un porcentaje en volumen;
- (d)
- para cada fracci6n de destilado antes mencionada de porcentaje en volumen de la etapa (c),
- (i)
- de la relaci6n de la etapa (a), determinar la concentraci6n total de hidrocarburos en la fracci6n de destilado;
- (ii)
- de la concentraci6n total de hidrocarburos de la etapa (d)(i) y comenzando con la fracci6n de destilado del porcentaje en volumen mas bajo, antes mencionada, determinar las cantidades de la mezcla azeotr6pica antes mencionada y del componente oxigenado o que contiene nitr6geno en la fracci6n de destilado en cada tal fracci6n de destilado de porcentaje en volumen; y
(iii) a partir de la relaci6n de la etapa (b), determinar el punto de ebullici6n de la mezcla azeotr6pica antes mencionada que corresponde a cada tal porcentaje en volumen; y(e) correlacionar para cada fracci6n antes mencionada de destilado de porcentaje en volumen la cantidad de mezcla azeotr6pica en la fracci6n de destilado de la etapa (d)(ii) con el punto de ebullici6n de la etapa (d)(iii), y combinar tales correlaciones para determinar las caracteristicas de destilaci6n del antes mencionado producto liquido de petr6leo; y- (II)
- mezclar la mezcla azeotr6pica y al menos un componente de petr6leo que se mezcla para producir el producto liquido de petr6leo que tiene unas caracteristicas de destilaci6n determinadas en la etapa (e)
-
- 2.
- El procedimiento de la reivindicaci6n 1, en el que el componente oxigenado es un alcohol, un ester, una cetona, un eter, un esteralcohol, un cetoalcohol, un eteralcohol, un aldehido, un eteraldehido o un aldehidoalcohol.
-
- 3.
- El procedimiento de la reivindicaci6n 2, en el que el componente oxigenado es al menos un alcohol.
-
- 4.
- El procedimiento de la reivindicaci6n 3, en el que el componente oxigenado es etanol.
-
- 5.
- El procedimiento de la reivindicaci6n 4, en el que el antes mencionado componente oxigenado es etanol y las temperatura de ebullici6n minima y maxima especificadas del componente hidrocarburo son 35OC y 138OC, respectivamente.
-
- 6.
- El procedimiento de la reivindicaci6n 3, en el que el componente oxigenado comprende al menos uno entre etanol, un is6mero de propanol o un is6mero de butanol.
-
- 7.
- El procedimiento de la reivindicaci6n 1, en el que el producto liquido de petr6leo es una gasolina.
-
- 8.
- El procedimiento de la reivindicaci6n 2, en el que el componente oxigenado es una mezcla de uno o varios compuestos oxigenados.
-
- 9.
- El procedimiento de la reivindicaci6n 8, en el que el componente oxigenado es una mezcla de uno o varios alcoholes.
-
- 10.
- El procedimiento de la reivindicaci6n 1, en el que el componente que contiene nitr6geno es una amina, una
amida, un nitrilo, un nitroester, un nitritoester, un compuesto ciclico de nitr6geno, un aminoalcohol, una eteramina,o poliamina. - 11. El procedimiento de la reivindicaci6n 10, en el que el componente que contiene nitr6geno es una mezcla de unoo varios componentes que contienen nitr6geno.
- 12. El procedimiento de la reivindicaci6n 1, en el que el componente que contiene nitr6geno es una mezcla de unoo varios componentes que contienen nitr6geno y uno o varios componentes oxigenados.
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