ES2958458T3

ES2958458T3 - Procedimiento de producción de hexano a partir de una corriente de una unidad de isomerización C5-C6 mediante el uso de una columna de pared divisoria

Info

Publication number: ES2958458T3
Application number: ES20733000T
Authority: ES
Inventors: Manish Bhargava; Roomi Kalita; Amit Kanda; Pamaraju Ravitej; Kondapalli Chaudhary
Original assignee: Sulzer Management AG; Bharat Petroleum Corp Ltd
Current assignee: Sulzer Management AG; Bharat Petroleum Corp Ltd
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2024-02-08
Anticipated expiration: 2040-05-14
Also published as: KR20220010512A; CA3138989A1; CN114096338A; SG11202112533SA; CN114096338B; PL3942000T3; US20220227688A1; EP3942000A1; BR112021022823A2; WO2020229892A1; EP3942000B1; HUE063353T2; MY205832A; US11834405B2

Abstract

Un sistema y método para producir hexano de alta pureza que utiliza un deisohexanizador con una pared divisoria dentro de la sección de separación que sigue a la sección del reactor de isomerización de una columna deisohexanizadora de una unidad de isomerización con una pared divisoria. El isomerato ligero (principalmente i-C5) y el isomerato pesado (principalmente i-C6) también son productos de la unidad de isomerización. La columna de pared divisoria fusiona el funcionamiento de dos columnas de destilación convencionales en una sola columna, lo que genera importantes ahorros de costes. La pared divisoria para esta aplicación particular puede ubicarse en la sección superior, inferior o media de la columna. El uso de una columna de pared divisoria superior, inferior o intermedia para esta aplicación tiene ventajas significativas sobre las columnas de destilación convencionales. El hexano, producido como subproducto de la unidad de isomerización, es de una calidad muy superior al producido mediante un proceso de extracción con solvente, que es el proceso convencional para producir hexano. El costo operativo para la producción de hexano a partir de una unidad de isomerización se reduce significativamente en comparación con el costo del hexano producido mediante procesos de extracción con solventes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de producción de hexano a partir de una corriente de una unidad de isomerización C<5>-C<6>mediante el uso de una columna de pared divisoria

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

La presente solicitud de patente reivindica prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de los Estados Unidos N.° 62/848.217 presentada el 15 de mayo de 2019.

Antecedentes de la invención

El hexano de alta pureza es un producto destilado ligero con un intervalo de ebullición muy estrecho. El hexano se utiliza como disolvente en procesos de extracción de aceites vegetales, procesos de polímeros y en las industrias farmacéutica y de medicamentos. Un producto con punto de ebullición especial (“SBP”), que usualmente consiste en hidrocarburos con entre 5 y 10 átomos de carbono y que tiene un intervalo de destilación entre 55 y 155 °C, también es un destilado ligero utilizado en la industria de pinturas.

Tradicionalmente, el hexano y el producto SBP se producen mediante un proceso de extracción con disolventes. La Figura 1 ilustra un esquema de flujo de proceso de extracción con disolventes convencional 100 para producir hexano y SBP llevando a cabo la extracción de nafta cortada (punto de ebullición inicial “ IBP” -140 °C) usando un disolvente. El disolvente y la nafta se alimentan a una columna de extracción 102. El disolvente extrae selectivamente los compuestos aromáticos de la nafta, produciendo una corriente con bajo contenido de compuestos aromáticos llamada refinado. El refinado de la columna de extracción 102 se alimenta a una columna de lavado de refinado 104 en la que el refinado se lava con agua para eliminar trazas de disolvente del refinado. La nafta desaromatizada obtenida de este modo es tratada luego en una unidad de eliminación de mercaptano 106 para cumplir una especificación de azufre. Luego, la nafta desaromatizada se fracciona en una serie de tres columnas divisorias 108, 110, 112 para producir los cortes deseados de hexano y SBP. Mientras que el proceso de la Figura 1 produce hexano, la calidad es inferior. Por ejemplo, el contenido de benceno y azufre del hexano producido mediante el proceso de extracción con disolventes de la Figura 1 es alto (máx. 500 ppm en peso y 5 ppm en peso respectivamente).

El procesamiento mediante isomerización satura el benceno y mejora el octanaje de la fracción de nafta ligera (< 80 °C de punto de ebullición). La Figura 2 ilustra un esquema de flujo de proceso de isomerización convencional 200. Como se muestra en la Figura 2, el gas de alimentación y reciclaje 202 procedente de un compresor de gas de reciclaje (RGC) 204 se precalienta en un intercambiador de efluente de alimentación de reactor 206 a una temperatura deseada antes de dirigirse a una serie de reactores, por ejemplo, un reactor uno (“RI”) 208 y un reactor dos (“RII” 210), en el que tiene lugar la saturación de compuestos aromáticos y la conversión de parafinas normales en isoparafinas. El gas y el líquido en el efluente de reactor se separan en un separador de producto 212. El gas 214 del separador de producto 212 se recicla de regreso, usando el RGC 204, a una sección de reacción después de agregar hidrógeno de reposición usando un compresor de gas de reposición (MUG) 216. El líquido, procedente del separador de producto 212, se dirige a un estabilizador 218 para su estabilización mediante la eliminación del gas y del gas licuado de petróleo (LPG) del líquido. El isomerato estabilizado luego se divide en una columna De-Iso-Hexanizadora (DIH) 220 para producir isomerato, cumpliendo con la especificación de octano, etc. El isomerato, así producido, es un componente de mezcla del grupo de gasolina de refinería. El esquema de flujo de proceso de isomerización 200 produce sólo isomerato como el producto deseado.

El documento de patente US 2019/0083898 A1 divulga una unidad de isomerización que comprende una primera columna de pared divisoria y una segunda columna de pared divisoria, así como un procedimiento, que comprende que una corriente de isomerato estabilizada —que ha sido producida procesando una corriente en la primera columna de pared divisoria a fin de obtener una corriente superior de nafta ligera, que luego ha sido procesada en una columna despantinizadora, un reactor de isomerización y una columna estabilizadora para obtener la corriente de isomerato estabilizada— se alimenta a la segunda columna de pared divisoria para producir una corriente rica en hidrocarburos Cs, una corriente de isomeratos de hidrocarburos C6 y una segunda corriente de isomeratos pesados.

El documento de patente US 10.118.875 B1 se refiere a un proceso de isomerización que comprende la preparación de isomerato estabilizado y hacer pasar el isomerato estabilizado a una columna de pared divisoria, en el que al menos tres corrientes son retiradas de la columna de pared divisoria.

El documento de patente US 6.759.563 B1 divulga un sistema para realizar un proceso de isomerización que comprende una columna de pared divisoria como columna divisoria de nafta, en la que se alimenta una corriente de nafta C<5>+, en el que se obtiene una corriente que comprende pentano e hidrocarburos ligeros como corriente superior, mientras que se obtiene una fracción que comprende una cantidad comparablemente baja de hexano como corriente lateral, se transporta a una zona de adsorción, en la que se obtiene una corriente de extracto, que se conduce a una zona de isomerización, mientras que la corriente isomerizada así obtenida se transporta luego de regreso a la zona de adsorción.

El documento de patente US 2012/00004478 A1 describe un procedimiento, que comprende las etapas de hidrotratar una materia prima en primeras condiciones efectivas de hidrotratamiento, fraccionar la materia prima hidrotratada en un primer volumen de un fraccionador de columna de pared dividida para producir al menos una primera fracción de producto, una primera fracción de productos de fondo y una primera fracción común que se pasa a un volumen superior no dividido del fraccionador, disolviendo hidrógeno en al menos una porción de la primera fracción de productos de fondo hasta aproximadamente el límite de solubilidad, hidrocraqueando la porción de la primera fracción de productos de fondo en condiciones efectivas de hidrocraqueo en una etapa de hidrocraqueo que tiene un entorno líquido continuo y fraccionando la primera fracción de productos de fondo hidrocraqueada en un segundo volumen del fraccionador de columna de pared dividida para producir al menos una segunda fracción de producto, una tercera fracción de producto y una segunda fracción común que se hace pasar al volumen superior no dividido del fraccionador, en el que la segunda fracción de producto tendrá al menos una propiedad mejorada con respecto a la primera fracción de producto y la tercera fracción de producto tendrá al menos una propiedad mejorada con respecto a la fracción de productos de fondo.

El documento de patente US 2016/0311732 A1 se refiere a un proceso para isomerizar hidrocarburos que comprende la etapa de alimentar una alimentación de C<5-7>a una columna de destilación, en la que como corriente superior se retira una corriente de C<5 -7>, conducida a un reactor de saturación de benceno, desde allí a un tambor de evaporación instantánea y a una primera unidad de isomerización, a la que se bombea hidrógeno y se mezcla con la corriente antes de alimentarla a la unidad de isomerización. La corriente de isomerato se alimenta a un estabilizador de carcasa dividida y la corriente de isomerato estabilizada así obtenida se bombea a la columna de carcasa dividida que comprende un lado deisohexanizador y un lado deisoheptanizador, en el que una corriente obtenida que comprende hexano lineal, hidrocarburos cíclicos y otros es transportada a la primera unidad de isomerización, en la que se mezcla con la corriente de C<5-7>y el hidrógeno.

Sumario

La presente invención se refiere a un procedimiento de producción de hexano, comprendiendo el procedimiento producir, como un subproducto a partir de una unidad de isomerización C<5>-C<6>, hexano que tiene un contenido de benceno de < 3 ppm en peso, un contenido de azufre de < 0,5 ppm en peso y un contenido de n-hexano de > 40% en peso, en el que el procedimiento comprende:

producir una alimentación de isomerato estable en una unidad de isomerización C<5>-C<6>;

alimentar dicha alimentación de isomerato estable al primer lado de una columna de pared divisoria, comprendiendo dicha columna de pared divisoria una pared divisoria que divide la columna de pared divisoria al menos parcialmente en un primer lado y un segundo lado, con un lado del primer y segundo lados configurado para operar como una columna deisohexanizadora y el otro lado del primer y segundo lados configurado para operar como una columna de hexano para producir hexano;

producir una alimentación de hexano desde el segundo lado de la columna de pared divisoria; y

alimentar la alimentación de hexano y el hidrógeno a un mezclador de una unidad de hidrogenación de benceno conectada con la columna de pared divisoria para formar una mezcla de hexano-hidrógeno,

precalentar la mezcla de hexano-hidrógeno,

alimentar la mezcla de hexano-hidrógeno precalentada a un reactor de pulido de la unidad de hidrogenación de benceno, en el que el reactor de pulido hidrogena al menos una parte del benceno incluido en el hexano producido, y

alimentar una corriente de salida del reactor de pulido a una columna de separación para separar los compuestos ligeros del hexano, en el que la columna de separación está dispuesta aguas abajo del reactor de pulido de hexano.

Preferentemente, durante el procedimiento que comprende operar este sistema de columna de pared divisoria, la producción de hexano de alta pureza implica tomar un corte estrecho de una corriente rica en hexano (32-45% en peso de n-C6). Dado que la alimentación consiste en muchos componentes (por ejemplo, parafinas C<5>, Ce, isoparafinas C6 y naftenos Ce) con una volatilidad relativa similar, el proceso para producir hexano de alta pureza requiere bastante energía. El uso de la tecnología de columna de pared divisoria (“DWC”) mejora significativamente la viabilidad de este proceso al permitir que la separación tenga lugar en la misma carcasa de la columna evitando la retromezcla de los componentes más pesados con los componentes de punto de ebullición intermedio. Debido a la segregación de la columna, se dispone de un número adecuado de bandejas a cada lado para facilitar una separación eficiente de los componentes. En comparación con un esquema de proceso de dos columnas, el esquema DWC requiere menos energía y menos equipo para la misma separación. Por lo tanto, una DWC mejora la rentabilidad de la producción de hexano de alta pureza. En particular, los costes operativos son aproximadamente entre un 20 y un 70% más bajos que los de un proceso de extracción con disolventes, como el que se muestra en la Figura 1.

De acuerdo con la presente invención, el sistema de columna de pared divisoria además comprende una unidad de pulido de hexano conectada con la columna de pared divisoria de modo que el hexano producido en la columna de pared divisoria se transfiere a la unidad de pulido de hexano, en el que la unidad de pulido de hexano comprende un reactor de pulido de hexano para hidrogenar al menos una parte del benceno incluido en el hexano producido. Una unidad de pulido de hexano significa de acuerdo con la presente invención cualquier unidad que esté configurada para hidrogenar al menos una parte del benceno incluido en el hexano siendo producido en la columna de pared divisoria para reducir el contenido de benceno del hexano a un valor deseado. Por lo tanto, la unidad de pulido de hexano también puede denominarse unidad de saturación de benceno o unidad de hidrogenación de benceno. La propia hidrogenación tiene lugar en el reactor de pulido de hexano, mientras que la unidad de pulido de hexano comprende preferentemente, además del reactor de pulido de hexano, dispositivos para alimentar hidrógeno a la unidad, para mezclar el hidrógeno con el hexano que se produce en la columna de pared divisoria, para precalentar esta mezcla antes de ser alimentada al reactor de pulido de hexano y similares.

En vista de esto, la unidad de pulido de hexano además comprende, de acuerdo con la presente invención, un mezclador para mezclar el hexano que se produce en la columna de pared divisoria e hidrógeno, en el que el mezclador está dispuesto aguas arriba del reactor de pulido de hexano.

De acuerdo con la presente invención, la unidad de pulido de hexano además comprende una columna de separación para separar compuestos ligeros del hexano, en la que la columna de separación está dispuesta aguas abajo del reactor de pulido de hexano.

Con el fin de ajustar una temperatura óptima para la mezcla de hexano/hidrógeno introducida en el reactor de pulido de hexano, se propone que la unidad de pulido de hexano comprenda además uno o más intercambiadores de calor.

De acuerdo con otra realización preferente de la presente invención, la pared divisoria de la columna de pared divisoria no se extiende sobre toda la altura de la columna de pared divisoria, de modo que la columna de pared divisoria comprende una porción con el primer lado y el segundo lado estando divididos por la pared divisoria dispuesta entre los mismos, y una o dos porciones adicionales no estando divididas por la pared divisoria. Cada uno del primer lado y del segundo lado comprende preferentemente, independientemente entre sí, de 10 a 70 etapas teóricas, comprendiendo la una o dos porciones adicionales preferentemente en suma de 10 a 50 etapas teóricas. Preferentemente, la pared divisoria está dispuesta verticalmente en la columna de la pared divisoria.

Más preferentemente, cada uno del primer lado y del segundo lado comprende, independientemente entre sí, de 30 a 60 etapas teóricas y la una o dos porciones adicionales comprenden en suma de 30 a 40 etapas teóricas.

De acuerdo con una variante de la presente invención, el número de etapas teóricas del primer lado y el número de etapas teóricas del segundo lado son iguales.

De acuerdo con una variante alternativa de la presente invención, el número de etapas teóricas del primer lado y el número de etapas teóricas del segundo lado son diferentes. Se prefiere en esta realización que uno del primer y segundo lados tenga de 20 a 30 etapas teóricas más que el otro de los dos lados. Por ejemplo, se obtienen buenos resultados cuando el primer lado tiene de 10 a 80 etapas teóricas y el lado derecho tiene de 10 a 40 etapas teóricas o viceversa.

La pared divisoria puede ubicarse en cualquier parte de la columna, como, por ejemplo, en una sección superior (Figura 6), una sección inferior (Figura 7) o una sección intermedia (Figura 8). Durante la operación, el proceso utiliza la DWC para producir una fracción de isomerato ligero y una fracción de isomerato pesado como los productos superior e inferior, respectivamente. Se puede retirar un producto de n-C6 de alta pureza como corte intermedio. Como se indicó anteriormente, el proceso produce especificaciones de producto similares con costes de energía mucho más bajos en comparación con un esquema de proceso de destilación de dos columnas para la misma alimentación.

De acuerdo con una primera realización particular preferente de la presente invención, la columna de pared divisoria es una DWC con una configuración de pared divisoria superior, es decir, la pared divisoria es una pared divisoria superior (preferentemente dispuesta verticalmente) colocada en la parte superior de la columna de pared divisoria, siendo el primer lado una primera sección de fraccionamiento y el segundo lado una segunda sección de fraccionamiento. Debido a la presencia de una pared divisoria en la parte superior de la columna, la parte superior de la columna tiene dos secciones de rectificación independientes (es decir, a cada lado de la pared divisoria) con una sección de separación común. Cada sección de rectificación está equipada preferentemente con un sistema superior independiente. De manera similar, la sección de separación (es decir, la sección inferior debajo de la pared divisoria) está equipada preferentemente con un hervidor de termosifón. La invención es similar en cuanto a operación con respecto a una secuencia de separación de dos columnas que comprende una columna DIH y una columna de hexano en la que el hexano de alta pureza es el corte intermedio. En la zona de rectificación en el lado de alimentación, debido al fraccionamiento previo, los componentes de ebullición más ligeros se recogen como compuestos ligeros en la parte superior. Los componentes de punto de ebullición intermedio (principalmente una mezcla de Ce) y los componentes más pesados (principalmente i-C6 y más pesados) se mueven hacia el fondo de la columna. El ciclo de calentamiento proporcionada por el hervidor ayuda a mover los componentes de ebullición medio hacia el otro lado de la pared divisoria superior. Los componentes de punto de ebullición intermedio finalmente se concentran en la parte superior de este lado de la DWC. Preferentemente, la DWC que incluye una pared superior, la DWC tiene dos sistemas superiores independientes, uno en cada lado.

Además, se prefiere que la pared divisoria se coloque en esta realización entre el primer y segundo lado, vista de arriba a abajo de la columna de pared divisoria, entre la etapa teórica 1 (es decir, la parte más superior de la columna de pared divisoria, que es la primera etapa de la columna de pared divisoria) y la etapa teórica 100 de la columna de pared divisoria en el primer lado, es decir, la pared divisoria se extiende desde la parte superior de la columna de pared divisoria hasta la última etapa teórica del primer lado, que es preferentemente la etapa teórica 100 vista desde el primer lado de la columna de pared divisoria. Si el segundo lado de la columna de pared divisoria comprende el mismo número de etapas teóricas que el primer lado, esto corresponde a la etapa teórica 100 vista desde el segundo lado de la columna de pared divisoria. Sin embargo, si el segundo lado de la columna de pared divisoria comprende un número diferente de etapas teóricas que el primer lado, esto corresponde a cualquiera que sea la última etapa teórica del segundo lado.

Preferentemente, la alimentación se coloca en la realización de la columna superior en el primer lado entre la etapa teórica 20 y la etapa teórica 60 del primer lado. Dado que la pared divisoria se extiende desde la parte superior de la columna de pared divisoria hasta el último nivel teórico del primer lado, esto corresponde a entre la etapa teórica 20 y la etapa teórica 60 de la columna de pared divisoria.

Además, en esta realización se prefiere que el sistema de columna de pared divisoria comprenda además un primer condensador superior en comunicación fluida con la primera sección de fraccionamiento y un segundo condensador superior en comunicación fluida con la segunda sección de fraccionamiento.

También se prefiere que el sistema de columna de pared divisoria comprenda además un hervidor en comunicación fluida con la sección inferior de la columna de pared divisoria.

De acuerdo con una segunda realización particular preferente de la presente invención, la columna de pared divisoria es una DWC con una pared divisoria inferior, es decir, la pared divisoria es una pared divisoria inferior (preferentemente dispuesta verticalmente) colocada en la parte inferior de la columna de pared divisoria, siendo el primer lado una primera sección de fraccionamiento y el segundo lado una segunda sección de fraccionamiento. A diferencia de una DWC con una pared divisoria superior, una DWC con una pared divisoria inferior tiene dos secciones de separación independientes (es decir, a cada lado de la pared divisoria) con una sección de rectificación común (es decir, la sección superior sobre la pared divisoria). La alimentación se introduce en un lado de fraccionamiento previo de la DWC, en el que los componentes de punto de ebullición más pesado se separan en el fondo de la dW c . Los componentes de ebullición más ligeros se recuperan en la parte superior de la DWC. Los componentes de punto de ebullición intermedio se concentran en el fondo en la otra sección de separación y se eliminan como producto separado. Preferentemente, en la DWC con una pared divisoria inferior, cada sección de separación está equipada con un hervidor de termosifón. La DWC dispone de una zona de rectificación común con un único sistema superior.

Preferentemente, la pared divisoria se coloca en esta realización entre el primer y segundo lado, vista de arriba a abajo de la columna de pared divisoria, entre la etapa teórica 20 y la última etapa teórica (es decir, la parte más baja) de la columna de pared divisoria.

Se prefiere además que el sistema de columna de pared divisoria comprenda además un primer hervidor en comunicación fluida con la primera sección de fraccionamiento, y un segundo hervidor en comunicación fluida con la segunda sección de fraccionamiento. Se obtienen buenos resultados en particular cuando el primer hervidor es un hervidor de termosifón y/o el segundo hervidor es un hervidor de termosifón.

Además, se prefiere que el sistema de columna de pared divisoria comprenda además una sección de rectificación común en comunicación fluida con la parte superior de la columna de pared divisoria.

De acuerdo con una tercera realización particular preferente de la presente invención, la columna de pared divisoria es una DWC con una configuración de pared divisoria intermedia, es decir, la pared divisoria es una pared divisoria intermedia (preferentemente dispuesta verticalmente) colocada en la porción media de la columna de pared divisoria, siendo el primer lado una primera sección de fraccionamiento y siendo el segundo lado una segunda sección de fraccionamiento. Debido a la presencia de una pared divisoria en el medio de la columna, la mitad de la columna tiene dos secciones independientes (es decir, a cada lado de la pared divisoria) con secciones superior e inferior comunes (es decir, las secciones arriba y debajo de la pared divisoria intermedia). Las secciones superior e inferior están equipadas con un sistema superior y un hervidor, respectivamente.

Preferentemente, la pared divisoria se coloca en esta realización entre el primer y segundo lado, vista de arriba a abajo de la columna de pared divisoria, entre la etapa teórica 20 de la columna de pared divisoria y la última etapa teórica del primer lado. Además, se prefiere que la alimentación se coloque en esta realización en el primer lado entre la etapa teórica 30 de la columna de pared divisoria y la etapa teórica 60 de la columna de pared divisoria. La salida de la corriente de hexano se coloca preferentemente en el segundo lado entre la etapa teórica 40 de la columna de pared divisoria y la etapa teórica 60 de la columna de pared divisoria.

Se obtienen buenos resultados, en particular, cuando el sistema de columna de pared divisoria además comprende un hervidor de termosifón configurado para recibir un producto de fondo de la columna de pared divisoria y un sistema superior configurado para recibir un producto ligero de la columna de pared divisoria.

En el procedimiento de acuerdo con la invención en la unidad de isomerización C<5>-C<6>se produce una corriente de isomerato estable que, por ejemplo, comprende principalmente de hidrocarburos C<4>-C<7>, tal como por ejemplo nparafinas C<4>-C<7>, isoparafinas, naftenos y compuestos aromáticos. Sin embargo, también puede ser un corte estrecho C<5>-C<6>, tal como uno que comprende n-parafinas C<5>-C<6>, isoparafinas, naftenos y aromáticos.

De acuerdo con la presente invención, el procedimiento además comprende las etapas de precalentar la mezcla de hexano-hidrógeno; y de alimentar la mezcla de hexano-hidrógeno precalentada al reactor de pulido de la unidad de pulido de hexano.

De acuerdo con la presente invención, el procedimiento además comprende la etapa de alimentar una corriente de salida del reactor de pulido a una columna de separación de la unidad de pulido de hexano para separar los compuestos ligeros del hexano, en el que la columna de separación está dispuesta aguas abajo del reactor de pulido de hexano.

Con el fin de aumentar aún más la eficiencia del procedimiento, se propone en un desarrollo adicional de la presente invención que en el procedimiento el precalentamiento comprenda las etapas de realizar un intercambio de calor entre la mezcla de hexano-hidrógeno y la alimentación de la columna de separación en un primer intercambiador de calor; y realizar un intercambio de calor entre la mezcla de hexano-hidrógeno y la corriente de salida del reactor de pulido en un segundo intercambiador de calor.

Un sistema y proceso ejemplar, de acuerdo con las realizaciones de la divulgación, está dirigido a la producción de SBP (55 -115 °C) como una mezcla del corte lateral de la DWC con isomerato ligero y una nafta más pesada cortada del separador de alimentación de isomerización.

Un sistema y proceso ejemplar, de acuerdo con las realizaciones de la divulgación, está dirigido al coste operativo variable para la producción de hexano, como subproducto, a partir de una unidad de isomerización. El coste operativo, por tonelada de hexano producido, de la unidad de isomerización es de 20 a 70% o incluso 90% menor que el coste del hexano producido mediante un proceso de extracción con disolventes, reduciendo así apreciablemente las emisiones de CO<2>. Además, preferentemente el hexano tiene una calidad mejorada (tal como mejorada con respecto al contenido de azufre, benceno y n-hexano) en comparación con una calidad de hexano producido mediante un proceso de extracción con disolventes y/o el hexano cumple con las especificaciones para su uso en alimentos, productos farmacéuticos. y procesos de polímeros.

En todas las realizaciones de la divulgación, una presión superior de la columna a cada lado de la pared divisoria de la DWC se mantiene mediante un controlador de presión en las respectivas líneas superiores de productos de vapor. El vapor superior (a cada lado en una DWC superior) se condensa mediante intercambiadores enfriados por aire y se recoge en un receptor superior.

Un sistema y proceso ejemplar, de acuerdo con las realizaciones de la divulgación, incluye una DWC con una pared divisoria superior. Las dos mitades superiores a cada lado de la pared divisoria superior de la DWC reciben reflujo de los respectivos condensadores superiores. Preferentemente, la temperatura en la parte superior de la DWC se conecta en cascada a un circuito de control de flujo de reflujo para permitir el control sobre la calidad del producto. Esta filosofía de control evita que los componentes más pesados lleguen a la parte superior de la DWC. De manera similar, el caudal de producto de fondo más pesado (a cada lado en una DWC de fondo) se controla mediante conexión en cascada con un circuito de control de nivel en la sección inferior.

Un sistema y proceso ejemplares, de acuerdo con las realizaciones de la divulgación, están dirigidos a la producción de hexano de alta pureza como un subproducto a partir de una unidad de isomerización. El isomerato estabilizado se divide en la DWC para coproducir hexano desde el segundo lado de la columna. El hexano así producido se trata en una unidad de pulido que comprende una sección adsorbente y una sección decapante. El hexano producido a partir de la unidad de isomerización tiene un contenido de benceno de < 3 ppm en peso, un contenido de azufre de < 0,5 ppm en peso (superando la prueba de compuestos aromáticos policíclicos (PCA)) y un contenido de n-hexano > 40%. La calidad del hexano producido, como subproducto de la unidad de isomerización, es muy superior a la producida por el proceso tradicional de extracción con disolventes.

Breve descripción de los dibujos

La descripción se comprende de mejor manera a partir de la siguiente descripción detallada cuando es leída junto con las figuras adjuntas. Cabe enfatizar que, de acuerdo con la práctica estándar en la industria, varias características no están dibujadas a escala. De hecho, las dimensiones de diversas características pueden aumentarse o reducirse arbitrariamente para mayor claridad de la discusión.

La Figura 1 representa un esquema de flujo de proceso para la producción de hexano de acuerdo con la técnica anterior;

La Figura 2 representa el esquema de flujo de proceso de una unidad de isomerización para la producción de solo isomerato como producto deseado de acuerdo con la técnica anterior;

La Figura 3 representa el esquema de proceso convencional de una columna de hexano de alta pureza junto con un deisohexanizador de acuerdo con la técnica anterior;

La Figura 4 representa el perfil de concentración dentro de una columna deisohexanizadora convencional de acuerdo con la técnica anterior;

La Figura 5 es un gráfico que ilustra un perfil de concentración dentro de una columna de hexano convencional de acuerdo con la técnica anterior;

La Figura<6>ilustra un esquema de proceso usando una DWC con pared divisoria superior usada en el procedimiento de acuerdo con la presente invención;

La Figura 7 ilustra un esquema de proceso usando una DWC con una pared divisoria inferior usada en el procedimiento de acuerdo con la presente invención;

La Figura<8>ilustra un esquema de proceso usando una DWC con una división intermedia usada en el procedimiento de acuerdo con la presente invención; y

La Figura 9 ilustra un esquema de proceso para una unidad de pulido de hexano de acuerdo con la presente invención.

Descripción detallada

Se debe entender que la siguiente divulgación proporciona muchas realizaciones o ejemplos diferentes para implementar diferentes características de diversas realizaciones. A continuación, se describen ejemplos específicos de componentes y disposiciones para simplificar la divulgación. Estos son, por supuesto, meros ejemplos y no pretenden ser limitativos. Además, la divulgación puede repetir números y/o letras de referencia en los diversos ejemplos. Esta repetición tiene como objetivo la simplicidad y la claridad y no dicta en sí misma una relación entre las diversas realizaciones y/o configuraciones discutidas.

En la presente divulgación, una columna deisohexanizadora con unidad de isomerización (“DIH”) es una columna de pared divisoria (DWC) y se usa para producir hexano, como subproducto, junto con el producto principal de isomerato. Un producto rico en n-hexano (aproximadamente 32-45% en peso de n-C<6>) es obtenido a partir de la columna DIH de la unidad de isomerización. Otros componentes C<6>(por ejemplo, 2-metilpentano, 3-metilpentano y metilciclopentano) constituyen el resto del producto. Además del n-hexano de alta pureza, los otros productos de la columna de la unidad de isomerización son isomeratos ligeros (principalmente i-Cs) e isomeratos pesados (principalmente i-C<6>).

Convencionalmente, el hexano de alta pureza se puede obtener mediante destilación en una columna deisohexanizadora seguida de una columna de hexano. La Figura 3 ilustra un sistema 300 de la técnica anterior para producir hexano de alta pureza. El sistema 300 incluye una columna DIH 302 y una columna de hexano 304. Los compuestos de fondo de la columna DIH 302 se alimentan a la columna de hexano 304. La columna de hexano 304 produce hexano de alta pureza e isomerato pesado. El sistema 300 tiene ciertas desventajas. Por ejemplo, los puntos de ebullición de los componentes C<6>son muy cercanos a los de los componentes no deseables (por ejemplo, parafinas C<5>y naftenos). Para obtener una buena separación, el proceso del sistema 300 requiere un número significativo de bandejas (lo que lleva a una columna más grande) así como una alta energía de rehervido.

Los sistemas con dos columnas también tienen el problema de la retromezcla de una corriente de hexano concentrada dentro de la columna DIH. Por lo tanto, la energía gastada en concentrar la corriente de hexano a niveles de pureza más altos se pierde debido a la retromezcla de hexano con el isomerato pesado en el fondo de la columna. Los perfiles de concentración de las fracciones de isomerato ligero, hexano y de isomerato pesado en la columna DIH se muestran en la Figura 4. Se gasta energía adicional en la columna de hexano (véase Figura 5) para separar el hexano del isomerato pesado, reduciendo así la eficiencia energética general del proceso.

Una solución a este problema termodinámico es separar el hexano del isomerato pesado en el pico de su concentración dentro de la columna DIH 302 para optimizar un requisito de energía del sistema 300. Además, dado que se requieren dos columnas para el proceso, los costes de capital aumentan debido a equipamiento adicional y mayor superficie de parcela. Para tales aplicaciones, se puede aplicar un concepto de d W c para proporcionar una solución alternativa.

Una DWC combina las operaciones de las dos columnas (por ejemplo, la columna DIH 302 y la columna de hexano 304) en una sola columna, reduciendo así los costes (operativos) de capital y energía en aproximadamente un 20-30%. En general, las columnas de pared divisoria se clasifican en tres tipos en función de la ubicación de una pared dispuesta con la DWC. La pared puede estar ubicada en la sección superior, en la sección intermedia o en la sección inferior. En un esquema de DWC, usualmente se retiran tres (o cuatro) productos de la DWC: un corte más ligero y un corte más pesado se retiran en la parte superior e inferior, respectivamente, de la DWC; y de la DWC se obtiene un corte intermedio como un corte lateral. En la mayoría de las DWC que operan en todo el mundo, la pared divisoria se encuentra en una sección intermedia de la DWC. En las dWc , la ubicación de la pared divisoria dicta principalmente el movimiento del vapor dentro de la columna y puede afectar la calidad de la separación. La pared divisoria en una DWC conduce a la división de la mitad superior (o inferior o intermedia) de la columna en dos columnas separadas, lo que produce dos productos de alta pureza en la parte superior (o inferior o intermedia). Las paredes divisorias superior, inferior e intermedia se muestran en las Figuras 6, 7 y 8, respectivamente. Se introduce una alimentación (por ejemplo, isomerato estable) en un lado de la pared divisoria (fraccionamiento previo) y el corte lateral se retira del otro lado (fraccionamiento principal). El esquema del proceso es similar al de una secuencia directa o indirecta de una separación convencional de dos columnas.

Los sistemas de las Figuras 6-8 tienen varias ventajas. Por ejemplo, la Figura 6 ilustra un sistema DWC superior 600 que incluye una DWC superior 602. Una pared divisoria superior 604 divide una sección superior 606 de la DWC superior 602 en un primer lado 608 y un segundo lado 610. La pared divisoria superior 604 se extiende desde la parte superior de la DWC superior 602 y termina por encima de una sección inferior de la DWC 602. Al incorporar la pared divisoria superior 604 en la parte superior de la DWC superior 602, el primer lado 608 y el segundo lado 610 permanecen aislados entre sí sin posibilidad de contaminación o retromezcla. Debido a que el primer lado 608 y el segundo lado 610 son dos secciones paralelas creadas en una sola columna, hay disponible una mayor cantidad de bandejas para lograr un mejor fraccionamiento dentro de la misma columna. Esto tiende a reducir la altura final de la columna al disminuir el número de bandejas requeridas. Por último, el primer lado 608 y el segundo lado 610 operan independientemente uno del otro. Un lado puede funcionar como sección de rectificación mientras que el otro lado puede operar como sección de absorción (o rectificación), con controles independientes en cada lado. En este tipo de DWC, hay dos sistemas superiores separados, un primer sistema superior 612 y un segundo sistema superior 614. Cada sistema superior 612, 614 puede incluir, por ejemplo, un intercambiador de calor (por ejemplo, un intercambiador de calor enfriado por aire) y un receptor superior.

El primer lado 608 de la DWC superior 602 recibe una alimentación de isomerato estable (por ejemplo, de un proceso aguas arriba, tal como una unidad de isomerización). La DWC superior 602 produce isomerato ligero como un producto ligero desde el primer lado 608 y hexano de alta pureza (por ejemplo, que tiene una pureza de hexano de 40 a 45% en peso) como un producto ligero desde el segundo lado 610. Una porción del isomerato ligero se puede devolver al primer lado 608 como reflujo y el resto se puede recoger como una porción del isomerato total producido por el sistema DWC superior 600. La DWC superior 602 también produce isomerato pesado como producto de fondo. Una parte del producto de fondo puede devolverse al DWC superior 602 después de pasar por un hervidor 616 y el resto puede salir con el resto del isomerato ligero como la otra parte de la salida total de isomerato por la DWC superior 602. El ciclo de calentamiento proporcionado por el hervidor ayuda a mover los componentes de ebullición intermedia hacia el otro lado de la pared divisoria superior.

Figura 7 ilustra un sistema DWC inferior 700 que incluye una DWC inferior 702. La DWC inferior 702 funciona con un principio similar al de la DWC superior 602 e incluye una pared divisoria inferior 704. La pared divisoria inferior 704 se extiende desde la parte inferior de la DWC inferior 702 y divide una sección inferior 703 de la DWC inferior 702 en un primer lado 706 y un segundo lado 708. En comparación con el sistema DWC superior 600, la DWC inferior 702 incluye dos hervidores inferiores, un primer hervidor 710 y un segundo hervidor 712, y una sección de rectificación común 714. Ambos lados 706, 708 en la DWC inferior 702 se controlan independientemente uno del otro.

El primer lado 706 de la DWC inferior 702 recibe una alimentación de isomerato estable (por ejemplo, de un proceso aguas arriba, tal como una unidad de isomerización). La DWC inferior 702 produce isomerato ligero como un producto ligero desde la parte superior de la DWC inferior 702 y hexano de alta pureza (por ejemplo, que tiene una pureza de hexano de 40 a 45% en peso) como producto de fondo desde el segundo lado 708. Una porción del isomerato ligero se puede devolver a la parte superior de la DWC inferior 702 como reflujo desde la sección de rectificación común 714 y el resto se puede recoger como una porción del isomerato total producido por el sistema DWC inferior 700. La DWC inferior 702 también produce isomerato pesado como producto de fondo desde el primer lado 706. Una parte del isomerato pesado puede devolverse al primer lado 706 después de pasar por el primer hervidor 710 y el resto puede salir con el resto del isomerato ligero como la otra parte de la salida total de isomerato por la DWC inferior 702.

La Figura 8 ilustra un sistema DWC intermedio 800 que incluye una DWC intermedia 802. La DWC intermedia 802 funciona con un principio similar al de la DWC superior 602 y la DWC inferior 702 e incluye una pared divisoria intermedia 804. La pared divisoria intermedia 804 se extiende a lo largo de una porción intermedia 803 de la DWC intermedia 802 y divide la DWC intermedia 802 en un primer lado 806 y un segundo lado 808 para prefraccionar la alimentación y concentrar los componentes de punto de ebullición intermedio en el segundo lado 808 para producir un producto de alta pureza. La pared divisoria intermedia 804 no se extiende hasta la parte superior o inferior de la DWC intermedia 802. El sistema DWC intermedio 800 también incluye un hervidor 810 y una sección de rectificación 812. Como en las DWC superior e inferior 602, 702, no hay retromezcla de la alimentación y el corte lateral. Esto da como resultado una separación eficiente con un menor consumo de ciclo de rehervido.

El primer lado 806 de la DWC intermedia 802 recibe una alimentación de isomerato estable (por ejemplo, de un proceso aguas arriba, tal como una unidad de isomerización). La DWC intermedia 802 emite isomerato ligero como un producto ligero desde la parte superior de la DWC intermedia 802. Una porción del isomerato ligero puede regresarse a la parte superior de la DWC intermedia 802 como reflujo y el resto se emite como una porción del isomerato total producido por la DWC intermedia 802. La DWC intermedia 802 produce isomerato pesado como producto de fondo. Una parte del isomerato pesado puede devolverse al fondo de la DWC intermedia 802 después de pasar por el hervidor 810 y el resto sale como la otra parte del isomerato total producido por la DWC intermedia 802. El hexano de alta pureza (por ejemplo, que tiene un hexano con una pureza de 40 a 45% en peso) se produce como un corte lateral del segundo lado 808.

La Figura 9 ilustra un sistema 900 para procesar hexano en una unidad de pulido que comprende un reactor de pulido 902, un mezclador 904, tres intercambiadores de calor 906, 908, 910 y una columna de separación de hexano 912, para garantizar que el contenido de benceno del hexano esté en un intervalo deseado. En algunas realizaciones, el hexano se alimenta desde una unidad de isomerización DWC. En la unidad de pulido, el hidrógeno y el hexano crudo se precalientan antes de pasar a través de un adsorbente. El hidrógeno y el hexano crudo se mezclan en el mezclador 904 antes del precalentamiento. El precalentamiento puede incluir calentamiento desde uno o más intercambiadores de calor. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 9, el precalentamiento se puede lograr a través de los intercambiadores de calor 906, 908 y 910. El intercambiador de calor 906 utiliza una salida de la columna de separación de hexano 912 para calentar la alimentación de hidrógeno/hexano crudo. El intercambiador de calor 908 utiliza una salida del reactor de pulido 902 para calentar la alimentación de hidrógeno/hexano crudo. El intercambiador de calor 910 utiliza una fuente de calor adicional (por ejemplo, una alimentación aguas arriba) para calentar la alimentación de hidrógeno/hexano crudo. En diversas realizaciones, uno o más de los intercambiadores de calor 906, 908 y 910 son opcionales. Después de la adsorción, los compuestos ligeros del reactor de pulido 902 se separan del hexano en una columna de separación de hexano 912. El hexano de la columna de separación de hexano 912 puede usarse como fuente de calor en el intercambiador de calor 906, recolectarse como un producto final o usarse como parte de un proceso aguas abajo.

La ventaja de producir hexano, como subproducto de la unidad de isomerización, es que su calidad es muy superior a la producida por el proceso tradicional de extracción con disolventes. El hexano producido a partir de la unidad de isomerización cumple con las especificaciones para hexanos de grado alimentario, farmacéutico y polimérico. Además, el coste de producción de hexano, como subproducto de la unidad de isomerización, es mucho menor que el coste del hexano producido mediante el proceso de extracción con disolventes.

Ejemplos

Las Tablas 1-6 a continuación demuestran diversos parámetros operativos para procesos y sistemas convencionales y procesos y sistemas de la presente divulgación que utilizan DWC.

Tabla 1

Tabla 2

Tabla 3

Tabla 4

Tabla 5

Tabla 6

El término “sustancialmente” se define como en gran medida, pero no necesariamente en su totalidad, lo que se especifica (e incluye lo que se especifica; por ejemplo, sustancialmente 90 grados incluye 90 grados y sustancialmente paralelo incluye paralelo), como lo entiende una persona con experiencia ordinaria en la técnica. En cualquier realización divulgada, los términos “sustancialmente”, “aproximadamente”, “en general”, “alrededor de” y similares pueden sustituirse por “dentro de [un porcentaje] de” lo que se especifica, donde el porcentaje incluye 0,1, 1, 5 y 10 por ciento.

La divulgación anterior describe características de varias realizaciones para que los expertos en la técnica puedan comprender de mejor manera los aspectos de la divulgación. Los expertos en la técnica deberían apreciar que pueden utilizar fácilmente la divulgación como base para diseñar o modificar otros procesos y estructuras para llevar a cabo los mismos propósitos y/o lograr las mismas ventajas de las realizaciones introducidas en la presente memoria descriptiva. El alcance de la invención debe estar determinado únicamente por el lenguaje de las reivindicaciones a continuación. El término “que comprende” dentro de las reivindicaciones pretende significar “ incluyendo al menos” de modo que la lista de elementos citada en una reivindicación sea un grupo abierto. Los términos “un”, “uno”, “una”, “el”, “la” y otros términos singulares pretenden incluir sus formas plurales a menos que sean específicamente excluídos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de producción de hexano, comprendiendo el procedimiento producir, como un subproducto a partir de una unidad de isomerización C<5>-C<6>, hexano que tiene un contenido de benceno de < 3 ppm en peso, un contenido de azufre de < 0,5 ppm en peso y un contenido de n-hexano de > 40% en peso, en el que el procedimiento comprende:

producir una alimentación de isomerato estable en una unidad de isomerización C<5>-C<6>; alimentar dicha alimentación de isomerato estable al primer lado de una columna de pared divisoria, comprendiendo dicha columna de pared divisoria una pared divisoria que divide la columna de pared divisoria al menos parcialmente en un primer lado y un segundo lado, con un lado del primer y segundo lados configurado para operar como una columna deisohexanizadora y el otro lado del primer y segundo lados configurado para operar como una columna de hexano para producir hexano;

producir una alimentación de hexano desde el segundo lado de la columna de pared divisoria; y alimentar la alimentación de hexano e hidrógeno a un mezclador de una unidad de hidrogenación de benceno conectada con la columna de pared divisoria para formar una mezcla de hexano-hidrógeno, precalentar la mezcla de hexano-hidrógeno,

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el precalentamiento comprende:

intercambiar calor entre la mezcla de hexano-hidrógeno y una alimentación desde la columna de separación en un primer intercambiador de calor; y

intercambiar calor entre la mezcla de hexano-hidrógeno y la corriente de salida del reactor de pulido en un segundo intercambiador de calor.

3. El procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que la pared divisoria de la columna de pared divisoria no se extiende sobre toda la altura de la columna de pared divisoria, de modo que la columna de pared divisoria comprende una porción con el primer lado y el segundo lado estando divididos por la pared divisoria dispuesta entre los mismos, y una o dos porciones adicionales no estando divididas por la pared divisoria.

4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la pared divisoria es una pared divisoria superior situada en la porción superior de la columna de pared divisoria y el primer lado es una primera sección de fraccionamiento y el segundo lado es una segunda sección de fraccionamiento.

5.El procedimiento según la reivindicación 4, que además comprende:

un primer condensador superior en comunicación fluida con la primera sección de fraccionamiento; un segundo condensador superior en comunicación fluida con la segunda sección de fraccionamiento, y

un hervidor en comunicación fluida con una sección inferior de la columna de pared divisoria.

6. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la pared divisoria es una pared divisoria inferior situada en la porción inferior de la columna de pared divisoria y el primer lado es una primera sección de fraccionamiento y el segundo lado es una segunda sección de fraccionamiento.

7. El procedimiento según la reivindicación 6, que además comprende:

un primer hervidor en comunicación fluida con la primera sección de fraccionamiento, preferentemente un hervidor de termosifón;

un segundo hervidor en comunicación fluida con la segunda sección de fraccionamiento, preferentemente un hervidor de termosifón, y

una sección de rectificación común en comunicación fluida con la porción superior de la columna de pared divisoria.

8. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la pared divisoria es una pared divisoria intermedia situada en la porción media de la columna de pared divisoria y el primer lado es una primera sección de fraccionamiento y el segundo lado es una segunda sección de fraccionamiento.

9. El procedimiento según la reivindicación 8, que además comprende un hervidor de termosifón configurado para recibir un producto de fondo de la columna de pared divisoria y un sistema superior configurado para recibir un producto ligero de la columna de pared divisoria.