Procedimiento continuo para la alquilación de hidrocarburos.

Procedimiento de alquilación continuo en el que un compuesto que puede alquilarse se hace reaccionar con un agente de alquilación en presencia de un catalizador de alquilación de ácido sólido para formar un alquilato y en el que el catalizador se regenera, realizándose dicho procedimiento en un aparato que comprende una serie de al menos dos reactores que contienen catalizador en una zona A y una serie de al menos dos reactores que contienen catalizador en una zona B, procedimiento en el que

(a) los reactores de la zona A y reactores de la zona B experimentan un ciclo hacia adelante y hacia atrás por zona entre modo de alquilación y modo de regeneración suave,

(b) el modo de alquilación comprende introducir un agente de alquilación en un primer reactor de la zona a través del cual pasa el compuesto que puede alquilarse, hacer reaccionar una parte del compuesto que puede alquilarse con al menos una parte del agente de alquilación para producir un corriente de producto que contiene alquilato, y realizar esta operación al menos una vez más en un reactor aguas abajo en la

misma zona empleando, en lugar de dicho compuesto que puede alquilarse, una corriente que comprende dicha corriente de producto que contiene alquilato que puede haberse sometido o no a una separación intermitente anterior durante la cual se ha retirado una parte del alquilato, para producir un efluente que contiene alquilato en modo de alquilación,

(c) el modo de regeneración suave comprende poner en contacto el catalizador de alquilación de ácido sólido con hidrógeno en cada uno de los al menos dos reactores de la zona,

(d) se recupera el alquilato.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2002/005760.

Solicitante: ALBEMARLE NETHERLANDS B.V..

Inventor/es: VAN BROEKHOVEN, EMANUEL, HERMANUS, SONNEMANS, JOHANNES, WILHELMUS, MARIA, ZUIJDENDORP,STEPHAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > PROCESOS GENERALES DE QUIMICA ORGANICA; SUS APARATOS... > C07B61/00 (Otros procesos generales)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Hidrocarburos saturados acíclicos > C07C9/16 (Hidrocarburos de cadena ramificada)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > PROCESOS GENERALES DE QUIMICA ORGANICA; SUS APARATOS... > Reacciones sin formación ni introducción de grupos... > C07B37/04 (Sustitución)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > PROCESOS GENERALES DE QUIMICA ORGANICA; SUS APARATOS... > Reacciones sin formación ni introducción de grupos... > C07B37/02 (Adición)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de hidrocarburos a partir de hidrocarburos... > C07C2/58 (Procesos catalíticos)

PDF original: ES-2536971_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento continuo para la alquilación de hidrocarburos.

Esta invención se refiere a un procedimiento continuo para la alquilación de hidrocarburos sobre un catalizador de 5 ácido sólido, y más en particular a un procedimiento en el que el catalizador también se regenera.

Dentro del marco de la presente invención, el término alquilación se refiere a la reacción de un compuesto que puede alquilarse, tal como un hidrocarburo saturado o aromático, con un agente de alquilación, tal como una olefina. Sin limitar su alcance, se ilustrará adicionalmente la invención comentando la alquilación de hidrocarburos 10 saturados, en general hidrocarburos saturados ramificados, con una olefina para dar hidrocarburos saturados altamente ramificados con un peso molecular superior.

El documento US 5.523.503 da a conocer la alquilación de hidrocarburos, es decir isobutano, en un aparato que comprende al menos tres reactores. Los reactores experimentan un ciclo entre una zona en la que se realiza la 15 alquilación y una zona en la que se regenera el catalizador. El ciclado de los reactores entre las dos zonas se produce haciendo avanzar periódicamente las ubicaciones en las que la primera corriente de alimentación y la corriente de regenerante entran en el procedimiento de una manera tal como para estimular el movimiento de co-corriente de los lechos de catalizadores con respecto a la dirección del flujo de reactante en fase líquida. En este procedimiento, los puntos de alimentación e inyección de regenerante se mueven a lo largo de los reactores. Un 20 procedimiento de ese tipo requiere muchas válvulas y tuberías. Una segunda desventaja de este procedimiento es la necesidad de la introducción en el aparato de dos corrientes que contienen isobutano separadas: una corriente de alimentación y una corriente de regenerante. Una tercera desventaja es que antes del ciclado de un reactor de la zona de regeneración a la zona de alquilación y viceversa, es necesario lavar el reactor.

La presente invención se refiere a un procedimiento de alquilación continuo en el que un compuesto que puede alquilarse se hace reaccionar con un agente de alquilación en presencia de un catalizador de alquilación de ácido sólido para formar un alquilato y en el que se regenera el catalizador, realizándose dicho procedimiento en un aparato que comprende una serie de al menos dos reactores que contienen catalizador en una zona A y una serie de al menos dos reactores que contienen catalizador en una zona B, procedimiento en el que 30

(a) los reactores de la zona A y reactores de la zona B experimentan un ciclo hacia adelante y hacia atrás por zona entre modo de alquilación y modo de regeneración suave,

(b) el modo de alquilación comprende introducir un agente de alquilación en un primer reactor de la zona a través del 35 cual pasa el compuesto que puede alquilarse, hacer reaccionar una parte del compuesto que puede alquilarse con al menos una parte del agente de alquilación para producir una corriente de producto que contiene alquilato, y realizar esta operación al menos una vez más en un reactor aguas abajo en la misma zona empleando, en lugar de dicho compuesto que puede alquilarse, una corriente que comprende dicha corriente de producto que contiene alquilato que puede haberse sometido o no a una separación intermitente anterior durante la cual se ha retirado una parte del 40 alquilato, para producir un efluente que contiene alquilato en modo de alquilación,

c) el modo de regeneración suave comprende poner en contacto el catalizador de alquilación de ácido sólido con hidrógeno en cada uno de los al menos dos reactores de la zona,

(d) se recupera el alquilato.

La ventaja de este procedimiento es que los reactores en la zona A y la zona B pueden experimentar un ciclo entre el modo de alquilación y el de regeneración tan sólo cambiando algunas válvulas, en lugar de tener que mover los puntos de inyección. Además, en lugar de dos corrientes que contienen compuesto que puede alquilarse separadas, 50 es decir una corriente de alimentación y una corriente de regenerante, sólo se requiere una corriente que contiene hidrocarburo: la corriente que contiene compuesto que puede alquilarse.

La regeneración se realiza en una corriente que comprende hidrocarburo o en reactores aislados. Si se emplea una corriente, el hidrocarburo comprenderá un compuesto que puede alquilarse, o al menos una parte del efluente que 55 contiene alquilato en modo de alquilación. Si se realiza la regeneración en reactores aislados, el alquilato estará presente en los reactores. Este alquilato resulta de cuando los reactores en esta zona funcionan en el modo de alquilación. Se ha descubierto que el alquilato permanece sin convertirse esencialmente cuando está presente durante la regeneración del catalizador con hidrógeno. Por tanto, en este procedimiento no hay necesidad de retirar el alquilato del sistema de reactores antes del ciclado de la regeneración al modo de alquilación. 60

Debe entenderse que durante el funcionamiento en el modo de regeneración puede haber periodos de tiempo en los que el catalizador no está en contacto con hidrógeno. De manera análoga, durante el funcionamiento en el modo de alquilación puede haber periodos de tiempo en los que no se introduce agente de alquilación.

La figura 1 muestra un diagrama esquemático de un aparato adecuado para llevar a cabo el procedimiento según la invención. A modo de ejemplo, esta figura presenta sólo cuatro reactores que contienen catalizador de alquilación de ácido sólido: dos en la zona A y dos en la zona B. Obsérvese que según la invención, el aparato contiene al menos dos reactores en la zona A y al menos dos reactores en la zona B. Configuraciones preferidas son dos reactores en la zona A y dos reactores en la zona B o tres reactores en la zona A y tres reactores en la zona B. Los reactores contienen el catalizador de alquilación de ácido sólido y están equipados con equipo convencional conocido en la 5 técnica para medir la temperatura, la presión y el flujo. El catalizador puede estar presente en cualquier tipo de lecho de catalizador, por ejemplo un lecho fluidizado, un lecho fijo o suspendido en una suspensión. Además, los reactores pueden contener más de un lecho de catalizador. Esto permite el uso en un reactor de lechos de catalizador con diferentes composiciones de catalizador y/o de diferente tamaño. Por ejemplo, el lecho de catalizador más aguas abajo puede ser mayor, es decir contener una mayor cantidad de catalizador, y/o puede contener un catalizador más 10 activo que los lechos de catalizador aguas arriba en el mismo reactor. Esto puede ser útil para alcanzar la conversión completa del agente de alquilación, evitando de ese modo el avance de este compuesto. Cuando se usan al menos dos lechos de catalizador en un reactor, se prefiere que se proporcione cada uno de estos lechos de catalizador con su propia adición de agente de alquilación, de modo que la cantidad total de olefina necesaria en el reactor se extiende sobre varios puntos de inyección. Esto da como resultado razones molares superiores de 15 compuesto que puede alquilarse con respecto a agente de alquilación en el reactor. Los puntos de inyección se ubican debajo de cada uno de los lechos de catalizador, es decir debajo del lecho más aguas arriba y debajo de cada uno de los lechos de catalizador posteriores. Antes de entrar en el lecho de catalizador, el agente de alquilación inyectado se mezcla preferiblemente con el compuesto que puede alquilarse ya presente en el reactor. Alternativamente, es posible usar al menos dos lechos de catalizador en un reactor e inyectar agente de alquilación 20 debajo de cada uno de los lechos de catalizador excepto para el más aguas abajo.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de alquilación continuo en el que un compuesto que puede alquilarse se hace reaccionar con un agente de alquilación en presencia de un catalizador de alquilación de ácido sólido para formar un alquilato y en el que el catalizador se regenera, realizándose dicho procedimiento en un aparato que 5 comprende una serie de al menos dos reactores que contienen catalizador en una zona A y una serie de al menos dos reactores que contienen catalizador en una zona B, procedimiento en el que

(a) los reactores de la zona A y reactores de la zona B experimentan un ciclo hacia adelante y hacia atrás por zona entre modo de alquilación y modo de regeneración suave, 10

(b) el modo de alquilación comprende introducir un agente de alquilación en un primer reactor de la zona a través del cual pasa el compuesto que puede alquilarse, hacer reaccionar una parte del compuesto que puede alquilarse con al menos una parte del agente de alquilación para producir un corriente de producto que contiene alquilato, y realizar esta operación al menos una vez más en un reactor aguas abajo en la 15 misma zona empleando, en lugar de dicho compuesto que puede alquilarse, una corriente que comprende dicha corriente de producto que contiene alquilato que puede haberse sometido o no a una separación intermitente anterior durante la cual se ha retirado una parte del alquilato, para producir un efluente que contiene alquilato en modo de alquilación,

(c) el modo de regeneración suave comprende poner en contacto el catalizador de alquilación de ácido sólido con hidrógeno en cada uno de los al menos dos reactores de la zona,

(d) se recupera el alquilato.

2. Procedimiento continuo según la reivindicación 1, en el que el modo de regeneración suave comprende poner en contacto el catalizador de alquilación de ácido sólido con una parte del efluente que contiene alquilato en modo de alquilación e hidrógeno en el primer reactor de la zona, y realizar esta operación al menos una vez más en un reactor aguas abajo en la misma zona empleando, en lugar de dicha parte del efluente que contiene alquilato en modo de alquilación, el efluente del reactor aguas arriba anterior, para 30 producir un efluente en modo de regeneración, y en el que se recupera el alquilato del efluente en modo de regeneración y de la parte restante del efluente que contiene alquilato en modo de alquilación.

3. Procedimiento continuo según la reivindicación 1, en el que el modo de regeneración suave comprende poner en contacto el catalizador de alquilación de ácido sólido con todo el efluente que contiene alquilato en 35 modo de alquilación e hidrógeno en el primer reactor de la zona, y realizar esta operación al menos una vez más en un reactor aguas abajo en la misma zona empleando, en lugar de dicho efluente que contiene alquilato en modo de alquilación, el efluente del reactor aguas arriba anterior, para producir un efluente en modo de regeneración, y en el que se recupera el alquilato de dicho efluente en modo de regeneración.

4. Procedimiento continuo según la reivindicación 1, en el que el modo de regeneración suave comprende poner en contacto el catalizador de alquilación de ácido sólido con el compuesto que puede alquilarse e hidrógeno en el primer reactor de la zona, y realizar esta operación al menos una vez más en un reactor aguas abajo en la misma zona empleando, en lugar de dicho compuesto que puede alquilarse, el efluente del reactor aguas arriba anterior, para producir un efluente en modo de regeneración, y en el que se 45 recupera el alquilato del efluente que contiene alquilato en modo de alquilación y el efluente en modo de regeneración.

5. Procedimiento continuo según la reivindicación 1, en el que el modo de regeneración suave comprende poner en contacto el catalizador de alquilación de ácido sólido con hidrógeno en cada uno de los al menos 50 dos reactores, reactores que contienen alquilato formado en dichos al menos dos reactores durante su ciclo de funcionamiento anterior en el modo de alquilación, y en el que se recupera el alquilato del efluente que contiene alquilato en modo de alquilación.

6. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 4, en el que el aparato comprende una unidad de separación que 55 separa el compuesto que puede alquilarse del efluente que contiene alquilato en modo de alquilación y del efluente en modo de regeneración, tras lo cual se recircula una corriente que comprende al menos una parte del compuesto que puede alquilarse a la zona que funciona en el modo de alquilación.

7. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que el aparato comprende una unidad de separación que 60 separa el compuesto que puede alquilarse del efluente en modo de regeneración, tras lo cual se recircula una corriente que comprende al menos una parte del compuesto que puede alquilarse a la zona que funciona en el modo de alquilación.

8. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que el aparato comprende una unidad de separación que 65 separa el compuesto que puede alquilarse del efluente que contiene alquilato en modo de alquilación, tras

lo cual se recircula una corriente que comprende al menos una parte del compuesto que puede alquilarse a la zona que funciona en el modo de alquilación.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 2, 4 ó 6, en el que el aparato comprende una unidad de separación que separa el compuesto que puede alquilarse del efluente que contiene alquilato en 5 modo de alquilación y del efluente en modo de regeneración, tras lo cual se recircula una corriente que comprende al menos una parte del compuesto que puede alquilarse a la zona que funciona en el modo de regeneración.

10. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 7, en el que el aparato comprende una unidad de separación que 10 separa el compuesto que puede alquilarse del efluente en modo de regeneración, tras lo cual se recircula una corriente que comprende al menos una parte del compuesto que puede alquilarse a la zona que funciona en el modo de regeneración.

11. Procedimiento según la reivindicación 5 u 8, en el que el aparato comprende una unidad de separación que 15 separa el compuesto que puede alquilarse del efluente que contiene alquilato en modo de alquilación, tras lo cual se recircula una corriente que comprende al menos una parte del compuesto que puede alquilarse a la zona que funciona en el modo de regeneración.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato comprende dos 20 reactores en la zona A y dos reactores en la zona B.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que el aparato comprende una unidad de separación entre los dos reactores en la zona que funciona en el modo de alquilación, en el que puede retirarse una parte del alquilato de la corriente de producto que contiene alquilato. 25

14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que el aparato comprende tres reactores en la zona A y tres reactores en la zona B.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que el aparato comprende una unidad de separación entre 30 el primer y el segundo así como entre el segundo y el tercer reactor en la zona que funciona en el modo de alquilación, en el que puede retirarse una parte del alquilato de la corriente de producto que contiene alquilato.

16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los al menos dos 35 reactores en la zona A y los al menos dos reactores en la zona B comprenden cada uno más de un lecho de catalizador con adición separada de agente de alquilación.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que el lecho de catalizador en el extremo más aguas abajo de la zona que funciona en el modo de alquilación se priva de una adición separada de agente de 40 alquilación.

18. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la frecuencia con la que los reactores de la zona A y los reactores de la zona B experimentan un ciclo hacia atrás y hacia delante entre el modo de alquilación y el modo de regeneración suave oscila entre una vez por 10 horas y 10 veces 45 por hora.

19. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato comprende uno o más reactores que contienen catalizador de alquilación de ácido sólido adicionales que pueden reemplazar a uno o más de los reactores en la zona A o la zona B para permitir que el catalizador en el 50 reactor o reactores reemplazado (s) se sometan a regeneración a alta temperatura.

20. Procedimiento según la reivindicación 19, en el que la regeneración a alta temperatura se realiza a una temperatura en el intervalo d.

42. 873 K.

21. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos un reactor contiene al menos dos lechos de catalizador.

22. Procedimiento según la reivindicación 21, en el que el lecho de catalizador más aguas abajo en el al menos un reactor que contiene al menos dos lechos de catalizador es mayor que los otros lechos de catalizador en 60 el mismo reactor.

23. Procedimiento según la reivindicación 21 ó 22, en el que el lecho de catalizador más aguas abajo en el al menos un reactor que contiene al menos dos lechos de catalizador contiene un catalizador diferente de los otros lechos de catalizador en el mismo reactor. 65

24. Procedimiento según una cualquiera de reivindicacione.

2. 23, en el que se introduce el agente de alquilación en el al menos un reactor a través de al menos dos puntos de inyección.

25. Procedimiento según la reivindicación 24, en el que se sitúa un punto de inyección debajo del lecho de catalizador más aguas arriba en el reactor y los otros puntos de inyección se sitúan debajo de cada uno de 5 los lechos de catalizador posteriores.

26. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el compuesto que puede alquilarse es isobutano y el agente de alquilación comprende alquenos C3-C6.

27. Procedimiento según la reivindicación 26, en el que el agente de alquilación es buteno o una mezcla de butenos.

28. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procedimiento se realiza a una presión en el intervalo de 5-40 bares. 15

29. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura en la zona en modo de alquilación está en el intervalo d.

29. 423 K.

30. Procedimiento según la reivindicación 29, en el que la temperatura, expresada en K, en la zona en modo de 20 regeneración suave no difiere de la temperatura en la zona en modo de alquilación en más del 20%.

31. Procedimiento según la reivindicación 30, en el que la temperatura en la zona en modo de regeneración suave es la misma que la temperatura en la zona en modo de alquilación.