Conversión catalítica de compuestos aromáticos policíclicos en xilenos.

Un procedimiento para trans-alquilación de compuestos aromáticos que comprende poner en contacto una corriente de alimentación que comprende naftaleno y compuestos aromáticos C11 con un catalizador en condiciones de trans-alquilación para producir una corriente de producto que comprende compuestos aromáticos C8

, comprendiendo el catalizador un material de soporte ácido sólido y un componente de metal seleccionado del grupo que consiste en: platino, paladio, níquel, estaño, plomo, iridio, germanio, renio o una combinación de los mismos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2005/009367.

Solicitante: UOP LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 25 EAST ALGONQUIN ROAD DES PLAINES, IL 60017-5017 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BOLDINGH,EDWIN P, MAHER,GREGORY F, NEGIZ,ANTOINE, MODICA,FRANK S.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de hidrocarburos a partir de hidrocarburos... > C07C5/22 (por isomerización (con hidrogenación simultánea C07C 5/13))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de hidrocarburos a partir de hidrocarburos... > C07C6/12 (exclusivamente en hidrocarburos que contienen un ciclo aromático de seis miembros)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de hidrocarburos a partir de hidrocarbonos... > C07C4/24 (por escisión de un enlace alifático-alifático de compuestos alifáticos poliaril-sustituidos, p. ej. por escisión del difenil-1,4 butano para obtener estireno)

PDF original: ES-2463680_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Conversión catalítica de compuestos aromáticos policíclicos en xilenos.

Antecedentes de la invención Esta invención se refiere a conversión catalítica de hidrocarburos, y más específicamente, al uso de un catalizador para conversión de compuestos aromáticos policíclicos más pesados tales como naftaleno y compuestos aromáticos de 11 átomos de carbono en compuestos aromáticos más ligeros tales como compuestos aromáticos de 6, 7, 8 y 9 átomos de carbono. El catalizador comprende un soporte ácido sólido con un componente de hidrogenación de metal y el catalizador trata de manera eficaz compuestos aromáticos pesados mientras que también convierte compuestos aromáticos más ligeros mediante trans-alquilación en especies de xileno deseables.

Los isómeros de xilenos, para-xileno, meta-xileno y orto-xileno, son compuestos intermedios importantes que encuentran aplicación amplia y variada en síntesis químicas. El para-xileno en la oxidación proporciona ácido tereftálico, que se usa en la fabricación de fibras textiles y resinas sintéticas. El meta-xileno se usa en la fabricación de plastificantes, colorantes azoicos, conservantes de la madera, etc. El orto-xileno es materia prima para la producción de anhídrido ftálico.

Las corrientes de isómeros de xileno de reformado catalítico u otras fuentes en general no equiparan las proporciones de demanda como compuestos intermedios químicos y comprenden además etilbenceno, que es difícil separar o convertir. El para-xileno en particular es un compuesto intermedio químico principal con demanda rápidamente creciente, pero asciende a sólo 20 a 25% de una corriente de compuestos aromáticos de 8 átomos de carbono típica. Entre los hidrocarburos aromáticos, la importancia total de los xilenos compite con la del benceno como una materia prima para compuestos químicos industriales. Ni los xilenos ni el benceno se producen a partir de petróleo por el reformado de nafta en volumen suficiente para satisfacer la demanda y es necesaria la conversión de otros hidrocarburos para aumentar el rendimiento de los xilenos y benceno. Con frecuencia se desalquila tolueno (C7) para producir benceno (C6) o se desproporciona de manera selectiva para producir benceno y compuestos aromáticos de 8 átomos de carbono de los que se recuperan los isómeros de xileno individuales.

Un objetivo actual de muchos complejos aromáticos es aumentar el rendimiento de xilenos y desenfatizar la producción de benceno. La demanda está creciendo más rápido para derivados de xileno que para derivados de benceno. Las modificaciones de refinería se están efectuando para reducir el contenido en benceno de la gasolina en los países industrializados, que aumentará el suministro de benceno disponible para satisfacer la demanda. El benceno producido a partir de procedimientos de desproporcionamiento con frecuencia no es suficientemente puro para ser competitivo en el mercado. Un mayor rendimiento de xilenos a expensas de benceno es así un objetivo favorable y los procedimientos para trans-alquilar compuestos aromáticos de 9 átomos de carbono y tolueno se han comercializado para obtener altos rendimientos de xileno.

La patente de EE.UU. A-4.341.914 desvela un procedimiento de trans-alquilación sobre mordenita usando tolueno y compuestos aromáticos C9+, donde se retira indano como un veneno de alimentación fresca por destilación. La patente de EE.UU. A-4.857.666 desvela un procedimiento de trans-alquilación sobre mordenita y sugiere modificar la mordenita por desactivación por vapor o incorporación de un modificador de metal en el catalizador.

La patente de EE.UU. A-5.763.720 desvela un procedimiento de trans-alquilación para conversión de hidrocarburos C9+ en xilenos y compuestos aromáticos C10+ mezclados sobre un catalizador que contiene zeolitas ilustrado en una lista que incluye sílice amoría-alúmina, MCM-22, ZSM-12 y zeolita beta, donde el catalizador contiene además un metal del Grupo VIII tal como platino.

La patente de EE.UU. A-5.942.651 desvela un procedimiento de trans-alquilación en presencia de catalizadores que contienen dos zeolitas. La primera zeolita se selecciona del grupo que consiste en: MCM-22, PSH-3, SSZ-25, ZSM12 y zeolita beta. La segunda zeolita contiene ZSM-5 y se usa para reducir el nivel de calderas conjuntas saturadas en la preparación de un producto bencénico.

La patente de EE.UU. A-5.952.536 desvela un procedimiento de trans-alquilación usando un catalizador que comprende una zeolita seleccionada del grupo que consiste en: SSZ-26, AI-SSZ-33, CIT-1, SSZ-35 y SSZ-44. El catalizador también comprende un metal de hidrogenación suave tal como níquel o paladio y se puede usar para convertir compuestos aromáticos con al menos un grupo alquilo incluyendo benceno.

La patente de EE.UU. A-6.060.417 desvela un procedimiento de trans-alquilación usando un catalizador basado en mordenita con un diámetro de partícula zeolítica particular y con una corriente de alimentación limitada a una cantidad específica de compuestos aromáticos pesados que contienen etilo. El catalizador contiene metal níquel o renio.

La patente de EE.UU. 6.486.372 B1 desvela un procedimiento de trans-alquilación usando un catalizador basado en mordenita desaluminada con una alta relación de sílice a alúmina que también contiene al menos un componente de metal. La patente de EE.UU. 6.613.709 B1 desvela un catalizador para trans-alquilación que comprende estructura de zeolita tipo NES y renio.

La patente de EE.UU. 6.815.570 desvela un procedimiento para usar el catalizador según el cual el catalizador trans-alquila de manera eficaz compuestos aromáticos C7, C9 y C10 a compuestos aromáticos C8.

Se han desvelado muchos tipos de soportes y elementos para uso como catalizadores en procedimientos para trans-alquilar diversos tipos de compuestos aromáticos más ligeros en xilenos. Sin embargo, los solicitantes han encontrado que incluso se pueden convertir compuestos aromáticos policíclicos más pesados en compuestos aromáticos más ligeros y se convierten además en xilenos mediante más rutas de trans-alquilación convencionales. El indano y componentes C10+, tales como naftalenos, se habían considerado previamente como precursores de coque en tecnologías de trans-alquilación convencionales, pero los solicitantes han encontrado un catalizador y un procedimiento para convertir estos componentes en una gran extensión y que permite tratar compuestos aromáticos pesados de bajo valor en compuestos aromáticos ligeros, de alto valor, con especificaciones de prefraccionamiento de corrientes de alimentación menos rigurosas.

Sumario de la invención Un objeto principal de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la trans-alquilación de hidrocarburos alquilaromáticos. Más específicamente, el procedimiento de la presente invención se refiere a convertir hidrocarburos aromáticos con conversión mejorada de componentes aromáticos pesados tales como naftaleno e indano. Esta invención se basa en el descubrimiento de que un catalizador a base de un material ácido sólido junto con un componente de metal presenta alta eficacia para conversión cuando se pone en contacto en condiciones de trans-alquilación.

De acuerdo con esto, una amplia realización de la presente invención es un procedimiento para trans-alquilación de indano y compuestos aromáticos C10+ a compuestos aromáticos C8 sobre un catalizador. El catalizador tiene un componente ácido sólido tal como mordenita, mazzita, zeolita beta, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, zeolita de topología MFI, zeolita de topología NES, EU-1, MAPO-36, MAPSO-31, SAPO-5, SAPO-11, SAPO-41 y sílicealúmina. El catalizador también tiene un componente de metal.

En otra realización,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para trans-alquilación de compuestos aromáticos que comprende poner en contacto una corriente de alimentación que comprende naftaleno y compuestos aromáticos C11 con un catalizador en condiciones de trans-alquilación para producir una corriente de producto que comprende compuestos aromáticos C8, comprendiendo el catalizador un material de soporte ácido sólido y un componente de metal seleccionado del grupo que consiste en: platino, paladio, níquel, estaño, plomo, iridio, germanio, renio o una combinación de los mismos.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el material de soporte ácido sólido se selecciona del grupo que consiste en: mordenita, mazzita, zeolita beta, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, zeolita de topología MFI, zeolita de topología NES, EU-1, MAPO-36, MAPSO-31, SAPO-5, SAPO-11, SAPO-41 y sílice-alúmina y mezclas de los mismos.

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el material de soporte ácido sólido es mordenita y el componente de metal se selecciona del grupo que consiste en: platino, estaño y renio y más preferiblemente el componente de metal es renio presente en una cantidad 0, 01 a 2% en peso.

4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la corriente de alimentación y la corriente de producto se caracterizan además por tener un punto final de destilación de 99, 5% en peso cuando se determina por el método de GC de destilación simulada D-2887 y dicho punto final de destilación de la corriente de producto es menor que dicho punto final de destilación de la corriente de alimentación por al menos 5°C y preferiblemente por al menos 10°C.

5. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que el contenido en naftaleno de la corriente de alimentación es al menos 0, 3% en peso y preferiblemente al menos 0, 5% en peso.

6. El procedimiento según la reivindicación 5, en el que la conversión de naftaleno de la corriente de alimentación es al menos 80% en peso calculado sobre una base de alimentación fresca.

7. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que el catalizador comprende además un aglutinante de óxido inorgánico.

8. El procedimiento según la reivindicación 5, en el que el contenido en indano de la corriente de alimentación es al menos 0, 3% en peso y preferiblemente 0, 5% en peso.

9. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que la conversión de indano de la corriente de alimentación es al menos 50% en peso calculado sobre una base de alimentación fresca y preferiblemente al menos 75% en peso calculado sobre una base de alimentación fresca.

10. El procedimiento según la reivindicación 5, en el que la corriente de alimentación comprende además metilnaftaleno y la conversión del metilnaftaleno de la corriente de alimentación es al menos 50% en peso calculado sobre una base de alimentación fresca.