Proceso para la fabricación de combustible de aviación o mezcla de combustibles para combustibles de aviación de origen biológico.

Un proceso para producir combustibles de aviación o mezcla de combustibles para combustible de aviación

, en donde dicho proceso comprende

una primera etapa de someter una alimentación de aceite, que comprende ácidos grasos y/o ésteres de ácidos grasos de origen biológico y gas hidrógeno, a hidrodesoxigenación a una presión entre 10 y 150 bar, una temperatura entre 200 y 400 °C, en presencia de un catalizador de hidrogenación que comprende un metal seleccionado de los Grupos VIII y/o VIB de Sistema Periódico de Elementos para producir n-parafinas; y una segunda etapa de someter las n-parafinas obtenidas de la primera etapa y el gas hidrógeno a condiciones suficientes para efectuar la isomerización en presencia de un catalizador de isomerización para producir isoparafinas y

separar por destilación las fracciones obtenidas en la segunda etapa en una fracción que ebulle en el intervalo del gas, en una fracción que ebulle en el intervalo de la gasolina, en una fracción que ebulle en el intervalo del combustible de aviación, en una fracción que ebulle en el intervalo del diésel y en una corriente de reciclaje pesada que ebulle a una temperatura desde 290 °C hasta 650 °C a presión atmosférica y

reciclar la fracción de la corriente de reciclaje pesada a una segunda isomerización, concretamente, una reisomerización, donde la isomerización se efectúa en presencia de un catalizador de isomerización.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08159379.

Solicitante: NESTE OIL OYJ.

Nacionalidad solicitante: Finlandia.

Dirección: KEILARANTA 8 02150 ESPOO FINLANDIA.

Inventor/es: LINDQVIST, PETRI, MYLLYOJA,JUKKA, AALTO,PEKKA, ALOPAEUS,VILLE, MARKKANEN,VARPU, HARLIN,ELINA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > CRACKING DE LOS ACEITES DE HIDROCARBUROS; PRODUCCION... > Tratamiento de aceites de hidrocarburos, únicamente... > C10G65/04 (comprendiendo solamente etapas de refino)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > CRACKING DE LOS ACEITES DE HIDROCARBUROS; PRODUCCION... > C10G1/00 (Producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de esquistos, arena petrolífera o materiales sólidos carbonosos no fundidos o materiales similares, p. ej. madera, carbón (recuperación mecánica de aceites a partir de esquistos, arena petrolífera o similares B03B))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > CRACKING DE LOS ACEITES DE HIDROCARBUROS; PRODUCCION... > C10G3/00 (Producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de materiales orgánicos que contienen oxígeno, p. ej. aceites grasos, ácidos grasos (producción a partir de materias carbonosas sólidas no fundidas que contienen oxígeno C10G 1/00))

PDF original: ES-2540063_T3.pdf

 

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Proceso para la fabricación de combustible de aviación o mezcla de combustibles para combustibles de aviación de origen biológico.
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Proceso para la fabricación de combustible de aviación o mezcla de combustibles para combustibles de aviación de origen biológico.

Fragmento de la descripción:

Proceso para la fabricación de combustible de aviación o mezcla de combustibles para combustibles de aviación de origen biológico

Campo de la invención

La presente invención se refiere a la elaboración de componentes de hidrocarburo apropiados como combustible de aviación o combustible para reactores y como mezcla de combustibles para combustibles de aviación. La presente invención también se refiere a un proceso para la elaboración de hidrocarburos a partir de materiales de partida renovables de origen biológico. Particularmente la invención proporciona un proceso alternativo para la elaboración de combustibles de aviación de alta calidad o mezcla de combustibles o componentes para combustibles de aviación, basados en materiales de partida biológicos.

Antecedentes de la invención

Los combustibles de aviación o combustibles para reactores se elaboran tradicionalmente a partir de aceite mineral crudo, el cual generalmente se separa por medio de destilación en una fracción de queroseno de destilación directa que ebulle en el intervalo del combustible de aviación, y si se requiere, seguido por procesos de conversión opcionales como craqueo etc. bien conocidos en la técnica. El queroseno derivado de aceite mineral que cumple con los requisitos de combustible de aviación también puede ser producido por ejemplo mediante el hidroprocesamiento o lavado cáustico de queroseno de destilación directa.

El proceso de Fischer-Tropsch, en donde el monóxido de carbono y el hidrógeno se hacen reaccionar sobre un catalizador que contiene hierro, cobalto, níquel o rutenio para producir una mezcla de hidrocarburos de cadena lineal o ramificada y cantidades más pequeñas de oxigenadores, se utiliza cada vez más para la fabricación de combustibles de aviación. El gas de síntesis utilizado como el material de partida puede obtenerse del carbón, gas natural, biomasa o corrientes de aceite pesado. Las mezclas resultantes, que contienen predominantemente parafinas lineales son fraccionadas, y la fracción que ebulle en el intervalo del combustible de aviación se separa y se utiliza como un componente en combustibles de turbina de aviación, de acuerdo con lo descrito en el documento WO 2007/110448.

La Patente US 2006/0111599 describe un proceso en donde la materia prima de Fischer-Tropsch de baja temperatura (LTFT) modificada es fraccionada y opcionalmente mezclada para obtener combustible de turbina de aviación con poco azufre. Se obtiene un producto que tiene un punto de ebullición final de aproximadamente 270 °C, que contiene generalmente una mezcla de isoparafinas y n-parafinas.

El documento WO 2007/027955 presenta un método para preparar un producto de hidrocarburo apropiado como combustible para reactores. En el proceso, una materia prima que comprende ácidos grasos C10-C20, que se originan a partir de cualquier fuente de triglicéridos, se somete a descarboxilación térmica, seguido de combinación del producto obtenido con material que contiene olefina, la realización de la metátesis de olefina y después la realización de la deshidrogenación si el producto de metátesis es saturado, seguido con hidrogenación opcional.

El documento WO 2007/027669 enseña un proceso para preparar un producto de hidrocarburo apropiado como combustible para reactores. En dicho proceso una materia prima que comprende ácidos grasos C10-C20, procedente de cualquier fuente de triglicéridos se somete a la electrólisis de Kolbe, produciendo un producto, que es combinado con material que contiene olefina, se lleva a cabo la metátesis de olefina y después se realiza la deshidrogenación si el producto de metátesis es saturado, seguido con la isomerización opcional.

El documento US2008/0052983 divulga un método para la producción de combustible para reactores, comprendiendo dicho proceso las etapas de proporcionar una materia prima de ácidos grasos de cadena media, desoxigenar los ácidos grasos en presencia de un catalizador de desoxigenación para producir aléanos normales e isomerizar los aléanos normales en una etapa de isomerización en presencia de un catalizador de isomerización

Frecuentemente los combustibles de turbina de aviación comprenden mezclas de fracciones y componentes obtenidos utilizando diferentes procesos.

En la patente Fl 100248 se describe un proceso de dos etapas para producir destilado medio, en donde los ácidos grasos y los triglicéridos de ácidos grasos, contenidos en aceites de plantas son hidrogenados a n-parafinas, las cuales son isomerizadas posteriormente a isoparafinas. Un producto de hidrocarburo es obtenido con propiedades de temperatura fría no apropiadas para combustibles de aviación.

Las características típicas de los combustibles de aviación se presentan a continuación. El combustible de aviación es un producto que ebulle en más del 90 % en volumen desde 130 hasta 300 °C (ASTM D86), que tiene una densidad desde 775 hasta 840 kg/m3, preferiblemente desde 780 hasta 830 kg/m3 a una temperatura de 15 °C (ASTM D4052), un punto de ebullición inicial en el intervalo de 130 hasta 160 °C y un punto de ebullición final en el

intervalo de 220 hasta 300 °C (ASTM D86), una viscosidad cinemática a una temperatura de -20 °C en el intervalo de 1,2 hasta 8,0 mm2/s (ASTM D445), un punto de congelación por debajo de -40 °C, preferiblemente por debajo de -47 °C (ASTM D2386) y un punto de inflamación de por lo menos 38 °C (IP 170).

Los requisitos mínimos para la calidad y las propiedades de los combustibles de turbina de aviación se definen en varios estándares. Los requisitos de Jet A-1 en el estándar DEF STAN 91-91 (British Ministry of Defence Standard DEF STAN 91-91/lssue 6 of 8 April 2008 for Turbine Fue!, Aviation Kerosine Type, Jet A-I, NATO code F-35, Joint Service Designation AVTUF!, o versiones actuales en el momento del ensayo) o en la "Lista de verificación" (Aviation Fuel Quality Requirements for Jointly Operated Systems, AFQRJOS), se basan en los requisitos más rigurosos de ASTM D1655, DEF STAN 91-91 y IATA, Material Guía para las Especificaciones de Combustibles de Turbina de Aviación, algunos requisitos de gestión de aeropuertos. Los combustibles de aviación "sem¡sintéticos" fueron aprobados en 1999 según DEF STAN 91-91 y un combustible para reactores completamente sintético fue aprobado en 2008. El combustible de aviación cumple los requisitos de los requisitos de AFORJOS que son referidos como combustibles "Jet A-1 para la lista de verificación" o "Lista de verificación Jet A-1 ".

Pueden aparecer algunos problemas relacionados con el uso de los combustibles de turbina de aviación isoparafínicos con respecto a la lubricidad, estabilidad térmica, estabilidad de oxidación, estabilidad de almacenamiento, características de separación de agua, propiedades anticongelantes y conductividad eléctrica. Por lo tanto frecuentemente son necesarios aditivos apropiados para solucionar dichos problemas. El uso de cómo máximo cinco diferentes aditivos calificados se permite simultáneamente en un combustible de aviación y generalmente desde 1 hasta 3 diferentes aditivos seleccionados de los aditivos aprobados enumerados en DEF STAN 91-91/6 son utilizados en combustibles de aviación.

El aditivo disipador estático (SDA) es siempre requerido para ajustar y mantener la conductividad eléctrica por encima de 50 pS/m durante las condiciones de operación. Es particularmente importante durante las condiciones de reabastecimiento de combustible cuando se utiliza un equipo de reabastecimiento de combustible rápido moderno. El equipo puede provocar la formación de electricidad estática, lo que puede dar lugar a chispas e incluso incendios importantes en el reabastecimiento si la conductividad eléctrica del combustible no es suficiente.

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Reivindicaciones:

1. Un proceso para producir combustibles de aviación o mezcla de combustibles para combustible de aviación, en donde dicho proceso comprende

una primera etapa de someter una alimentación de aceite, que comprende ácidos grasos y/o ásteres de ácidos grasos de origen biológico y gas hidrógeno, a hidrodesoxigenación a una presión entre 10 y 150 bar, una temperatura entre 200 y 400 °C, en presencia de un catalizador de hidrogenación que comprende un metal seleccionado de los Grupos VIII y/o VIB de Sistema Periódico de Elementos para producir n-parafinas; y una segunda etapa de someter las n-parafinas obtenidas de la primera etapa y el gas hidrógeno a condiciones suficientes para efectuar la isomerización en presencia de un catalizador de isomerización para producir isoparafinas

y

separar por destilación las fracciones obtenidas en la segunda etapa en una fracción que ebulle en el intervalo del gas, en una fracción que ebulle en el intervalo de la gasolina, en una fracción que ebulle en el intervalo del combustible de aviación, en una fracción que ebulle en el intervalo del diésel y en una corriente de reciclaje pesada que ebulle a una temperatura desde 290 °C hasta 650 °C a presión atmosférica y

reciclar la fracción de la corriente de reciclaje pesada a una segunda isomerización, concretamente, una reisomerización, donde la isomerización se efectúa en presencia de un catalizador de isomerización.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la segunda etapa comprende al menos dos secciones y las n-parafinas obtenidas de la primera etapa se pasan a la segunda sección de la segunda etapa y se isomerizan y la fracción que ebulle a una temperatura de 290 - 650 °C es reciclada y se pasa a la primera sección de la segunda etapa y se reisomeriza.

3. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado por que la hidrodesoxigenación se realiza a una presión entre 30 y 70 bar y a una temperatura entre 250 y 350 °C.

4. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que en la segunda etapa la isomerización se realiza a una presión entre 10 y 150 bar, una temperatura entre 200 y 500 °C, en presencia de un catalizador de isomerización que comprende un tamiz molecular y/o un metal seleccionado del Grupo VIII de la Tabla Periódica de los Elementos.

5. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por que los ácidos grasos y ásteres de ácidos grasos son de origen biológico y de fuentes renovables seleccionadas de grasas y aceites vegetales, grasas contenidas en plantas cultivadas por medio de manipulación genética, grasas animales, grasas recicladas de la industria alimenticia y grasas y aceites procedentes de procesos que utilizan microbios.