Un procedimiento para hidrocraquear un material de alimentación hidrocarbonado para formar destilados medios en presencia de hidrógeno a temperatura y presión elevadas de 260-430ºC y 5-20 MPa,

caracterizado porque el material de alimentación hidrocarbonado se hidrocraquea para formar un destilado medio con un bajo contenido en componentes aromáticos que tiene un contenido en compuestos aromáticos y una temperatura de fluidez crítica menor que la de la misma fracción contenida en el material de alimentación hidrocarbonado, comprendiendo el procedimiento poner en contacto el material de alimentación con un catalizador que comprende un componente de hidrogenación sobre un soporte de catalizador que comprende 1 a 15% en peso de zeolita beta y 1 a 15% en peso de zeolita Y, con un tamaño de celdillas unitario por debajo de 24,40 Å y una relación molar de SiO2:Al2O3 de al menos 15, teniendo la zeolita beta una relación de sílice-alúmina de al menos 250

Procedimiento de conversión de hidrocarburos y catalizador

CAMPO TÉCNICO

Esta invención se refiere al refino de hidrocarburos del petróleo para formar productos de mayor utilidad y mayor valor en comparación con el material de alimentación.

La conversión de hidrocarburos en productos útiles ha sido puesta en práctica durante muchos años utilizando materiales catalíticos. En los últimos años se ha encontrado que el uso de catalizadores que contienen materiales de zeolita es, en muchos casos, superior a los catalizadores que contienen materiales de óxidos inorgánicos amorfos tales como alúmina, sílice-alúmina y similares. Se ha encontrado que muchos materiales zeolíticos son útiles como catalizadores, pero, dependiendo del proceso específico, se ha encontrado que son particularmente ventajosas zeolitas tales como Y, X. omega, ZSM-5, beta y L.

Esta invención se refiere a composiciones catalíticas útiles para las reacciones de hidrocraqueo de hidrocarburos. La invención se refiere, además de ello, al uso de composiciones catalíticas que comprenden específicamente zeolitas beta modificadas y zeolitas Y modificadas, que proporcionan un comportamiento reforzado en las reacciones de conversión de hidrocarburos, especialmente en la conversión de material de alimentación hidrocarbonado en destilados medios.

Los refinadores de petróleo producen frecuentemente productos deseables tales como gasolina y destilados medios mediante hidrocraqueo catalítico de hidrocarburos de elevado punto de ebullición para dar hidrocarburos producto de un peso molecular medio y un punto de ebullición menores. El hidrocraqueo se consigue generalmente poniendo en contacto, en un recipiente reactor apropiado, un gasóleo u otro material de alimentación hidrocarbonado con un catalizador de hidrocraqueo adecuado bajo condiciones apropiadas, que incluyen una temperatura elevada y una presión elevada y la presencia de hidrógeno, de modo que se obtiene un producto hidrocarbonado que contiene una porción sustancial de un producto deseado con un punto de ebullición en un intervalo especificado tal como, por ejemplo, una gasolina que hierve en el intervalo de 85ºC a 215ºC o un destilado medio que hierve en el intervalo de 150ºC a 425ºC.

Habitualmente, el hidrocraqueo se pone en práctica en un solo recipiente de reacción o en varios en serie utilizando un único catalizador. En un escenario de este tipo, el catalizador no solamente hidrocraquea el material de alimentación hidrocarbonado, sino que simultánea o secuencialmente convierte a los compuestos con contenido en nitrógeno orgánico y azufre orgánico en amoníaco y sulfuro de hidrógeno. También puede tener lugar simultáneamente una cierta isomerización de parafinas normales o próximas a las normales.

El hidrocraqueo también se puede realizar en unión con un hidrotratamiento, habitualmente por un método al que se alude como “operación integral”. En este proceso, el material de alimentación hidrocarbonado, habitualmente un gasóleo con contenido en una proporción sustancial de componentes que hierven por encima de un punto final deseado tal como, por ejemplo, 215ºC en el caso de determinadas gasolinas, se introduce en una zona de hidrotratamiento catalítica, en donde en presencia de un catalizador adecuado tal como una zeolita o un catalizador en partículas y exento de tamices que comprende un componente de metal del Grupo VIII y un componente de metal del Grupo VIB sobre un soporte de catalizador de óxido refractario, poroso e inorgánico, la mayoría de las veces constituido por alúmina y bajo condiciones adecuadas que incluyen una temperatura elevada (p. ej. 250ºC a 540ºC) y una presión elevada (p. ej. 0, 7 a 35 MPa) y con hidrógeno como reaccionante, los componentes de nitrógeno orgánico y los componentes de azufre orgánico contenidos en el material de alimentación se convierten en amoníaco y sulfuro de hidrógeno, respectivamente. Subsiguientemente, todo el efluente separado de la zona de hidrotratamiento se trata en una zona de hidrocraqueo mantenida bajo condiciones adecuadas de temperatura, presión y presión parcial de hidrógeno elevadas y que contiene un catalizador de hidrocraqueo adecuado, de modo que se obtiene una conversión sustancial de componentes de alimentación de elevado punto de ebullición en componentes productos que hierven por debajo del punto final deseado. Habitualmente, las zonas de hidrotratamiento e hidrocraqueo en la operación integral se mantienen en recipientes de reactor separados, pero en ciertas ocasiones puede ser ventajoso emplear un único recipiente de reactor de flujo descendente que contenga un lecho superior de partículas de catalizador de hidrotratamiento y un lecho inferior en partículas de hidrocraqueo. Ejemplos de una operación integral se pueden encontrar en las patentes de EE.UU. Nºs 3.132.087; 3.159.564; 3.655.551; y 4.040.944.

Cuando se utilizan dos catalizadores en dos recipientes separados, es a menudo deseable fraccionar (o separar) los productos del primer reactor (hidrotratamiento) con el fin de separar el amoníaco, sulfuro de hidrógeno e hidrocarburos gaseosos ligeros producidos de la alimentación al reactor de hidrocraqueo. Una separación de este tipo también se puede realizar cuando se utilizan dos catalizadores similares.

En algunos procesos de refino de operación integral y, especialmente, los diseñados para producir gasolina a partir de los gasóleos más pesados, una proporción relativamente elevada de los hidrocarburos producto obtenidos a partir de la operación integral tendrán un punto de ebullición por encima del punto final deseado. Por ejemplo, en la producción de un producto de gasolina que hierve en el intervalo de C4 a 215ºC a partir de un gasóleo que hierve por completo por encima de 300ºC, puede ser a menudo el caso de que una cantidad tan elevada como 30 a 60 por ciento en volumen de los productos obtenidos de la operación integral hiervan por encima de 215ºC. Para convertir estos componentes de elevado punto de ebullición en componentes hidrocarbonados que hiervan por debajo de 215ºC, el refinador de petróleo separa los componentes de elevado punto de ebullición de más de 215ºC de los otros productos obtenidos en la operación integral, habitualmente después de separar primero el amoníaco mediante una operación de lavado con agua, un gas de reciclaje con contenido en hidrógeno mediante separación a alta presión y un gas C1 a C3 de baja BTU (unidades térmicas británicas) con contenido en H2S mediante separación a baja presión. Esta fracción del fondo que hierve a más de 215ºC se somete entonces a una hidrocraqueo adicional mediante el reciclaje al reactor de hidrocraqueo en una operación de una sola etapa o mediante la introducción en una segunda zona de hidrocraqueo en donde tiene lugar todavía una mayor conversión en el producto de C4 a 215ºC deseado.

En el proceso de dos etapas que antecede, las dos zonas de reacción de hidrocraqueo contienen a menudo catalizadores de hidrocraqueo de la misma composición. Un catalizador adecuado para un uso de este tipo se describe como Catalizador A en el Ejemplo 16 de las patentes de EE.UU. nºs 3.897.327 y 3.929.672, catalizador que está constituido por un componente de hidrocraqueo de zeolita Y intercambiado con paladio y estabilizado con vapor de agua. Sin embargo, a pesar de que los catalizadores utilizados en las dos zonas de reacción de hidrocraqueo pueden tener la misma composición y las mismas propiedades catalíticas, las condiciones de hidrocraqueo requeridas en la segunda zona de reacción de hidrocraqueo son menos rigurosas que las que requeridas en la primera. La razón de ello es que el amoníaco no está presente en la segunda zona de reacción de hidrocraqueo (debido al lavado con agua) , mientras que en la primera zona de hidrocraqueo está presente una cantidad importante de amoníaco. Para explicar la diferencia en las condiciones operativas, se piensa que el amoníaco neutraliza o interfiere de otra manera con la acidez de la zeolita en el catalizador de la primera zona de reacción, obligando con ello al refinador a emplear condiciones relativamente rigurosas para la operación tales como, por ejemplo, una temperatura elevada. Por otra parte, en la atmósfera deficiente en amoníaco de la segunda zona de reacción de hidrocraqueo se pueden obtener elevadas conversiones en el producto deseado bajo condiciones relativamente moderadas, a menudo con una temperatura de trabajo de aproximadamente 50ºC a 110ºC menor que la requerida en la primera zona de reacción de hidrocraqueo.

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1. Un procedimiento para hidrocraquear un material de alimentación hidrocarbonado para formar destilados medios en presencia de hidrógeno a temperatura y presión elevadas d.

26. 430ºC y 5-20 MPa, caracterizado porque el material de alimentación hidrocarbonado se hidrocraquea para formar un destilado medio con un bajo contenido en componentes aromáticos que tiene un contenido en compuestos aromáticos y una temperatura de fluidez crítica menor que la de la misma fracción contenida en el material de alimentación hidrocarbonado, comprendiendo el procedimiento poner en contacto el material de alimentación con un catalizador que comprende un componente de hidrogenación sobre un soporte de catalizador que comprende 1 a 15% en peso de zeolita beta y 1 a 15% en peso de zeolita Y, con un tamaño de celdillas unitario por debajo de 24, 40 Å y una relación molar de SiO2:Al2O3 de al menos 15, teniendo la zeolita beta una relación de sílice-alúmina de al menos 250.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la zeolita Y tiene un tamaño de celdillas unitario inferior a 24, 30 Å.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el componente de hidrogenación comprende uno o más componentes seleccionados de níquel, cobalto, molibdeno, wolframio y cromo, sus óxidos y sulfuros.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que el componente de hidrogenación se selecciona de níquel y wolframio, sus óxidos y sulfuros.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el catalizador comprende, además, al menos un componente amorfo seleccionado del grupo que comprende sílice, alúmina, titania, zirconio y sus compuestos binarios y terciarios.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el catalizador se encuentra en forma de una mezcla física de partículas de zeolita beta y zeolita Y.

7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material de alimentación hidrocarbonado ha sido sometido a hidrotratamiento con el fin de reducir el contenido en nitrógeno y azufre orgánicos.