Un procedimiento para determinar las características de destilación de un producto líquido de petróleo que contiene una mezcla azeotrópica.

Un procedimiento para producir un producto líquido de petróleo que contiene una mezcla azeotrópica de un componente oxigenado o que contiene nitrógeno y al menos un componente de petróleo que se mezcla,

procedimiento que comprende:

(I) determinar las características de destilación del producto líquido de petróleo por:

(a) determinación de la relación matemática entre los puntos de ebullición de los hidrocarburos entre las temperaturas de ebullición de hidrocarburos mínima y máxima especificadas y la concentración de cada uno de tales hidrocarburos en su azeótropo binario con el componente oxigenado o que contiene nitrógeno;

(b) determinación de la relación matemática entre los puntos de ebullición de los hidrocarburos antes mencionados y los puntos de ebullición de tales azeótropos binarios entre las temperaturas de ebullición mínima y máxima antes mencionadas de los hidrocarburos;

(c) dividir la curva de puntos de ebullición de al menos el único componente de petróleo que se mezcla combinado entre los puntos de ebullición mínimo y máximo antes mencionados de los hidrocarburos en fracciones de destilado estrechas de un porcentaje en volumen para proporcionar así una temperatura de destilación definida para cada tal fracción de destilado de un porcentaje en volumen;

(d) para cada fracción de destilado antes mencionada de porcentaje en volumen de la etapa (c),

(i) de la relación de la etapa (a), determinar la concentración total de hidrocarburos en la fracción de destilado;

(ii) de la concentración total de hidrocarburos de la etapa (d)(i) y comenzando con la fracción de destilado del porcentaje en volumen más bajo, antes mencionada, determinar las cantidades de la mezcla azeotrópica antes mencionada y del componente oxigenado o que contiene nitrógeno en la fracción de destilado en cada tal fracción de destilado de porcentaje en volumen; y

(iii) a partir de la relación de la etapa (b), determinar el punto de ebullición de la mezcla azeotrópica antes mencionada que corresponde a cada tal porcentaje en volumen; y

(e) correlacionar para cada fracción antes mencionada de destilado de porcentaje en volumen la cantidad de mezcla azeotrópica en la fracción de destilado de la etapa (d)(ii) con el punto de ebullición de la etapa (d)(iii), y combinar tales correlaciones para determinar las características de destilación del antes mencionado producto líquido de petróleo; y

(II) mezclar la mezcla azeotrópica y al menos un componente de petróleo que se mezcla para producir el producto líquido de petróleo que tiene unas características de destilación determinadas en la etapa (e).

Un procedimiento para determinar las caracteristicas de destilación de un producto liquido de petr6leo que contiene una mezcla azeotr6pica.

Anteeedentes de la inveneian Esta invención se refiere a un procedimiento para producir un producto liquido de petr6leo que contiene una mezcla azeotr6pica de un componente oxigenado o que contiene nitrógeno y al menos un componente que petr6leo que se mezcla.

Las propiedades de destilación y de presión de vapor Reid de gasolina y gasóleo diesel influyen sobre su comportamiento, como sobre el arranque en frio, el calentamiento y la tendencia a formar depósito y sus emisiones tales como las de evaporación y los gases de salida. 0e hecho, estas caracteristicas de volatilidad son objeto de regulación tanto por la United States Environmental Protection Agency como por los estados que requieren la norma de gasolina ASTM 04814 y/o la norma de gasóleo diesel ASTM 0975. Con el fin de producir gasolina y gasóleo diesel con la mezcla mas económica a la vista de las limitaciones operativas de una refineria, las refinerias usan modelos para predecir las propiedades de las mezclas finales resultantes sobre la base de las propiedades de los stocks de mezclas disponibles. Por tanto, un modelo que predice con precisión las caracteristicas de destilación es una herramienta importante. En particular son importantes los modelos para predecir las caracteristicas de destilación porque los puntos de destilación de gasolina T10, T50 y T90 y el punto de destilación de gasóleo diesel T90 tienen especificaciones dependientes de la estación del ano y la localización geografica. Glindemann y otros, Fluid Phase Equilibria, 1997, vol. 135, pags. 146-167, dan a conocer un procedimiento para describir cuantitativamente el efecto azeotr6pico , suponiendo la destilación de compuestos puros o mezclas azeotr6picas.

Para gasolina y gasóleo diesel convencionales, el modelo de mezcla puede ser relativamente sencillo porque los stocks de mezclas de hidrocarburo se comportan casi idealmente y la presión de vapor de la mezcla sigue la ley de Raoult o lo hace con modificaciones menores. Sin embargo, la presión de vapor de combustibles oxigenados, en particular alcoholes tales como etanol, propanol y butanoles, y esteres, cetonas, eteres, esteralcoholes, cetoalcoholes, eteralcoholes, aldehidos, eteraldehidos, aldehidoalcoholes, etc., son no ideales y, por tanto, los modelos de mezcla para tales combustibles oxigenados no son simples. Los compuestos que contienen nitrógeno, tales como aminas, amidas, nitrilos, nitroesteres, etc. es conocido que forman mezclas no ideales con hidrocarburos y, por tanto, sus modelos de mezcla no son simples. Seria muy deseable desarrollar un modelo de mezcla para predecir con precisión las caracteristicas de destilación para productos de petr6leo que contienen mezclas azeotr6picas.

Sumario de la inveneian La presente invención es un procedimiento para producir un producto liquido de petr6leo que contiene una mezcla azeotr6pica de un componente oxigenado o que contiene nitrógeno y al menos un componente de petr6leo que se mezcla, que comprende: (I) determinar las caracteristicas de destilación del producto liquido de petr6leo por: (a) determinación de la relación matematica entre los puntos de ebullición de los hidrocarburos entre las temperaturas de ebullición de hidrocarburos minima y maxima especificadas y la concentración de cada uno de tales hidrocarburos en su aze6tropo binario con el componente oxigenado o que contiene nitrógeno; (b) determinación de la relación matematica entre los puntos de ebullición de los hidrocarburos antes mencionados y los puntos de ebullición de tales aze6tropos binarios entre las temperaturas de ebullición minima y maxima antes mencionadas de los hidrocarburos; (c) dividir la curva de puntos de ebullición de al menos el unico componente de petr6leo que se mezcla combinado entre los puntos de ebullición minimo y maximo antes mencionados de los hidrocarburos en fracciones de destilado estrechas de un porcentaje en volumen para proporcionar asi una temperatura de destilación definida para cada tal fracción de destilado de un porcentaje en volumen; (d) para cada fracción de destilado antes mencionada de porcentaje en volumen de la etapa (c) , (i) de la relación de la etapa (a) , determinar la concentración total de hidrocarburos en la fracción de destilado; (ii) de la concentración total de hidrocarburos de la etapa (d) (i) y comenzando con la fracción de destilado del porcentaje en volumen mas bajo, antes mencionada, determinar las cantidades de la mezcla azeotr6pica antes mencionada y del componente oxigenado o que contiene nitrógeno en la fracción de destilado para cada tal fracción de destilado de porcentaje en volumen; y (iii) a partir de la relación de la etapa (b) , determinar el punto de ebullición de la mezcla azeotr6pica antes mencionada que corresponde a cada una de tal fracción de destilado de porcentaje en volumen; y (e) para cada fracción de destilado de porcentaje en volumen, correlacionar la cantidad de mezcla azeotr6pica en la fracción de destilado de la etapa (d) (ii) con el punto de ebullición de la etapa (d) (iii) , y combinar tales correlaciones para determinar las caracteristicas de destilación del antes mencionado producto liquido de petr6leo; y (II) mezclar la mezcla azeotr6pica y al menos un componente de petr6leo que se mezcla para producir el producto liquido de petr6leo que tiene unas caracteristicas de destilación determinadas en la etapa (e) .

Breve deseripeian de los dibujos La Figura 1 es una representación de la concentración de cada uno de los hidrocarburos de la Tabla I en su aze6tropo con etanol frente al punto de ebullición de cada uno de tales hidrocarburos.

La Figura 2 es una representación del punto de ebullición del aze6topo con etanol de cada hidrocarburo de la Tabla 1 frente al punto de ebullición de cada uno de tales hidrocarburos.

La Figura 3 es una representación de las caracteristicas de destilación observadas y las caracteristicas de destilación calculadas para una mezcla que contiene gasolina y 10% en volumen de etanol de calidad de combustible.

La Figura 4 es una representación de las caracteristicas de destilación observadas y las caracteristicas de destilación calculadas para una mezcla que contiene 20% en volumen de etanol de calidad de combustible.

La Figura 5 es una representación de las caracteristicas de destilación observadas y las caracteristicas de destilación calculadas para una mezcla que contiene gasolina y 40% en volumen de etanol de calidad combustibles.

La Figura 6 es una representación de las caracteristicas de destilación observadas y de las caracteristicas de destilación calculadas para una mezcla que contiene gasolina y 60% en volumen de etanol de calidad combustibles.

Deseripeian detallada de realizaeiones preferentes Las gasolinas y los aceites combustibles diesel son bien conocidos en la tecnica y generalmente contienen como componente primario una mezcla de hidrocarburos que tienen diferentes puntos de ebullición y tipicamente temperaturas de ebullición a presión atmosferica en el intervalo de aproximadamente 38OC a aproximadamente 223OC para gasolinas y en el intervalo de aproximadamente 183OC a aproximadamente 377OC para gasóleos diesel. Estos intervalos son aproximadamente asi y pueden variar dependiendo de la mezcla real de moleculas de hidrocarburo presente, los aditivos u otros compuestos presentes (si los hay) y las condiciones ambientales. Las gasolinas oxigenadas y los gasóleos diesel son mezclas de un stock de mezclas de gasolina o un stock de gasóleo diesel y uno o varios compuestos oxigenados mas.

Si bien la gasolina o el gasóleo diesel que contiene niveles relativamente altos, por ejemplo, mayores que 1% de nitrógeno no son comunes, se estan produciendo componentes de mezcla de bioderivados que contienen nitrógeno, tales como nitrilos, derivados de aceites vegetales descritos por Western Biofuels, Inc. como "biodiesel de alta energia" (HEB0) , http://www.westernbiofuelsinc.com/index.html. Los componentes de mezcla bioderivados futuros podrian contener cantidades significativas de nitrógeno a causa de su origen biológico. Un modelo de mezcla para estos componentes seria ventajoso para evaluar su efecto sobre las caracteristicas de destilación de mezclas.

Los stocks de mezclas de gasolina y gasóleo se pueden producir a partir de un componente individual tal como el producto de una unidad de alquilación de una refineria u otras corrientes de refineria. Sin embargo, los stocks de mezclas de gasolina y gasóleo... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para producir un producto liquido de petr6leo que contiene una mezcla azeotr6pica de un componente oxigenado o que contiene nitrógeno y al menos un componente de petr6leo que se mezcla, procedimiento que comprende:

(I) determinar las caracteristicas de destilación del producto liquido de petr6leo por:

(a) determinación de la relación matematica entre los puntos de ebullición de los hidrocarburos entre las temperaturas de ebullición de hidrocarburos minima y maxima especificadas y la concentración de cada uno de tales hidrocarburos en su aze6tropo binario con el componente oxigenado o que contiene nitrógeno;

(b) determinación de la relación matematica entre los puntos de ebullición de los hidrocarburos antes mencionados y los puntos de ebullición de tales aze6tropos binarios entre las temperaturas de ebullición minima y maxima antes mencionadas de los hidrocarburos;

(c) dividir la curva de puntos de ebullición de al menos el unico componente de petr6leo que se mezcla combinado entre los puntos de ebullición minimo y maximo antes mencionados de los hidrocarburos en fracciones de destilado estrechas de un porcentaje en volumen para proporcionar asi una temperatura de destilación definida para cada tal fracción de destilado de un porcentaje en volumen;

(d) para cada fracción de destilado antes mencionada de porcentaje en volumen de la etapa (c) ,

(i) de la relación de la etapa (a) , determinar la concentración total de hidrocarburos en la fracción de destilado;

(ii) de la concentración total de hidrocarburos de la etapa (d) (i) y comenzando con la fracción de destilado del porcentaje en volumen mas bajo, antes mencionada, determinar las cantidades de la mezcla azeotr6pica antes mencionada y del componente oxigenado o que contiene nitrógeno en la fracción de destilado en cada tal fracción de destilado de porcentaje en volumen; y

(iii) a partir de la relación de la etapa (b) , determinar el punto de ebullición de la mezcla azeotr6pica antes mencionada que corresponde a cada tal porcentaje en volumen; y

(e) correlacionar para cada fracción antes mencionada de destilado de porcentaje en volumen la cantidad de mezcla azeotr6pica en la fracción de destilado de la etapa (d) (ii) con el punto de ebullición de la etapa (d) (iii) , y combinar tales correlaciones para determinar las caracteristicas de destilación del antes mencionado producto liquido de petr6leo; y

(II) mezclar la mezcla azeotr6pica y al menos un componente de petr6leo que se mezcla para producir el producto liquido de petr6leo que tiene unas caracteristicas de destilación determinadas en la etapa (e)

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el componente oxigenado es un alcohol, un ester, una cetona, un eter, un esteralcohol, un cetoalcohol, un eteralcohol, un aldehido, un eteraldehido o un aldehidoalcohol.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que el componente oxigenado es al menos un alcohol.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que el componente oxigenado es etanol.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el antes mencionado componente oxigenado es etanol y las temperatura de ebullición minima y maxima especificadas del componente hidrocarburo son 35OC y 138OC, respectivamente.

6. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que el componente oxigenado comprende al menos uno entre etanol, un is6mero de propanol o un is6mero de butanol.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el producto liquido de petr6leo es una gasolina.

8. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que el componente oxigenado es una mezcla de uno o varios compuestos oxigenados.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el componente oxigenado es una mezcla de uno o varios alcoholes.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el componente que contiene nitrógeno es una amina, una

amida, un nitrilo, un nitroester, un nitritoester, un compuesto ciclico de nitrógeno, un aminoalcohol, una eteramina, o poliamina.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que el componente que contiene nitrógeno es una mezcla de uno o varios componentes que contienen nitrógeno.

12. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el componente que contiene nitrógeno es una mezcla de uno o varios componentes que contienen nitrógeno y uno o varios componentes oxigenados.