Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España en los últimos 80 años. Clasificación Internacional de Patentes CIP 2013.

PROCESO DE ISOMERIZACION.

Resumen:

Un proceso para la isomerización de una corriente de suministro que comprende hidrocarburos C{sub,5}-C{sub,6} donde el proceso implica cargar hidrógeno

(11, 12) y una corriente de suministro que comprende al menos hidrocarburos C{sub,5}-C{sub,6} normales (10) en una zona de isomerización (14) y poner en contacto dicho hidrógeno y corriente de suministro con un catalizador de isomerización en condiciones de isomerización para aumentar la ramificación de los hidrocarburos de la corriente de suministro y producir una corriente del efluente de isomerización (16) que comprende al menos pentano normal, hexano normal, metilbutano, dimetilbutano y metilpentano. Sin pasar a través de un estabilizador, la corriente del efluente de isomerización se hace pasar a una zona de separación de isohexano (24) para generar al menos una corriente enriquecida en metilbutano y dimetilbutanos (28). La corriente enriquecida en metilbutano y dimetilbutanos (28) se hace pasar a una columna separadora de isomerato (34) para retirar butano e hidrocarburos más ligeros y gases. El resto que contiene el metilbutano y dimetilbutano se recoge para uso, por ejemplo, en mezclas de gasolina.

Solicitante: UOP LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: JOHN G. TOLOMEI, ASSISTANT SECRETARY-PATENT MATTER,P.O. BOX 5017, DES PLAINES, IL.

Inventor/es: RICE, LYNN H.

Fecha de Solicitud: 2 de Marzo de 2006.

Fecha de Publicación de la Concesión: 13 de Enero de 2010.

Fecha de Concesión: 16 de Diciembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes: C07C5/27D2J.

Clasificación PCT: C07C5/27 (..Reorganización de los átomos de carbono en el esqueleto hidrocarbonado [3]), C07C5/13 (..con isomerización simultánea [3]), C07C9/18 (...de cinco átomos de carbono [5]).

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PROCESO DE ISOMERIZACION.
Descripción:

Proceso de isomerización.

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere, en general, a la isomerización de hidrocarburos. Más específicamente, esta invención se refiere a la isomerización de parafinas ligeras usando un catalizador sólido, y a la separación de parafinas muy ramificadas de parafinas menos ramificadas por fraccionamiento.

Para los motores de gasolina modernos se requiere gasolina con un alto índice de octano. Antiguamente era habitual mejorar el índice de octano por medio del uso de diversos aditivos que contenían plomo. Como el plomo se eliminó progresivamente de la gasolina por razones ambientales, los índices de octano se mantuvieron con otros hidrocarburos aromáticos y de baja presión de vapor. Los daños ambientales producidos por la vaporización de hidrocarburos de baja presión de vapor y los riesgos para la salud del benceno presente en los combustibles de los motores llevarán a restricciones adicionales sobre los componentes de mezcla del octano. Por lo tanto, se ha hecho cada vez más necesario reordenar la estructura de los hidrocarburos C5 y C6 usados en las mezclas de gasolina para obtener altos niveles de octano. La isomerización catalítica es un proceso usado de forma generalizada para esta mejora.

La mezcla de gasolina tradicional normalmente incluye hidrocarburos C4 y más pesados que tienen puntos de ebullición menores de 205º (395ºF) a presión atmosférica. Esta serie de hidrocarburos incluye parafinas C4-C6 y especialmente las parafinas normales C5 y C6 que tienen índices de octano relativamente bajos. Los hidrocarburos C4-C6 tienen la mayor susceptibilidad para la mejora del octanaje por la adición de plomo y se mejoraron inicialmente de esta manera. Con la eliminación gradual de los aditivos de plomo, la mejora del octanaje se obtuvo usando isomerización para reordenar la estructura de los hidrocarburos parafínicos en parafinas de cadena ramificada o reformado para convertir los hidrocarburos C6 y más pesados en compuestos aromáticos. Los hidrocarburos C5 normales no se convierten fácilmente en aromáticos, por lo tanto, la práctica común ha sido isomerizar estos hidrocarburos más ligeros en isoparafinas de cadena ramificada correspondientes. Aunque los hidrocarburos C6 y más pesados pueden mejorarse convirtiéndose en aromáticos por medio de hidrociclación, la conversión de los C6 en aromáticos crea especies de mayor densidad y aumenta la producción de gas, conduciendo ambos efectos a una reducción en el volumen de líquido. Además, los problemas sobre la salud relacionados con el benceno probablemente generarán restricciones globales sobre el benceno y posiblemente también sobre los compuestos aromáticos, que algunos consideran precursores de las emisiones de benceno de los tubos de escape. Por lo tanto, se prefiere cambiar las parafinas C6 en una unidad de isomerización para obtener hidrocarburos de isoparafina C6. Por consiguiente, la mejora del octanaje comúnmente usa isomerización para convertir hidrocarburos C6 y de menor punto de ebullición.

El efluente de una zona de reacción de isomerización contendrá al menos una mezcla de parafinas más ramificadas y menos ramificadas, hidrógeno y restos ligeros que contienen de uno a cuatro átomos de carbono. El hidrógeno generalmente se retira en una unidad de separación del producto y se recicla al reactor de isomerización. Tradicionalmente, los restos ligeros se retiran de los productos isomerizados deseados en un estabilizador. Para aumentar adicionalmente el octanaje de los productos de la zona de isomerización, típicamente se reciclan parafinas normales y algunas veces isoparafinas menos ramificadas a la zona de isomerización junto con la corriente de suministro para aumentar la relación entre parafinas menos ramificadas y parafinas más ramificadas que entran en la zona de isomerización. Se conocen varios métodos para tratar el efluente de la zona de isomerización para la recuperación de parafinas normales e isoparafinas monometil-ramificadas para reciclar estas parafinas menos ramificadas a la zona de isomerización.

Los isómeros con un índice de octano relativamente mayor habitualmente se separan de las parafinas normales de índice de octano menor y las parafinas monometil-ramificadas usando una zona de destilación, separación por adsorción o alguna combinación de las mismas. Las disposiciones generales para la separación y reciclado de hidrocarburos C5 y C6 en unidades de isomerización se muestra y describe en las páginas 5-49 a 5-51 de THE HANDBOOK OF PETROLEUM REFINING PROCESSES, editado por Robert A. Meyers, publicado por McGraw-Hill Book Company (1986). La destilación es un método primario para recuperar los isómeros de mayor índice de octano deseados de los isómeros de menor índice de octano, pudiendo reciclarse los isómeros de menor índice de octano a la zona de isomerización.

De forma similar, otra técnica para separar los isómeros de alto índice de octano de los isómeros de menor índice de octano es la separación por adsorción en condiciones de fase líquida. En estos métodos, el efluente de isomerización entra en contacto con un adsorbente sólido que tiene selectividad por parafinas normales para efectuar la adsorción selectiva de parafinas normales y permitir la recuperación de isoparafinas como un producto de alto índice de octano. El contacto del adsorbente que contiene parafina normal con el material desorbente en una etapa de desorción retira las parafinas normales del adsorbente para reciclado a la zona de isomerización. Tanto la corriente que contiene isoparafina como la que contiene parafina normal experimentan una separación para la recuperación del desorbente antes de que las isoparafinas se recuperen como producto y las parafinas normales se reciclen a la zona de isomerización. La adsorción en fase líquida se ha realizado en sistemas de lecho oscilante convencionales como se muestra en el documento US 2.966.528. También se conoce el uso de sistemas de lecho móvil simulado para una adsorción selectiva de parafinas normales y se describe en el documento US 3.755.144. Los sistemas de lecho móvil simulado tienen la ventaja de aumentar la recuperación y pureza de los componentes adsorbidos y no adsorbidos en el efluente de la zona de isomerización para una unidad dada de material adsorbente.

También se conocen bien los procesos de adsorción que usan adsorción en fase de vapor para la separación de parafinas normales y ramificadas. Se describen ejemplos de dichos procesos en los documentos US 4.706.116 y US 4.709.117. Estas referencias muestran el uso de múltiples recipientes adsorbentes y las etapas de adsorción y desorción de las parafinas normales desde un efluente de la zona de isomerización. Además, se muestran también una o más etapas de vaciado o purga de los espacios vacíos que aumentan la recuperación de los hidrocarburos del producto.

Recientes esfuerzos en la separación por adsorción muestran adsorbentes y esquemas de flujo para separar también monometil parafinas de parafinas dimetil-ramificadas. Los documentos US 4.717.784 y US 4.804.402 describen procesos para la isomerización de un suministro de hidrocarburo y el uso de múltiples separaciones por adsorción para generar corrientes de reciclado de parafina normal y de parafina monometil-ramificada. En estos sistemas, el efluente de la zona de isomerización entra en una zona de separación por tamiz molecular que contiene un tamiz de tipo 5 A y un tamiz de tipo ferrierita que adsorben parafinas normales y parafinas monometil-ramificadas, respectivamente. El documento US 4.804.802 describe vapor o hidrógeno como desorbente para desorber las parafinas normales y parafinas monometil-ramificadas de la sección de adsorción y muestra que el vapor o hidrógeno pueden reciclarse con las parafinas normales o parafinas monometil-ramificadas a la zona de isomerización.

Otro método para recuperar los isómeros con alto índice de octano a partir de isómeros de menor índice de octano y parafinas normales usa separación por adsorción seguido de destilación. El documento US 3.755.144 muestra un proceso para la isomerización de un suministro de pentano-hexano y la separación de parafinas normales a partir del efluente de la zona de isomerización. El efluente de la zona de isomerización se separa mediante una zona de separación por tamiz molecular que incluye instalaciones para la recuperación del desorbente a partir de la corriente que contiene parafina normal que se recicla a la zona de isomerización. Una corriente de extracción que contiene isoparafinas se envía a una columna de separación de isohexano, o desisohexanizador, que separa isopentano y dimetilbutano como corriente de producto y proporciona una corriente de reciclado de isohexano que se devuelve a la zona de isomerización.

La presente invención implica un proceso de isomerización que elimina una unidad empleada habitualmente. Específicamente, la presente invención elimina la necesidad de una columna de estabilización para separar los restos ligeros de los productos isomerizados deseados. Las columnas de estabilización se han usado tradicionalmente en procesos de isomerización, véase los documentos US 5.146.037, US 4.831.209, US 5.705.730 y US 5.326.926. En la presente invención, sin embargo, el efluente del reactor de isomerización se pasa a un separador de producto para retirar y reciclar el hidrógeno, y después a una zona de separación que tiene un desisohexanizador, en lo sucesivo llamado separador de isohexano en la descripción, y un separador de isomerato (nafta ligera isomerizada) que retira los restos ligeros y separa el producto de alto índice de octano o mezcla de gasolina del producto de menor índice de octano para reciclar a la zona de isomerización. Se elimina la costosa columna de estabilización y la función del estabilizador se consigue mediante la zona de separación de la invención. La presente invención proporciona un proceso de isomerización que tiene bajos costes de capital y menos costes de instalaciones debido a la eliminación de la columna de estabilización.

Compendio de la invención

La invención es un proceso para la isomerización de una corriente de suministro que comprende hidrocarburos C5-C6, donde el proceso implica cargar hidrógeno y una corriente de suministro que comprende al menos hidrocarburos C5-C6 normales en una zona de isomerización y poner en contacto dicho hidrógeno y corriente de suministro con un catalizador de isomerización en condiciones de isomerización para aumentar la ramificación de los hidrocarburos de la corriente de suministro y producir una corriente de efluente de isomerización que comprende al menos pentano normal, hexano normal, metilbutano, dimetilbutano y metilpentano. Los catalizadores de isomerización pueden ser zeolíticos o un catalizador clorado de platino y alúmina. La corriente del efluente de isomerización se lleva a un separador de producto para separar la corriente rica en hidrógeno de una corriente de producto isomerizado. La corriente de producto isomerizado se hace pasar a un separador de isohexano para separar una corriente de butano y restos ligeros, una corriente de producto isomerato que contiene isómeros de mayor índice de octano, una corriente de reciclado que contiene isómeros de menor índice de octano y una corriente de hidrocarburo pesado que contiene ciclohexano e hidrocarburos que tienen siete o más átomos de carbono. La corriente de producto isomerato se conduce a una columna separadora de isomerato para retirar el butano adicional y los restos ligeros.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un dibujo esquemático del proceso de esta invención cuando se emplea un catalizador de isomerización zeolítico y que incluye la zona de separación del separador de isohexano. El suministro al separador de isomerato se extrae como una corriente de extracción lateral de la columna del separador de isohexano y se muestra un refrigerador opcional en la corriente de cabeza del condensador.

La Figura 2 es un dibujo esquemático del proceso de esta invención cuando se emplea un catalizador de isomerización zeolítico y que incluye la zona de separación del separador de isohexano. El suministro al separador de isomerato es una parte de la corriente de reciclado del condensador de cabeza al separador de isohexano.

La Figura 3 es un dibujo esquemático de una parte de una realización de la zona de separación del separador de isohexano.

La Figura 4 es un dibujo esquemático del proceso de esta invención cuando se emplea un catalizador de isomerización clorado de platino y alúmina y que incluye la zona de separación del separador de isohexano.

Descripción detallada de la invención

Los solicitantes han descubierto que la isomerización de una materia de alimentación que contiene hidrocarburos C5 y C6 puede conseguirse satisfactoriamente con un esquema de proceso menos costoso que el que se usa actualmente en la industria. Específicamente, en un proceso de isomerización que usa un catalizador sólido, la columna de estabilización tradicional puede eliminarse y la separación de los restos ligeros de los productos isomerizados, que se realiza normalmente mediante la columna de estabilización, puede realizarse en la zona de separación del separador de isohexano. Opcionalmente, los metilpentanos de menor índice de octano y el hexano normal pueden reciclarse a la zona de isomerización para aumentar el índice de octano. En general, una materia de alimentación que comprende hidrocarburos C5-C6 se pone en contacto con un catalizador de isomerización en una zona de isomerización en condiciones de isomerización y aumenta de esta manera la ramificación de los hidrocarburos de la materia de alimentación y produce una corriente de efluente de la zona de isomerización que comprende al menos hidrógeno, pentano normal, hexano normal, metilbutano, dimetilbutano y metilpentano, y restos ligeros. El efluente de la zona de isomerización pasa en primer lugar a un separador de producto para retirar y opcionalmente reciclar el hidrógeno. Las colas del separador de producto que contienen los productos isomerizados y restos ligeros se conducen a una zona de separación. Los restos ligeros, una corriente de reciclado, una corriente C7+ y una corriente de producto isomerizado se separan todas ellas en la zona de separación.

Las materias de alimentación que pueden usarse en esta invención incluyen fracciones de hidrocarburo ricas en parafinas normales C4-C6. El término "rico" se define de manera que significa una corriente más de 50% de los componentes mencionados. Una categoría de materias de alimentación son corrientes de parafina normal sustancialmente puras que tienen de 4 a 6 átomos de carbono o una mezcla de dichas parafinas normales sustancialmente puras. Otras materias de alimentación útiles incluyen gasolina natural ligera, nafta ligera de destilación directa, condensado de gasoil, refinados ligeros, reformado ligero, hidrocarburos ligeros, butanos de campo (2-metilbutano) y destilados de destilación directa que tienen puntos finales de destilación de 77ºC (170ºF) y que contienen cantidades sustanciales de parafinas C4-C6. La corriente de suministro puede contener también bajas concentraciones de hidrocarburos insaturados e hidrocarburos que tienen más de 6 átomos de carbono.

El hidrógeno se mezcla con el suministro en una cantidad que dará una proporción entre hidrógeno e hidrocarburo igual a o menor de 0,05 en el efluente de la zona de isomerización cuando funciona sin reciclado de hidrógeno. Se ha descubierto que la proporción entre hidrógeno e hidrocarburo de 0,05 o menor en el efluente proporciona suficiente exceso de hidrógeno para el funcionamiento del proceso. Aunque no se consume hidrógeno neto en la reacción de isomerización, la zona de isomerización tendrá un consumo neto de hidrógeno denominado a menudo requisito de hidrógeno estequiométrico que está asociado con un número de reacciones secundarias que se producen. Estas reacciones secundarias incluyen craqueo y desproporcionado. Otros reactores que también consumirán hidrógeno incluyen olefinas y saturación de aromáticos. Para suministros que tienen un bajo nivel de insaturados, satisfacer los requisitos de hidrógeno estequiométrico requiere una proporción molar entre hidrógeno e hidrocarburo para la corriente de salida de entre 0,01 y 10,0. El hidrógeno en exceso de las cantidades estequiométricas para las reacciones secundarias se mantiene en la zona de reacción para proporcionar buena estabilidad y conversión compensando las variaciones en las composiciones de la corriente de suministro que alteran los requisitos de hidrógeno estequiométrico.

Cuando la proporción entre hidrógeno e hidrocarburo supera 0,10, no es económicamente deseable hacer funcionar el proceso de isomerización sin el reciclado de hidrógeno a la zona de isomerización. Según aumenta la cantidad de hidrógeno que sale de la sección de recuperación del producto, cantidades adicionales de C4 y otros hidrocarburos producto son tomadas por la corriente de gas combustible de la sección de recuperación de producto. El valor del producto perdido o el gasto adicional asociado con las instalaciones de recuperación para evitar la pérdida de producto no justifica que el proceso funcione sin reciclado a proporciones entre hidrógeno e hidrocarburo por encima de 0,10. Sin embargo, cuando se emplea reciclado de hidrógeno, el hidrógeno se mezcla con el suministro en una cantidad que proporcionará una proporción entre hidrógeno e hidrocarburo de 0,01 a 10,0 en el efluente de la zona de isomerización.

El hidrógeno puede añadirse a la mezcla de suministro de cualquier manera que proporcione el control necesario para la adición de pequeñas cantidades de hidrógeno. Los dispositivos de medida y control para este fin son bien conocidos por los especialistas en la técnica. Como práctica actual, se usa una válvula de control para medir la adición de hidrógeno a la mezcla de suministro. La concentración de hidrógeno en la corriente de salida o una de las fracciones de la corriente de salida se controla mediante un control de hidrógeno y en la posición de ajuste de la válvula de control se ajusta para mantener la concentración de hidrógeno deseada. La concentración de hidrógeno en el efluente se calcula basándose en los caudales de efluente total.

El efluente o extracto de la sección de adsorción se pone en contacto en la zona de isomerización con un catalizador de isomerización. Los catalizadores compuestos que pueden usarse en la zona de isomerización incluyen catalizadores de isomerización tradicionales incluyendo catalizadores clorados de platino y alúmina, aluminosilicatos cristalinos o zeolitas, y otros catalizadores de ácido fuerte sólidos tales como zirconia sulfatada y zirconia sulfatada modificada. Las composiciones de catalizador adecuadas de este tipo presentarán actividad de isomerización selectiva y sustancial en las condiciones de operación del proceso.

Como una clase, los catalizadores de aluminosilicato cristalino o zeolita cristalina comprenden tamices moleculares zeolíticos cristalinos que tienen un diámetro de poros aparente suficientemente grande para adsorber neopentano. Es deseable una proporción molar entre sílice y alúmina SiO2:Al2O3 mayor de 3, menor de 60 y preferiblemente comprendida entre 15 y 30. En una forma, la zeolita contendrá un porcentaje equivalente de cationes de metal alcalino y tendrá los tetraedros de AlO4 no asociados con cationes de metal alcalino, no asociados con ningún catión metálico o asociados con cationes metálicos divalentes u otros polivalentes. Normalmente, el tamiz molecular es un tamiz molecular de mordenita que está esencialmente en forma ácida o se convierte en la forma ácida. En los documentos US 3.442.794 y US 3.836.597 se describen con detalle catalizadores de este tipo para isomerización.

Una composición de catalizador zeolítico para uso en la presente invención comprende un metal noble del Grupo VIII, una forma hidrógeno de aluminosilicato cristalino y un óxido inorgánico refractario, teniendo la composición del catalizador una superficie específica de al menos 580 m2/g. Las mejoras significativas en el rendimiento de isomerización se consiguen cuando la superficie específica del compuesto catalítico es de 580 m2/g o superior. Se incorpora un metal del Grupo VIII en el compuesto catalítico para suministrar una función de hidrogenación/deshidrogenación y un metal noble del Grupo VIII particular es platino. El metal noble del Grupo VIII está presente en una cantidad de 0,01 a 5% en peso del compuesto y preferiblemente en una cantidad de al menos 0,15% en peso, pero no mayor de 0,35% en peso. El compuesto catalítico zeolítico puede contener también una cantidad catalíticamente eficaz de un metal promotor tal como estaño, plomo, germanio, cobalto, níquel, hierro, tungsteno, cromo, molibdeno, bismuto, indio, galio, cadmio, cinc, uranio, cobre, plata, oro, tantalio y uno o más metales de tierras raras y mezclas de los mismos. La sílice alúmina formada con hidrógeno tiene también una estructura de red cristalina tridimensional o con poros y canales. Los aluminosilicatos tridimensionales incluyen sílice alúminas tanto sintéticas como de origen natural, tales como faujasitas, que incluyen tipo X, tipo Y, Y ultraestable y similares. El tipo L, tipo omega y la mordenita son ejemplos de aluminosilicatos cristalinos con estructura de poro y canal. La mordenita, en una forma de origen natural o sintético, es una realización, particularmente con una proporción entre sílice y alúmina de al menos 16:1. La forma hidrógeno de aluminosilicato puede estar presente en una cantidad dentro del intervalo de 50 a 99,5% en peso, preferiblemente en el intervalo de 75 a 95% en peso, y un óxido inorgánico refractario puede estar presente en una cantidad dentro del intervalo de 25 a 50% en peso.

Otro catalizador de isomerización adecuado es un catalizador de ácido fuerte sólido que comprende un soporte sulfatado de un óxido o hidróxido de un metal del Grupo IVB (IUPAC 4), preferiblemente óxido o hidróxido de zirconio, al menos un primer componente que es un elemento lantánido o componente de itrio, y al menos un segundo componente que es un componente metálico del grupo del platino. El catalizador contiene opcionalmente un aglutinante de óxido inorgánico, especialmente alúmina. El catalizador se describe con detalle en el documento US 6.706.659 que se incorpora en este documento como referencia en su totalidad.

El material de soporte del catalizador ácido fuerte sólido comprende un óxido o hidróxido del Grupo IVB (IUPAC 4). En una realización, el elemento del Grupo IVB es de zirconio o titanio. El sulfato está compuesto sobre el material de soporte. Un componente de un elemento de la serie de los lantánidos se incorpora en el compuesto por cualquier medio adecuado. El componente de elemento de la serie de los lantánidos puede seleccionarse entre el grupo que consiste en lantano, cerio, praseodinio, neodinio, prometio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio. Las cantidades adecuadas del componente del elemento de la serie de los lantánidos están en el intervalo de 0,01 a 10% en masa en una base elemental del catalizador. Al compuesto catalítico se le añade un componente metálico del grupo del platino por cualquier medio conocido en la técnica para realizar el catalizador de la invención, por ejemplo por impregnación. El componente metálico del grupo del platino puede seleccionarse entre el grupo que consiste en platino, paladio, rutenio, rodio, iridio u osmio. Son adecuadas cantidades en el intervalo de 0,01 a 2% en peso del componente metálico del grupo del platino, en una base elemental.

Opcionalmente, el catalizador se une con un óxido inorgánico refractario. El aglutinante, cuando se emplea, constituye normalmente de 0,1 a 50% en masa, preferiblemente de 5 a 20% en masa del catalizador acabado. El soporte, sulfato, componentes metálicos y aglutinante opcional pueden combinarse en cualquier orden eficaz para preparar un catalizador útil para la isomerización de hidrocarburos. Los ejemplos de proporciones atómicas adecuadas entre lantánido o itrio y un metal del grupo del platino para este catalizador es de al menos 1:1; 2:1 o mayor; y 5:1 o mayor. El catalizador también puede incluir opcionalmente un tercer componente de hierro, cobalto, níquel, renio o mezclas de los mismos. Por ejemplo, el hierro puede estar presente en cantidades que varían de 0,1 a 5% en peso en una base elemental. La producción del catalizador se describe en el documento US 6.706.659 B1, que se incorpora como referencia en su totalidad y no se reproduce en este documento. En una realización de la invención, el catalizador de isomerización de ácido fuerte sólido es zirconia sulfatada o una zirconia sulfatada modificada.

Otra clase de catalizadores de isomerización adecuados para esta invención son los catalizadores clorados de platino y alúmina. El aluminio es preferiblemente una gamma-alúmina anhidra con un alto grado de pureza. El catalizador puede contener también otros metales del grupo del platino. La expresión "metales del grupo del platino" se refiere a metales nobles excluyendo plata y oro, que se seleccionan entre el grupo que consiste en platino, paladio, germanio, rutenio, rodio, osmio e iridio. Estos metales demuestran diferencias de actividad y selectividad de manera que ahora se ha descubierto que el platino es el más adecuado para este proceso. El catalizador contendrá de 0,1 a 0,25% en peso de platino. Pueden estar presentes otros metales del grupo del platino en una concentración de 0,1 a 0,25% en peso. El componente de platino puede existir dentro del compuesto catalítico final como un óxido o haluro o como un metal elemental. Se ha descubierto que la presencia del componente de platino en su estado reducido es la más adecuada para este proceso. El componente de cloruro denominado en la técnica "cloruro combinado" está presente en una cantidad de 2 a 10% en peso con respecto al material de soporte seco. Se ha descubierto que el uso de cloruro en cantidades mayores de 5% en peso es lo más beneficioso para este proceso. El óxido inorgánico comprende preferiblemente alúmina y más preferiblemente gamma-alúmina, beta-alúmina y mezclas de las mismas.

Hay diversas maneras para preparar el compuesto catalítico e incorporar el metal platino y el cloruro al mismo. El método que ha demostrado dar los mejores resultados en esta invención prepara el catalizador impregnando el material de soporte mediante contacto con una solución acuosa de un compuesto que puede descomponerse soluble en agua del metal del grupo del platino. Para conseguir los mejores resultados, la impregnación se realiza sumergiendo el material de soporte en una solución de ácido cloroplatínico. Otras soluciones que pueden usarse incluyen cloroplatinato de amonio, ácido bromoplatínico o dicloruro de platino. El uso del compuesto de cloruro de platino tiene la doble función de incorporar el componente de platino y al menos una cantidad minoritaria del cloruro en el catalizador. Deben incorporarse cantidades adicionales del halógeno en el catalizador por adición o formación de cloruro de aluminio a o sobre la base catalítica de platino-aluminio. Un método alternativo para aumentar la concentración de halógeno en el catalizador compuesto final es usar un hidrosol de aluminio para formar el material de soporte de aluminio de forma que el material de soporte contenga también al menos una parte del cloruro. El halógeno puede añadirse también al material de soporte poniendo en contacto el material de soporte calcinado con una solución acuosa del ácido de halógeno tal como cloruro de hidrógeno.

En general, se sabe que los catalizadores altamente clorados de platino-alúmina de este tipo son muy sensibles a los compuestos que contienen azufre y oxígeno. Por lo tanto, el uso de estos catalizadores requiere que la materia de alimentación carezca relativamente de dichos compuestos. Generalmente se requiere una concentración de azufre no mayor de 0,5 ppm. La presencia de azufre en la materia de alimentación sirve para desactivar temporalmente el catalizador por envenenamiento con platino. La actividad del catalizador puede restaurarse por separación con hidrógeno en caliente del azufre del catalizador compuesto o disminuyendo la concentración de azufre en el suministro de entrada a menos de 0,5 ppm de manera que el hidrocarburo se desorba del azufre que se ha adsorbido en el catalizador. El agua puede actuar para desactivar permanentemente el catalizador retirando el cloruro de alta actividad del catalizador y reemplazándolo por hidróxido de aluminio inactivo. Por lo tanto, el agua, así como los compuestos oxigenados, en particular compuestos oxigenados C1-C5 que pueden descomponerse para formar agua, solamente puede tolerarse en concentraciones muy bajas. En general esto requiere una limitación de los compuestos oxigenados en el suministro a 0,1 ppm o menor. La materia de alimentación puede tratarse por cualquier método que retire el agua y los compuestos de azufre. El azufre puede retirarse de la materia de alimentación por hidro-tratamiento. Se dispone de diversos secadores comerciales para retirar agua de los componentes del suministro. Los procesos de adsorción para la retirada de azufre y agua de las corrientes de hidrocarburo también son bien conocidos por los especialistas en la técnica.

Las condiciones de operación dentro de la zona de isomerización se seleccionan para maximizar la producción de producto isoalcano a partir de los componentes del suministro. Las temperaturas dentro de la zona de reacción normalmente variarán de 40ºC a 235ºC (de 100º a 455ºF). Las temperaturas de reacción menores normalmente favorecen las mezclas en equilibrio de isoalcanos frente a alcanos normales. Las temperaturas menores son particularmente útiles en el procesamiento de suministros compuestos por alcanos C5 y C6 en los que las temperaturas menores favorecen mezclas de equilibrio que tienen la mayor concentración de los isoalcanos más ramificados. Cuando la mezcla de suministro es fundamentalmente alcanos C5 y C6, son adecuadas temperaturas en el intervalo de 60ºC a 160ºC. De esta manera, cuando la mezcla de suministro contiene partes significativas de alcanos C4-C6, las temperaturas de operación más adecuadas están en el intervalo de 145 a 225ºC. La zona de reacción puede mantenerse en un amplio intervalo de presiones. Las condiciones de presión en la isomerización de parafinas C4-C6 varía de 700 KPaa a 7000 KPaa. En otras realizaciones, las presiones para este proceso están en el intervalo de 20 barsg a 30 barsg. La velocidad de suministro a la zona de reacción puede variar también en un amplio intervalo. Estas condiciones incluyen velocidades espaciales horarias líquidas de 0,5 a 12 horas-1, sin embargo, algunas realizaciones tienen velocidades espaciales comprendidas entre 1 y 6 horas-1.

El efluente de la isomerización se procesa para separar los productos isomerizados deseados de hidrógeno, restos ligeros, productos isomerizados de bajo índice de octano y ciclohexano más hidrocarburos pesados que tienen 7 o más átomos de carbono. El esquema de flujo no requiere una columna de estabilización para separar los restos ligeros de los productos isomerizados. Las características específicas de las diferentes realizaciones de la invención se analizan a continuación haciendo referencia a las figuras.

Una realización de la invención se describe con referencia a la Figura 1. La referencia a la disposición específica para esta invención no pretende limitarla a los detalles aquí descritos. Adicionalmente, la Figura 1 es una ilustración esquemática y no muestra numerosos detalles para la disposición del proceso tales como bombas, compresores, válvulas y líneas de reciclado que ya conocen bien los especialistas en la técnica.

La Figura 1 muestra tres zonas de operación primarias, una zona de isomerización, una zona de separador de producto y una zona de separación por fraccionamiento. El suministro reciente del tipo descrito anteriormente se introduce mediante la tubería 10 a la zona de isomerización 14 que contiene catalizador de isomerización zeolítico. La zona de isomerización funciona en las condiciones analizadas anteriormente. El hidrógeno en la tubería 12 se mezcla con el suministro a la zona de isomerización en una cantidad que proporcionará una proporción molar entre hidrógeno e hidrocarburo de 0,01 a 10,0 en el efluente de la zona de isomerización. Si fuera necesario, puede proporcionarse gas de compensación a través de la tubería 11.

La zona de isomerización 14 se muestra como un sistema de un solo reactor. La invención no se restringe a un tipo particular de zona de isomerización. La zona de isomerización puede estar compuesta por cualquier tipo de zona de isomerización que toma una corriente de hidrocarburos C5-C6 de cadena lineal o una mezcla de hidrocarburos de cadena lineal y de cadena ramificada y convierte los hidrocarburos de cadena lineal en la mezcla de suministro en hidrocarburos de cadena ramificada y los hidrocarburos ramificados en hidrocarburos más ramificados aún, produciendo de esta manera un efluente que tiene hidrocarburos de cadena lineal y de cadena ramificada. Una realización alternativa es un sistema de dos reactores con un reactor de primera etapa y un reactor de segunda etapa en la zona de reacción. Para un sistema de dos reactores, el catalizador usado se distribuye entre los dos reactores en cualquier distribución razonable. No es necesario que la reacción se realice en los dos reactores, pero el uso de dos reactores confiere varias ventajas al proceso. El uso de dos reactores y válvulas especializadas permite el reemplazo parcial del sistema catalítico sin cerrar la corriente de la unidad de isomerización. Durante los cortos periodos de tiempo durante los que puede ser necesario el reemplazo del catalizador, todo el flujo de reactivos puede procesarse a través únicamente de un recipiente de reacción mientras que el catalizador se repone en el otro. El uso de dos zonas de reacción ayuda también a mantener temperaturas del catalizador menores. Esto se consigue realizando cualquier reacción exotérmica, tal como hidrogenación de los insaturados, en el primer recipiente, realizando el resto de la reacción en una etapa de reactor final en condiciones de temperatura más favorables. Por ejemplo, el hidrógeno relativamente frío y las mezclas de suministro de hidrocarburo se hacen pasar a través de un intercambiador de suministro de frío que calienta el suministro de entrada contra el efluente desde el reactor final. El suministro desde el intercambiador de suministro frío se lleva al intercambiador de suministro caliente donde el suministro se calienta contra el efluente que sale del primer reactor. El suministro parcialmente calentado del intercambiador de suministro caliente se lleva a través de un intercambiador de entrada que suministra el calor adicional requerido para el suministro y después hacia el primer reactor. El efluente del primer reactor se lleva al segundo reactor después de pasar a través de un intercambiador para proporcionar una refrigeración entre las etapas. El efluente de la zona de isomerización se lleva desde el segundo reactor a través del intercambiador de suministro frío como se ha descrito anteriormente y hacia las instalaciones de separación. En particular, cuando la zona de isomerización incluye una serie de dos reactores, la corriente de suministro entra en primer lugar en un reactor que funciona a una temperatura en el intervalo de 120º a 225ºC y dicho efluente se recupera desde un reactor que funciona a una temperatura en el intervalo de 60º a 160ºC.

El efluente de la zona de isomerización 16 entra en un separador de producto 18 que divide el efluente de la zona de reacción en una corriente de producto 22 que comprende hidrocarburos C4 y más pesados, y una corriente de gas de cabeza 12 que está compuesta por hidrógeno e hidrocarburos más ligeros que incluyen compuestos C3 y compuestos de menor punto de ebullición. El efluente en la tubería 16 puede intercambiar calor con la corriente de suministro 10 antes de hacerse pasar al separador de producto 18. Las condiciones de operación del separador de producto incluyen presiones que varían de 689 a 4137 KPaa (100 a 600 psia). Ciertas realizaciones específicas utilizan presiones de 1379 a 3447 KPaa (200 a 500 psia). Los diseños adecuados para las columnas de rectificación y recipientes de separación adecuados para uso como separador de producto son bien conocidos por los especialistas en la técnica. El separador de producto puede incluir opcionalmente un bucle de precalentamiento a partir del cual se extrae la corriente de productos C4+ (no mostrada). La corriente de gas rica en hidrógeno se lleva a la tubería 12 desde el separador del producto y se recicla usando el compresor de reciclado 20 para combinar con la materia de alimentación de la tubería 10. Si fuera necesario, puede añadirse más hidrógeno adicional a través de la tubería 11. La corriente de productos 22 puede intercambiar calor con otras corrientes como se muestra en la Figura 1 antes de hacerse pasar a la columna del separador de isohexano de la zona de separación.

Tradicionalmente, se emplearía un estabilizador para retirar los gases ligeros y butano de la corriente de productos. En la presente invención, sin embargo, la corriente de productos 22 se dirige a la columna del separador de isohexano 24. La columna del separador de isohexano normalmente funciona a una presión de 138 a 1379 KPaa (de 20 a 200 psia), preferiblemente de 345 a 689 KPaa (de 50 a 100 psia). La columna del separador de isohexano 24 sirve para diversos propósitos. Proporciona una corriente de cabeza 26 que contiene gases ligeros y butano. Durante el funcionamiento de una zona de fraccionamiento que tiene la disposición del separador de isohexano 24, el punto de extracción de la corriente de cabeza 26 está por encima del punto de ebullición de 2,3-dimetilbutano y por debajo del punto de ebullición de butano.

El 2,3-dimetilbutano tiene el mayor índice de octano de los isómeros de dimetilbutano y el butano se considera demasiado ligero para la mezcla de gasolina. Como resultado, se desea una buena división entre la corriente de cabeza 26 y la corriente de extracción lateral superior 28 para maximizar el índice de octano y minimizar la cantidad de material ligero. La cantidad de butano separado de la columna del separador de isohexano variará dependiendo de la cantidad de butano que entra en el proceso.

La corriente de cabeza puede recuperarse para un procesamiento adicional o para usarse como gas combustible. La corriente de cabeza puede hacerse pasar a un condensador de cabeza 23 para generar una corriente de gas de salida 25 que contiene fundamentalmente gases ligeros y butano y una corriente de reciclado 27 que contiene hidrocarburos C5+. La corriente de reciclado 27 se conduce a la columna del separador de isohexano 24. Como algunos hidrocarburos C5+ pueden llevarse al condensador de cabeza 23, el refrigerador opcional 29 puede situarse en la corriente de cabeza del condensador 25 para minimizar la pérdida de hidrocarburos C5+.

Otra elección para minimizar la pérdida de hidrocarburos C5+ en la corriente de cabeza del condensador 25 se muestra en la Figura 2 y emplea un tambor de evaporación instantánea opcional 19 situado entre el separador de producto 18 y la columna del separador de isohexano 24. La corriente de productos del separador de producto en la tubería 22 se introduce al tambor de evaporación instantánea 19 donde el hidrógeno y otros gases se retiran en la corriente de cabeza 21 del tambor de evaporación instantánea. El resto de la corriente 22 se conduce a la columna del separador de isohexano 24. Aunque es posible, generalmente se empleará el refrigerador 29 o el tambor de evaporación instantánea 19, pero no ambos.

Volviendo a la Figura 1, la columna del separador de isohexano 24 proporciona también una corriente de extracción lateral superior de producto 28 que contiene una alta concentración de pentano normal, metilbutano y dimetilbutanos y una corriente de reciclado 30 de C6 de extracción lateral inferior que comprende hexano normal y monometilpentanos. La corriente de extracción lateral superior 28 puede contener también butano y gases ligeros. Los hidrocarburos de índice de octano relativamente mayor, pentano normal, metilbutano y dimetilbutanos presentes en la corriente de extracción lateral superior 28 pueden recuperarse de la columna del separador de isohexano 24 de cualquier manera. Preferiblemente, la corriente de extracción lateral superior 28 sale como una extracción lateral desde una única columna del separador de isohexano 24. Durante el funcionamiento de una zona de fraccionamiento que tiene la disposición del separador de isohexano 24, el punto de extracción para la corriente de extracción lateral superior 28 está por encima del punto de ebullición de 2,3-dimetilbutano y por debajo del punto de ebullición de 2-metilpentano. El 2,3-dimetilbutano tiene el mayor índice de octano de los isómeros de dimetilbutano y el 2-metilpentano tiene un índice de octano relativamente bajo, menor que el 3-metilpentano. Como resultado, se desea una buena división entre la extracción lateral inferior 30 y la corriente de extracción lateral superior 28 para maximizar el índice de octano. Como sólo una estrecha diferencia en el punto de ebullición separa el 2,3-dimetilbutano del 2-dimetilpentano, el separador de isohexano está diseñado para maximizar esta separación.

Opcionalmente, en lugar de la corriente de extracción lateral superior 28, una parte de la corriente 27 puede dirigirse al separador de isomerato 34 como se muestra en la Figura 2. Sin corriente de extracción lateral superior 28, el pentano normal, metilbutano y dimetilbutano se retiran en la corriente de cabeza 26 y se pasan al condensador de cabeza 23. El pentano normal, metilbutano y dimetilbutano se retiran del condensador de cabeza 23 en la corriente de reciclado 27. La corriente de reciclado 27 se divide en dos partes, una parte 29 se conduce al separador de isomerato 34 y el resto se conduce a la columna del separador de isohexano 24.

Volviendo a la Figura 1, los hidrocarburos con índice de octano relativamente menor, hexano normal y monometilpentanos, pueden recuperarse de la zona de separación de isohexano 24 de cualquier manera. Preferiblemente, la corriente de reciclado de C6 sale como una corriente de extracción lateral inferior 30 desde una única columna del separador de isohexano 24. En el funcionamiento de una zona de fraccionamiento que tiene la disposición del separador de isohexano 24, el punto de extracción para la corriente de extracción lateral inferior 30 está por debajo del punto de ebullición de 2,3-dimetilbutano y por encima del punto de ebullición de 2-metilpentano. El 2,3-dimetilbutano tiene el mayor índice de octano de los isómeros de dimetilbutano y el 2-metilpentano tiene un índice de octano relativamente bajo, menor que el 3-metilpentano. Como resultado, se desea una buena separación entre la corriente de extracción lateral inferior 30 y la corriente de extracción lateral superior 28 para maximizar el índice de octano. Como sólo una estrecha diferencia de punto de ebullición separa el 2,3-dimetilbutano del 2-metilpentano, el separador de isohexano está diseñado para maximizar esta separación.

El punto de extracción para la corriente de extracción lateral inferior 30 en la zona de separación de isohexano 24 es particularmente importante para el funcionamiento de este proceso. Debe ajustarse para reciclar esencialmente todo el metilpentano y hexano normal a la zona de isomerización 16. Preferiblemente, la zona de separación de isohexano 24 funcionará con un punto de extracción ajustado al punto de ebullición de ciclohexano. Con un punto de extracción de ciclohexano, una parte sustancial de ciclohexano y todo el metilciclopentano se reciclarán a la zona de isomerización.

Los hidrocarburos más pesados se extraen de la columna del separador de isohexano como una corriente de hidrocarburos pesados 32. Para el separador de isohexano 24 de una sola columna, esta corriente de hidrocarburo pesado se extrae mediante una tubería 32. Cuando se usa una nafta de intervalo de ebullición completo como suministro al proceso, el suministro de hidrocarburo pesado comprenderá una nafta C7+. Esta corriente de cola habitualmente se usará como suministro en una zona de reformado. Un punto de extracción de ciclohexano entre la extracción lateral inferior y la corriente de hidrocarburo pesado introduce partes sustanciales de cualquier ciclohexano en la corriente de hidrocarburo pesado. Dicha operación maximizará la producción de aromáticos a partir de una zona de reformado aguas abajo.

La corriente de extracción lateral superior 28 que contiene pentano normal, metilbutano y dimetilbutanos se hace pasar a una columna del separador de isomerato 34 para retirar la restos ligeros. En la columna del separador de isomerato 34, los restos ligeros, incluyendo butano y gases ligeros, se separan en la cabeza del separador de isomerato 36 que puede combinarse con la corriente de cabeza de la columna del separador de isohexano 26. La mayor parte de productos isomerizados deseados, pentano normal, metilbutano y dimetilbutanos se retiran del separador de isomerato en la corriente de producto isomerato 38. La corriente de producto isomerato puede recogerse o usarse en mezclas de gasolina. La columna del separador de isomerato 34 normalmente funciona a una presión de 138 a 1379 KPaa (de 20 a 200 psia) o de 345 a 689 KPaa (de 50 a 100 psia).

La Figura 3 muestra otra realización en la que la columna del separador de isomerato y la columna del separador de isohexano se combinan usando una separación de manera que el separador de isomerato funciona como una columna dentro de una columna. Haciendo referencia a la Figura 3, la columna 124 está provista con un tabique sustancialmente hermético a fluidos 125 que define la zona 134. La zona 134 funciona como una columna dentro de una columna. El tabique forma dos zonas de fraccionamiento paralelas dentro de la columna 124. La zona 134 está definida por el tabique y el resto del volumen de la columna 124 se denominará zona 123. El tabique no está necesariamente centrado en la columna y las dos zonas de fraccionamiento pueden diferir en forma o área de la sección transversal. Las dos zonas están aisladas entre sí por la altura de esta pared, aunque se comunican en 'el extremo superior de la columna. No hay flujo de vapor o líquido directo entre las dos zonas de fraccionamiento a través del tabique, aunque el extremo superior de la zona 134 está abierto al volumen interno de la columna, la zona 123. El líquido o vapor no puede pasar por debajo del tabique en la parte inferior de la zona 134. De esta manera, el vapor y el líquido pueden moverse libremente alrededor del tabique entre las dos partes de la columna únicamente en los extremos superiores de las zonas 123 y 134. Cada una de las zonas 123 y 134 puede estar equipada con una caldera independiente. En la Figura 3, se muestra la caldera 139 para la zona 134.

El efluente de la zona de separación de producto contiene gases ligeros, butano, 2,3-dimetilbutano, 2,2-dimetilbutano, isopentano, 2-metilpentano, 3-metilpentano, metilciclopentano, ciclohexano y C7+. Para facilitar la descripción, los componentes del efluente de la zona de separación de producto se agruparán de acuerdo con el punto de ebullición, que es el factor principal para determinar su comportamiento en la columna 124. Los componentes que tienen los menores puntos de ebullición se marcarán como A y consistirán en gases ligeros y butano. Los componentes que tengan puntos de ebullición relativamente bajos se marcarán como Grupo B y consistirán en 2,3-dimetilbutano, 2,2-dimetilbutano e isopentano. El Grupo B contiene componentes con alto índice de octano que son productos deseados del proceso de isomerización global. Los componentes con ebullición en un intervalo medio se marcarán como grupo C y contienen 2-metilpentano y 3-metilpentano. El Grupo C contiene componentes con menor índice de octano que pueden reciclarse a la zona de isomerización y no incluirse en el producto final. Los componentes del Grupo C pueden usarse para otros propósitos tales como la desorción de alcanos normales en una zona de adsorción de presión oscilante. La separación y el reciclado de 2-metilpentano y 3-metilpentano dan como resultado un producto final que tiene un índice de octano global alto. Los componentes que tienen puntos de ebullición relativamente altos se marcarán como Grupo D y consistirán en metilciclopentano, ciclohexano y C7+. El Grupo D puede contener también componentes de alto índice de octano y son productos deseados del proceso de isomerización global. Opcionalmente, la corriente que contiene el Grupo A y la corriente que contiene el Grupo D pueden combinarse para formar el producto del proceso de isomerización final de alto índice de octano.

El efluente de la zona de separación del producto se introduce en la columna combinada del separador de isohexano y separador de isomerato 124 en un punto por debajo del tabique 125. Los componentes del Grupo A y los componentes del Grupo B, junto con una parte de los componentes del Grupo C presentes en el efluente de la zona de separación de producto, se conducen hacia arriba en la zona 123. Los componentes del Grupo D menos volátiles se concentran en el líquido de cola que se retira de la columna 124 (como se muestra en la Figura 1, tubería 32). Esta separación se efectúa usando una caldera (como se muestra en la Figura 1, caldera 40) que proporciona vapor a la zona de fraccionamiento no dividida de cola. Los líquidos de cola ricos en Grupo D pueden retirarse o pueden combinarse con la corriente rica en Grupo B de la zona 134 para formar el producto de alto índice de octano del proceso de isomerización global. Los componentes del Grupo C se retiran de la zona 123 en una corriente de extracción lateral inferior (como se muestra en la Figura 1, tubería 30). Los componentes del Grupo C pueden reciclarse a la zona de isomerización para isomerización en componentes que tienen un mayor índice de octano.

Una corriente de extracción lateral superior 128 se extrae de la zona 123 y se hace pasar a la zona 134. La corriente de extracción lateral superior 128 contiene los productos isomerizados deseados, Grupo C. Dentro de la zona 134, los productos deseados se separan de los gases ligeros y butano, que se extraen en la tubería de cabeza 126. La corriente enriquecida en metilbutano y dimetilbutano se extrae en la tubería 138.

La parte superior de la columna es una zona de purificación que está diseñada para separar los componentes del Grupo A de los componentes del Grupo B. La corriente enriquecida en Grupo A se retira de la parte superior de la columna en la tubería de cabeza 126 y se hace pasar a través de un condensador de cabeza (no mostrado) para formar el líquido suministrado al receptor. Una corriente en fase líquida de componentes del Grupo A y el Grupo B se retira del receptor y se divide en una primera parte que se devuelve a la parte superior de la pared de división de la columna de fraccionamiento como corriente de reflujo 141 y una segunda parte que se retira del proceso. Como se usa en este documento, el término "rico" o "enriquecido" pretende significar que una concentración del compuesto indicado, mezcla de compuestos o clase de compuestos es mayor de 50 y preferiblemente mayor de 75% en moles.

La Figura 4 muestra otra realización más de la invención. La Figura 4 muestra tres zonas de operación primarias, una zona de isomerización, una zona de separador de producto y una zona de separación por fraccionamiento. El suministro reciente del tipo descrito anteriormente se hace pasar a través de un secador 408 que se llena con tamiz molecular para retirar agua y se introduce a través de la tubería 410 ala zona de isomerización 414 que contiene catalizador de isomerización clorado de platino y alúmina. El hidrógeno en la tubería 411 se hace pasar a través de un secador 408 que se llena con tamiz molecular para retirar agua y se introduce en la zona de isomerización 414. La zona de isomerización 414 se hace funcionar en las condiciones descritas anteriormente. El hidrógeno en la tubería 411 se mezcla con el suministro de la zona de isomerización en una cantidad que dará una proporción molar entre hidrógeno e hidrocarburo de 0,01 a 10,0 en el efluente de la zona de isomerización.

Como el funcionamiento de la zona de reacción con el catalizador clorado de platino y alúmina requiere también la presencia de una pequeña cantidad de un promotor de cloruro orgánico, se inyecta un cloruro orgánico en la corriente de suministro 410 a través de la tubería de inyección de cloruro 413. El promotor de cloruro orgánico sirve para mantener un alto nivel de cloruro activo en el catalizador, ya que se retiran bajos niveles de manera continua del catalizador mediante el suministro de hidrocarburo. La concentración de promotor en la zona de reacción se mantiene a un valor de 30 a 300 ppm. Un ejemplo de un compuesto promotor es tetracloruro de carbono. Otros compuestos promotores adecuados incluyen cloruros orgánicos que pueden descomponerse sin oxígeno tales como propildicloruro, butilcloruro y cloroformo. La necesidad de mantener los reactivos secos se refuerza por la presencia del compuesto de cloruro orgánico que se convierte en cloruro de hidrógeno. Siempre que las corrientes de proceso se mantengan secas, no habrá ningún efecto negativo de la presencia de cloruro de hidrógeno.

La zona de isomerización 414 se muestra como un sistema de dos reactores con un reactor de primera etapa y un reactor de segunda etapa. Los detalles del sistema de los reactores son como se ha descrito anteriormente. La invención no se restringe a un tipo particular de zona de isomerización. La zona de isomerización puede consistir en cualquier tipo de zona de isomerización que toma una corriente de hidrocarburos de cadena lineal C5-C6 o una mezcla de hidrocarburos de cadena lineal e hidrocarburos de cadena ramificada y convierte los hidrocarburos de cadena lineal presentes en la mezcla de. suministro en hidrocarburos de cadena ramificada y los hidrocarburos ramificados en hidrocarburos más ramificados aún, produciendo de esta manera un efluente que tiene hidrocarburos de cadena ramificada y de cadena lineal.

El efluente de la zona de isomerización 416 se hace pasar a una zona de separación que contiene la columna del separador de isohexano 424. El efluente de la zona de isomerización 416 puede intercambiar calor con otras corrientes como se muestra en la Figura 4, antes de hacerse pasar a la columna del separador de isohexano 424 de la zona de separación. No hay necesidad de una zona de separación de producto, ya que no hay reciclado de hidrógeno. Tradicionalmente, se empleaba un estabilizador antes de la columna del separador de isohexano 424 para retirar gases ligeros tales como cloruro de hidrógeno y butano de la corriente del efluente de isomerización 416. En la presente invención, sin embargo, la corriente del efluente de isomerización 416 se dirige a la columna del separador de isohexano 424 sin emplear un estabilizador.

La columna del separador de isohexano 424 funciona en las condiciones descritas anteriormente, dando como resultado cuatro corrientes diferentes, como se ha descrito anteriormente. La corriente de cabeza 426 contiene gases ligeros, tales como cloruro de hidrógeno y butano, y después del lavado, pueden recuperarse para un procesamiento adicional o para usase como gas combustible. La corriente de cabeza puede hacerse pasar al condensador de cabeza 423 para generar una corriente de gas de salida 425 que contiene fundamentalmente gases ligeros y butano y la corriente de reciclado 427 que contiene hidrocarburos C5+. La corriente de reciclado 427 se conduce a la columna del separador de isohexano 424. La corriente de gas de salida 425 se hace pasar al lavador de gas cáustico 431 para retirar todo el cloruro, dando como resultado un gas de salida sin cloruro en la tubería 433. Como los algunos hidrocarburos C5+ pueden llevarse al condensador de cabeza 423, el refrigerador opcional 429 puede situarse en la corriente de cabeza del condensador 425 para minimizar la pérdida de hidrocarburos C5+.

Otra elección para minimizar la pérdida de hidrocarburos C5+ en la corriente de cabeza del condensador 25 es incorporar un tambor de evaporación instantánea opcional (no mostrado) situado entre la zona de isomerización 414 y la columna del separador de isohexano 424. El efluente de la zona de isomerización en la tubería 416 se introduce en el tambor de evaporación instantánea, donde el hidrógeno y otros gases se retiran en una corriente de cabeza del tambor de evaporación instantánea. El resto de la corriente 414 se conduce a la columna del separador de isohexano 424. Aunque es posible, generalmente se emplearía el refrigerador 429 o el tambor de evaporación instantánea, pero no ambos.

La columna del separador de isohexano 424 proporciona también un producto de corriente de extracción lateral superior 428 que contiene una alta concentración de pentano normal, metilbutano y dimetilbutanos, y una corriente de reciclado 430 de extracción lateral inferior C6 que comprende hexano normal y monometilpentanos. La corriente de extracción lateral superior 428 puede contener también butano y gases ligeros. Los hidrocarburos con índice de octano relativamente mayor, pentano normal, metilbutano y dimetilbutano, en la corriente de extracción lateral superior 428 pueden recuperarse de la columna del separador de isohexano 424 de cualquier manera. Preferiblemente, la corriente de extracción lateral superior 428 sale como una extracción lateral de una única columna del separador de isohexano 424. La corriente de extracción lateral superior 428 se consigue como se ha descrito anteriormente haciendo referencia a la Figura 1.

Los hidrocarburos de índice de octano relativamente menor, hexano normal y monometilpentanos, pueden recuperarse de la zona de separación de isohexano 424 de cualquier manera y se reciclan a la zona de isomerización. Preferiblemente, la corriente de reciclado C6 sale como corriente de extracción lateral inferior 430 desde una única columna del separador de isohexano 424. La corriente de extracción lateral inferior 430 se consigue como se ha descrito anteriormente haciendo referencia a la Figura 1.

Los hidrocarburos más pesados se extraen de la columna del separador de isohexano como una corriente de hidrocarburo pesado 432. Para el separador de isohexano 424 de una sola columna, esta corriente de hidrocarburo pesado se extrae mediante una tubería 432. Cuando se usa una nafta de intervalo completo de ebullición como suministro al proceso, el suministro de hidrocarburo pesado comprenderá una nafta C7+. Esta corriente de cola normalmente se usará como suministro en una zona de reformado. Un punto de extracción de ciclohexano entre la extracción lateral inferior y la corriente de hidrocarburo pesado introduce porciones sustanciales de cualquier ciclohexano en la corriente de hidro-carburo pesado. Dicha operación maximizará la producción de aromáticos desde una zona de reformado aguas abajo.

La corriente de extracción lateral superior 428 que contiene pentano normal, metilbutano y dimetilbutanos se hace pasar a una columna del separador de isomerato 434 para retirar los restos ligeros. En la columna del separador de isomerato 434, los restos ligeros que incluyen butano y gases ligeros se separan en la cabeza del separador de isomerato 436 que puede combinarse con la corriente de cabeza de la columna del separador de isohexano 426. Los productos isomerizados más deseados, pentano normal, metilbutano y dimetilbutanos se retiran del separador de isomerato en la corriente de producto de isomerato 438. La corriente de producto isomerato puede recogerse usarse en mezclas de gasolina. La columna del separador de isomerato 434 normalmente funciona a una presión de 138 a 1379 KPaa (de 20 a 200 psia) o de 345 a 689 KPaa (de 50 a 100 psia).

Opcionalmente, en lugar de la corriente de extracción lateral superior 428, una parte de la corriente 427 puede dirigirse al separador de isomerato 434 como se muestra mediante la línea de puntos 429. Sin la corriente de extracción lateral superior 428, el pentano normal, metilbutano y dimetilbutanos se retiran en la corriente de cabeza 426 y se hacen pasar al condensador de cabeza 423. El pentano normal, metilbutano y dimetilbutanos se retiran del condensador de cabeza 423 en la corriente de reciclado 427. La corriente de reciclado 427 se divide en dos partes, una parte 429 se conduce al separador de isomerato 434 y el resto se conduce a la columna del separador de isohexano 424.

Puede usarse la realización mostrada en la Figura 3, donde la columna del separador de isomerato y la columna del separador de isohexano se combinan usando un tabique de manera que el separador de isomerato funciona como una columna dentro de una columna donde el catalizador es un catalizador clorado de platino y alúmina tal como en la Figura 4, así como donde el catalizador es zeolítico, tal como en las Figuras 1 y 2. La descripción anterior de la Figura 3 es aplicable a la realización de la invención que usa el catalizador clorado de platino y alúmina y donde la columna del separador de isomerato y la columna del separador de isohexano se combinan usando un tabique de manera que el separador de isomerato funciona como una columna dentro de una columna.

El efluente de la zona de isomerización 414 en la tubería 416 contiene gases ligeros, butano, 2,3-dimetilbutano, 2,2-dimetilbutano, isopentano, 2-metilpentano, 3-metilpentano, metilciclopentano, ciclohexano y C,+. Como en el caso anterior, y para los propósitos de análisis, los componentes del efluente de la zona de separación de producto se agrupan de acuerdo con el punto de ebullición, que es el factor principal para determinar su comportamiento en la columna 124. Los componentes que tienen los menores puntos de ebullición

Reivindicaciones:

1. Un proceso para la isomerización de una corriente de suministro que comprende hidrocarburos C5-C6, comprendiendo dicho proceso:

cargar hidrógeno y una corriente de suministro que comprende al menos hidrocarburos C5-C6 normales en una zona de isomerización y poner en contacto dicho hidrógeno y corriente de suministro con un catalizador de isomerización en condiciones de isomerización para aumentar la ramificación de los hidrocarburos de la corriente de suministro y producir una corriente de efluente de isomerización que comprende al menos, butano, pentano normal, hexano normal, metilbutano, dimetilbutanos, metilpentanos e hidrocarburos que tienen siete o más átomos de carbono;

hacer pasar el efluente de la zona de isomerización a una zona de separación de isohexano para separar cuatro corrientes, una corriente de cabeza de la zona de separación de isohexano que comprende al menos butano, una primera corriente de extracción lateral de la zona de separación de isohexano que comprende al menos metilbutano y dimetilbutanos, una segunda corriente de extracción lateral de la zona de separación de isohexano que comprende al menos metilpentanos y hexano normal, y una corriente de colas de la zona de separación de isohexano que comprende al menos hidrocarburos que tienen siete o más átomos de carbono; y

hacer pasar la primera corriente de extracción lateral de la zona de separación de isohexano a una zona de separación de isomerato para separar una corriente de cabeza de la zona de separación de isomerato que comprende al menos butano de una corriente de productos de la zona de separador de isomerato que contiene metilbutano y dimetilbutanos.

2. El proceso de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente hacer pasar el efluente de la zona de isomerización a través de una zona de separación de producto para separar una corriente de cabeza de la zona de separación del producto que contiene hidrógeno de la corriente de efluente de isomerización antes de hacer pasar el efluente de la zona de isomerización a la zona de separación de isohexano y reciclar la corriente de cabeza de la zona de separación de producto a la zona de isomerización.

3. El proceso de la reivindicación 1, en el que la zona de separación de isomerato se define mediante un tabique dentro de la zona de separación de isohexano y funciona como una columna dentro de una columna.

4. El proceso de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente reciclar la segunda corriente de extracción lateral de la zona de separación de isohexano a la zona de isomerización.

5. El proceso de la reivindicación 1, en el que la corriente del efluente de la zona de isomerización entra en la zona de separación de isohexano en un nivel intermedio de la columna a través de un primer punto de entrada, y la primera corriente de extracción lateral de la zona de separación de isohexano se retira en un nivel situado por encima del primer punto de entrada y la segunda corriente de extracción lateral de la zona de separación de isohexano se retira .en un nivel situado por debajo del primer punto de entrada.

6. El proceso de la reivindicación 1, en el que dicha corriente de producto de la zona de separación de isomerato se mezcla en una combinación de gasolina para producir un combustible para motores.

7. El proceso de la reivindicación 1, en el que el efluente de la zona de isomerización contiene hidrógeno y que comprende adicionalmente retirar dicho hidrógeno del efluente de la zona de isomerización antes de hacer pasar el efluente de la zona de isomerización a una zona de separación de isohexano y reciclar el hidrógeno a la zona de isomerización.

8. El proceso de la reivindicación 2, que comprende adicionalmente hacer pasar el efluente de la zona de separación de producto a través de un tambor de evaporación instantánea para separar una corriente de cabeza del tambor de evaporación instantánea que contiene butano e hidrocarburos de menor punto de ebullición y gases, de la corriente del efluente de la zona de separación de producto antes de hacer pasar dicho efluente de la zona de separación de producto a la zona de separación de isohexano.

9. El proceso de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente hacer pasar la corriente de cabeza de la zona de separación de isohexano a un condensador para separar la corriente de cola del condensador, que comprende hidrocarburos C5 y de mayor punto de ebullición, de una corriente de cabeza del condensador, que comprende hidrocarburos C4 y de menor punto de ebullición, donde la corriente de cabeza del condensador se refrigera para minimizar la cantidad de hidrocarburos C5 y de mayor punto de ebullición.

10. El proceso de la reivindicación 1, en el que dicha zona de isomerización incluye una serie de dos reactores, la corriente de suministro entra en primer lugar en un reactor que funciona a una temperatura en el intervalo de 120º a 225ºC y dicho efluente se recupera desde un reactor que funciona a una temperatura en el intervalo de 60º a 160ºC.


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