Procedimiento de producción de xilenos por transalquilación de una carga de hidrocarburos alquilaromáticos que tienen al menos 9 átomos de carbono por molécula que comprende

a) la introducción de dicha carga de hidrocarburos alquilaromáticos en la entrada de una primera zona de reacción donde se pone en contacto con al menos un primer catalizador zeolítico,

teniendo los hidrocarburos alquilaromáticos al menos 9 átomos de carbono por molécula que representan al menos el 95% en volumen de dicha carga.

b) la introducción de al menos una parte del efluente obtenido en la etapa a) y una carga que contiene únicamente tolueno puro en la entrada de una segunda zona de reacción que contiene al menos un segundo catalizador zeolítico y

c) la separación de al menos una parte del efluente obtenido en la etapa b)

Procedimiento de transalquilación de hidrocarburos alquilaromáticos realizado en dos zonas de reacción.

La presente invención se refiere al campo de la transformación de hidrocarburos alquilaromáticos que contienen al menos 9 átomos de carbono. Más precisamente, se refiere a un procedimiento de transalquilación de hidrocarburos alquilaromáticos que tienen al menos 9 átomos de carbono por molécula para producir xilenos.

La reacción de transalquilación consiste generalmente en convertir una carga que contiene tolueno e hidrocarburos alquilaromáticos de al menos 9 átomos de carbono para producir una mezcla de xilenos (ortoxileno, metaxileno y paraxileno). También se forma otro compuesto aromático de 8 átomos de carbono, el etilbenceno. El paraxileno presenta un interés industrial real particularmente en la industria textil y conviene separarle de los otros compuestos aromáticos de 8 átomos de carbono. De esta manera, en la salida del reactor de transalquilación, todos los productos formados se introducen en una columna de separación para separar los compuestos de al menos seis átomos de carbono de los compuestos más ligeros. La fracción más pesada se somete a varias separaciones para extraer el benceno y el tolueno después de que el efluente constituido por compuestos de al menos 8 átomos de carbono se introduzca en una columna de separación que permite recuperar en el fondo de la columna una fracción que contiene esencialmente compuestos de al menos nueve átomos de carbono y también una parte del ortoxileno y en el cabezal de la columna una fracción formada por compuestos aromáticos de ocho átomos de carbono (xilenos + etilbenceno), tratándose después esta fracción en etapas de isomerización y de separación del paraxileno. La etapa de separación del paraxileno es mucho más fácil que la proporción de etilbenceno en dicha fracción formada por compuestos aromáticos de 8 átomos de carbono que es más reducida.

Generalmente los procedimientos de transalquilación de hidrocarburos alquilaromáticos descritos en la técnica anterior son procedimientos de lecho fijo. Los rendimientos de dichos procesos dependen por tanto esencialmente de formulaciones que catalíticas seleccionadas así como de la naturaleza de la carga y de las condiciones de funcionamiento.

En la técnica anterior ya se han descrito numerosos catalizadores de transalquilación, y son a base de mordenita, ZSM-5 o también a base de zeolita omega.

Para valorizar cargas aromáticas cada vez más pesadas (que tienen grupos alquilo de más de un átomo de carbono (etilo, propilo...), se han desarrollado formulaciones catalíticas a base de catalizadores compuestos: por ejemplo, la solicitud de patente FRA-A-2.744.650 describe el uso de un catalizador compuesto para la transalquilación de hidrocarburos alquilaromáticos a base de zeolitas de tipo estructural Mordenita y de tipo estructural Mazzita. La patente de Estados Unidos 5.942.651 describe un sistema catalítico que comprende dos composiciones catalíticas distintas y separadas, una a base de zeolita que tiene un índice de tensión comprendido entre 0,5 y 3 y que contiene un metal noble y la segunda a base de zeolita que tiene un índice de tensión comprendido entre 3 y 12 sin metal añadido. La patente de Estados Unidos 5.905.051 describe un sistema catalítico que comprende una primera composición catalítica a base de zeolita Beta promovida por un metal y una segunda composición catalítica a base de zeolita ZSM-5 sobre la cual se impregna un promotor (S, P, Si). La patente de Estados Unidos 5.030.787 describe un catalizador que comprende una zeolita que tiene un índice de tensión comprendido entre 1 y 3, en particular una zeolita MCM-22, ZSM-12 y beta. La patente de Estados Unidos 6.359.184 describe una composición catalítica que comprende una zeolita mordenita en forma H, un soporte seleccionado entre un óxido inorgánico y una arcilla, un compuesto metálico (Pt, Ni) depositado sobre dicho soporte, realizando dicha composición catalítica la transalquilación de hidrocarburos alquilaromáticos de 9 átomos de carbono por molécula de tolueno. En la mayoría de los procedimientos, la carga aromática utilizada está constituida por benceno y/o tolueno por un lado y por otro lado por hidrocarburos aromáticos pesados que tienen al menos 9 átomos de carbono por molécula. El rendimiento de xilenos, producidos mediante dichos procedimientos, merece un mejor desarrollo. Del mismo modo, la presente invención tiene por objeto proporcionar un nuevo procedimiento de transalquilación que conduce a mejores resultados catalíticos con respecto a los obtenidos por los procedimientos de la técnica anterior, particularmente en términos de rendimiento de xilenos.

Resumen e interés de la invención

El objeto de la presente invención consiste en un procedimiento de producción de xilenos por transalquilación de una carga de hidrocarburos alquilaromáticos que tienen al menos 9 átomos de carbono por molécula que comprende:

El procedimiento de acuerdo con la presente invención se revela muy eficaz para la transalquilación de hidrocarburos alquilaromáticos AC₉⁺ (es decir de al memos 9 átomos de carbono por molécula), porque permite tratar cargas que contienen una gran cantidad de aromáticos pesados AC₉⁺, pudiendo contener estos aromáticos pesados una gran proporción de AC₁₀⁺. De esta manera, pueden valorizarse cargas AC₉⁺ que contienen al menos el 5% y hasta el 25% en peso, y aún más de AC₁₀⁺. Como ejemplos, pueden citarse de manera no exhaustiva, los dimetiletilbencenos, dietilbencenos, propiletilbencenos... La firma solicitante ha descubierto de manera sorprendente que la introducción de una carga AC₉⁺, desprovista de benceno y/o de tolueno o presente (presentes) en estado de trazas, en una primera zona de reacción y la introducción de tolueno puro en una segunda zona de reacción, situada aguas abajo de dicha primera zona conduce a una mejora del rendimiento de xilenos con respecto al obtenido por los procedimientos anteriores en los que la carga AC₉⁺ y el tolueno se introducen simultáneamente mezclados en una misma carga. Por otro lado, también se ha descubierto de manera muy sorprendente y ventajosa que, en comparación con los procedimientos conocidos, el procedimiento de acuerdo con la invención permite reducir la cantidad de catalizador necesaria para realizar la reacción de transalquilación manteniendo al mismo tiempo resultados catalíticos satisfactorios, particularmente en términos de rendimiento de xileno.

Descripción de la invención

El objeto de la presente invención consiste un procedimiento de producción de xilenos por transalquilación de una carga de hidrocarburos alquilaromáticos que tienen al menos 9 átomos de carbono por molécula que comprende:

La instalación que permite realizar el procedimiento de transalquilación de acuerdo con la invención comprende al menos dos zonas de reacción distintas, conteniendo cada una al menos un catalizador zeolítico. Cada una de dichas zonas de reacción...

1. Procedimiento de producción de xilenos por transalquilación de una carga de hidrocarburos alquilaromáticos que tienen al menos 9 átomos de carbono por molécula que comprende

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 en el que las condiciones operativas en dicha primera zona de reacción y dicha segunda zona de reacción son tales que la temperatura está comprendida entre 250 y 650ºC, la presión está comprendida entre 1 y Mpa, la velocidad espacial de alimentación está comprendida entre 0,05 y 20 h^-1 y la proporción molar H₂/hidrocarburos aromáticos está comprendida entre 1 y 30.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 en el que dicho primer catalizador zeolítico y dicho segundo catalizador zeolítico comprenden al menos una zeolita seleccionada del grupo constituido por las zeolitas de tipo estructural MOR, BEA, MFI, EUO, FAU, BOG, TON y NES.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 en el que dicho primer catalizador zeolítico y/o dicho segundo catalizador zeolítico comprende al menos una zeolita IM-5.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4 en el que dicho primer catalizador zeolítico y dicho segundo catalizador zeolítico comprenden una misma y una sola zeolita.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5 en el que dicha zeolita es una zeolita de tipo estructural MFI.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4 en el que dicho primer catalizador zeolítico difiere de dicho segundo catalizador zeolítico.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7 en el que dicho primer catalizador zeolítico comprende al menos una zeolita que presenta canales cuya abertura se define por un anillo de 10 átomos de oxígeno y dicho segundo catalizador zeolítico comprende al menos una zeolita que presenta canales cuya abertura se define por un anillo de 10 átomos de oxígeno y al menos una zeolita que presenta al menos canales o bolsas laterales cuya abertura se define por un anillo de 12 átomos de oxígeno.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 en el que la zeolita que presenta canales cuya abertura se define por un anillo de 10 átomos de oxígeno se selecciona entre las zeolitas ZSM-5, IM-5 y ZSM-22 y la zeolita que presenta al menos canales o bolsas laterales cuya abertura se define por un anillo de 12 átomos de oxígeno se selecciona entre las zeolitas beta, Y, mordenita, NU-87, ITQ-23 y EU-5 y la boggsita.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 en el que dicho primer catalizador zeolítico y/o dicho segundo catalizador zeolítico comprende/comprenden al menos un metal seleccionado del grupo constituido por metales de los grupos IIIA, VIB, VIIB y VIII.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 en el que el metal es el renio.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 en el que en la etapa a) se utiliza un primer catalizador zeolítico que comprende al menos un primer metal seleccionado del grupo constituido por los metales de los grupos IIIA, VIB y VIIB y VIII y en la etapa b) un segundo catalizador zeolítico que comprende al menos un segundo metal, diferente de dicho primer metal, y seleccionado del grupo constituido por los metales de los grupos IIIA, VIB, VIIB y VIIII.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12 en el que dicho primer catalizador zeolítico y/o dicho segundo catalizador zeolítico contienen azufre.