Un proceso para la producción de gasolina de alto índice de octano a partir de una corriente de suministro de hidrocarburo con cortes C4+ que comprende poner en contacto el suministro en condiciones de isomerización,

que comprenden la presencia de hidrógeno con una proporción de hidrógeno a hidrocarburo entre 0,1 y 5, un intervalo de temperatura de 150ºC a 300ºC, una presión total de entre 1 y 40 bar y una velocidad espacial líquida LHSV de entre 0,1 y 30 h-1 en presencia de una composición de catalizador que consiste en óxido de aluminio mixto y óxido de zirconio modificado con el oxianión tungsteno y un componente de hidrogenación/deshidrogenación de un metal del Grupo VIII, caracterizado por que el óxido de zirconio tiene un área superficial por encima de 300 m2/g

Proceso de isomerización de parafinas C₇₊ y catalizador para el mismo.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un proceso catalítico como se describe en la reivindicación 1 para la producción de gasolina de alto índice de octano a partir de una corriente de suministro de hidrocarburo que comprende cortes de hidrocarburo C₄₊ en presencia de una composición de catalizador que comprende óxidos mixtos de aluminio y zirconio modificados con oxianión de tungsteno y un componente de hidrogenación/deshidrogenación de un metal del Grupo VIII.

Las parafinas multi-ramificadas son componentes de mezcla de gasolina ideales que poseen un alto número de octano. Por razones medioambientales, hay una necesidad también de encontrar sustitutos para los componentes aromáticos de la gasolina. Por lo tanto, hay un incentivo para desarrollar un proceso para aumentar el número de octanos de los cortes C₄-C₁₂. Aunque la isomerización de parafinas C₅/C₆ es un proceso habitual en las refinerías, la comercialización de los procesos que incluyen fracciones superiores (hidrocarburos C₇₊) encuentra dificultades significativas dadas por el grado normalmente alto de craqueo a gas.

Un artículo de K. Arata y M. Hino en Proceedings 9th International Congress on Catalysis (1988) describe un catalizador basado en un óxido de metal del Grupo IVB tal como zirconia, en particular, modificado por el oxianión del Grupo VIB; particularmente tungstato y su uso en la isomerización de parafinas.

La Patente de Estados Unidos Nº 5.510.309 proporcionaba un método para preparar un sólido ácido que comprendía un óxido de metal del Grupo IVB modificado con un oxianión de un metal del Grupo VIB. Un ejemplo de este sólido ácido es zirconia modificada con tungstato. Este óxido sólido modificado puede usarse como un catalizador, por ejemplo, para isomerizar parafinas C₄ a C₈. El óxido sólido modificado se prepara por co-precipitación del óxido de metal del Grupo IVB junto con el oxianión del metal del Grupo VIB. El aluminio se menciona simplemente como un material matricial convencional tal como alúmina, sílice-alúmina y sílice, dándose preferencia a la sílice.

El uso de zirconia tungstatada promovido con un metal noble en la isomerización de parafinas se describió en la bibliografía pública - S.L. Soled, S. Miseo, J.E. Baumgartner, W.E. Gates, D.G. Barton y E. Iglesia, en: Proc. 13th Int. Conf. Catal. (The Taniguchi Foundation, Kobe, Japón, 1994) página 17; E. Iglesia, D.G. Barton, S.L. Soled, S. Miseo, J.E. Baumgartner, W.E. Gates, G.A. Fuentes y G.D. Meitzner, Stud. Surf. Sci. Catal. 101 (1996) 533; G. Larsen, E. Lotero, S. Raghavan, R.D. Parra y C.A. Querini, Appl. Catal. A 139 (1996) 201.

Los sistemas de zirconia tungstatada se han descrito frecuentemente como catalizadores para la isomerización de C₅₊. Las siguientes patentes son variaciones de la técnica anterior mencionada anteriormente. El catalizador típicamente contenía óxido de tungsteno en una concentración por debajo del 20% en peso y un componente de hidrogenación es platino. La selectividad de estos materiales no es suficiente para alcanzar rendimientos líquidos por encima del 90% para isomerización de C₇₊ cuando se aproxima a una composición dada por la termodinámica. La Patente de Estados Unidos Nº 5.422.327 describe una composición de catalizador de un metal del Grupo VIII incorporado en un soporte que consiste en zirconia, estando impregnado adicionalmente dicho soporte con una mezcla de sílice y óxido de tungsteno y su uso en la isomerización de parafinas. La Patente de Estados Unidos Nº 5.648.589 reivindica un proceso de isomerización catalítica que comprende poner en contacto un suministro de C₅₊ en condiciones de isomerización con una composición de catalizador que consiste en un metal del Grupo VIII y un soporte de zirconia impregnado con óxido de tungsteno y sílice. La Patente de Estados Unidos Nº 5.780.382 proporciona un método para preparar un sólido ácido que comprende un óxido de metal del Grupo IVB modificado con un oxianión de un metal del Grupo VIB. La Patente de Estados Unidos Nº 5.837.641 describe una reacción de isomerización sobre zirconia tungstatada y el efecto de promoción del agua sobre este catalizador. La Patente de Estados Unidos Nº 6.080.904 describe un proceso de isomerización C₄-C₈ utilizando un catalizador de isomerización con un componente de hidrogenación/deshidrogenación (preferentemente Pt) y con un componente ácido sólido que comprende un óxido de un metal del Grupo IVB modificado con un oxianión de un metal del Grupo VIB.

El documento WO 03/013722 describe compuestos catalíticos de óxidos metálicos modificados con anión para su uso en la isomerización de alcano o alquilo que están dopados con iones metálicos. Los catalizadores contienen óxido de zirconio dopado con, entre otros, Al3+, es decir, un dopante metálico. Los dopantes, por lo tanto, están presentes en su forma metálica en las composiciones de catalizador. El documento US 4.956.519 se refiere a un catalizador para la conversión de hidrocarburos que comprende (1) óxido o hidróxido de un metal del Grupo III o del Grupo IV, por ejemplo, zirconio, (2) óxido o hidróxido de un metal del Grupo V, Grupo VI o Grupo VII, por ejemplo, manganeso y (3) óxido o hidróxido de un metal del Grupo VIII, por ejemplo, hierro. El documento US 3.755.146 describe una isomerización de parafina y un proceso de hidrocraqueo usando bronces metálicos de hidrógeno como catalizadores. El documento WO 97/18892 se refiere a catalizadores súper-ácidos sólidos soportados para la conversión de hidrocarburos, que comprenden una alta área superficial de alúmina y/o material de soporte de sílice y un óxido de metal de transición modificado con anión u oxihidruro incluyendo un metal de hidrogenación promotor activo.

El documento US 4.283.585 describe catalizadores de isomerización de hidrocarburos que comprenden un vehículo de óxido mineral típicamente refractario tal como alúmina y un elemento de halógeno presente en forma combinada, junto con, en el estado libre o combinado: un metal del grupo de platino; un segundo elemento del grupo que consiste en titanio, zirconio, tungsteno y molibdeno; y un haluro metálico tal como AlCl₃. El documento US 5.310.868 menciona una composición de catalizador que comprende mezclas sulfatadas y calcinadas de (1) un soporte que comprende un óxido o hidróxido de un elemento del Grupo IV-A, (2) un óxido o hidróxido de un metal del Grupo VI, VII o VIII, (3) un óxido o hidróxido de un metal del Grupo I-B, II-B, III-A, III-B, IV-B, V-A o VI-A y (4) un metal de la serie de los lantánidos de la Tabla Periódica. La composición de catalizador es útil en la alquilación de compuestos saturados acíclicos con compuestos insaturados acíclicos.

El documento EP 408.318 se refiere a una isomerización en fase líquida de alcanos mediante un catalizador sólido calcinado sulfatado que comprende (1) un óxido o hidróxido de un metal del Grupo III o el Grupo IV, por ejemplo, zirconio, (2) un óxido o hidróxido de un metal del Grupo V, Grupo VI o Grupo VII, por ejemplo, manganeso o molibdeno y (3) un óxido o hidróxido de un metal del Grupo VIII, por ejemplo, hierro o cobalto. El documento US 3.843.748 describe un método para preparar un catalizador de conversión de hidrocarburo proporcionando un material compuesto constituido por alúmina que tiene asociado con el mismo un metal del Grupo VIB u VIII o un compuesto y poniendo en contacto el material compuesto con un sistema activador que comprende oxígeno y un compuesto de fluoruro orgánico que tiene de 2 a 16 átomos de carbono.

Sumario de la invención

La presente invención es un proceso para la producción de gasolina de alto índice de octano que comprende poner en contacto el suministro en condiciones de isomerización, que comprende la presencia de hidrógeno con una proporción de hidrógeno a hidrocarburo entre 0,1 y 5, un intervalo de temperatura de 150ºC a 300ºC, una presión total de entre 1 y 40 bar y una velocidad espacial líquida (LHSV) de entre 0,1 y 30 h^-1 en presencia de una composición de catalizador caracterizado por que la composición de catalizador consiste en óxidos de aluminio mixtos y óxidos de zirconio modificados con oxianión de tungsteno y un componente de hidrogenación/deshidrogenación de un metal del Grupo VIII, teniendo el óxido de zirconio un área superficial por encima de 300 m²/g.

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1. Un proceso para la producción de gasolina de alto índice de octano a partir de una corriente de suministro de hidrocarburo con cortes C₄₊ que comprende poner en contacto el suministro en condiciones de isomerización, que comprenden la presencia de hidrógeno con una proporción de hidrógeno a hidrocarburo entre 0,1 y 5, un intervalo de temperatura de 150ºC a 300ºC, una presión total de entre 1 y 40 bar y una velocidad espacial líquida LHSV de entre 0,1 y 30 h^-1 en presencia de una composición de catalizador que consiste en óxido de aluminio mixto y óxido de zirconio modificado con el oxianión tungsteno y un componente de hidrogenación/deshidrogenación de un metal del Grupo VIII, caracterizado por que el óxido de zirconio tiene un área superficial por encima de 300 m²/g.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el suministro de hidrocarburo contiene al menos un 20% en peso de hidrocarburos C₇₊.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la composición de catalizador en su forma seca consiste en un 10-50% en peso de óxido de tungsteno, 10-40% de óxido de aluminio y el resto son óxidos de zirconio y un metal del Grupo VIII.

4. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el metal del Grupo VIII es platino y/o paladio en una cantidad de entre el 0,01% y el 5%.