Un proceso para producir fenil-alcanos, comprendiendo el proceso las etapas de:

a) hacer pasar una corriente de alimentación que contiene parafinas de C8-C28 que tienen 3 ó 4 átomos de carbono primarios y ningún átomo de carbono cuaternario a una zona de isomerización, haciendo funcionar la zona de isomerización en condiciones de isomerización para isomerizar parafinas, y recuperar de la zona de isomerización una corriente de producto isomerizado que comprende parafinas que tienen 3 ó 4 átomos de carbono primarios y ningún átomo de carbono cuaternario;

b) hacer pasar al menos una porción de la corriente de producto isomerizado a una zona de deshidrogenación, haciendo funcionar la zona de deshidrogenación en condiciones de deshidrogenación para deshidrogenar parafinas, en la que las condiciones de deshidrogenación incluyen una temperatura de 400ºC a 900ºC, una presión de 1 kPa(g) a 1013 kPa(g), y una LSHV de 0,1 a 100 h-1, y recuperar de la zona de deshidrogenación una corriente de producto deshidrogenado que comprende monoolefinas y parafinas, en la que las monoolefinas en la corriente de producto deshidrogenado tienen de 8 a 28 átomos de carbono, y en la que al menos una porción de las monoolefinas en la corriente de producto deshidrogenado tienen 3 ó 4 átomos de carbono primarios y ningún átomo de carbono cuaternario;

c) hacer pasar un compuesto fenílico y al menos una porción de la corriente de producto deshidrogenado que comprende monoolefinas a una zona de alquilación, haciendo funcionar la zona de alquilación en condiciones de alquilación para alquilar el compuesto fenílico con monoolefinas en presencia de un catalizador de la alquilación para formar fenil-alcanos que comprenden moléculas que tienen una porción fenílica y una porción alquílica alifática que contiene 8 a 28 átomos de carbono; en la que al menos una porción de los fenil-alcanos formados en la zona de alquilación tienen 2, 3 ó 4 átomos de carbono primarios y ningún átomo de carbono cuaternario excepto por algún átomo de carbono cuaternario enlazado mediante un enlace carbono-carbono con un átomo de carbono de la porción fenílica; y en la que la alquilación tiene una selectividad por 2-fenil-alcanos de 40 a 100 y una selectividad por fenil-alcanos cuaternarios internos menor de 10; en la que el catalizador de la alquilación comprende una zeolita que tiene un tipo de estructura de zeolita seleccionado del grupo que consiste en BEA, MOR, MTW, y NES;

d) recuperar de la zona de alquilación una corriente de producto alquilado que comprende fenil-alcanos y una corriente de reciclaje que comprende parafinas; y

e) hacer pasar al menos una porción de la corriente de reciclaje a la zona de isomerización o a la zona de deshidrogenación; en la que, cuando al menos una porción de la corriente de reciclaje se hace pasar a la zona de isomerización, el proceso se caracteriza además porque la zona de isomerización contiene un primer lecho que contiene catalizador de la isomerización, y un segundo lecho que contiene catalizador de la isomerización, la corriente de alimentación se hace pasar al primer lecho que funciona en condiciones del primer lecho para isomerizar parafinas, se extrae del primer lecho un efluente del primer lecho que comprende parafinas, al menos una porción del efluente del primer lecho y la al menos una porción de la corriente de reciclaje se hacen pasar al segundo lecho que funciona en condiciones de segundo lecho para isomerizar parafinas, y la corriente de producto isomerizado se recupera del segundo lecho; y

en el que, cuando al menos una porción de la corriente de reciclaje se hace pasar a la zona de deshidrogenación, el proceso se caracteriza además porque la zona de deshidrogenación contiene un primer lecho que contiene catalizador de la deshidrogenación, y un segundo lecho que contiene catalizador de la deshidrogenación, la al menos una porción de la corriente de producto isomerizado se hace pasar al primer lecho que opera en condiciones del primer lecho para deshidrogenar parafinas, un efluente del primer lecho que comprende parafinas se extrae del primer lecho, al menos una porción del efluente del primer lecho y la al menos una porción de la corriente de reciclaje se hace pasar al segundo lecho que opera en condiciones del segundo lecho para deshidrogenar parafinas, y la corriente de producto deshidrogenado se recupera del segundo lecho

Proceso para producir fenil-alcanos.

Campo

La invención se refiere a un proceso para la producción selectiva de composiciones de fenil-alcanos.

Antecedentes

Hace más de treinta años, muchos detergentes para la colada estaban hechos de alquilbencenosulfonatos ramificados (BABS). Los BABS se fabrican a partir de un tipo de alquilbencenos denominados alquilbencenos ramificados (BAB). Alquilbencenos (fenil-alquenos) se refiere a una categoría general de compuestos que tiene un grupo alquilo alifático unido a un grupo fenilo y que tiene la fórmula general de (m_i-alquil_i)_i-n-fenil-alcano. El grupo alquilo alifático consiste en una cadena de alquilo alifática, que se denomina como "alcano" en la fórmula (m_i-alquil_i)_i-n-fenil-alcano. De las cadenas del grupo de alquilo alifático, la cadena de alquilo alifática es la cadena lineal más larga que tiene un carbono unido al grupo fenilo. El grupo alquilo alifático también puede consistir en una o más ramificaciones de grupos alquilo, cada una de las cuales está unida a la cadena de alquilo alifática y se designa mediante un "(m_i-alquil_i)_i" en la fórmula de (m_i-alquil_i)_i-n-fenil-alcano. Si es posible seleccionar dos o más cadenas de iguales longitudes que la cadena de alquilo alifática, la elección recae sobre la cadena que tiene el mayor número de ramificaciones de grupos alquilo. El numeral en subíndice "i" tiene así un valor desde 1 hasta el número de ramificaciones de los grupos alquilo, y para cada valor de i, la ramificación de los grupos alquilo correspondiente se une al número de carbonos m_i de la cadena de alquilo alifática. El grupo fenilo está unido al grupo alquilo alifático, especialmente al número n de carbono de la cadena de alquilo alifática. La cadena de alquilo alifática se numera desde un extremo al otro, escogiéndose la dirección de forma que proporcione el número más bajo posible a la posición del grupo fenilo.

El proceso estándar usado por la industria petroquímica para producir BAB consiste en oligomerizar olefinas ligeras, particularmente propileno, en olefinas ramificadas que tienen 10 a 14 átomos de carbono, y después alquilar benceno con las olefinas ramificadas en presencia de un catalizador tal como HF. Aunque el producto BAB comprende un gran número de alquil-fenil-alcanos que tienen la fórmula general (m_i-alquil_i)_i-n-fenil-alcano, para los fines de ilustración de tres características importantes de BAB es suficiente señalar sólo dos ejemplos de BAB: m-alquil-m-alquil-n-fenil-alcanos, en los que m ?q n, y m-alquil-m-fenil-alcanos, en los que m =q 2.

La característica más sobresaliente de BAB es que, para una gran proporción de BAB, a la cadena alquílica alifática de BAB está unida generalmente al menos una ramificación de grupo alquilo, y más habitualmente tres o más ramificaciones de grupos alquilo. De este modo, BAB tiene un número relativamente grande de átomos de carbono primarios por grupo alquilo alifático, puesto que el número de átomos de carbono primarios por grupo alquilo alifático en BAB es igual al número de ramificaciones de grupos alquilo por grupo alquilo alifático más uno si n = 1, o dos si n =q 2, con la condición de que las ramificaciones de los grupos alquilo estén ellas mismas sin ramificar. Si cualquier ramificación de grupo alquilo está en sí misma ramificada, entonces el grupo alquilo alifático en BAB tiene incluso más átomos de carbono primarios. De este modo, el grupo alquilo alifático en BAB tiene habitualmente tres, cuatro, o más átomos de carbono primarios. En cuanto a las ramificaciones de los grupos alquilo del grupo de alquilación alifático en BAB, cada ramificación de grupo alquilo es habitualmente una ramificación de grupo metilo, aunque son posibles ramificaciones de grupo etilo, propilo, o grupos alquilo superiores.

Otra característica de BAB es que el grupo fenilo en BAB puede estar unido a cualquier átomo de carbono no primario de la cadena de alquilo alifática. Esto es típico de BAB que se produce a partir del proceso de BAB estándar usado por la industria petroquímica. Excepto para 1-fenil-alcanos, cuya formación se sabe que está desfavorecida debido a la inestabilidad relativa del ión carbenio primario, y despreciando el efecto relativamente menor de las ramificaciones de las parafinas ramificadas, la etapa de oligomerización produce un doble enlace carbono-carbono que se distribuye al azar a lo largo de la longitud de la cadena de alquilo alifática, y la etapa de alquilación une casi al azar el grupo fenilo a un carbono a lo largo de la cadena de alquilo alifática. De este modo, por ejemplo, para un fenil-alcano que tiene una cadena de alquilo alifática con 10 átomos de carbono y que se produce mediante el proceso de BAB estándar, sería de esperar que el producto de fenil-alcano tenga una distribución aproximadamente al azar de 2-, 3-, 4-, y 5-fenil-alcanos, y la selectividad del proceso por un fenil-alcano como 2-fenil-alcano sería 25 si la distribución fuese perfectamente al azar, pero es típicamente entre alrededor de 10 y alrededor de 40.

Una tercera característica de BAB es la probabilidad relativamente elevada de que uno de los carbonos del grupo alquilo alifático sea un carbono cuaternario. En BAB, el carbono cuaternario puede ser, como se ilustra mediante el primer ejemplo de BAB, un carbono en el grupo alquilo alifático distinto del carbono que está enlazado mediante un enlace carbono-carbono a un carbono en el grupo fenilo. Sin embargo, como se ilustra mediante el segundo ejemplo de BAB, el carbono cuaternario también puede ser el carbono que está enlazado mediante un enlace carbono-carbono a un carbono en el grupo fenilo. Cuando un átomo de carbono en la cadena lateral alquílica no está unido solamente a otros dos carbonos en la cadena lateral alquílica y a un átomo de carbono de una ramificación de grupo alquilo, sino también está unido a un átomo de carbono en el grupo fenilo, el alquil-fenil-alcano resultante se denomina como "alquil-fenil-alcano cuaternario" o simplemente un "cuat.". De este modo, los cuats comprenden alquil-fenil-alcanos que tienen la fórmula general m-alquil-m-fenil-alcano. Si el carbono cuaternario es el segundo átomo de carbono numerado desde un extremo de la cadena lateral alquílica, el 2-alquil-2-fenil-alcano resultante se denomina como un "cuat. terminal". Si el carbono cuaternario es cualquier otro átomo de carbono de la cadena lateral alquílica, como en el segundo ejemplo de BAB, entonces el alquil-fenil-alcano resultante se denomina como "cuat. interno". En procesos conocidos para producir BAB, una proporción relativamente elevada, típicamente mayor de 10% en moles, de los BAB son cuats internos.

Hace aproximadamente treinta años, se puso de manifiesto que los detergentes para la colada hechos de BABS estaban contaminando gradualmente los ríos y los lagos. La investigación del problema condujo al reconocimiento de que BABS eran lentos a la hora de ser biodegradados. La solución del problema condujo a la fabricación de detergentes hechos de alquilbencenosulfonatos lineales (LABS), que se encontró que se biodegradaban más rápidamente que los BABS. Actualmente, los detergentes hechos de LABS se fabrican a nivel mundial. Los LABS se fabrican de otro tipo de alquilbencenos, denominados alquilbencenos lineales (LAB). El proceso estándar usado por la industria petroquímica para producir LAB consiste en deshidrogenar parafinas lineales en olefinas lineales, y después alquilar benceno con las olefinas lineales en presencia de un catalizador tal como HF o un catalizador sólido. Los LAB son fenil-alcanos que comprenden un grupo alquilo alifático lineal y un grupo fenilo, y tienen la fórmula general n-fenil-alcano. Los LAB no tienen ramificaciones de grupos alquilo, y en consecuencia el grupo alquilo alifático lineal normalmente tiene dos átomos de carbono primarios (es decir, n =q 2). Otra característica del LAB que se produce mediante el proceso de LAB estándar es que el grupo fenilo en LAB está habitualmente unido a cualquier átomo de carbono secundario del grupo alquilo alifático lineal. En LAB producido usando catalizador de HF, el grupo fenilo es ligeramente más propenso a unirse a un carbono secundario cerca del centro y no cerca del extremo del grupo alquilo alifático lineal, mientras que en LAB producido mediante el proceso Detal^TM, aproximadamente 25-35% en moles de los n-fenil-alcanos son 2-fenil-alcanos.

Durante los últimos años, otra investigación ha identificado...

1. Un proceso para producir fenil-alcanos, comprendiendo el proceso las etapas de:

2. El proceso de la reivindicación 1, en el que el compuesto fenólico comprende un compuesto seleccionado del grupo que consiste en benceno, tolueno, y etilbenceno.