MEJORAS EN O RELACIONADAS CON REACCIONES CATALIZADAS.

La presente invención se refiere a mejoras en, o relacionadas con, las reacciones petroquímicas catalizadas ácidas, en particular con la olegomerización de olefinas y la alquilación con olefinas. La reacción de condensación de una olefina o de una mezcla de olefinas, sobre un catalizador ácido para formar productos de mayor peso molecular es un procedimiento comercial usado ampliamente. Este tipo de reacción de condensación se cita en la presente invención como una reacción de oligomerización, y los productos son oligómeros de bajo peso molecular, que se forman por la condensación de hasta 12, típicamente 2, 3 ó 4, pero de hasta 5, 6, 7, ó incluso 8 moléculas de olefina entre ellas. Como se emplea en la presente invención, el término oligomerización se usa para referirse a un procedimiento para la formación de oligómeros y/o polímeros. Las olefinas de bajo peso molecular (tales como etileno, propeno, 2-metilpropeno, 1-buteno y 2 butenos, pentenos y hexenos) se pueden convertir por oligomerización sobre un catalizador de ácido fosfórico sólido, una resina de intercambio de iones ácida, o un catalizador de zeolita, en un producto que comprende oligómeros y de valor equiparable a una mezcla de gasolina de alto octanaje y como un material de partidapara la producción de productos químicos intermedios y finales. Dichos productos químicos intermedios y finales incluyen alcoholes, detergentes y ésteres, tales como ésteres plastificantes y lubricantes sintéticos. Las reacciones tienen lugar típicamente en una pluralidad de reactores de cámara o tubulares. Circonia sulfatada, ácido fosfórico líquido y ácido sulfúrico son conocidos catalizadores de oligomerización. La alquilación catalizada ácida de compuestos aromáticos y fenólicos con olefinas es una reacción bien conocida, la cual es también de importancia comercial. Por ejemplo, etilbenceno, cumeno y alquilato detergente se producen por alquilaciones de benceno con etileno, propeno y olefinas de C8 y C18, respectivamente. Ácido sulfúrico, HF, ácido fosfórico, cloruro de aluminio, y opcionalmente fluoruro de boro soportado, son catalizadores convencionales para esta reacción. Además, también se pueden utilizar ácidos sólidos que tienen comparable fuerza ácida para catalizar este procedimiento, y dichos materiales incluyen aluminosilicatos amorfo y cristalino, arcillas, resinas de intercambio iónico, óxidos mixtos y ácidos soportados, tales como catalizadores de ácido fosfórico sólidos. Se sabe que muchos de estos catalizadores ácidos, requieren la presencia de cierta cantidad de agua con el fin de proporcionar actividad catalítica óptima. Los catalizadores de ácido fosfórico sólidos se preparan típicamente, combinando un ácido fosfórico con un soporte y secando el material resultante. Un catalizador usado comúnmente se prepara mezclando diatomita kieselguhr con ácido fosfórico, extrudiendo la pasta resultante y calcinando el material extrudido. La actividad de un catalizador de ácido fosfórico sólido, está relacionada con la cantidad y composición química del ácido fosfórico que se deposita sobre el soporte. Los ácidos fosfóricos consisten en una familia de ácidos que existen en equilibrio entre ellos y difieren entre ellos en su grado de condensación. Los catalizadores se soportan generalmente sobre sílice y consisten en cristales de fosfato de silicio revestidos con diversos ácidos fosfóricos. Estos ácidos incluyen ácido ortofosfórico (H3PO4), ácido pirofosfórico (H4P2O7), ácido trifosfórico (H3P3O10), y ácidos polifosfóricos, y la composición precisa de una muestra dada de ácido fosfórico, será en función del contenido de P2O5 y agua de la muestra. A medida que disminuye el contenido en agua del ácido, aumenta el grado de condensación del ácido. Cada uno de los diversos ácidos fosfóricos tiene una fuerza ácida única y consecuentemente, la actividad catalítica de una muestra dada de catalizador de ácido fosfórico depende de la relación P2O5/H2O del ácido fosfórico, que se deposita sobre la superficie de los cristales. La actividad de un catalizador de ácido fosfórico sólido y también su velocidad de desactivación en un procedimiento de conversión de hidrocarburo, tal como un procedimiento de oligomerización o uno de alquilación, serán en función del grado de hidratación catalítica. En un procedimiento de oligomerización de olefinas, se puede usar un catalizador de ácido fosfórico sólido hidratado adecuadamente, para convertir más de 95% de las olefinas de la carga de alimentación en oligómeros de mayor peso molecular. Sin embargo, si el catalizador contiene muy poco agua, tiende a tener una acidez muy alta, lo que puede acarrear una rápida desactivación como consecuencia de la coquificación. La hidratación adicional del catalizador sirve para reducir su acidez y reduce su tendencia a la desactivación rápida a través de la formación de coque. Por otra parte, la hidratación excesiva de un catalizador de ácido fosfórico sólido puede causar un cambio en la estructura cristalina, produciendo menor densidad e inchamiento. Este cambio puede causar que el catalizador se reblandezca y se aglomere físicamente, y como consecuencia, puede crear altas caídas de presión en reactores de lecho fijo. Consecuentemente, hay un óptimo nivel de hidratación para un catalizador de ácido fosfórico sólido. Durante el uso como catalizador para procedimientos de conversión de hidrocarburo, un catalizador de ácido fosfórico sólido desarrolla un grado de hidratación que va en función de la composición de la carga de alimentación y condiciones de reacción. Por ejemplo, el nivel de hidratación depende del contenido en agua de la carga de alimentación que se pone en contacto con el catalizador, y también de la temperatura y presión a las que se usa el catalizador. La presión de vapor de agua en un catalizador de ácido fosfórico sólido varía según la temperatura y es importante mantener en equilibrio, el contenido en agua de la carga de alimentación con el del catalizador con el que 2   se pone en contacto. Si se usa una carga de alimentación hidrocarbonada sustancialmente anhidra con un catalizador hidratado adecuadamente, el catalizador pierde normalmente agua durante el uso y desarrolla un grado de hidratación menos óptimo. En consecuencia, cuando el contenido en agua de una carga de alimentación es inadecuado para mantener un óptimo nivel de hidratación del catalizador, es habitual inyectar agua adicional a la carga de alimentación. Un estudio del efecto del agua sobre el rendimiento de catalizadores de ácido fosfórico sólidos para la alquilación de benceno con propeno y para la oligomerización de propeno se explica en un artículo de Cavani et al., en la revista Applied Catalysis A: General, Vol. 97 pp. 177-1196 (1993). Como alternativa a incorporar agua en la carga de alimentación puesta en contacto con un catalizador de ácido fosfórico sólido, también se ha propuesto añadir una pequeña cantidad de un alcohol, tal como 2-propanol a la carga de alimentación, para mantener el catalizador a un nivel satisfactorio de hidratación. Por ejemplo, la patente de EE.UU. nº 4.334.118 describe que en la polimerización de olefinas de C3 y C12 sobre un catalizador de ácido fosfórico sólido que tiene un soporte silíceo, la actividad catalítica se puede mantener en un nivel deseable, mediante la inclusión de una pequeña cantidad de un alcanol en la carga de alimentación. Se describe que el alcohol sufre deshidratación tras contacto con el catalizador, y que el agua resultante actúa luego para mantener la hidratación del catalizador. La patente de EE.UU. nº 3.864.346 describe un procedimiento en el que se hace reaccionar una olefina con una isoparafina, en presencia de un catalizador de ácido sulfúrico o ácido clorhídrico. Un sistema de control para mantener el ácido con la fuerza deseada incluye un analizador de agua, para hacer un seguimiento del contenido en agua de la olefina e isoparafina. La patente de EE.UU. nº 4.018.846 también describe un procedimiento en el que se hace un seguimiento del contenido en agua de un catalizador de alquilación, que comprende agua y ácido sulfúrico o clorhídrico. La patente de EE.UU. nº 2.681.374 describe un método para mantener la fuerza de un catalizador de ácido fosfórico líquido en un reactor de polimerización de olefinas, en el que se hace un seguimiento del contenido en agua de una alimentación olefínica húmeda mediante un analizador de agua. Al igual que el uso de catalizadores de ácido fosfórico sólidos, también se conoce el uso de catalizadores de zeolita ácidos para la oligomerización de olefinas. La patente publicada PCT WO 93/16020 describe el uso de dichas zeolitas, y también que la selectividad y conversión del procedimiento de oligomerización,... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la conversión de olefinas, en el que la reacción de conversión comprende la oligomerización de olefinas o la alquilación de compuestos aromáticos o fenólicos con olefinas en un reactor, el que además comprende pasar continuamente una alimentación que comprende una olefina y agua a través de un lecho catalítico en condiciones de conversión para formar un producto de conversión, controlando automáticamente el contenido en agua de la alimentación según un análisis de la composición de la alimentación de reacción, y en el que el catalizador comprende un catalizador de zeolita. 2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el agua se introduce en la alimentación por medio de un lavado con agua. 3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que se proporcionan uno o más coalescedores aguas abajo del lavado con agua. 4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el contenido en agua de la alimentación se controla automáticamente dependiendo de los resultados de los análisis mediante uno o más de (a) introducir agua en la alimentación, (b) secar la alimentación y (c) en el caso donde se usa un lavado con agua, ajustar la temperatura del lavado con agua. 5. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se proporciona un analizador en línea para determinar la composición de la alimentación tal y como se alimenta al reactor. 6. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el análisis de la alimentación del reactor también incluye una medición de la concentración de los componentes oxigenados. 7. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el contenido en agua de la alimentación se controla para que sea mayor durante la fase inicial del procedimiento que en la última fase del procedimiento. 8. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los productos de conversión se separan de las olefinas sin reaccionar y diluyente (si lo hay). 9. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que las olefinas sin reaccionar y/o diluyente (si lo hay) se reciclan al reactor. 10. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la conversión se realiza en un reactor tubular. 11. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la conversión se realiza en un reactor de cámara. 12. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la conversión es oligomerización. 13. El procedimiento según la reivindicación 12, en el que el producto de conversión comprende olefinas de C5 a C20 en el intervalo de ebullición de 30ºC a 310ºC. 14. El procedimiento según la reivindicación 12 ó 13, que comprende la oligomerización de una mezcla de olefinas de C3 a C4. 15. El procedimiento según la reivindicación 12 ó 13, que comprende la oligomerización de etileno, propileno, butenos y/o amilenos para producir olefinas de C6 a C15. 16. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, en el que los productos de conversión se purifican para usar en subsiguientes reacciones. 17. El procedimiento según la reivindicación 16, en el que los productos de conversión se desulfurizan. 18. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la conversión es alquilación. 19. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la temperatura de la conversión es de 110ºC a 310ºC. 13