Procedimiento de hidrogenación del benceno.

Procedimiento de hidrogenación del benceno contenido en un refinado catalítico,

en el cual:

- se separa el hidrógeno presente en el refinado catalítico del resto del refinado por medio de un matraz separador que funciona a entre 10 y 20 bares;

- se separa el refinado en un refinado ligero enriquecido en benceno y en un refinado pesado;

- se pone en contacto el refinado ligero que contiene el benceno con un catalizador de hidrogenación a base de níquel a una temperatura comprendida entre 90°C y 150°C, a una presión comprendida entre 10 y 20 bares e inferior a la presión del matraz separador y a una VVH comprendida entre 0, 5 y 10 y con al menos una parte del hidrógeno obtenido en la etapa de separación del hidrógeno en cabeza del matraz separador, y siendo utilizado el hidrógeno sin recompresión a la presión de salida de dicho matraz separador.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2009/000829.

Solicitante: IFP ENERGIES NOUVELLES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 1 ; 4, Avenue de Bois-Préau 92852 Rueil-Malmaison Cedex FRANCIA.

Inventor/es: NOCCA, JEAN-LUC, COSYNS, JEAN, DEBUISSCHERT, QUENTIN, LARGETEAU,DELPHINE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C01B3/02 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C01 QUIMICA INORGANICA.C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 3/00 Hidrógeno; Mezclas gaseosas que contienen hidrógeno; Separación del hidrógeno a partir de mezclas que lo contienen; Purificación del hidrógeno (producción de gas de agua o gas de síntesis a partir de materias carbonosas sólidas C10J). › Producción de hidrógeno o de mezclas gaseosas que contienen hidrógeno.
  • C07C5/10 C […] › C07 QUIMICA ORGANICA.C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisis   o electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 5/00 Preparación de hidrocarburos a partir de hidrocarburos que contienen igual número de átomos de carbono. › de ciclos aromáticos de seis miembros.
  • C07C7/04 C07C […] › C07C 7/00 Purificación, separación o   estabilización de hidrocarburos; Uso de aditivos. › por destilación.
  • C10G35/04 C […] › C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA.C10G CRACKING DE LOS ACEITES DE HIDROCARBUROS; PRODUCCION DE MEZCLAS DE HIDROCARBUROS LIQUIDOS, p. ej. POR HIDROGENACION DESTRUCTIVA, POR OLIGOMERIZACION, POR POLIMERIZACION (cracking para la producción de hidrógeno o de gas de síntesis C01B; cracking que produce hidrocarburos gaseosos que producen a su vez, hidrocarburos individuales o sus mezclas de composición definida o especificada C07C; cracking que produce coque C10B ); RECUPERACION DE ACEITES DE HIDROCARBUROS A PARTIR DE ESQUISTOS, DE ARENA PETROLIFERA O GASES; REFINO DE MEZCLAS COMPUESTAS PRINCIPALMENTE DE HIDROCARBUROS; REFORMADO DE NAFTA; CERAS MINERALES. › C10G 35/00 Reformado de nafta. › Reformado catalítico.
  • C10G45/48 C10G […] › C10G 45/00 Refino de aceites de hidrocarburos por medio de hidrógeno o de compuestos dadores de hidrógeno. › que contiene níquel o cobalto, o sus compuestos.
  • C10G7/02 C10G […] › C10G 7/00 Destilación de aceites de hidrocarburos. › Estabilización de la gasolina por eliminación de gases por fraccionamiento.

PDF original: ES-2392492_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de hidrogenación del benceno.

La presente invención se relaciona con el ámbito de la hidrogenación del benceno, y más particularmente con un procedimiento, y con el dispositivo asociado, de hidrogenación del benceno en un refinado catalítico.

El benceno es un compuesto cancerígeno cuyo contenido en las gasolinas está reglamentado y se reduce a niveles siempre más bajos en un gran número de países.

En la refinadura catalítica, el refinado obtenido contiene entre un 0, 5 y un 15% de benceno, y como media entre un 2 y un 8% de benceno. Una solución para eliminar este benceno consiste en hidrogenarlo. Es, pues, deseable, que las refinerías que disponen de unidades de refinadura catalítica se equipen con unidades de hidrogenación de benceno.

Los documentos EE.UU. 3.328.476 y EE.UU. 3.420.907 describen un procedimiento de hidrogenación del benceno contenido en un refinado catalítico en el cual:

- se separa el hidrógeno presente en el refinado;

- se separa una fracción ligera enriquecida en benceno del refinador empobrecido en hidrógeno;

- se hidrogena el benceno presente en la fracción ligera en presencia de un catalizador a base de níquel con el hidrógeno obtenido en la refinadura catalítica.

Los documentos EP 980.909 y 949.316 describen un procedimiento de hidrogenación catalítica del benceno realizado a una temperatura comprendida entre 100 y 400°C, a una presión comprendida entre 0, 1 y 6 MPa y a una VVH de 1-40 h-1.

Actualmente, el esquema clásico de hidrogenación de benceno consiste en tratar una fracción enriquecida en benceno en una unidad de hidrogenación. Para ello, se envía el refinado procedente de un matraz separador a media presión dispuesto a la salida de la unidad de refinadura catalítica a una columna de estabilización para eliminar las fracciones C4 y luego hacia un separador de refinado. La fracción C5-C6, llamada refinado ligero, rica en benceno procedente del separador de refinado es luego enviada hacia un reactor que contiene un catalizador a base de níquel o de platino.

Se opera a presiones superiores a 20 bares, lo que necesita con frecuencia comprimir el hidrógeno procedente del separador a media presión de la unidad de refinadura catalítica que está más arriba.

Con este dispositivo, las temperaturas operativas de entrada al reactor de hidrogenación son generalmente superiores a 130°C si se quiere hidrogenar el benceno para obtener la especificación requerida, a saber, en el refinado ligero menos de un 0, 2% en volumen, y en general un 0, 5% en volumen en el refinado total obtenido por mezcla del refinado pesado obtenido en el fondo del separador de refinado y del refinado ligero procedente de la unidad de hidrogenación.

Uno de los inconvenientes de este esquema de procedimiento es que es costoso en cuanto a inversión y a intereses, ya que necesita la utilización de un compresor de aporte de hidrógeno para aumentar la presión operativa del reactor, así como la implantación de tres columnas de destilación, es decir, dos columnas de estabilización (por debajo de la refinadura catalítica y por debajo de la hidrogenación) y un separador de refinado.

Otro inconveniente proviene de las condiciones operativas, puesto que es necesario con este tipo de dispositivo trabajar a temperaturas y presiones elevadas.

La presente invención tiene, pues, por objeto paliar uno o más de los inconvenientes de la técnica anterior proponiendo un procedimiento, y el dispositivo asociado, de hidrogenación del benceno cuyas condiciones operativas no necesitan la utilización de más de dos columnas de destilación.

Para ello, la presente invención propone un procedimiento de hidrogenación del benceno según la reivindicación 1.

El catalizador utilizado en el procedimiento según la invención tiene entre un 10 y un 60% en peso de níquel. El catalizador tiene una superficie activa cuya dispersión es de al menos el 10%.

En el procedimiento según la invención, el contacto con el catalizador se efectúa a una VVH comprendida entre 1 y

4.

Según un modo de realización de la invención, se obtiene el refinado ligero por trasiego lateral del separador de refinado.

Según un modo de realización de la invención, se trasiegan en cabeza del separador del refinado las fracciones C4 y C5.

Según un modo de realización de la invención, se envían las fracciones C4 y C5 hacia una columna de estabilización.

En otro modo de realización de la invención, se obtiene el refinado ligero por trasiego en cabeza del separador de refinado.

En el procedimiento según la invención, se envía una parte del producto hidrogenado, obtenido tras la etapa de contacto entre el refinado ligero que contiene el benceno y un catalizador de hidrogenación, hacia una columna de estabilización.

Según un modo de realización de la invención, se envía el producto hidrogenado a un separador gas-líquido antes de enviarlo a la columna de estabilización.

Según un modo de realización de la invención, la columna de estabilización puede ser alimentada por cualquier fracción de hidrocarburo no estabilizada procedente de la refinadura catalítica.

Según un modo de realización de la invención, se obtienen tres fracciones a la salida de la columna de estabilización:

- una fracción C4- enviada hacia una red de combustible gaseoso,

- una fracción ligera de fuerte tensión de vapor enviada hacia un emplazamiento petroquímico,

- una fracción más pesada enviada al pool de gasolina o hacia una unidad de isomerización.

Según un modo de realización de la invención, la columna de estabilización utilizada es una columna de estabilización existente de la unidad de refinadura catalítica situada más arriba.

Se comprenderán mejor y aparecerán más claramente a la lectura de la descripción realizada a continuación otras características y ventajas de la invención haciendo referencia a las figuras adjuntas y que se dan a modo de ejemplo:

- la figura 1 representa una variante del esquema de hidrogenación del benceno según la invención,

- la figura 2 representa el esquema clásico de hidrogenación del benceno según la técnica anterior.

En la refinadura catalítica, las moléculas nafténicas de la carga que se ha de tratar (10) se transforman en moléculas aromáticas. La carga así obtenida tiene de este modo un octanaje más elevado, Esta carga obtenida tras refinadura catalítica se denomina también refinado. Es este refinado el que se va a tratar con el fin de hidrogenar el benceno que contiene. En los procedimientos de hidrogenación del benceno, ilustrados en las figuras 1 y 2, el efluente de la sección de reacción de la refinadura catalítica (1) es enviado (11) a un matraz de separación (2) , también llamado separador. Este separador (2) funciona a media presión, es decir, a entre 10 y 20 bares, y permite separar el hidrógeno (24) del resto del refinado (23) . Este hidrógeno (24) sirve para alimentar unidades situadas más abajo que consumen hidrógeno, y podrá ser especialmente utilizado en el reactor de hidrogenación (5) .

En el procedimiento según la invención ilustrado en la figura 1, el refinado, formado por una fracción pesada y por una fracción ligera, procedente del separador (2) es entonces directamente enviado (23) a un separador (4) de refinado, que es una columna de destilación que permite separar la fracción pesada (44) que contiene el tolueno de la fracción ligera (42, 43) . Contrariamente al procedimiento de hidrogenación según la técnica anterior, que utiliza una columna de estabilización (3) , ilustrada en la figura 2, el refinado no se estabiliza antes de ser enviado (23) al separador. En el procedimiento según la técnica anterior, sólo se eliminan las fracciones C4- (que contienen menos de un 10%, preferentemente menos de un 5% y muy preferiblemente menos de un 1%, de las fracciones C5+ procedentes de la sección de reacción) a nivel de esta columna de estabilización (3) , y el refinado procedente del fondo de esta columna contiene menos de un 10%, preferentemente menos de un 5% y muy preferiblemente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de hidrogenación del benceno contenido en un refinado catalítico, en el cual:

- se separa el hidrógeno presente en el refinado catalítico del resto del refinado por medio de un matraz separador que funciona a entre 10 y 20 bares;

- se separa el refinado en un refinado ligero enriquecido en benceno y en un refinado pesado;

- se pone en contacto el refinado ligero que contiene el benceno con un catalizador de hidrogenación a base de níquel a una temperatura comprendida entre 90°C y 150°C, a una presión comprendida entre 10 y 20 bares e inferior a la presión del matraz separador y a una VVH comprendida entre 0, 5 y 10 y con al menos una parte del hidrógeno obtenido en la etapa de separación del hidrógeno en cabeza del matraz separador, y siendo utilizado el hidrógeno sin recompresión a la presión de salida de dicho matraz separador.

2. Procedimiento de hidrogenación del benceno según la reivindicación 1, donde el catalizador tiene entre un 10 y un 60% en peso de níquel.

3. Procedimiento de hidrogenación del benceno según una de las reivindicaciones 1 a 2, donde el catalizador tiene una superficie activa cuya dispersión es de al menos el 10%.

4. Procedimiento de hidrogenación del benceno según una de las reivindicaciones 1 a 3, donde la temperatura está comprendida entre 95°C y 140°C.

5. Procedimiento de hidrogenación del benceno según una de las reivindicaciones 1 a 4, donde la VVH está comprendida entre 1 y 4.

6. Procedimiento de hidrogenación del benceno según una de las reivindicaciones 1 a 5, donde el refinado ligero es obtenido por trasiego lateral del separador de refinado (4) .

7. Procedimiento de hidrogenación del benceno según la reivindicación 6, donde se trasiegan en cabeza del separador del refinado (4) las fracciones C4 y C5.

8. Procedimiento de hidrogenación del benceno según la reivindicación 7, donde las fracciones C4 y C5 son enviadas hacia una columna de estabilización (7) .

9. Procedimiento de hidrogenación del benceno según una de las reivindicaciones 1 a 5, donde se obtiene el refinado ligero por trasiego en cabeza del separador de refinado (4) .

10. Procedimiento de hidrogenación del benceno según una de las reivindicaciones 1 a 9, donde una parte del producto hidrogenado, obtenido a la salida de la etapa de contacto entre el refinado ligero que contiene el benceno y el catalizador de hidrogenación, es enviada hacia una columna de estabilización (7) .

11. Procedimiento de hidrogenación del benceno según la reivindicación 10, donde el producto hidrogenado es enviado a un separador (6) gas-líquido antes de enviarlo a la columna de estabilización (7)

12. Procedimiento de hidrogenación del benceno según la reivindicación 11, donde la columna de estabilización puede ser alimentada por cualquier fracción de hidrocarburo no estabilizada procedente de la refinadura catalítica.

13. Procedimiento de hidrogenación del benceno según la reivindicación 12, donde se obtienen tres fracciones a la salida de la columna de estabilización:

una fracción C4 enviada hacia una red de combustible gaseoso,

una fracción ligera de fuerte tensión de vapor enviada hacia un emplazamiento petroquímico,

una fracción más pesada enviada al pool de gasolina o hacia una unidad de isomerización.

14. Procedimiento de hidrogenación del benceno según la reivindicación 13, donde la columna de estabilización utilizada es una columna de estabilización existente de la unidad de refinadura catalítica que está más arriba.

15. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la presión parcial de hidrógeno en la etapa de hidrogenación del benceno está comprendida entre 1 y 2 bares.

Figura 1 Figura 2


 

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