Procedimiento de transformacion de una carga constituida por alcoholes con al menos 2 atomos de carbono enuna base para combustible diesel,

caracterizado por que este comprende:

- una etapa reactiva a) de puesta en contacto de la carga que hay que tratar con un catalizador quecomprende al menos una matriz de tipo oxido y al menos una zeolita IM-5, y una fase metalica quecomprende unicamente niquel, que produce una fase gaseosa, una fase liquida organica y una fase liquidaacuosa, dicha etapa reactiva realizandose o bien en una unica etapa y que se realiza a una temperaturacomprendida entre 250 y 450 oC, a una presion comprendida entre 20 y 100 bar, con una velocidadponderal por hora comprendida entre 0,1 y 5 h-1, o bien dicha etapa reactiva realizandose en dos etapas,las dos etapas siendo las siguientes:

- -una primera etapa reactiva de deshidratacion 1) de puesta en contacto de la carga que hay que tratarcon un catalizador de deshidratacion, que funciona a una temperatura comprendida entre 200 y 500 oC,a una presion comprendida entre 1 y 50 bar, con una velocidad ponderal por hora comprendida entre0,1 y 10 h-1 y que produce una fase gaseosa, una fase liquida a 25 oC mayoritariamente compuesta deagua;

- - una segunda etapa reactiva de oligomerizacion 2) de puesta en contacto de dicha fase gaseosa,resultante de la primera etapa reactiva a), con un catalizador que comprende al menos una matriz detipo oxido y al menos una zeolita IM-5, que produce una fase liquida organica y que funciona a unatemperatura comprendida entre 250 y 450 oC, a una presion comprendida entre 20 y 100 bar, con unavelocidad ponderal por hora comprendida entre 0,1 y 5 h-1.

Utilización de un catalizador a base de IM-5 para la transformación de alcoholes con al menos dos átomos de carbono en una base para combustibles diesel 5

Campo de la invención

La presente invención se refiere a la transformación de alcoholes con al menos 2 átomos de carbono en una base para combustible diesel. Se refiere, de manera más particular, a un procedimiento catalítico de transformación del etanol, puro o conteniendo agua, en una base para combustible diesel.

Antecedentes de la invención

La reacción en la que se basa el procedimiento de transformación del etanol en una base para combustible diesel es 15 la deshidratación-oligomerización en una etapa del etanol de acuerdo con la ecuación (1) siguiente:

2 C2H5OH → 2 CH2 = CH2 + 2 H2O → oligomerización/ciclización (1)

(aromáticos, parafinas, olefinas, etc.) .

La reacción de transformación del etanol para producir unos hidrocarburos se ha estudiado principalmente en la zeolita ZSM-5. Siendo el objetivo principal producir unos efluentes de tipo gasolina, ningún autor se ha dedicado a optimizar el rendimiento en hidrocarburos líquidos con un punto de ebullición superior a 150 ºC, es decir unos hidrocarburos recuperables en la fracción de gasóleo. Las patentes de la técnica anterior mencionan catalizadores

zeolíticos principalmente a base de ZSM-5 que llevan a unos efluentes principalmente aromáticos. Por otra parte, numerosas patentes se refieren, de manera preferente, a la conversión del metanol. La patente US 3 899 544 describe un procedimiento de transformación de alcoholes y/o de éteres sobre catalizadores zeolíticos, en particular ZSM-5. La patente US 4 621 164 describe un procedimiento de conversión del etanol para la producción de bases para gasolina. El documento US 6 372 949 describe un procedimiento de una etapa que utiliza un catalizador compuesto que comprende una zeolita monodimensional 10 MR (seleccionada dentro del grupo formado por la ZSM 22, ZSM 23, ZSM 35, ZSM 48, ZSM 57 y ferrierita) , sola o mezclada con una zeolita multidimensional que tiene unos tamaños de poro medios (en particular la ZSM-5) , lo que permite modificar el rendimiento en destilados.

Un objetivo del procedimiento de acuerdo con la invención es transformar unas cargas constituidas por alcoholes

con al menos 2 átomos de carbono, mayoritariamente en unas bases para hidrocarburos que se pueden recuperar en el “pool diesel” en una o en dos etapas reactivas.

Se denomina por lo común “pool diesel” al conjunto de los hidrocarburos cuyo punto de ebullición varía entre 150 ºC y 370 ºC. El experto en la materia sabe que el gasóleo se caracteriza esencialmente por su volatilidad y por su índice de cetano. Es sabido también que el índice de cetano se ve favorecido por la presencia de hidrocarburos lineales con una baja tasa de ramificación, se ve perjudicado por la presencia de aromáticos y de cadenas muy ramificadas, y por último se ve muy perjudicado por la presencia de hidrocarburos que contienen varios núcleos aromáticos, eventualmente adyacentes, como por ejemplo el naftaleno.

45 Los trabajos de investigación realizados por el solicitante sobre numerosas zeolitas y sólidos microporosos cristalizados le han llevado a descubrir, de manera inesperada, que un catalizador que contiene al menos una zeolita IM-5 permite alcanzar una actividad catalítica y unas selectividades en gasóleo claramente mejoradas con respecto a los catalizadores que contienen las zeolitas habituales de la técnica anterior.

Objeto de la invención

De manera más precisa, la invención tiene por objeto un procedimiento de transformación de una carga constituida por alcoholes con al menos 2 átomos de carbono en una base para combustible diesel, que se caracteriza porque este comprende: -una etapa reactiva a) de puesta en contacto de la carga que hay que tratar con un catalizador que

55 comprende al menos una matriz de tipo óxido y al menos una zeolita IM-5, y una fase metálica que comprende únicamente níquel, que produce una fase gaseosa, una fase líquida orgánica y una fase líquida acuosa.

Descripción detallada de la invención

La invención describe un procedimiento de transformación de una carga constituida por alcoholes, con al menos 2 átomos de carbono, en una base para combustible diesel. El procedimiento de acuerdo con la invención es un procedimiento de transformación de una carga constituida por alcoholes con al menos 2 átomos de carbono, dicha carga siendo de preferencia el etanol. Dicha carga se puede obtener eventualmente de la biomasa.

65 La carga del procedimiento de acuerdo con la invención contiene, de preferencia, alcohol y una cantidad variable de agua, la proporción de alcohol y, de preferencia, de etanol siendo de preferencia superior a un 40 % en masa y de manera preferente superior a un 90 % en masa.

De acuerdo con la invención, la etapa reactiva a) del procedimiento de acuerdo con la invención se realiza en una única etapa o en dos etapas.

En el caso de que la etapa reactiva a) del procedimiento de acuerdo con la invención se realice en un única etapa, dicha etapa reactiva a) opera a una temperatura comprendida entre 250 y 450 ºC y, de preferencia, comprendida entre 300 y 400 ºC, a una presión comprendida entre 20 y 100 bar, de preferencia comprendida entre 20 y 60 bar, con una velocidad ponderal por hora (peso de la carga por peso del catalizador y por hora) comprendida entre 0, 1 y 5 h-1, de preferencia comprendida entre 0, 5 y 3 h-1.

De preferencia, el procedimiento comprende también una etapa de separación b) de dicha fase gaseosa, dicha fase líquida orgánica y dicha fase líquida acuosa, resultantes de la etapa reactiva a) .

Dicha etapa reactiva b) de separación se realiza de manera ventajosa en unas condiciones conocidas por el experto en la materia.

De preferencia, la fase líquida orgánica resultante de la etapa de separación b) experimenta una etapa de hidrogenación en la cual dicha fase líquida orgánica se pone en contacto con un catalizador clásico de hidrogenación en unas condiciones de hidrogenación conocidas por el experto en la materia.

En el caso de que la etapa reactiva a) del procedimiento de acuerdo con la invención se realice en dos etapas, las dos etapas son las siguientes:

− una primera etapa reactiva de deshidratación 1) de puesta en contacto de la carga que hay que tratar con un catalizador de deshidratación, que produce una fase gaseosa, una fase líquida a 25 ºC mayoritariamente compuesta de agua, ; − una segunda etapa reactiva de oligomerización 2) de puesta en contacto de dicha fase gaseosa, resultante de la primera etapa reactiva a) , con un catalizador que comprende al menos una matriz de tipo óxido y al menos una zeolita IM-5, que produce una fase líquida orgánica. De preferencia, se lleva a cabo una etapa de separación b) entre dicha primera etapa reactiva de deshidratación 1) y dicha segunda etapa reactiva de oligomerización 2) , en la cual el agua que contiene la fase líquida resultante de dicha primera etapa reactiva se separa de dicha fase gaseosa.

De acuerdo con la invención, dicha primera etapa reactiva de deshidratación 1) opera a una temperatura comprendida entre 200 y 500 ºC, de preferencia comprendida entre 300 y 400 ºC, a una presión comprendida entre 1 y 50 bar, de preferencia comprendida entre 1 y 20 bar, con una velocidad ponderal por hora (peso de la carga por peso del catalizador y por hora) comprendida entre 0, 1 y 10 h-1, de preferencia comprendida entre 0, 5 y 5 h-1.

Los catalizadores de deshidratación que se utilizan en la primera etapa reactiva de deshidratación 1) son unos catalizadores que el experto en la materia conoce y que se utilizan de forma habitualmente, como por ejemplo los catalizadores a base de zeolitas, a base de óxidos metálicos de tipo Al2O3 o TiO2, o a base de ácidos minerales como, por ejemplo, el ácido fosfórico o los heteropoliácidos. De preferencia, dichos catalizadores de deshidratación son de tipo alúmico y de manera más preferente, dichos catalizados se seleccionan entre las alúminas eta y gamma.

45 De acuerdo con la invención, dicha segunda etapa reactiva de oligomerización 2) opera a una temperatura comprendida entre 250 y 450 ºC, y de preferencia comprendida entre 300 y... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de transformación de una carga constituida por alcoholes con al menos 2 átomos de carbono en una base para combustible diesel, caracterizado por que este comprende: 5

- una etapa reactiva a) de puesta en contacto de la carga que hay que tratar con un catalizador que comprende al menos una matriz de tipo óxido y al menos una zeolita IM-5, y una fase metálica que comprende únicamente níquel, que produce una fase gaseosa, una fase líquida orgánica y una fase líquida acuosa, dicha etapa reactiva realizándose o bien en una única etapa y que se realiza a una temperatura

comprendida entre 250 y 450 ºC, a una presión comprendida entre 20 y 100 bar, con una velocidad ponderal por hora comprendida entre 0, 1 y 5 h-1, o bien dicha etapa reactiva realizándose en dos etapas, las dos etapas siendo las siguientes:

-- una primera etapa reactiva de deshidratación 1) de puesta en contacto de la carga que hay que tratar

con un catalizador de deshidratación, que funciona a una temperatura comprendida entre 200 y 500 ºC, a una presión comprendida entre 1 y 50 bar, con una velocidad ponderal por hora comprendida entre 0, 1 y 10 h-1 y que produce una fase gaseosa, una fase líquida a 25 ºC mayoritariamente compuesta de agua; --una segunda etapa reactiva de oligomerización 2) de puesta en contacto de dicha fase gaseosa,

resultante de la primera etapa reactiva a) , con un catalizador que comprende al menos una matriz de tipo óxido y al menos una zeolita IM-5, que produce una fase líquida orgánica y que funciona a una temperatura comprendida entre 250 y 450 ºC, a una presión comprendida entre 20 y 100 bar, con una velocidad ponderal por hora comprendida entre 0, 1 y 5 h-1.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que la carga es el etanol.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado por que en el caso de que dicha etapa reactiva a) se realice en una única etapa, este comprende también una etapa de separación b) de dicha fase gaseosa, dicha fase líquida orgánica y dicha fase líquida acuosa, resultantes de la etapa reactiva a) .

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3 caracterizado por que la fase líquida orgánica resultante de la etapa de separación b) experimenta una etapa de hidrogenación en la cual dicha fase líquida orgánica se pone en contacto con un catalizador de hidrogenación.

35 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado por que en el caso de que dicha etapa reactiva a) se realice en dos etapas, se pone en marcha una etapa de separación b) entre dicha primera etapa reactiva de deshidratación 1) y dicha segunda etapa reactiva de oligomerización 2) , en la cual el agua contenida en la fase líquida resultante de dicha primera etapa reactiva se separa de dicha fase gaseosa.

40 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5 caracterizado por que la fase líquida orgánica resultante de la segunda etapa reactiva de oligomerización 2) experimenta una etapa de hidrogenación en la cual dicha fase líquida orgánica se pone en contacto con un catalizador de hidrogenación.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado por que dicha matriz se

45 seleccionada entre los elementos del grupo formado por las arcillas, la magnesia, las alúminas, las sílices, las sílicealúminas, los aluminatos, el óxido de titanio, el óxido de boro, la zirconia, los fosfatos de aluminio, los fosfatos de titanio, los fosfatos de zirconio y el carbón.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizado por que dicha matriz se selecciona entre las 50 alúminas.