Producción de cumeno de alta pureza a partir de una corriente de alimentación no extraída y composición de hidrocarburos útil en la misma.

Un proceso para generar un producto de cumeno que tiene una pureza de al menos 99,

50% en peso basado enel peso de cumeno presente en el producto que usa una composición de hidrocarburos producida a partir de unreformado, no habiendo experimentado dicha composición de hidrocarburos extracción alguna, comprendiendo dicho proceso:

(a) proporcionar una reformado que comprende: (i) hidrocarburos C5-; (ii) benceno; (iii) hidrocarburos aromáticosC7+; y (iv) de 1 a 75 por ciento en peso, basado en el peso de reformado, de al menos un hidrocarburo noaromático C6+ que tiene un punto de ebullición dentro de 10 ºC a una presión de aproximadamente 101,3 kPa-acon respecto al punto de ebullición de benceno;

(b) retirar los hidrocarburos C4- y los hidrocarburos aromáticos C7+ del reformado por medio de destilación paraformar dicha composición de hidrocarburos;

(c) alquilar el benceno presente en la composición de hidrocarburos sin extracción del reformado con propilenoen una fase al menos parcialmente líquida con un catalizador que comprende al menos uno de un materialcristalino de la familia MCM-22 y un tamiz molecular de zeolita beta, en condiciones que incluyen unatemperatura dentro del intervalo de 110 ºC a 170 ºC, una presión suficiente para mantener la mezcla debenceno y propileno en una fase al menos parcialmente líquida, una proporción molar de propileno con respectoa benceno dentro del intervalo de aproximadamente 0,001:1 a 0,75:1 y una velocidad espacial horaria en pesode corriente de alimentación dentro del intervalo de 0,1 a 10 h-1; y

(d) destilar el producto de la etapa (c) para generar un producto de cumeno que tiene una pureza de al menos99,50 por ciento basado en el peso de cumeno presente en el producto.

Producción de cumeno de alta pureza a partir de una corriente de alimentación no extraída y composición de hidrocarburos útil en la misma.

Campo de la invención La presente descripción se refiere a un proceso para producir cumeno de alta pureza por medio de propilación de benceno presente en una corriente de alimentación de composición de hidrocarburos no extraída.

Antecedentes de la invención Cumeno (isopropilbenceno) es una materia prima clave en la producción de fenol y acetona y se produce principalmente por medio de la reacción de propilación de propileno, C3H6, y benceno, C6H6, en un entorno catalítico. Posteriormente, se convierte cumeno en fenol y acetona por medio de per-oxidación. Cuando se comercializa en forma de producto básico, normalmente el producto contiene al menos 99, 70% en peso de cumeno basado en el peso de producto.

Una fuente de benceno es el reformado, que se prepara poniendo en contacto una muestra de nafta de petróleo e hidrógeno con un catalizador de reformado que contiene un soporte, por ejemplo, alúmina tratada con halógeno o zeolita L no ácida y un metal de hidrogenación/deshidrogenación, por ejemplo, un metal del Grupo 8, 9 ó 10 tal como platino. Típicamente, ese proceso genera un reformado que incluye hidrocarburos-C5, hidrocarburos aromáticos C6-C8, por ejemplo, benceno, hidrocarburos C9+, parafinas C6+ y cicloparafinas (naftenos) .

Otra fuente de benceno es el craqueo de hidrocarburos tal como craqueo de vapor o craqueo catalítico. Típicamente, ese proceso genera un efluente que incluye hidrocarburos aromáticos C6-C8, por ejemplo, benceno, parafinas C6+ y naftenos.

Otra fuente para producir compuestos aromáticos es la deshidrociclo-oligomerización de hidrocarburos alifáticos C2-C5. Típicamente, ese proceso genera un efluente de producto que incluye hidrocarburos aromáticos C6-C8, por ejemplo, benceno, parafinas C6+, naftenos e hidrocarburos alifáticos C5.

El benceno se puede separar de otros hidrocarburos de reformado, por ejemplo, compuestos aromáticos C7+, por medio de destilación. No obstante, el benceno obtenido por medio de destilación normalmente contiene impurezas de hidrocarburos no aromáticos C6 y C7 que son difíciles de separar de benceno por medio de destilación ya que no tienen puntos de ebullición próximos al punto de ebullición de benceno, es decir, su punto de ebullición se encuentra dentro de 10 ºC con respecto a benceno (punto de ebullición de 80, 1 ºC) a una presión de aproximadamente 101, 3 kPa-a (absoluta) . Esta corriente de alimentación puede contener parafinas C5 y naftenos, tales como n-pentano y ciclopentano. Estas impurezas, que en lo sucesivo son denominadas a veces "agentes de co-ebullición de benceno", pueden estar presentes en el producto destilado en una cantidad de hasta 75 por ciento en peso basado en el peso del producto. Ejemplos de agentes de co-ebullición de benceno incluyen ciclohexano, metilciclopentano, 2metilhexano, 3-metilhexano, 2, 3-dimetilpentano, 2, 4-dimetilpentano y dimetilciclopentano.

Debido a la presencia de agentes de co-ebullición de benceno, normalmente la corriente de alimentación experimenta una etapa adicional, es decir, extracción tal como extracción de líquido o destilación extractiva, para retirar los agentes de co-ebullición de benceno del producto de benceno antes de que el benceno experimente propilación para forma cumeno. Generalmente, el benceno usado en la propilación de benceno para producir cumeno de alta pureza tiene una pureza de aproximadamente al menos 99, 985% en peso basado en el peso del benceno presente en el destilado de benceno. No obstante, la etapa de extracción es costosa y consume tiempo, lo que da lugar a unos costes mayores de fabricación de cumeno de alta pureza. Sería altamente ventajoso usar corrientes de refinería de menor coste ricas en benceno, por ejemplo, corrientes de un producto de aromatizador que no hayan experimentado extracción para producir cumeno de alta pureza.

Además, normalmente los procesos para producir cumeno por medio de propilación de benceno tienen como resultado la formación de polipropilbencenos que se procesan por medio de transalquilación con benceno para formar cumeno. Un problema asociado con la transalquilación de polipropilbencenos es que normalmente se forman varias impurezas, por ejemplo etilbenceno, como sub-productos. La formación de etilbenceno de sub-producto resulta industrialmente desventajosa ya que su punto de ebullición se encuentra relativamente próximo al del cumeno. Como resultado de ello, la separación de etilbenceno y cumeno para obtener cumeno de alta pureza requiere el uso de una columna de destilación especial que tiene como resultado mayores costes de fabricación de cumeno de alta pureza. El documento US 6177600 desvela un proceso para producir cumeno.

Por medio de la presente divulgación, se proporciona un proceso para la propilación de benceno para producir cumeno de alta pureza que usa una corriente de alimentación de composición de hidrocarburos que contiene benceno que no ha experimentado extracción. Además, el proceso de la presente divulgación no requiere la transalquilación de los polipropilbencenos formados durante la propilación de benceno.

Sumario de la invención La presente divulgación está destinada a un proceso para generar un producto de cumeno que tiene una pureza de al menos 99, 50% basado en el peso de cumeno presente en el producto, a partir de una composición de hidrocarburos que comprende: (i) hidrocarburos C5-; (ii) benceno; (iii) hidrocarburos aromáticos C7+; y (iv) de aproximadamente 1 a aproximadamente 75 por ciento en peso de al menos un hidrocarburo no aromático C6+ que tiene un punto de ebullición dentro de 10 ºC a una presión de aproximadamente 101, 3 kPa con respecto al punto de ebullición de benceno. El proceso se lleva a cabo: (a) retirando los hidrocarburos C4-y los hidrocarburos aromáticos C7+ del reformado por medio de destilación para formar la composición de hidrocarburo; y (b) alquilando el benceno presente en la composición de hidrocarburos de la etapa (a) (sin extracción de dicho reformado) con propileno en al menos la fase líquida parcial con un catalizador que comprende al menos uno de un material cristalino de la familia MCM-22 y un tamiz molecular de zeolita beta en condiciones que incluyen una temperatura dentro del intervalo desde aproximadamente 110 ºC a aproximadamente 170 ºC, una presión suficiente para mantener el benceno en fase líquida, normalmente al menos 689, 5 kPa-a, por ejemplo, de aproximadamente 689, 5 kPa-a a aproximadamente 6, 89 MPa-a, una proporción molar de propileno con respecto a benceno dentro del intervalo de aproximadamente 0, 001:1 a aproximadamente 0, 75:1, y una velocidad espacial horaria de peso de alimentación dentro del intervalo de aproximadamente 0, 1 a aproximadamente 10 h-1; y (b) destilar el producto de la etapa (a) para generar un producto de cumeno que tiene una pureza de al menos 99, 50% basado en el peso de cumeno presente en el producto, como se define en la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es un diagrama de flujo de proceso simplificado, que ilustra una realización de la divulgación.

La Figura 2 es un diagrama de flujo de proceso simplificado, que ilustra otra realización de la divulgación.

La Figura 3 es un diagrama de flujo de proceso simplificado, que ilustra otra realización de la divulgación.

La Figura 4 es un gráfico que representa cantidades de n-propil-benceno en un producto combinado frente a cumeno aportado a través de transalquilación.

La Figura 5 es un gráfico que ilustra los resultados del Ejemplo 1.

La Figura 6 es un gráfico que ilustra los resultados del Ejemplo 2.

La Figura 7 es un gráfico que ilustra los resultados del Ejemplo 2.

La Figura 8 es un gráfico que ilustra los resultados del Ejemplo 2.

Descripción detallada de la invención Cuando se listan límites numéricos inferiores y límites numéricos superiores en la presente memoria, se contemplan los intervalos de cualquier límite inferior y superior.

Según se usa en la presente memoria descriptiva, la expresión "tipo de entorno" se usa en el sentido descrito en "Atlas of Zeolite Framework Types", 2001.

Según se usa en la presente memoria, el esquema de numeración para los Grupos de la Tabla Periódica se usa según Chemical and Engineering News, 63 (5) , 27 (1985) .

El término "aromatización", según se usa en la presente memoria, significa la producción de compuestos aromáticos que comprenden benceno, tolueno sus mezclas por medio de la conversión de hidrocarburos no aromáticos en hidrocarburos aromáticos que comprenden benceno, tolueno... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para generar un producto de cumeno que tiene una pureza de al menos 99, 50% en peso basado en el peso de cumeno presente en el producto que usa una composición de hidrocarburos producida a partir de un reformado, no habiendo experimentado dicha composición de hidrocarburos extracción alguna, comprendiendo dicho proceso:

(a) proporcionar una reformado que comprende: (i) hidrocarburos C5-; (ii) benceno; (iii) hidrocarburos aromáticos C7+; y (iv) de 1 a 75 por ciento en peso, basado en el peso de reformado, de al menos un hidrocarburo no aromático C6+ que tiene un punto de ebullición dentro de 10 ºC a una presión de aproximadamente 101, 3 kPa-a con respecto al punto de ebullición de benceno;

(b) retirar los hidrocarburos C4- y los hidrocarburos aromáticos C7+ del reformado por medio de destilación para formar dicha composición de hidrocarburos;

(c) alquilar el benceno presente en la composición de hidrocarburos sin extracción del reformado con propileno en una fase al menos parcialmente líquida con un catalizador que comprende al menos uno de un material cristalino de la familia MCM-22 y un tamiz molecular de zeolita beta, en condiciones que incluyen una temperatura dentro del intervalo de 110 ºC a 170 ºC, una presión suficiente para mantener la mezcla de benceno y propileno en una fase al menos parcialmente líquida, una proporción molar de propileno con respecto a benceno dentro del intervalo de aproximadamente 0, 001:1 a 0, 75:1 y una velocidad espacial horaria en peso de corriente de alimentación dentro del intervalo de 0, 1 a 10 h-1; y

(d) destilar el producto de la etapa (c) para generar un producto de cumeno que tiene una pureza de al menos 99, 50 por ciento basado en el peso de cumeno presente en el producto.

2. El proceso citado en la reivindicación 1, en el que las condiciones de alquilación incluyen una temperatura de 120 ºC a 150 ºC, una presión de 1, 479 MPa-a a 2, 859 MPa-a, una proporción molar de propileno con respecto a benceno de 0, 1:1 a 0, 5:1, y una velocidad espacial horaria en peso de corriente de alimentación de 0, 5 a 2 h-1.

3. El proceso citado en la reivindicación 1 ó 2, en el que dicha proporción en peso de propileno con respecto a benceno es de 0, 2:1 a 0, 4:1.

4. El proceso citado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha proporción molar de propileno con respecto a benceno es de aproximadamente 0, 3.

5. El proceso que se cita en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el material cristalino de la familia MCM-22 está seleccionado entre el grupo que consiste en MCM-22, MCM-36, MCM-49 y MCM-56.

6. El proceso que se cita en la reivindicación 5, en el que dicho material cristalino de la familia de MCM-22 es MCM

22.

7. El proceso que se cita en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el reformado se genera por medio de reformado catalítico de nafta.

8. El proceso que se cita en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho reformado se genera por medio de craqueo de hidrocarburos.

9. El proceso que se cita en la reivindicación 8, en el que dicho craqueo se consigue por medio de craqueo de vapor.

10. El proceso citado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicha pureza de dicho producto de cumeno es de al menos 99, 90%, basado en el peso de cumeno presente en el producto.

11. El proceso que se cita en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicha corriente de alimentación de la composición de hidrocarburos contiene impurezas seleccionadas entre el grupo que consiste en olefinas, dienos, compuestos que contienen azufre, compuestos que contienen nitrógeno y sus mezclas y al menos una parte de al menos una de dichas impurezas es retirada de la corriente de alimentación de composición de hidrocarburos antes del contacto con dicho catalizador.

12. El proceso que se cita en la reivindicación 11, en el que la composición de hidrocarburos está sustancialmente libre de hidrocarburos C4- y de hidrocarburos aromáticos C7+ y comprende:

(i) benceno;

(ii) de 1 a 75% en peso, basado en el peso de la composición de hidrocarburos, de al menos un hidrocarburo no aromático C6+ que tiene un punto de ebullición de 10 ºC a una presión de 101, 3 kPa-a con respecto al punto de ebullición de benceno;

(iii) menos que 5 ppmp de azufre,

(iv) menos que 1 ppmp de nitrógeno; y

(v) menos que 2500 ppmp de olefinas y dienos.

13. El proceso que se cita en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que dicho al menos un hidrocarburo no aromático C6+ se encuentra presente en dicha corriente de alimentación de composición de hidrocarburos en una cantidad de 10 a 50% en peso de al menos un hidrocarburo no aromático C6+ que tiene un punto de ebullición dentro de 10 ºC a una presión de 101, 3 kPa-a con respecto al punto de ebullición de benceno.

Fig. 4