Parafina microcristalina y procedimiento para la producción de una parafina microcristalina.

Parafina microcristalina como un producto sólido, que se puede producir por hidroisomerización catalítica a unas temperaturas situadas por encima de 200 ºC a partir de unas parafinas FT con una distribución de longitudes de cadenas de C situada en el intervalo de 20 a 105,

por utilización de un catalizador constituido sobre la base de una beta-zeolita, con un tamaño de poros comprendido entre 0,5 y 0,8 nm, teniendo el catalizador además un contenido de un metal de hidrogenación del VIII. grupo secundario del sistema periódico de los elementos y siendo el contenido del metal de hidrogenación, referido al catalizador calcinado a 800 ºC, de 0,1 a 2 MA.-%, no siendo líquida a 25 ºC la parafina microcristalina, sino desde por lo menos pastosa hasta sólida con una penetración de la aguja de menos que 100 x 10-1 mm, medida según la norma DIN 51579.

Parafina microcristalina y procedimiento para la producción de una parafina microcristalina El invento se refiere en primer lugar a una parafina microcristalina. Además de ello, se refiere a un procedimiento para la producción de una parafina microcristalina.

Una parafina microcristalina habitual, obtenida a partir del petróleo (también conocida como microcera) , se compone de una mezcla de hidrocarburos saturados, que son sólidos a la temperatura ambiente, con una distribución de longitudes de cadenas de C25 hasta C80. Las parafinas microcristalinas contienen, junto a unos n-alcanos, unos isoalcanos múltiples veces ramificados y unos cicloalcanos sustituidos con alquilo (naftenos) así como unas ciertas proporciones -si bien por lo general pequeñas – de compuestos aromáticos. El contenido de iso-alcanos y de naftenos fluctúa entre 40 y 70 %, determinado según el Método de ensayo de la norma EWF para el análisis de parafinas o ceras de hidrocarburos por cromatografía de gases (EWF-Standard Test Method for Analysis of Hydrocarbonwax by Gaschromatography) . La dominancia cuantitativa de los iso-alcanos (y de los naftenos) condiciona y establece su estructura microcristalina.

El intervalo de solidificación está situado entre 50 y 100 º C de acuerdo con la norma DIN ISO 2207. El ensayo de penetración de una aguja tiene unos valores comprendidos entre 2 x 10-1 y 160 x 10-1 mm de acuerdo con la norma DIN 51579. El punto de solidificación y la penetración de una aguja se utilizan con el fin de diferenciar entre unas parafinas microcristalinas plásticas y otras duras. Las parafinas microcristalinas plásticas y blandas (los denominados petrolatos) son provistas rápidamente de una capacidad de adhesión pronunciada y tienen unos puntos de solidificación de 65 a 70 º C y unos valores de la penetración de 45 a 160 x 10-1 mm. Los contenidos de aceites están situados entre 1 y 15 %. Las parafinas microcristalinas plásticas son fácilmente conformables y amasables y tienen unos puntos de solidificación comprendidos entre 65 y 80 º C y unos valores de la penetración de 10 hasta 30 x 10-1 mm. Los contenidos de aceites pueden ser hasta de 5 %. Las parafinas microcristalinas duras son duras y tenaces y débilmente pegajosas con unos puntos de solidificación de 80 a 95 º C y unos valores de la penetración de 2 a 15 x 10-1 mm. Los contenidos de aceites son como máximo de 2 % (véase la Ullmanns EnzyklopÃdia of Industrial Chemistr y [Enciclopedia de Ullman de la Química Industrial], VC-Verlagsgesellschaft 1996) .

Las parafinas microcristalinas tienen una alta masa molecular y por consiguiente unos altos puntos de ebullición. Ellas se obtienen hasta ahora a partir de los residuos de la destilación en vacío del petróleo así como de las deposiciones del petróleo que se producen al realizar su almacenamiento (bottom residue = residuo en el fondo, parafina o cera de residuo) , y ciertamente en unos procedimientos tecnológicamente muy complicados y con grandes costos que tienen varias etapas, por ejemplo, de desasfaltación, extracción con disolventes, desparafinación, desaceitado y refinación. Las parafinas microcristalinas desaceitadas contienen como impurezas ciertos compuestos de azufre, nitrógeno y oxígeno. Ellas, como consecuencia de esto, no son totalmente inodoras y tienen un color desde amarillo oscuro hasta pardo oscuro. La refinación, que es necesaria por lo tanto, se efectúa, en dependencia de la posterior utilización, por blanqueo (en usos técnicos) o por hidrorrefinación (en usos en las industrias alimentaria así como farmacéutica) .

Las parafinas microcristalinas se emplean predominantemente como componentes de mezclas en unas mezclas de parafinas o respectivamente ceras. El empleo se efectúa sin embargo, en la mayor parte de los casos, en unas regiones de proporciones hasta de 5 %. En tal caso, sobre todo, se deben de aumentar la dureza y el punto de fusión de estas mezclas así como se deben de mejorar la flexibilidad y la cohesividad aceitosa. Unos usos típicos son, por ejemplo, la producción de ceras para impregnación, revestimiento y forrado, destinadas a las industrias de envasado y textiles, de los pegamentos de selladura en caliente y fusibles, así como de los productos farmacéuticos y cosméticos, inclusive de las gomas de mascar. Por lo demás, ellas se utilizan en el caso de masas de moldeo y relleno por colada y de cables así como por lo general en el caso de materiales sintéticos, pero también en las industrias de velas y candelas, de cauchos vulcanizados y de cubiertas de neumáticos, así como en agentes de cuidados, de protección contra el deslizamiento y de protección contra la corrosión.

A partir del documento de solicitud de patente internacional WO01/74971 es conocido obtener un producto de Fischer-Tropsch con un amplio intervalo de puntos de ebullición, el cual contiene también ciertas porciones de productos líquidos, que se pueden isomerizar de una manera moderada y cuidadosa, y a partir del material hidroisomerizado líquido se puede obtener una parafina mediante una separación por destilación de las porciones más ligeras. La temperatura de hidrogenación se indica con un intervalo de 204 a 343 (pero en el Ejemplo con una de: 348) º C, apareciendo como dudoso el intervalo de temperatura inferior, incluso todavía no demostrado mediante ejemplos, en lo que se refiere a la realizabilidad. Con la parafina así obtenida se mezclan las porciones que hierven a altas temperaturas de los productos de partida. Como catalizadores se menciona típicamente un catalizador de cobalto y molibdeno sobre un alumo-silicato. Como apropiadas zeolitas se mencionan la zeolita Y o una zeolita Y ultra-estable. Aparece como desventajoso en el caso de esta propuesta el hecho de que se debe de usar una etapa de procedimiento adicional, lo que encarece la producción de la parafina microcristalina blanda.

A partir del documento de patente alemana DE 69 418 388 T2 se describe una hidroisomerización de n-parafinas que son sólidas a temperatura ambiente con más de 15 átomos de C mediando utilización de un catalizador constituido sobre la base de un metal del grupo VIII, en particular de platino, y de un boro-silicato con la misma estructura que una beta-zeolita para formar unos productos líquidos, que son apropiados para la producción de aceites lubricantes.

En el documento DE 695 15 959 T2 se describe la hidroisomerización de unos materiales de partida que contienen parafinas para formar unos productos líquidos, que son apropiados para la producción de aceites lubricantes. En este caso se usan una temperatura de 270º a 360 º C y una presión de 500 a 1.500 psi o respectivamente de 3, 44 MPa a 10, 36 MPa. El hidrógeno es aportado al reactor con una velocidad de 1.000 a 10.000 SCF/bbl (pies cúbicos en condiciones normales por barril) y la parafina lo es con una LHSV (VEHL = velocidad espacial horaria de líquido) de 0, 1 a 10. El catalizador está basado en un componente metálico sobre un soporte a base de un óxido metálico poroso, estable frente al calor, en particular en 0, 1 a 5 % en peso de platino sobre un óxido de aluminio o unas zeolitas tales como p.ej. ofretita, zeolita X, zeolita Y, ZSM-5, ZSM-2, etc.

El material de partida que se ha de emplear puede ser una parafina cualquiera o un material que contenga parafinas, tales como por ejemplo unas ceras parafínicas residuales, conocidas en inglés como slack waxes y en alemán como Paraffin-Gatsche) o una parafina de Fischer-Tropsch. El producto de la isomerización es líquido y constituye el producto de partida para la producción de componentes de aceites lubricantes.

Partiendo del mencionado estado de la técnica, el invento se ocupa de la misión de indicar una parafina microcristalina de nuevo tipo y un procedimiento para la producción de una parafina microcristalina.

El problema planteado por esta misión se resuelve mediante el objeto de la reivindicación 1 o respectivamente de la reivindicación 5. En este caso se destaca el hecho de que la parafina microcristalina, que se puede preparar mediante una isomerización catalítica a unas temperaturas situadas por encima de 200 º C, se puede obtener a partir de unas parafinas de FT con una distribución de longitudes de cadenas con unos números de átomos de C situados en la región de 20 a 105, mediando utilización de un catalizador constituido sobre la base de una zeolita Beta, con un tamaño de poros comprendido entre 0, 5 y 0, 8 nm, teniendo el catalizador además un componente de metal de hidrogenación del grupo secundario VIII. del sistema periódico de los elementos, y siendo el contenido del metal de hidrogenación de 0, 1 a 2 MA. %. La parafina microcristalina producida no es líquida a 25º C sino que es desde por lo menos pastosa... [Seguir leyendo]

1. Parafina microcristalina como un producto sólido, que se puede producir por hidroisomerización catalítica a unas temperaturas situadas por encima de 200 º C a partir de unas parafinas FT con una distribución de longitudes de cadenas de C situada en el intervalo de 20 a 105, por utilización de un catalizador constituido sobre la base de una beta-zeolita, con un tamaño de poros comprendido entre 0, 5 y 0, 8 nm, teniendo el catalizador además un contenido de un metal de hidrogenación del VIII. grupo secundario del sistema periódico de los elementos y siendo el contenido del metal de hidrogenación, referido al catalizador calcinado a 800 º C, de 0, 1 a 2 MA. %, no siendo líquida a 25 º C la parafina microcristalina, sino desde por lo menos pastosa hasta sólida con una penetración de la aguja de menos que 100 x 10-1 mm, medida según la norma DIN 51579.

2. Parafina microcristalina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la proporción en peso de los isoalcanos es mayor que la de los n-alcanos.

3. Procedimiento para la producción de una parafina microcristalina por hidroisomerización catalítica, que no es líquida a 25 º C sino desde por lo menos pastosa hasta sólida, con una penetración de la aguja de menos que 100 x 10-1 mm, medida según la norma DIN 51579, mediando empleo de una parafina FT como material de partida con un número de átomos de carbono situado en el intervalo de 20 a 105, por utilización de un catalizador constituido sobre la base de una zeolita Beta, con un tamaño de poros comprendido entre 0, 5 y 0, 8 nm, teniendo el catalizador además un componente de metal de hidrogenación del VIII. grupo secundario del sistema periódico de los elementos y siendo el contenido del metal de hidrogenación de 0, 1 a 2 MA. %, en el caso del platino de manera preferida de 0, 4 a 1 MA. %, referido al catalizador calcinado a 800 º C, en el caso del uso de una temperarura del proceso de más que 200 º C y de la acción de la presión en presencia de hidrógeno.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que la temperatura del proceso es de 200 a 270 º C.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado por que la presión es de 2 a 20 MPa.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5, por que la presión es de 3 a 8 MPa.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 6, caracterizado por una temperatura del proceso de 230 a 270 º C.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 hasta 7, caracterizado por una relación de alimentación del hidrógeno a la parafina FT de 100 : 1 a 2.000 : 1 Nm3 por m3.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 hasta 8, caracterizado por una relación de alimentación del hidrógeno a la parafina FT de 250 : 1 a 600 : 1 Nm3 por m3.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 hasta 9, caracterizado por que se trabaja con un grado de carga de 0, 1 a 2, 0 v/vh, de manera preferida de 0, 2 a 0, 8 v/vh.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 hasta 10, caracterizado por que el catalizador tiene un tamaño de poros de 0, 55 a 0, 76 nm.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 hasta 11, caracterizado por que la parafina FT se emplea en un intervalo de puntos de solidificación de 70 a 105 º C, de manera preferida con unos puntos de solidificación de 70, 80, 95 o 105 º C.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 hasta 12, caracterizado por que la producción de las parafinas microcristalinas a partir de las parafinas FT se realiza en una única etapa de procedimiento, eventualmente de modo adicional con una eliminación de las porciones de cadena corta.