Proceso para la producción de destilados medios.

Un proceso para la producción de hidrógeno, gasolina y destilado medio que comprende al menos las siguientes etapas:

(i) deshidrogenación de una nafta pesada en presencia de al menos un catalizador de reformado para obtener una corriente de nafta deshidrogenada;

(ii) alquilación de la corriente de nafta deshidrogenada rica en compuestos aromáticos más pesados que el benceno obtenida en la etapa (i) con una corriente olefínica en presencia de un catalizador sólido ácido; y

(iii) separación de la mezcla de compuestos obtenida en la etapa (ii) en al menos una fracción de destilado medio y una fracción rica en gasolina;

(iv) la fracción rica en gasolina obtenida en la etapa (iii) se recicla parcialmente a la corriente olefínica, a la entrada de la etapa de alquilación (ii);

y donde una separación total o parcial del hidrógeno producido en la etapa (i) se lleva a cabo entre las etapas (i) y (ii) o entre las etapas (ii) y (iii), con el fin de obtener una corriente de hidrógeno,

y que comprende la separación de nafta ligera rica en benceno y nafta pesada rica en compuestos aromáticos más pesados que el benceno entre las etapas (i) y (ii).

Proceso para la producción de destilados medios La presente invención se refiere a un proceso para la producción de destilados medios. El proceso produce hidrógeno, gasolina yun destilado medio a partir de una nafta pesada y una corriente olefínica.

Antecedentes de la invención

En la actualidad, existe un desequilibrio en el mercado europeo entre la demanda y la producción de diesel y gasolina. Como consecuencia del descenso en la demanda de gasolina en el mercado europeo, muchas unidades de reformado catalítico se encuentran fuera de servicio una gran parte del tiempo.

Las unidades de reformado catalítico son unidades catalíticas con varios reactores en serie, en donde una nafta de destilación directa o una nafta de conversión, como por ejemplo una nafta de FCC (Fluid Catalytic Cracking) , sufre reacciones de deshidrogenación de naftenos, isomerización de parafinas y deshidrociclación de parafinas, todas ellas con la finalidad de mejorar las propiedades de dichas naftas como combustibles y más concretamente incrementar su índice de octano para gasolinas.

Existen varias patentes y procesos comerciales, de las compañías Axens y UOP por ejemplo, que describen en profundidad este proceso industrial, como por ejemplo la patente US 4431522.

Por otro lado, en la literatura se desvelan diferentes procesos para la obtención de destilados medios. Por ejemplo, la patente WO 00/39253 desvela la mejora del índice de cetano de naftas pesadas de FCC o gasoil ligero de FCC, mediante la alquilación directa con corrientes olefínicas, en presencia de catalizador sólido ácido. La patente US 4594143 desvela la alquilación de Jet-fuel (150 ºC-260 ºC) con una corriente olefínica para producir una fracción de diesel utilizando un catalizador sólido ácido. La patente US 290460 desvela la producción de compuestos alquilaromáticos de alto número de octano en el intervalo de destilación de la gasolina a partir de corrientes aromáticas y olefínicas. En la patente US 791639 se produce diesel a partir de la alquilación de una nafta de destilación directa con un alto contenido aromático y naftas de FCC con un catalizador ácido como el cloruro de aluminio.

La patente WO 00/39253 desvela un proceso para la obtención de diesel a través de la alquilación de una corriente de nafta pesadao de un destilado quecontienemásdel40%enpeso de compuestosaromáticos conunasegunda corriente que contiene olefinas en presencia de un catalizador sólido ácido. Dicha patente no menciona que la corriente rica en compuestos aromáticos pueda obtenerse por el reformado de nafta pesada ni tampoco el contenido de naftenos de dicha corriente.

La patente WO 2008/043066 desvela un proceso para la producción de destilados medios, como queroseno y diesel. El proceso incluye una etapa para convertir nafta parafínica en benceno y olefinas, y hacer reaccionar el benceno y las olefinas para la obtención de alquil-bencenos. El proceso descrito utiliza un catalizador de Sn/Pt para llevar a cabo la primera etapa. En dicha etapa la producción de compuestos aromáticos se reduce prácticamente a benceno ya que el resto de parafinas C7+se convierten básicamente a olefinas.

Las patentes US 5380425 y US 5273644 desvelan procesos que comprenden reformado y alquilación. Ambos procesos introducen un efluente que contiene benceno a la etapa de alquilación. La patente US 4594144 desvela un proceso de reformado y alquilación, con extracción intermedia de compuestos aromáticos.

Por otro lado, es importante indicar que existe una creciente necesidad de hidrógeno, en gran medida por el endurecimiento de la legislación medioambiental en el campo de los combustibles. Producir combustibles con menos de 10 ppm de azufre conlleva un alto incremento en el consumo de hidrógeno, y este consumo puede verse incrementado más todavía si en los próximos años se reduce el contenido en azufre en otros combustibles como el combustible para aviación y los gasóleos de calefacción. Además, el contenido mínimo de biocomponentes en combustibles también podría obligar a procesar o co-procesar aceites o grasas en unidades de hidrodesulfuración (HDS) para obtener diesel de origen bio-renovable con el consiguiente incremento en consumo de hidrógeno.

Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto se buscan opciones económicas que permitan producir destilados medios a partir de naftas o corrientes olefínicas y que, en la medida de lo posible, permitan readaptar unidades industriales existentes minimizando así la inversión. Se buscan procesos que sean flexibles en sus alimentaciones, que puedan procesar combinaciones de diferentes corrientes dependiendo de la coyuntura del momento y que contribuyan a la producción de hidrógeno.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a un proceso para la producción de hidrógeno, gasolina y un destilado medio que puede usarse para la mezcla de destilados medios dedicados a combustibles. Aunque el proceso puede implementarse desde cero, también puede implementarse mediante la modificación de una planta de reformado catalítico existente, usando uno de los múltiples reactores de reformado para la deshidrogenación de naftenos y los restantes reactores para llevar a cabo un proceso de alquilación.

Sorprendentemente, si las naftas sufren una reacción de deshidrogenación antes de la etapa de alquilación con una corriente olefínica se obtienen mejores rendimientos de destilado medio en el proceso global.

El proceso como aquí se desvela produce hidrógeno, gasolina y un destilado medio. El proceso puede producir también una fracción de GLP. Otra ventaja del proceso es que pueden usarse como materia prima corrientes olefínicas y naftas de destilación directa, cuyo destino actual es la producción de gasolina o la industria química. Adicionalmente se obtiene hidrógeno, que actualmente es un producto químico necesario y caro, y del que las refinerías pueden ser deficitarias.

Es más, la posibilidad de adaptar una planta de reformado catalítico para la producción de un destilado medio a partir de una corriente aromática y/o nafténica y una corriente olefínica conlleva una reducción de los costes. Además, el catalizador del proceso puede regenerarse in situ quemando con aire el coque formado durante el proceso.

Por lo tanto, en un primer aspecto, se proporciona un proceso para la producción de hidrógeno, gasolina y un destilado medio según la reivindicación 1.

La nafta pesada preferida para usar en la etapa (i) es una corriente de hidrocarburos con un contenido de al menos el 20 % p/p de naftenos y compuestos aromáticos y con un intervalo de destilación entre 75 ºC y 200 ºC, preferiblemente entre 90 ºC y 140 ºC. Ejemplos específicos de naftas adecuadas para el proceso según se desvela en este documento son la nafta de destilación directa, nafta de FCC de corte intermedio, concentrados aromáticos, nafta de coquización, nafta de viscorreducción, nafta de craqueo por vapor o mezclas de estos. Preferiblemente, la nafta es "nafta de destilación directa". También se prefiere la nafta pesada C6+. Una nafta pesada C6+ es una nafta pesada que consiste esencialmente en moléculas con 6 o más átomos de carbono.

La deshidrogenación de la nafta pesada de la etapa (i) se lleva a cabo a una temperatura típica superior a 250 ºC, preferiblemente entre 250 ºC y 650 ºC, más preferiblemente entre 350 ºC y 650 ºC y más preferiblemente entre 480 ºC y 530 ºC. La presión del sistema en esta etapa es típicamente entre 1 y 80 bar y preferiblemente entre 3 y 30 bar.

Típicamente, los compuestos aromáticos se producen en la deshidrogenación de la nafta pesada en presencia de al menos un catalizador de reformado de la etapa (i) . Además, el contenido de naftenos típicamente se reduce después de la deshidrogenación de la nafta pesada en presencia de al menos un catalizador de reformado de la etapa (i) . En la etapa (ii) se obtienen excelentes resultados cuando la cantidad de naftenos es lo más baja posible y la cantidad de compuestos aromáticos es lo más alta posible. Normalmente, al menos el 20 % en peso de la corriente de nafta usada en la etapa (ii) son aromáticos y menos del 1 % en peso de la corriente de nafta usada en la etapa (ii) son naftenos.

En el proceso que aquí se desvela, en la etapa (i) se usa un catalizador de reformado. Un experto en la materia entenderá que en la etapa (i) puede haber más de un catalizador de reformado. Ejemplos de catalizadores de reformado útilesusadosen la etapa (i) que aquíse desvela incluyen Pt, Re, Ir, Ge, Sn omezclas de estossobre un soporte de alúmina. Preferiblemente, el catalizador de reformado podría seleccionarse de RG-582 y RG-682 de Axens o... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la producción de hidrógeno, gasolina y destilado medio que comprende al menos las siguientes etapas:

(i) deshidrogenación de una nafta pesada en presencia de al menos un catalizador de reformado para obtener una corriente de nafta deshidrogenada;

(ii) alquilación de la corriente de nafta deshidrogenada rica en compuestos aromáticos más pesados que el benceno obtenida en la etapa (i) con una corriente olefínica en presencia de un catalizador sólido ácido; y

(iii) separación de la mezcla de compuestos obtenida en la etapa (ii) en al menos una fracción de destilado medio y una fracción rica en gasolina;

(iv) la fracción rica en gasolina obtenida en la etapa (iii) se recicla parcialmente a la corriente olefínica, a la entrada de la etapa de alquilación (ii) ;

y donde una separación total o parcial del hidrógeno producido en la etapa (i) se lleva a cabo entre las etapas (i) y (ii) o entre las etapas (ii) y (iii) , con el fin de obtener una corriente de hidrógeno, y que comprende la separación de nafta ligera rica en benceno y nafta pesada rica en compuestos aromáticos más pesados que el benceno entre las etapas (i) y (ii) .

2. El proceso según la reivindicación anterior, donde la nafta pesada usada en la etapa (i) es una corriente de hidrocarburos con un contenido de al menos el 20 % p/p de la suma de naftenos y aromáticos y con un intervalo de destilación entre 75 ºC y 200 ºC, preferiblemente entre 90 ºC y 140 ºC.

3. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la nafta pesada usada en la etapa (i) se selecciona del grupo que consiste en nafta de destilación directa, nafta de FCC de corte intermedio, concentrados aromáticos, nafta de coquización o mezclas de estos, preferiblemente la nafta es nafta de destilación directa.

4. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la deshidrogenación de la nafta pesada de la etapa (i) se lleva a cabo a una temperatura entre 250 ºC y 650 ºC, preferiblemente entre 350 ºC y 650 ºC, más preferiblementeentre 480 y 530 ºC.

5. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la deshidrogenación de la nafta pesada de la etapa (i) se lleva a cabo a una presión entre 1 y 80 bar, preferiblemente entre 3 y 30 bar.

6. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al menos el 90 % del hidrógeno producido en la etapa de deshidrogenación se separa entre las etapas (i) y (ii) o entre las etapas (ii) y (iii) .

7. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la alquilación de la corriente de nafta deshidrogenada obtenida en la etapa (ii) con una corriente olefínica se lleva a cabo en presencia de un catalizador sólido ácido seleccionado del grupo que consiste en zeolitas, resinas ácidas, ácido fosfórico sobre un soporte, aluminosilicatos, Nafion o mezclas de estos, preferiblemente el catalizador sólido ácido es catalizador ITQ, catalizador MCM, el catalizador Beta 25, resina A-35 o Purolite CT-275.

8. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la alquilación de la corriente de nafta obtenida en la etapa (ii) se lleva a cabo a una temperatura entre 80 ºC y 350 ºC, preferiblemente entre 200 ºC y 300 ºC.

9. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la alquilación de la corriente de nafta obtenida en la etapa (ii) se lleva a cabo a una presión entre 2 y 120 bar, preferiblemente entre 30 y 60 bar.

10. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la corriente olefínica de la etapa (ii) se selecciona del grupo que consiste en etileno, propileno, buteno, penteno, GLP olefínico, nafta de FCC de corte intermedio, nafta de coquización, nafta ligera de FCC o mezclas de estos.

11. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la fracción de destilado medio obtenida está entre el 10 y el 70 % peso/peso de la mezcla inicial de compuestos obtenida en la etapa (ii) .

12. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la fracción rica en gasolina está entre el 30 y el 90 % peso/peso de la mezcla inicial de compuestos obtenida en la etapa (ii) .

13. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la corriente olefínica que alimenta la etapa (ii) comprende menos de 1 ppm de nitrógeno.

14. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el contenido de naftenos se reduce después de la deshidrogenación de una nafta pesada en presencia de al menos un catalizador de reformado de la etapa (i) , preferiblemente el contenido de naftenos es inferior al 1 % en peso.