Antiespumante de silicona para un mejor control de la espuma de hidrocarburos y para reducir el contenido en silicio de productos hidrocarbonados líquidos.

Procedimiento de refinería que comprende una operación de coquización retardada que incluye además reducirla formación de espuma de un material de alimentación de coquizador susceptible a la formación de espuma,

empleando un método que comprende añadir al material de alimentación del coquizador que es susceptible a laformación de espuma una cantidad eficaz para reducir el espumado de una composición que comprende unpolidimetilsiloxano lineal (PDMS) que tiene una viscosidad cinemática del orden de 1.000 a 1.000.000 cSt y unPDMS reticulado con un reticulante seleccionado del grupo consistente en siloxano y polisilicato de alquilo, en dondese necesita menos cantidad total de PDMS reticulado y PDMS lineal para conseguir la misma reducción de espumaen comparación con un PDMS lineal únicamente, en donde la composición que comprende PDMS lineal y PDMSreticulado con un reticulante se añade al material de alimentación del coquizador antes y/o durante la operación decoquización retardada, y en donde la temperatura del material de alimentación del coquizador durante la operaciónde coquización retardada está comprendida entre 700 y 1.000º F (371 a 538º C), y

en donde la cantidad total de polidimetilsiloxanos en la composición se emplea en una relación de 0,1 ppm a 1.000ppm basado en el hidrocarburo líquido que ha de ser desespumado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2004/039150.

Solicitante: BAKER HUGHES INCORPORATED.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2929 ALLEN PARKWAY SUITE 2100 HOUSTON, TX 77019 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KREMER, LAWRENCE, N..

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D19/04 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 19/00 Desgasificación de líquidos. › por adición de sustancias químicas.
  • C10G9/00 QUIMICA; METALURGIA.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. › Cracking térmico no catalítico, en ausencia de hidrógeno, de aceites de hidrocarburos.
  • C10M171/00 C10 […] › C10M COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la perforación de pozos C09K 8/02 ); UTILIZACION DE SUSTANCIAS, YA SEA SOLAS, O COMO INGREDIENTES LUBRICANTES EN UNA COMPOSICION LUBRICANTE (agentes de desmoldeo, es decir, de separación, para metales B22C 3/00, para materias plásticas o para sustancias en estado plástico, en general B29C 33/56, para el vidrio C03B 40/02; lubricantes para textiles D06M 11/00, D06M 13/00, D06M 15/00; aceites de inmersión para microscopia G02B 21/33). › Composiciones lubricantes caracterizadas por criterios puramente físicos, p. ej. que contienen como material de base, espesante o aditivo, ingredientes exclusivamente caracterizados por los valores numéricos particulares de sus propiedades físicas, es decir, que contienen ingredientes físicamente bien definidos, pero cuya naturaleza química no está precisada o sólo está vagamente indicada (ingredientes químicamente definidos C10M 101/00 - C10M 169/00; fracciones de petróleo C10M 101/02, C10M 121/02, C10M 159/04).

PDF original: ES-2383198_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Antiespumante de silicona para un mejor control de la espuma de hidrocarburos y para reducir el contenido en silicio de productos hidrocarbonados líquidos Campo de la invención La presente invención se refiere a métodos para prevenir o reducir la formación de espuma de materiales de alimentación a coquizadores por medio de polidimetilsiloxanos que permiten un menor contenido en silicio de productos líquidos del coquizador.

Antecedentes de la invención Muchas refinerías de petróleo utilizan una unidad de coquización retardada para procesar crudos residuales. En la coquización retardada, los vapores de cabeza del tambor de coquización pasan a un fraccionador en donde se separan diversas fracciones. Una de las fracciones es una corriente con intervalo de ebullición de la gasolina. Esta corriente, referida comúnmente como gasolina de coquizador o nafta de coquizador, es en general una corriente de índice de octano relativamente bajo, inadecuada para utilizarse como combustible en automoción sin que sea enriquecida. Con las limitaciones en los aditivos mejoradores del índice de octano, impuestas por problemas medioambientales, ha llegado a ser deseable procesar gasolina o nafta de coquizador en una unidad mejoradora del índice de octano tal como un reformador catalítico. Los compuestos de azufre en la gasolina de coquizador son perjudiciales para los catalizadores de reformado catalítico y, por tanto, ha llegado a ser una práctica común tratar la gasolina de coquizador en un desulfurador catalítico antes de procesarla en un reformador catalítico. Estas etapas de coquización retardada, desulfuración y reformado son procedimientos comerciales bien desarrollados que se utilizan ampliamente en las refinerías. Los catalizadores de hidrodesulfuración (HDS) pueden resultar indeseablemente envenados por silicio. El silicio puede también envenenar el catalizador del reformador el cual es incluso más costoso.

En el procedimiento de coquización retardada, suelen producirse cantidades de espuma que son indeseables dado que la espuma reduce la eficiencia del procedimiento de coquización retardada. Es usual, como se describe en la Patente US No. 3.700.587, añadir antiespumantes de silicona, por ejemplo polidimetilsiloxanos, a coquizadores retardados para controlar la formación de espuma indeseable. De este modo, uno de los problemas recurrentes en el coquizador es la contaminación de los productos con especies de silicio que pueden eventualmente envenenar el catalizador del hidrotratador y hacer que el catalizador costoso sea sustituido de manera prematura. Dado que se cree que el antiespumante a base de silicona utilizado en el tambor del coquizador constituye la principal fuente de contaminación por silicio, se ha dedicado un esfuerzo considerable para reducir al mínimo o eliminar el uso de aceite de silicona en la unidad. El aceite de silicona actúa como un antiespumante para abatir la espuma en el tambor cuando el aceite de silicona se inyecta primero y también actúa como un agente antiespumante para prevenir la posterior acumulación de espuma. Debido a las características únicas de propiedades en superficie y estabilidad térmica del aceite de silicona, todavía no se ha conseguido un sustituto antiespumante carente de silicona comercialmente viable.

Existen dos vías para que la silicona salga del tambor del coquizador y contamine los productos del fraccionador: 1) la molécula original de silicona puede llegar a ser físicamente arrastrada en los gases de cabeza o 2) la molécula original de silicona puede disgregarse en piezas suficientemente pequeñas para que destilen con los productos líquidos. La silicona que habitualmente se utiliza en coquizadores es de tal peso molecular elevado que no destilará a las temperaturas del coquizador. Sin embargo, L. Kremer en "Silicon Contamination of Coker Products", A/ChE 5th International Conference on Refiner y Processes, March 12, 2002, presenta resultados de laboratorio sobre la degradación térmica del aceite de silicona. Los productos de la disgregación son principalmente trímeros y tetrámeros cíclicos de polidimetilsiloxano y tienen puntos de ebullición de 134º C (273º F) y 175º C (347º F) , lo cual explica el por qué los mismos destilan en los productos del coquizador.

La Patente US No. 5.861.453 se refiere a una composición de silicona preparada haciendo reaccionar una mezcla que comprende (i) aceite mineral, (ii) un poliorganosiloxano, (iii) un compuesto de silicio y (iv) una cantidad catalítica de un catalizador. Las composiciones se describen como resistentes a la separación de fases y son útiles como composiciones controladoras de la espuma en sistemas productores de espuma.

La solicitud de Patente US 2003/0119917 implica una composición de silicona dispersable que comprende una mezcla de (I) una composición de silicona preparada por reacción de (i) un poliorganosiloxano, (ii) un compuesto de silicio y (iii) una cantidad catalítica de un compuesto para promover la reacción de los otros componentes, y (II) un compuesto de poliisobutileno. El oligómero de poliisobutileno o polímero de poliisobutileno es eficaz como un agente dispersante para la composición de silicona (I) . Las composiciones que contienen poliisobutileno son fáciles de manejar, producen menos residuos y su dispersión en formulaciones de aceite mineral es más eficiente.

La Patente US No. 4.176.047 describe que una corriente hidrocarbonada con intervalo de ebullición de la gasolina, obtenida por fraccionamiento de vapores de cabeza de un coquizador retardado, puede ser tratada para separar compuestos orgánicos de silicio antes de ser procesada en un desulfurador y reformador catalítico. La corriente se trata mediante un lecho de material tal como alúmina, alúmina activa o catalizador de desulfurador agotado a base de alúmina a temperatura elevada para reducir el nivel de compuestos orgánicos de silicio. Los compuestos orgánicos de silicio, en el caso de que no se separen, son perjudiciales para los catalizadores del desulfurador y reformador. Los compuestos orgánicos de silicio se añaden tradicionalmente a un coquizador retardado para controlar la formación de espuma.

Sin embargo, sería deseable proporcionar también un método que redujera al mínimo, en el primer sitio, la cantidad de silicio en los productos del coquizador.

Resumen de la invención En consecuencia, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un método para minimizar o reducir la cantidad de silicio en productos de procedimientos de coquización retardada, en donde el espumado de hidrocarburos líquidos constituye un problema.

Para conseguir estos y otros objetos de la invención, se proporciona un procedimiento de refinería que comprende una operación de coquización retardada que incluye además reducir la formación de espuma de un material de alimentación del coquizador susceptible a la formación de espuma, empleando un método que comprende añadir al material de alimentación del coquizador que es susceptible a la formación de espuma una cantidad eficaz para reducir el espumado de una composición que comprende un polidimetilsiloxano lineal (PDMS) que tiene una viscosidad cinemática del orden de 1.000 a 1.000.000 cSt y un PDMS reticulado con un reticulante seleccionado del grupo consistente en siloxano y polisilicato de alquilo, en donde se necesita menos cantidad total de PDMS reticulado y PDMS lineal para conseguir la misma reducción de espuma en comparación con un PDMS lineal únicamente, en donde la composición que comprende PDMS lineal y PDMS reticulado con un reticulante se añade al material de alimentación del coquizador antes y/o durante la operación de coquización retardada, y en donde la temperatura del material de alimentación del coquizador durante la operación de coquización retardada está comprendida entre 700 y 1.000º F (371 a 588º C) , y en donde la cantidad total de polidimetilsiloxanos en la composición se emplea en una relación de 0, 1 ppm a 1.000 ppm basado en el hidrocarburo líquido que ha de ser desespumado.

Descripción detallada de la invención Las composiciones antiespumantes a base de polidimetilsiloxano lineal (PDMS) y PDMS sustituido con halógeno son conocidas por ser aditivos antiespumantes en coquizadores retardados. Hasta el presente, no se ha encontrado otro material que pueda trabajar en tales aplicaciones. El inventor ha descubierto que una mezcla de PDMS lineal y PDMS reticulado con siloxano (resina) o polisilicato de alquilo se puede emplear para emplear o reducir la espuma con un arrastre significativamente menor de silicio hacia los productos del coquizador, y de este modo con... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de refinería que comprende una operación de coquización retardada que incluye además reducir la formación de espuma de un material de alimentación de coquizador susceptible a la formación de espuma, 5 empleando un método que comprende añadir al material de alimentación del coquizador que es susceptible a la formación de espuma una cantidad eficaz para reducir el espumado de una composición que comprende un polidimetilsiloxano lineal (PDMS) que tiene una viscosidad cinemática del orden de 1.000 a 1.000.000 cSt y un PDMS reticulado con un reticulante seleccionado del grupo consistente en siloxano y polisilicato de alquilo, en donde se necesita menos cantidad total de PDMS reticulado y PDMS lineal para conseguir la misma reducción de espuma en comparación con un PDMS lineal únicamente, en donde la composición que comprende PDMS lineal y PDMS reticulado con un reticulante se añade al material de alimentación del coquizador antes y/o durante la operación de coquización retardada, y en donde la temperatura del material de alimentación del coquizador durante la operación de coquización retardada está comprendida entre 700 y 1.000º F (371 a 538º C) , y en donde la cantidad total de polidimetilsiloxanos en la composición se emplea en una relación de 0, 1 ppm a 1.000 15 ppm basado en el hidrocarburo líquido que ha de ser desespumado.

2. Procedimiento de refinería según la reivindicación 1, en donde el PDMS reticulado comprende bloques terminales seleccionados del grupo consistente en bloques terminales -OH, -OCH3 y - (CH3) 3.

3. Procedimiento de refinería según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la relación de PDMS reticulado a polidimetilsiloxano lineal en la composición oscila de 95:5 a 5:95 según la relación en peso.

 

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