PROCEDIMIENTO DE HIDROGENACIÓN.

Esta invención se refiere al campo de la hidrogenación, más concretamente al hidroprocesado de ácidos carboxílicos y/o ésteres de ácidos carboxílicos, por ejemplo ácidos grasos y/o ésteres de ácidos grasos de origen biológico, para producir combustibles. Los combustibles tales como gasolina, diesel y combustible para turbinas de combustión, se obtienen generalmente mediante el procesado de petróleo crudo. En una refinería de petróleo crudo, las composiciones precursoras del combustible se obtienen habitualmente mezclando fracciones de destilación directa procedentes de la unidad de destilación del crudo con corrientes de refinería derivadas del enriquecimiento de fracciones más pesadas o más ligeras procedentes de la unidad de destilación del crudo. Con frecuencia, estas composiciones contienen componentes indeseables, tales como compuestos aromáticos, olefinas o compuestos sulfurosos, y requieren un tratamiento adicional con el fin de que resulten adecuados para su uso como combustibles. Un modo en el cual se consigue esto consiste en someterlas a procedimientos de hidrogenación tal como hidrotratamiento o hidrocracking con el fin de reducir niveles de componentes indeseables. Habitualmente, dichos procedimientos entrañan poner en contacto la composición precursora de combustible con hidrógeno a temperatura y presión elevadas, opcionalmente en presencia de un catalizador, en donde se hidrogenan olefinas y compuestos aromáticos a parafinas, y los compuestos que contienen azufre se convierten a sulfuro de hidrógeno, el cual puede ser separado del combustible empleando un recipiente de vaporización instantánea o recipiente separador. Con la atención cada vez mayor sobre el dióxido de carbono derivado de combustibles fósiles y su potencial impacto sobre el cambio climático, existe una demanda que va en aumento de combustibles que reduzcan la cantidad neta de dióxido de carbono liberado a la atmósfera. Una manera de conseguir esto consiste en utilizar biomasa como la fuente del combustible. La biomasa, bien de origen vegetal o bien de origen animal, se obtiene finalmente mediante la fijación de dióxido de carbono atmosférico a través de fotosíntesis y procesos bioquímicos asociados. Dado que la cantidad de dióxido de carbono liberado tras la combustión de la biomasa es equivalente a la cantidad de dióxido de carbono extraído de la atmósfera durante su producción, la combustión de biomasa constituye efectivamente un proceso neutro al CO2. Sin embargo, puesto que la cantidad de materiales de origen biológico adecuados para utilizarse como combustibles, tal como diesel o gasolina, no siempre es suficiente para satisfacer la demanda, la mezcla de materiales de origen biológico con combustibles de origen mineral ahora existentes está siendo considerada cada vez más como una opción atractiva para reducir el impacto atmosférico del CO2 del combustible. Un problema asociado con la mezcla de aceites de origen biológico, tales como ácidos grasos y/o ésteres de ácidos grasos, con las formulaciones de combustible ya existentes es que puede ser necesario modificar los motores de combustión con el fin de que trabajen eficientemente con el combustible modificado. Una manera de evitar la necesidad de modificar el motor consiste en convertir los aceites biológicos a hidrocarburos que puedan mezclarse fácilmente con el combustible ya existente. Dicho procedimiento se describe, por ejemplo, en US 5.705.722, en donde una biomasa como material de alimentación se hace reaccionar con hidrógeno para producir una mezcla de hidrocarburos, cuya fracción de destilado intermedio es adecuada para mezclarse con el combustible diesel convencional. Otro procedimiento, descrito por Baldauf & Balfanz en VDE Reports No. 1126 (1994) pp 153-168, describe el cohidrotratamiento de una corriente de destilado intermedio derivada de una refinería y aceite de origen biológico para producir un combustible diesel. En US 2004/230085 se describe un procedimiento para producir un componente hidrocarbonado de origen biológico, en donde el procedimiento comprende una etapa HDO y una etapa de isomerización. Sin embargo, un problema asociado con el co-hidrotratamiento de aceites de origen biológico, que comprenden ácidos grasos y/o ésteres de ácidos grasos, con una corriente de destilado intermedio de refinería es que el hidrotratamiento de ácidos grasos y/o ésteres de ácidos grasos es generalmente más exotérmico y consume más hidrógeno que el hidrotratamiento de un combustible de destilado intermedio. Además, se producen habitualmente más subproductos gaseosos tal como dióxido de carbono, lo cual puede conducir a mayores grados de corrosión de la instalación de procesado. De acuerdo con la presente invención se proporciona un procedimiento para la producción de una composición de combustible que comprende hidrocarburos derivados de ácidos carboxílicos y/o ésteres de ácidos carboxílicos, cuyo procedimiento comprende las etapas de: (a) alimentar hidrógeno y una primera corriente de procedimiento que comprende hidrocarburos a un primer reactor; (b) mantener condiciones dentro del primer reactor suficientes para producir una primera corriente de producto que contiene hidrocarburos con una menor concentración de compuestos orgánicos conteniendo heteroátomos y/o de 2 ES 2 365 873 T3 olefinas en comparación con la primera corriente de procedimiento que contiene hidrocarburos, en donde dichos compuestos orgánicos que contienen heteroátomos se eligen entre compuestos distintos de ácidos carboxílicos y ésteres de los mismos; (c) separar la primera corriente de producto que contiene hidrocarburos del primer reactor; caracterizado porque el procedimiento comprende además las etapas de: (d) alimentar hidrógeno, un ácido carboxílico y/o éster de ácido carboxílico, y al menos una porción de la primera corriente de producto que contiene hidrocarburos a un segundo reactor; (e) mantener condiciones dentro del segundo reactor suficientes para convertir al menos parte del ácido carboxílico y/o éster de ácido carboxílico a uno o más hidrocarburos; (f) separar una segunda corriente de producto que contiene hidrocarburos del segundo reactor, en donde al menos una porción de los hidrocarburos se deriva del ácido carboxílico y/o éster de ácido carboxílico. La presente invención comprende dos etapas de hidrogenación, en donde la primera etapa implica poner en contacto una primera corriente de procedimiento que contiene hidrocarburos con hidrógeno para reducir los niveles de olefina y/o compuestos orgánicos conteniendo heteroátomos allí contenidos, para producir una primera corriente de producto que contiene hidrocarburos, y la segunda etapa implica la hidrogenación de un ácido carboxílico y/o éster del mismo en combinación con al menos una porción de la primera corriente de producto que contiene hidrocarburos. Dicho procedimiento permite hidrogenar ácidos carboxílicos y/o ésteres de ácidos carboxílicos de una manera que es fácilmente retroadaptable a los procedimientos de hidrogenación existentes, tal como se llevan a cabo por ejemplo en una refinería de petróleo crudo, lo cual reduce al mínimo cualquier tiempo de interrupción o parada durante la instalación y puesta en marcha del segundo reactor. Además, se pueden mantener tales condiciones dentro del segundo reactor que se optimiza la hidrogenación del ácido carboxílico y/o éster de ácido carboxílico a hidrocarburos, cuyas condiciones pueden ser diferentes de las condiciones mantenidas en el primer reactor. La presente invención resulta particularmente adecuada para la producción de composiciones de combustible, en donde los componentes derivados del ácido carboxílico y/o éster del mismo se encuentran en minoría, de manera que las hidrogenaciones separadas permiten lograr rendimientos óptimos en el combustible deseado para cada material de alimentación. Con preferencia, el combustible comprende del orden de 0,1 a 49,9% en peso de componentes derivados de ácido carboxílico y/o éster de ácido carboxílico, tal como del orden de 2 a 15% en peso. Se puede emplear una mezcla de más de un ácido carboxílico y/o éster de ácido carboxílico. El ácido carboxílico y/o éster, o mezclas de ácidos carboxílicos y/o ésteres, se elige preferentemente de manera que el hidrocarburo o hidrocarburos producidos por la reacción en el segundo reactor son del mismo orden que aquellos del combustible diana. Por ejemplo, los combustibles diesel comprenden habitualmente hidrocarburos que tienen del orden de 10 a 22 átomos de carbono. Así, serían adecuados los ácidos carboxílicos que producen hidrocarburos con números de átomos de carbono de este orden, tales como ácidos mono- o di-carboxílicos, incluyendo ácido n-hexadecanoico o ácido 1,16-dihexadecanoico y/o sus ésteres. También son adecuados... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de una composición de combustible que comprende hidrocarburos derivados de ácidos carboxílicos y/o ésteres de ácidos carboxílicos, cuyo procedimiento comprende las etapas de: 5 (a) alimentar hidrógeno y una primera corriente de procedimiento que comprende hidrocarburos a un primer reactor; (b) mantener condiciones dentro del primer reactor suficientes para producir una primera corriente de producto que contiene hidrocarburos con una menor concentración de compuestos orgánicos conteniendo heteroátomos y/o de olefinas en comparación con la primera corriente de procedimiento que contiene hidrocarburos, en donde dichos compuestos orgánicos que contienen heteroátomos se eligen entre compuestos distintos de ácidos carboxílicos y 10 ésteres de los mismos; (c) separar la primera corriente de producto que contiene hidrocarburos del primer reactor; caracterizado porque el procedimiento comprende además las etapas de: (d) alimentar hidrógeno, un ácido carboxílico y/o éster de ácido carboxílico, y al menos una porción de la primera corriente de producto que contiene hidrocarburos a un segundo reactor; 15 (e) mantener condiciones dentro del segundo reactor suficientes para convertir al menos parte del ácido carboxílico y/o éster de ácido carboxílico a uno o más hidrocarburos; (f) separar una segunda corriente de producto que contiene hidrocarburos del segundo reactor, en donde al menos una porción de los hidrocarburos se deriva del ácido carboxílico y/o éster de ácido carboxílico. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde la composición de combustible es un combustible diesel. 20 3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en donde el ácido carboxílico y/o éster de ácido carboxílico es un ácido y/o éster graso. 4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el ácido carboxílico y/o éster de ácido carboxílico se deriva de una grasa o aceite vegetal o animal. 5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la primera corriente de procedimiento que 25 contiene hidrocarburos comprende hidrocarburos de destilado intermedi de una refinería de petróleo crudo. 6. Procedimiento según la reivindicación 5, en donde los hidrocarburos comprenden hidrocarburos de destilado intermedio de obtención directa e hidrocarburos derivados de otro procedimiento de refinería con un intervalo de ebullición similar al de la fracción de destilación u obtención directa. 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la primera corriente de procedimiento que 30 contiene hidrocarburos tiene una concentración de azufre de 200 ppm o más, expresado como azufre elemental. 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la primera corriente de producto que contiene hidrocarburos comprende menos de 200 ppm de azufre expresado como azufre elemental. 9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el primer reactor se mantiene a una temperatura del orden de 250 a 430º C y una presión del orden de 20 a 200 bares absolutos (2 a 20 MPa). 35 10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el segundo reactor se mantiene a una temperatura del orden de 200 a 410º C y una presión del orden de 20 a 200 bares absolutos (2 a 20 MPa). 11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde se alimentan hidrocarburos adicionales al segundo reactor. 7 ES 2 365 873 T3 8 Figura 1