ES1322271U - Aparato para la producción de un alquilbenceno lineal - Google Patents
Aparato para la producción de un alquilbenceno linealInfo
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Abstract
Un aparato para la producción de un alquilbenceno lineal que comprende: una unidad de desoxigenación (110) que está en comunicación con una tubería de alimentación de triglicéridos (105); una tubería de C9-C14 (115) y una tubería de C14+ (120); en donde la tubería C9-C14 (115) y la tubería C14+ (120) están en comunicación con la unidad de desoxigenación (110); una unidad separada de craqueo selectivo lineal (125) que está en comunicación con la tubería de C14+ (120); una primera tubería (130) y una segunda tubería (135); en donde la primera tubería (130) y la segunda tubería (135) están en comunicación con la unidad separada de craqueo selectivo lineal (125); una unidad de descontaminación (140) en comunicación con la primera tubería (130); una primera tubería de corriente descontaminada (145) que está en comunicación con la unidad de descontaminación (140); una unidad de deshidrogenación (150) que está en comunicación con la primera tubería de corriente descontaminada (145); una tubería de corriente deshidrogenada (155) que está en comunicación con la unidad de deshidrogenación (150); una unidad de hidrogenación selectiva (160) que está en comunicación con la tubería de corriente deshidrogenada (155); una tubería de monoolefinas (170) que está en comunicación con la unidad de hidrogenación selectiva (160); una unidad de alquilación (175) que está en comunicación con la tubería de monoolefinas (170); y una tubería de efluente de alquilación (185) que está en comunicación con la unidad de alquilación (175).
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato para la producción de un alquilbenceno lineal
ANTECEDENTES
Los alquilbencenos lineales son compuestos orgánicos con la fórmula C6H5CnH2n+1. Aunque el número de carbonos alquílicos, "n", puede tener cualquier valor práctico, los fabricantes de detergentes desean que los alquilbencenos tengan un número de carbonos alquílicos en el intervalo de 9 a 16 y preferiblemente en el intervalo de 9 a 14. Estos intervalos específicos suelen ser necesarios cuando los alquilbencenos se utilizan como intermedios en la producción de tensioactivos para detergentes. El número de alquilcarbenos en el intervalo de 9 a 14 se ajusta a las especificaciones de la industria de los detergentes.
Dado que los tensioactivos creados a partir de alquilbencenos son biodegradables, la producción de alquilbencenos ha aumentado rápidamente desde sus usos iniciales en la producción de detergentes en la década de 1960. La linealidad de la cadena parafínica de los alquilbencenos es clave para la biodegradabilidad del material y su eficacia como detergente. Un factor importante en la linealidad final de los alquilbencenos es la linealidad del componente parafínico.
Aunque los detergentes fabricados con tensioactivos basados en alquilbencenos son biodegradables, los procesos previos para crear alquilbencenos no se basan en fuentes renovables. En concreto, los alquilbencenos se producen actualmente a partir de queroseno refinado de crudo extraído de la tierra. Debido a los crecientes prejuicios medioambientales contra la extracción de combustibles fósiles y a las preocupaciones económicas por el agotamiento de los depósitos de combustibles fósiles, puede que se apoye el uso de una fuente alternativa de tensioactivos biodegradables en detergentes y en otras industrias.
En consecuencia, es deseable proporcionar alquilbencenos lineales con un alto grado de linealidad que estén hechos a partir de fuentes biorrenovables en lugar de ser extraídos de la tierra. Además, es deseable proporcionar alquilbencenos lineales renovables a partir de triglicéridos y ácidos grasos fácilmente procesables procedentes de aceites vegetales, animales, de frutos secos y/o de semillas. El aceite de palmiste, el aceite de coco y el aceite de babasú tienen una composición alta en el intervalo deseable de n-parafinas C9-C14 que se alinea con el intervalo de números de carbono del alquilo deseado por la industria de los detergentes. Estas fuentes renovables también tienen una gran cantidad de alimentaciones nC16 a nC18, y es deseable convertir las mismas en alimentaciones nC9 a nC14 con un alto rendimiento por pasada. Estos productos intermedios de nC9 a nC14 son útiles para fabricar eventualmente detergentes de tipo alquilbenceno lineal mediante etapas de proceso adicionales. Además, es deseable que las parafinas de nC9 a nC14 resultantes sean productos lineales con un mínimo de productos isómeros ramificados.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una vista esquemática de una realización de un proceso para producir alquilbencenos a partir de triglicéridos según la presente invención.
La Figura 2 es un gráfico del% en masa de parafinas normales frente a la temperatura de desoxigenación de acuerdo con el Ejemplo 2.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La presente invención se refiere a un aparato para la producción de alquilbencenos lineales. La presente invención se refiere además a una corriente de parafina para su uso en dicho aparato y a una corriente de parafina para la producción de alquilbencenos lineales. Se proporciona también un proceso para producir alquilbencenos a partir de triglicéridos, en particular triglicéridos que producen el 60% en peso o más de parafinas normales que tienen menos de 16 átomos de carbono después de la hidrogenación. Algunos de estos triglicéridos también producen una cantidad sustancial de parafinas normales que tienen de 16 a 24 átomos de carbono, p. ej., de 20 a 30%, tras la deshidrogenación. Estas parafinas son más largas de lo deseado para la producción de productos detergentes.
El aparato de la presente invención puede utilizarse para el proceso de producción de alquilbencenos descrito en la presente memoria.
En algunas realizaciones, la cantidad de parafinas normales que tienen 16 átomos de carbono después de la dihidrogenación es inferior al 20%, o inferior al 15%, o inferior al 10%.
Los triglicéridos proceden de aceites naturales. Los aceites naturales no se basan en el queroseno ni en otros combustibles fósiles. Entre los aceites naturales se incluyen los derivados de plantas, algas o grasas animales, frutos secos y/o semillas, así como los aceites que contienen triglicéridos, y a menudo se denominan aceites renovables. Normalmente, los aceites naturales comprenden triglicéridos, ácidos grasos libres o combinaciones de los mismos. Los aceites naturales incluyen, pero sin que ello pretenda ser limitante, aceite de arachis (aceite de cacahuete; aceite de maní); aceite de babasú, aceite de coco, aceite de semillas de algodón, aceite de semillas de uva, aceite de maíz (aceite de cereal), aceite de semillas de mostaza, aceite de palmiste, aceite de palma, oleína de palma (la fracción líquida derivada del fraccionamiento del aceite de palma), estearina de palma (la fracción de alto punto de fusión derivada del fraccionamiento del aceite de palma), aceite de colza, aceite de colza de bajo contenido en ácido erúcico (aceite de nabina de bajo contenido en ácido erúcico; aceite de colza bajo en ácido erúcico; aceite de canola), aceite de semillas de cártamo (aceite de cártamo; aceite decartamus;aceite dekurdee),aceite de semillas de cártamo de alto contenido en ácido oleico (aceite de cártamo alto en ácido oleico; aceite decartamusalto en ácido oleico; aceite dekurdeede alto contenido en ácido oleico), aceite de semillas de sésamo (aceite de sésamo; aceite degingela;aceite debenne;aceite deben;aceite detill;aceite detillie),aceite de semillas de soja (aceite de soja), aceite de semillas de girasol (aceite de girasol) y aceite de semillas de girasol de alto contenido en ácido oleico (aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico).
En algunas realizaciones, el triglicérido produce no menos del 15% en peso de parafinas normales que tienen 12 o 14 átomos de carbono tras la desoxigenación. En algunas realizaciones, el triglicérido produce no menos del 10% en peso de parafinas normales que tienen 12 átomos de carbono después de la desoxigenación.
El proceso para fabricar alquilbencenos a partir de triglicéridos descrito en la presente memoria implica la desoxigenación de los triglicéridos para formar parafinas. Las parafinas se separan (por fraccionamiento, destilación, etc.) en una corriente de C9 a C14 que comprende parafinas de C9 a C14 y una corriente de C14+ que comprende parafinas C14+ (es decir, que contienen cadenas de carbono de C15 a C28). La corriente C14+ se envía a una unidad separada de craqueo selectivo lineal para craquear las parafinas C14+; las parafinas craqueadas se fraccionan en una primera corriente que comprende las parafinas C9 a C14 normales y ligeramente ramificadas y una segunda corriente que comprende las isoparafinas. De la corriente de C9 a C14 y de la primera corriente se eliminan los contaminantes, que comprenden, pero sin que ello pretenda ser limitante, compuestos de azufre, o compuestos de nitrógeno, o compuestos de fósforo, u oxigenados, o aromáticos o combinaciones de los mismos. La corriente descontaminada se deshidrogenará para formar olefinas, diolefinas y aromáticos. Las diolefinas se hidrogenan selectivamente para formar olefinas adicionales, y los aromáticos se separan y eliminan formando una corriente de aromáticos que comprende los aromáticos y una corriente de monoolefinas que comprende las monoolefinas. El benceno se alquila con las olefinas, y el efluente de alquilación comprende alquilbencenos y benceno. A continuación, se aíslan los alquilbencenos.
La etapa de craqueo selectivo lineal se describirá más adelante. El craqueo selectivo lineal tiene lugar en una unidad separada, en lugar de en el lecho inferior de un reactor de hidrocraqueo de primera etapa porque los contaminantes de azufre y nitrógeno de la primera etapa pueden envenenar un catalizador de hidrocraqueo basado en metales. Las parafinas C14+ se craquean selectivamente sobre las de C9 a C14 debido a su mayor energía de absorción.
La selección de catalizadores metálicos particulares, incluidos los metales nobles (tales como rutenio y platino), y el níquel puede producir un rendimiento mucho mayor de parafinas normales que tienen 9-14 carbonos que los procesos anteriores. Los catalizadores adecuados incluyen, pero sin que ello pretenda ser limitante, Ru/ZrO2, un Pt-AhO3, Ni-alúmina, o un NiOx/arcilla. Con estos catalizadores, la corriente de C14+ puede generar productos de craqueo lineales sin cantidades significativas de producción de isómeros ramificados.
De los catalizadores preferidos, el catalizador de Ru presenta una actividad y un rendimiento por pasada de nC9 a nC14 muy superiores a los de los demás catalizadores. En las condiciones de reacción optimizadas, también produce cantidades muy pequeñas de metano y producto isomerizado. Se ha descubierto que es el mejor catalizador para tales procesos de transformación química. El catalizador Pt-A^O3 puede producir un rendimiento de metano aún menor que el catalizador basado en Ru, con un rendimiento de producto lineal ligeramente inferior.
Para limitar la desactivación del catalizador, la alimentación se trata para eliminar el azufre, el cloruro y la contaminación metálica antes de la hidrodesoxigenación. De lo contrario, el azufre, el cloruro y los metales se acumulan en el catalizador, lo que provoca su desactivación. Se demostró que un tratamiento con hidrógeno a alta temperatura recuperaba parte de la actividad perdida. El grado de hidrodesoxigenación puede afectar a la selectividad para cada una de las parafinas normales en el intervalo de 9 a 14 carbonos. Un alto grado de hidrodesoxigenación puede desplazar la composición hidrodesoxigenada a favor del dodecano y el decano normales, en detrimento del undecano y el tridecano normales. Un grado pequeño de hidrodesoxigenación puede desplazar la composición hidrodesoxigenada a favor del undecano normal y el tridecano normal en detrimento del dodecano normal y el decano normal.
Las temperaturas del reactor de hidrodesoxigenación se mantienen bajas, menos de 343°C (650°F) para las materias primas biorrenovables normalmente y menos de 304°C (580°F) para las materias primas con mayor concentración de ácidos grasos libres (AGL) para evitar la polimerización de las olefinas presentes en los AGL. Generalmente, la presión del reactor de hidrodesoxigenación es de 700 kPa (100 psig) a 21 MPa (3000 psig).
A continuación se describe el proceso en su conjunto.
La linealidad del producto de alquilbenceno depende principalmente de la linealidad de las parafinas utilizadas para alquilación del benceno. Es una regla empírica común entre los expertos en la materia que la linealidad de una parafina de alimentación disminuye entre un 5% y un 7% en masa tras la deshidrogenación y la alquilación. Por lo tanto, una parafina con una linealidad del 97% en masa (o, alternativamente, una isoparafina del 3% en masa) daría como resultado un producto de alquilbenceno con una linealidad en torno al 90-92% en masa. Esto hace que el requisito de linealidad de la parafina sea un 5-7% en masa superior a la especificada para el producto de alquilbenceno. Normalmente, la linealidad del producto de parafina se mide por el método de ensayo normalizado UOP 621, UOP411 o UOP732 de ASTM, que se incorpora por referencia en su totalidad en la presente memoria. Los alquilbencenos lineales pueden analizarse por el método de ensayo normalizado D4337 de la ASTM, que se incorpora por referencia en su totalidad en la presente memoria.
En la figura se ilustra un sistema de ejemplo 100 para producir un producto de alquilbenceno a partir de una alimentación específica de triglicéridos.
En la realización ilustrada, la alimentación de triglicéridos 105 seleccionada se suministra a una unidad de desoxigenación 110 que también recibe una alimentación de hidrógeno (no mostrada). En la unidad de desoxigenación 110, los ácidos grasos del triglicérido 105 seleccionado se desoxigenan y se convierten en parafinas normales. Estructuralmente, los triglicéridos están formados por tres moléculas de ácidos grasos, normalmente diferentes, unidas por un puente de glicerol. La molécula de glicerol incluye tres grupos hidroxilo (HO--) y cada molécula de ácido graso tiene un grupo carboxilo (COOH). En los triglicéridos, los grupos hidroxilo del glicerol se unen a los grupos carboxilo de los ácidos grasos para formar enlaces éster. Por lo tanto, durante la desoxigenación, los ácidos grasos se liberan de la estructura del triglicérido y se convierten en parafinas normales. El glicerol se convierte en propano y el oxígeno de los grupos hidroxilo y carboxilo se transforma en agua, dióxido de carbono o monóxido de carbono. La reacción de desoxigenación para los ácidos grasos y los triglicéridos se ilustra respectivamente como:
Durante la reacción de desoxigenación, la longitud de una cadena de parafina Rn creada variará en un valor de uno dependiendo de la ruta de reacción exacta. Se entiende que la desoxigenación incluye al menos una de las siguientes reacciones: hidrodesoxigenación, descarboxilación y descarbonilación, o cualquier combinación de las mismas. Por ejemplo, si se forma dióxido de carbono, la cadena tendrá un carbono menos que la fuente de ácido graso. Si se forma agua, la cadena tendrá la misma longitud que la fuente de ácido graso.
Las condiciones operativas para la unidad de desoxigenación incluyen presiones en el intervalo de 250 a 800 psig (1724 a 5516 kPa) y temperaturas en el intervalo de 274°C a 371°C (525°F a 700°F) en una realización, de 274°C a 338°C (525°F a 640°F) en otra realización y de 274°C a 310°C (525°F a 590°F) en otra realización. Los catalizadores pueden incluir aquellos que contienen uno o más de Ni, Mo, Co, P, tales como Ni--Mo, Ni--Mo--P, Ni--Co--Mo, o Co--Mo, sobre alúmina, sílice, titania, zirconia, y mezclas de los mismos. Las razones molares adecuadas entre hidrógeno e hidrocarburos son de 1500 a 10.000, de 4000 a 9000 y de 5000-8000 pies cúbicos estándar por barril de materia prima (scf/B). Las velocidades espaciales adecuadas incluyen una LHSV de 0,2-3,0 h-1. Las condiciones se seleccionan para minimizar el craqueo o la isomerización de las parafinas.
El producto desoxigenado que contiene parafinas normales, agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y propano se fracciona en una corriente 115 de C9 a C14 y una corriente 120 de C14+. La separación puede realizarse en una unidad de fraccionamiento multietapa, un sistema de destilación o un aparato similar conocido. En cualquier caso, el separador elimina el agua, el dióxido de carbono, el monóxido de carbono y el propano del producto desoxigenado. También puede formarse una corriente de nafta de parafinas con longitudes de cadena de carbono de C5 a C9 (no mostradas).
La corriente 120 de C14+ se envía a la unidad 125 de craqueo selectivo lineal, donde se craquea selectivamente para formar una primera corriente 130 que comprende parafinas normales o ligeramente ramificadas de C9 a C14 y una segunda corriente 135 que comprende isoparafinas, como se ha descrito anteriormente.
La corriente 115 de C9 a C14 procedente de la unidad de desoxigenación 110 y la primera corriente 130 procedente de la unidad de craqueo selectivo lineal 125 se envían a una unidad de descontaminación 140. La unidad de descontaminación 140 elimina los contaminantes en un sistema de adsorción de las parafinas de C9 a C14 de la corriente 115 de C9 a C14 y de la primera corriente 130. Los contaminantes incluyen, pero sin que ello pretenda ser limitante, compuestos de azufre, o compuestos de nitrógeno, o compuestos de fósforo, u oxigenados, o aromáticos o combinaciones de los mismos.
La corriente descontaminada 145 se envía a una unidad de deshidrogenación 150 donde se elimina el hidrógeno para producir una corriente deshidrogenada 155 que comprende monoolefinas, diolefinas y aromáticos. En la unidad de deshidrogenación 150, las parafinas se deshidrogenan en monoolefinas con el mismo número de carbonos que las parafinas. Normalmente, la deshidrogenación se produce mediante procesos catalíticos conocidos, tales como el proceso Pacol, popular en el mercado. También se producen diolefinas (es decir, dienos) y aromáticos como resultado no deseado de las reacciones de deshidrogenación, tal como se expresa en las siguientes ecuaciones:
Las condiciones operativas para la unidad de deshidrogenación 150 incluyen velocidades espaciales LHSV de 5 a 50 y LHSV de 20 a 32; presiones de 1 kPa (g) a 1013 kPa (g) (de 0,1 psig a 150 psig); temperaturas de 400°C a 500°C y de 440°C a 490°C, y razones molares de hidrógeno a hidrocarburo de 1-12 y de 3-7. Un ejemplo de catalizador adecuado es un catalizador de Pt sobre alúmina en el que el platino se atenúa con un metal atenuador. Otro catalizador adecuado se describe en la patente de EE. UU. n.° 6.177.381 incorporada en la presente memoria por referencia en su totalidad. La unidad de deshidrogenación 150 puede funcionar en seco o con inyección de agua de hasta 2000 ppm en masa. El hidrógeno puede reciclarse a la unidad de desoxigenación aguas arriba.
La corriente deshidrogenada 155 se envía a una unidad de hidrogenación selectiva 160, tales como un reactor DeFine, donde al menos una parte de las diolefinas se hidrogenan para formar monoolefinas adicionales. Como resultado, la corriente de monoolefinas 170 tiene una mayor concentración de monoolefinas en comparación con la corriente deshidrogenada 155.
Los aromáticos se separan y se eliminan como corriente de aromáticos 165. También puede eliminarse una corriente final ligera 167 que contenga cualquier compuesto ligero, como butano, propano, etano y metano, resultante del craqueo u otras reacciones durante el proceso anterior.
La corriente 170 de monoolefinas que comprende monoolefinas se envía a la unidad 175 de alquilación junto con una corriente 180 de benceno. El benceno se alquila con las monoolefinas para formar alquilbenceno. La unidad de alquilación 175 contiene un catalizador, tal como un catalizador ácido sólido, que favorece la alquilación del benceno con las monoolefinas. Los catalizadores de sílice-alúmina fluorada, fluoruro de hidrógeno (HF), cloruro de aluminio (AlCh ), zeolíticos y líquidos iónicos son ejemplos de los principales catalizadores en uso comercial para la alquilación de benceno con monoolefinas lineales y pueden utilizarse en la unidad de alquilación 175. Como resultado de la alquilación, se forma alquilbenceno, normalmente denominado alquilbenceno lineal (LAB), según la reacción:
Las condiciones operativas adecuadas para la unidad de alquilación 175 incluyen velocidades espaciales LHSV de 1 a 10, presiones para mantener el funcionamiento en fase líquida, tales como 2068 kPa (g) a 4137 kPa (g) (de 300 psig a 600 psig), temperaturas en el intervalo de 80°C a 180°C y 120°C a 170°C, razones molares de benceno a olefina de 3 a 40 y de 8 a 35.
Se suministran cantidades excedentes de benceno a la unidad de alquilación 175 para conseguir el alto grado de alquilación deseado. Por lo tanto, el efluente de alquilación 185 que sale de la unidad de alquilación 175 contiene alquilbenceno y benceno sin reaccionar. Además, el efluente de alquilación 185 también puede incluir algunas parafinas sin reaccionar. El efluente de alquilación 185 pasa a una unidad de separación de benceno 190, tal como una columna de fraccionamiento, para separar el benceno y las parafinas sin reaccionar del efluente de alquilación 185. El efluente de alquilación 185 contiene alquilbenceno y parafinas sin reaccionar. El benceno sin reaccionar sale de la unidad de separación de benceno 190 en una corriente de reciclado de benceno 195 que puede enviarse de nuevo a la unidad de alquilación 175 para mantener la razón benceno/olefina deseada (p. ej., 1-50) y reducir el volumen de benceno fresco necesario. La necesidad de benceno fresco (es decir, el benceno neto) viene determinada por la olefina neta que llega a la unidad de alquilación. También puede separarse una corriente de parafina 200 y reciclarse a la unidad de deshidrogenación 150.
Como resultado de los procesos de separación post-alquilación, se aísla el producto alquilbenceno lineal 205. Cabe señalar que tales procesos de separación no son necesarios en todas las realizaciones con el fin de aislar el producto alquilbenceno lineal 205.
El producto alquilbenceno lineal 205 es un producto alquilbenceno lineal que comprende: alquilbencenos que tienen la fórmula C6H5CnH2n+1 en donde n es de 9 a 14. En algunas realizaciones, al menos 80% en masa de los alquilbencenos tienen grupos alquilo lineales, o al menos 90% en masa.
El alquilbenceno lineal puede sulfonarse para proporcionar un producto de sulfonato de alquilbenceno lineal que comprende: compuestos de sulfonato de alquilbenceno que tienen la fórmula CnH2n+1C6H4SO3 H en donde n es de 10 a 14, o en donde n es de 11 a 13.
Como se utiliza en la presente memoria, el término "separador" se refiere a un recipiente que tiene una entrada y al menos una salida de vapor superior y una salida de líquido inferior, y que también puede tener una salida de corriente acuosa a través de un vierteaguas. Un tambor de evaporación instantánea es un tipo de separador que puede estar en comunicación aguas abajo con un separador que puede funcionar a mayor presión. El término "comunicación" significa que se permite operativamente el flujo de fluidos entre los componentes enumerados, lo que puede caracterizarse como "comunicación de fluidos". El término "comunicación aguas abajo" significa que al menos una parte del fluido que fluye hacia el objeto en comunicación aguas abajo puede fluir operativamente desde el objeto con el que se comunica fluidamente.
El término "columna" designa una o varias columnas de destilación destinadas a separar uno o varios componentes de volatilidades diferentes. A menos que se indique lo contrario, cada columna incluye un condensador en la parte superior de la columna para condensar y refluir una parte de la corriente superior de vuelta a la parte superior de la columna y un hervidor en la parte inferior de la columna para vaporizar y enviar una parte de la corriente inferior de vuelta a la parte inferior de la columna. La alimentación de las columnas puede precalentarse. La presión superior es la presión del vapor superior en la salida de vapor de la columna. La temperatura en la parte inferior es la temperatura de salida del líquido por la parte inferior. A menos que se indique lo contrario, los conductos superiores y los conductos inferiores se refieren a los conductos netos de la columna aguas abajo de cualquier reflujo o hervidor de salida a la columna. Las columnas de separación pueden omitir un hervidor en el fondo de la columna y, en su lugar, proporcionar los requisitos de calentamiento y el impulso de separación a partir de un medio inerte fluidizado, tal como vapor.
Como se utiliza en la presente memoria, la expresión "corriente rica en componentes" o "corriente de componentes" significa que la corriente que sale de un recipiente tiene una mayor concentración de componentes que la que se alimenta al recipiente. Como se utiliza en la presente memoria, la expresión "corriente pobre en componentes" significa que la corriente pobre que sale de un recipiente tiene una concentración menor de componentes que la que se alimenta al recipiente.
En un primer aspecto, la presente invención proporciona un aparato para la producción de un alquilbenceno lineal. El aparato comprende una unidad de desoxigenación (110) en comunicación con una tubería de alimentación de triglicéridos (105); una corriente de C9-C14 en una tubería de C9-C14 (115) y una corriente de C14+ en una tubería de C14+ (120); en donde la tubería de C9-C14 (115) y la tubería de C14+ (120) están en comunicación con la unidad de desoxigenación (110); una unidad separada de craqueo selectivo lineal (125) en comunicación con la tubería de C14+ (120); una primera corriente en una primera tubería (130) y una segunda corriente en una segunda tubería (135); en donde la primera tubería (130) y la segunda tubería (135) están en comunicación con la unidad separada de craqueo selectivo lineal (125); una unidad de descontaminación (140) en comunicación con la primera tubería (130); una primera corriente descontaminada en una primera tubería de corriente descontaminada (145) en comunicación con la unidad de descontaminación (140); una unidad de deshidrogenación (150) en comunicación con la primera tubería de corriente descontaminada (145); una corriente deshidrogenada en una tubería de corriente deshidrogenada (155) en comunicación con la unidad de deshidrogenación (150); una unidad de hidrogenación selectiva (160) en comunicación con la tubería de corriente deshidrogenada (155); una corriente de monoolefinas en una tubería de monoolefinas (170) en comunicación con la unidad de hidrogenación selectiva (160); una unidad de alquilación (175) en comunicación con la tubería de monoolefinas (170); un efluente de alquilación en una tubería de efluente de alquilación (185) en comunicación con la unidad de alquilación (175).
En una realización, el efluente de alquilación en la tubería de efluente de alquilación (185) comprende alquilbenceno y benceno sin reaccionar.
En una realización, el aparato comprende además una unidad de separación de benceno (190) en comunicación con la tubería de efluente de alquilación (185); y un producto de alquilbenceno lineal en una tubería de producto de alquilbenceno lineal (205) y una corriente de reciclado de benceno en una tubería de reciclado de benceno (195) en comunicación con la unidad de separación de benceno (190).
En una realización, la tubería de reciclado de benceno (195) está en comunicación con la unidad de alquilación (175), en donde el benceno no reaccionado en la tubería de reciclado de benceno (195) se recicla de nuevo a la unidad de alquilación (175).
En una realización, la primera corriente de la primera tubería (130) comprende parafinas normales o ligeramente ramificadas C9-C14 y la segunda corriente de la segunda tubería (135) comprende isoparafinas.
En una realización, la corriente de C9-C14 en la tubería de C9-C14 (115) está en comunicación con la unidad de descontaminación (140).
En una realización, el aparato comprende además una corriente de aromáticos en una tubería de aromáticos (165) y una corriente final ligera en una tubería de corriente final ligera (167); en donde la tubería de aromáticos (165) y la tubería de corriente final ligera (167) están en comunicación con la unidad de hidrogenación selectiva (160).
En una realización, el catalizador de la unidad de craqueo selectivo lineal comprende catalizador soportado por rutenio, platino y níquel o mezclas de los mismos.
En otro aspecto, la presente invención proporciona una corriente de parafina para su uso en un aparato como se define en la presente memoria. La corriente de parafina comprende de 0,1% en peso a 20% en peso de parafinas normales que tienen 16 átomos de carbono.
En otro aspecto, la corriente de parafina para su uso en un aparato según se define en la presente memoria comprende al menos 15% en peso de parafinas normales que tienen 12 o 14 átomos de carbono.
En una realización, la corriente de parafina se produce por desoxigenación de triglicéridos.
En una realización, la corriente de parafina se alimenta a una unidad de craqueo selectivo lineal en la producción de alquilbenceno lineal.
En otro aspecto, la presente invención proporciona una corriente de parafina para la producción de alquilbenceno lineal. La corriente de parafina comprende de 0,1% en peso a 20% en peso de parafinas normales que tienen 16 átomos de carbono.
En otro aspecto, la corriente de parafina comprende al menos 15% en peso de parafinas normales que tienen 12 o 14 átomos de carbono.
En una realización, la corriente de parafina se produce por desoxigenación de triglicéridos.
En una realización, la corriente de parafina se alimenta a una unidad de craqueo selectivo lineal en la producción de alquilbenceno lineal.
Se entenderá que cualquier realización descrita en la presente memoria puede combinarse con cualquier otra realización descrita en la presente memoria.
EJEMPLOS
Ejemplo 1
Se desoxigenó una alimentación de aceite de coco para formar parafinas, se deshidrogenó para formar monoolefinas y se alquiló benceno con las monoolefinas para formar un producto de alquilbenceno con un contenido de carbono moderado de 62% en masa a 96% de carbono determinado por ASTM D6866 en comparación con un contenido de carbono moderado teórico de 66,4% en masa, un índice de bromo de 1 g Br/por gramo de muestra determinado por el método de ensayo normalizado 304 de UOP y una linealidad de 92% en masa.
Ejemplo 2
Se desoxigenó un aceite utilizando un catalizador a una presión de 2.758 kPa (480 psig), una razón H/bioaceite de 7200 scf/B y una LHSV de 1 h-1. Durante el funcionamiento, la temperatura de la reacción de desoxigenación se incrementó en etapas desde 315°C (600°F) hasta 349°C (660°F) y después hasta 377°C (710°F) y 404°C (760°F) para controlar la respuesta de la linealidad en el producto final a la temperatura de reacción. Los resultados se muestran en la Figura 2, que es un gráfico de la concentración en % en masa de parafinas C10-C13 normales frente a la temperatura de reacción. La Figura 2 demuestra claramente que, a medida que aumenta la temperatura de reacción de desoxigenación, disminuye la concentración de parafinas lineales. Controlando la temperatura a menos de 404°C (760°F) se obtuvo un porcentaje en masa de parafinas lineales superior al 92%.
Nota: Los Ejemplos 1 y 2 se incluyeron anteriormente en la patente de EE. UU. n.° 9.079.814 como Ejemplos 3 y 4.
REALIZACIONES ESPECÍFICAS
Si bien lo que sigue se describe junto con realizaciones específicas, se entenderá que esta descripción tiene por objeto ilustrar y no limitar el alcance de la descripción anterior y de las reivindicaciones adjuntas.
Una primera realización descrita en la presente memoria es un método para la producción de un producto de alquilbenceno lineal derivado de un triglicérido que comprende desoxigenar un triglicérido que produce 60% o más de parafinas normales que tienen menos de 16 átomos de carbono después de la desoxigenación para formar una corriente de parafina que comprende 60% o más de parafinas normales que tienen menos de 16 átomos de carbono; fraccionar la corriente de parafina para formar una corriente de C9 a C14 que comprende parafinas de C9 a C14 y una corriente de C14+ que comprende parafinas de C14+; craqueo selectivo lineal de la corriente de C14+ en una unidad separada de craqueo selectivo lineal en condiciones de craqueo selectivo lineal en presencia de un catalizador de craqueo selectivo lineal para formar una primera corriente que comprende parafinas normales o ligeramente ramificadas de C9 a C14 y una segunda corriente que comprende isoparafinas; eliminación de contaminantes de la corriente de C9 a C14 y de la primera corriente para formar una corriente descontaminada en donde los contaminantes comprenden compuestos de azufre, o compuestos de nitrógeno, o compuestos de fósforo, u oxigenados, o aromáticos o combinaciones de los mismos; deshidrogenación de la corriente descontaminada para proporcionar una corriente deshidrogenada que comprende monoolefinas, diolefinas y aromáticos; hidrogenación selectiva de las diolefinas en la corriente deshidrogenada para formar monoolefinas adicionales, y separación y eliminación de los aromáticos de las monoolefinas para formar una corriente de aromáticos que comprende los aromáticos y una corriente de monoolefinas que comprende las monoolefinas; alquilación de benceno con las monoolefinas en condiciones de alquilación para proporcionar un efluente de alquilación que comprende alquilbencenos y benceno; aislamiento de los alquilbencenos para proporcionar el producto de alquilbenceno derivado del triglicérido. Una realización descrita en el presente documento es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde la corriente de C9 a C14 y la primera corriente se combinan antes de eliminar los contaminantes de la corriente de C9 a C14 y la primera corriente para formar la corriente descontaminada. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde el catalizador de craqueo selectivo lineal comprende catalizador soportado de rutenio, platino y níquel o mezclas de los mismos. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde las condiciones de craqueo selectivo lineal comprenden una temperatura en un intervalo de 290°C a 455°C, o una presión en un intervalo de 2,8 MPa a 17,5 MPa, o combinaciones de las mismas. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde una cantidad de producto de alquilbenceno es más grande que una cantidad de alquilbenceno producida en un proceso sin la etapa de craqueo selectivo lineal. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde el producto de alquilbenceno comprende alquilbencenos que tienen cadenas C9 a C14. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones previas en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde el producto de alquilbenceno comprende alquilbencenos que tienen cadenas de C10 a C13. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde el triglicérido produce de 0,1% en peso a 20% en peso de parafinas normales que tienen 16 átomos de carbono después de la deshidrogenación. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde la corriente C14+ comprende parafinas C16 a C18. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde el triglicérido produce no menos de 15% en peso parafinas normales que tienen 12 o 14 átomos de carbono después de la desoxigenación. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores de este apartado hasta la primera realización de este apartado en donde el triglicérido produce no menos de 10% en peso de parafinas normales que tienen 12 átomos de carbono después de la desoxigenación.
Una segunda realización descrita en la presente memoria es un método para la producción de un producto de alquilbenceno derivado de un triglicérido que comprende desoxigenar un triglicérido que produce 60% o más de parafinas normales que tienen menos de 16 átomos de carbono después de la desoxigenación para formar una corriente de parafina que comprende 60% o más de parafinas normales que tienen menos de 16 átomos de carbono; fraccionar la corriente de parafina para formar una corriente de C9 a C14 que comprende parafinas de C9 a C14 y una corriente de C14+ que comprende parafinas C14+; craqueo selectivo lineal de la corriente de C14+ en una unidad separada de craqueo selectivo lineal en condiciones de craqueo selectivo lineal en presencia de un catalizador de craqueo selectivo lineal para formar una primera corriente que comprende parafinas C9 a C14 normales o ligeramente ramificadas y una segunda corriente que comprende isoparafinas en donde el catalizador de craqueo selectivo lineal comprende catalizador soportado por rutenio, platino y níquel o mezclas de los mismos; eliminación de contaminantes de la corriente de C9 a C14 y de la primera corriente para formar una corriente descontaminada en donde los contaminantes comprenden compuestos de azufre, o compuestos de nitrógeno, o compuestos de fósforo, u oxigenados, o aromáticos o combinaciones de los mismos; deshidrogenación de la corriente descontaminada para proporcionar una corriente deshidrogenada que comprende monoolefinas, diolefinas y aromáticos; hidrogenar selectivamente las diolefinas en la corriente deshidrogenada para formar monoolefinas adicionales, y separar y eliminar los aromáticos de las monoolefinas para formar una corriente de aromáticos que comprende los aromáticos y una corriente de monoolefinas que comprende las monoolefinas; alquilar benceno con las monoolefinas en condiciones de alquilación para proporcionar un efluente de alquilación que comprende alquilbencenos y benceno; aislar los alquilbencenos para proporcionar el producto de alquilbenceno derivado del triglicérido; en donde el producto de alquilbenceno comprende alquilbencenos que tienen cadenas de C9 a C14. Una realización descrita en el presente documento es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo en donde la corriente de C9 a C14 y la primera corriente se combinan antes de eliminar los contaminantes de la corriente de C9 a C14 y la primera corriente para formar la corriente descontaminada. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo en donde las condiciones de craqueo selectivo lineal comprenden una temperatura en un intervalo de 290°C a 455°C, o una presión en un intervalo de 2,8 MPa a 17,5 MPa, o combinaciones de las mismas. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo en donde una cantidad de producto de alquilbenceno es más grande que una cantidad de producto de alquilbenceno en un proceso sin la etapa de craqueo selectivo lineal. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo en donde el triglicérido produce de 0,1% en peso a 20% en peso de parafinas normales que tienen 16 átomos de carbono después de desoxigenación. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo en donde el triglicérido produce no menos de 15% en peso de parafinas normales que tienen 12 o 14 átomos de carbono después de desoxigenación. Una realización descrita en la presente memoria es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores de este apartado hasta la segunda realización en este párrafo en donde el triglicérido produce no menos de 10% en peso de parafinas normales que tienen 12 átomos de carbono después de la desoxigenación.
Sin más detalles, se cree que, utilizando la descripción precedente, un experto en la materia puede utilizar la presente invención en toda su extensión y determinar fácilmente las características esenciales de la misma, sin alejarse de su espíritu y alcance, para realizar diversos cambios y modificaciones de la invención y adaptarla a diversos usos y condiciones. Las realizaciones específicas preferidas precedentes deben interpretarse, por lo tanto, como meramente ilustrativas, y no limitantes del resto de la divulgación en modo alguno, y que se pretende abarcar diversas modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.
En lo que antecede, todas las temperaturas se expresan en grados centígrados y todas las partes y porcentajes se expresan en peso, a menos que se indique lo contrario.
Claims (6)
1. Un aparato para la producción de un alquilbenceno lineal que comprende:
una unidad de desoxigenación (110) que está en comunicación con una tubería de alimentación de triglicéridos (105);
una tubería de C9-C14 (115) y una tubería de C14+ (120);
en donde la tubería C9-C14 (115) y la tubería C14+ (120) están en comunicación con la unidad de desoxigenación (110);
una unidad separada de craqueo selectivo lineal (125) que está en comunicación con la tubería de C14+ (120);
una primera tubería (130) y una segunda tubería (135);
en donde la primera tubería (130) y la segunda tubería (135) están en comunicación con la unidad separada de craqueo selectivo lineal (125);
una unidad de descontaminación (140) en comunicación con la primera tubería (130); una primera tubería de corriente descontaminada (145) que está en comunicación con la unidad de descontaminación (140);
una unidad de deshidrogenación (150) que está en comunicación con la primera tubería de corriente descontaminada (145);
una tubería de corriente deshidrogenada (155) que está en comunicación con la unidad de deshidrogenación (150);
una unidad de hidrogenación selectiva (160) que está en comunicación con la tubería de corriente deshidrogenada (155);
una tubería de monoolefinas (170) que está en comunicación con la unidad de hidrogenación selectiva (160);
una unidad de alquilación (175) que está en comunicación con la tubería de monoolefinas (170); y
una tubería de efluente de alquilación (185) que está en comunicación con la unidad de alquilación (175).
2. El aparato de la reivindicación 1, en donde el aparato comprende además una unidad de separación de benceno (190) que está en comunicación con la tubería de efluente de alquilación (185); y
una tubería de producto de alquilbenceno lineal (205) y una tubería de reciclado de benceno (195) que está en comunicación con la unidad de separación de benceno (190).
3. El aparato de la reivindicación 1 o 2, en donde la tubería de reciclado de benceno (195) está en comunicación con la unidad de alquilación (175).
4. El aparato de la reivindicación 1, en donde la tubería de C9-C14 (115) está en comunicación con la unidad de descontaminación (140).
5. El aparato de la reivindicación 1, en donde el aparato comprende además una tubería de aromáticos (165) y una tubería de corriente final ligera (167);
en donde la tubería de aromáticos (165) y la tubería de corriente final ligera (167) están en comunicación con la unidad de hidrogenación selectiva (160).
6. El aparato de la reivindicación 1 en donde el catalizador de la unidad de craqueo selectivo lineal comprende un catalizador soportado por rutenio, platino y níquel o mezclas de los mismos.
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