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ES2800974T3 - Process for the production of a saturated hydrocarbon component - Google Patents

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ES2800974T3
ES2800974T3 ES06820132T ES06820132T ES2800974T3 ES 2800974 T3 ES2800974 T3 ES 2800974T3 ES 06820132 T ES06820132 T ES 06820132T ES 06820132 T ES06820132 T ES 06820132T ES 2800974 T3 ES2800974 T3 ES 2800974T3
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oils
catalyst
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fish
waxes
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ES06820132T
Other languages
Spanish (es)
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Eija Koivusalmi
Jukka Myllyoja
Jorma Matikainen
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Neste Oyj
Original Assignee
Neste Oyj
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Abstract

Proceso para la producción de un componente de hidrocarburo saturado, caracterizado por que una materia prima que comprende uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en ácidos carboxílicos que tienen números de átomos de carbono de C4 a C38, ésteres de ácidos carboxílicos de C4 a C38 y alcoholes C1- C11, anhídridos de ácidos carboxílicos C4-C38, y alcoholes C4-C38, componente(s) que está(n) al menos un 50 % en peso insaturados y/o poliinsaturados, se oligomeriza en presencia de un catalizador de arcilla catiónica y se desoxigena para eliminar el oxígeno, en donde la desoxigenación se lleva a cabo como una hidroxidesoxigenación, realizándose la desoxigenación en presencia de hidrógeno, a una temperatura de entre 200 y 500 °C, bajo una presión de entre 0 y 20 MPa, siendo el caudal WHSV de entre 0,1 y 10 1/h, en presencia de un catalizador de hidrodesoxigenación seleccionado entre un catalizador de Pd, Pt, Ni, NiMo o CoMo que tiene un soporte de alúmina o de gel de sílice, antes o después de la oligomerización.Process for the production of a saturated hydrocarbon component, characterized in that a raw material comprising one or more components selected from the group consisting of carboxylic acids having numbers of carbon atoms from C4 to C38, esters of carboxylic acids from C4 to C38 and C1-C11 alcohols, C4-C38 carboxylic acid anhydrides, and C4-C38 alcohols, component (s) that are at least 50% unsaturated and / or polyunsaturated by weight, oligomerize in the presence of a catalyst of cationic clay and is deoxygenated to remove oxygen, where deoxygenation is carried out as a hydroxydesoxygenation, deoxygenation being carried out in the presence of hydrogen, at a temperature between 200 and 500 ° C, under a pressure of between 0 and 20 MPa, where the WHSV flow rate is between 0.1 and 10 1 / h, in the presence of a hydrodeoxygenation catalyst selected from a Pd, Pt, Ni, NiMo or CoMo catalyst having an alumina or silica gel support , before or after oligomerization.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Proceso para la producción de un componente de hidrocarburo saturadoProcess for the production of a saturated hydrocarbon component

Campo técnicoTechnical field

La invención se refiere a un proceso basado en la oligomerización y desoxigenación para producir un componente de hidrocarburo, y particularmente para producir aceite base saturado de alta calidad. En el proceso se utiliza preferentemente materia prima de origen biológico, derivada eventualmente de aceites vegetales y de pescado, grasas animales, ceras naturales, carbohidratos y materiales sintéticos correspondientes y combinaciones de los mismos.The invention relates to a process based on oligomerization and deoxygenation to produce a hydrocarbon component, and particularly to produce high quality saturated base oil. Raw material of biological origin is preferably used in the process, possibly derived from vegetable and fish oils, animal fats, natural waxes, carbohydrates and corresponding synthetic materials and combinations thereof.

Técnica anteriorPrevious technique

Los aceites base se usan comúnmente para la producción de lubricantes, tales como aceites lubricantes de automóviles, lubricantes industriales y grasas lubricantes. Estos también se usan como aceites de proceso, aceites blancos y aceites de trabajo de metales. Los lubricantes acabados consisten en dos componentes generales, lubricante de base oleosa y aditivos. El lubricante de base oleosa es el principal constituyente de estos lubricantes acabados y contribuye significativamente a las propiedades del lubricante acabado. En general, unos pocos lubricantes de base oleosa se usan para fabricar una amplia diversidad de lubricantes acabados por variación de las mezclas de lubricantes de base oleosa individuales y aditivos individuales.Base oils are commonly used for the production of lubricants, such as automotive lubricating oils, industrial lubricants, and lubricating greases. These are also used as process oils, white oils, and metal working oils. Finished lubricants consist of two general components, oil-based lubricant and additives. The oil-based lubricant is the main constituent of these finished lubricants and contributes significantly to the properties of the finished lubricant. In general, a few oil-based lubricants are used to make a wide variety of finished lubricants by varying the blends of individual oil-based lubricants and individual additives.

Los aceites base del Grupo III o IV, según la clasificación del American Petroleum Institute, (API) se usan en lubricantes de alta calidad. En la Tabla 1 se muestra la clasificación de aceites base del API.Group III or IV base oils, as classified by the American Petroleum Institute (API), are used in high-quality lubricants. Table 1 shows the API base oil classification.

Tabla 1. Clasificación de aceites base del API Table 1. API Base Oil Classification

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Los aceites del Grupo III son aceites base con índices de viscosidad muy altos (\THVI) producidos con métodos modernos a partir de aceites brutos mediante hidrocraqueo, seguido por isomerización de las parafinas lineales cerúleas para dar parafinas ramificadas. Los aceites del Grupo III incluyen también aceites base producidos a partir de parafinas Slack Wax procedentes de aceites minerales, y de ceras obtenidas mediante la síntesis de Fischer-Tropsch (ceras GTL), por ejemplo, a partir de carbón o gas natural usando las correspondientes técnicas de isomerización. Los aceites del Grupo IV son polialfaolefinas (PAO) sintéticas. La ATIEL (Association Technique de l'Industrie Européenne des Lubrifiants, o Technical Association of the European Lubricants Industry), también usa una clasificación similar, dicha clasificación comprende también el Grupo VI: Poliolefinas internas (PIO). Además de la clasificación oficial, se usa también comúnmente en este campo el Grupo II+, comprendiendo este grupo aceites base saturados y no sulfurosos que tienen índices de viscosidad superiores a 110, pero inferiores a 120. En estas clasificaciones, los hidrocarburos saturados incluyen compuestos parafínicos y nafténicos, pero no aromáticos. Está también disponible una definición de materia prima base de acuerdo con la norma API 1509 como: "Una materia prima base es un componente de lubricante que está producido por un único fabricante con las mismas especificaciones (independiente de la fuerte de materia prima o la localización del fabricante); que satisface la misma especificación del fabricante; y que se identifica por una única fórmula, número de identificación del producto, o ambos. Las materias primas base pueden fabricarse usando varios procesos diferentes . El aceite base es la materia prima base o mezcla de materias primas base usadas en un aceite homologado por la API. Los tipos de materias prima base conocidos son 1) Aceite mineral (parafínico, nafténico, aromático), 2) Sintético (polialfaolefinas, aromáticos alquilados, diésteres, ésteres de poliol, polialquilenglicoles, ésteres fosfato, siliconas, y 3) Aceite vegetal. Desde hace ya largo tiempo la industria, especialmente de automoción, ha requerido lubricantes y, por tanto aceites base con propiedades técnicas mejoradas. Cada vez más, las especificaciones de los lubricantes acabados requieren productos con excelentes propiedades a baja temperatura, alta estabilidad a la oxidación y volatilidad baja. Generalmente, los lubricantes de base oleosa son aceites base que tienen una viscosidad cinemática de aproximadamente 3 cSt o superior a 100 °C (KV100); punto de vertido (Pp) de aproximadamente -12 °C o menos; y un índice de viscosidad (VI) de aproximadamente 120 o superior. Además de puntos de vertido bajos, se necesita también la fluidez a baja temperatura de los aceites de motor multigrado para garantizar que, en climas fríos, el motor arranque fácilmente. La fluidez a baja temperatura se demuestra como viscosidad aparente en pruebas de simulador de arranque en frío de -5 a -40 °C. Los lubricantes de base oleosa que tienen un valor de KV100 de aproximadamente 4 cSt deben tener normalmente una viscosidad CCS a -30 °C (CCS-30) menor de 1800 y los aceites que tienen un valor de KV100 de aproximadamente 5 cSt deben tener una CCS-30 menor de 2700. Cuanto menor sea el valor, mejor. En general, los lubricantes de base oleosa deben tener una volatilidad Noack no mayor que las de los aceites ligeros neutros del Grupo I o el Grupo II convencionales. En la actualidad, solo una pequeña fracción de los aceites base fabricados hoy en día son capaces de cumplir estas especificaciones exigentes.Group III oils are very high viscosity index (\ THVI) base oils produced by modern methods from crude oils by hydrocracking, followed by isomerization of the waxy linear paraffins to give branched paraffins. Group III oils also include base oils produced from Slack Wax paraffins derived from mineral oils, and from waxes obtained by Fischer-Tropsch synthesis (GTL waxes), for example, from coal or natural gas using the corresponding isomerization techniques. Group IV oils are synthetic polyalphaolefins (PAOs). The ATIEL (Association Technique de l'Industrie Européenne des Lubrifiants, or Technical Association of the European Lubricants Industry), also uses a similar classification, this classification also includes Group VI: Internal Polyolefins (PIO). In addition to the official classification, Group II + is also commonly used in this field, this group comprising saturated and non-sulfurous base oils that have viscosity indexes greater than 110, but less than 120. In these classifications, saturated hydrocarbons include paraffinic compounds. and naphthenic, but not aromatic. A definition of base raw material is also available according to API 1509 as: "A base raw material is a lubricant component that is produced by a single manufacturer with the same specifications (regardless of the raw material strength or location that meets the same manufacturer's specification and is identified by a single formula, product identification number, or both. Base raw materials can be manufactured using several different processes. Base oil is the base raw material or mixture of base raw materials used in an API homologated oil. Known types of base raw materials are 1) Mineral oil (paraffinic, naphthenic, aromatic), 2) Synthetic (polyalphaolefins, alkylated aromatics, diesters, polyol esters, polyalkylene glycols , phosphate esters, silicones, and 3) Vegetable oil For a long time the industry, especially the automotive industry, has required lubricant s and therefore base oils with improved technical properties. Increasingly, specifications for finished lubricants require products with excellent low temperature properties, high oxidation stability, and low volatility. Generally, oil-based lubricants are base oils that have a kinematic viscosity of approximately 3 cSt or greater than 100 ° C (KV100); pour point (Pp) of about -12 ° C or less; and a viscosity index (VI) of about 120 or higher. In addition to low pour points, the low-temperature fluidity of multigrade motor oils is also needed to ensure that, in cold climates, the engine starts easily. Low temperature fluidity is demonstrated as apparent viscosity in cold start simulator tests from -5 to -40 ° C. Oil-based lubricants that have a KV100 value of approximately 4 cSt should normally have a CCS viscosity at -30 ° C (CCS-30) less than 1800 and Oils that have a KV100 value of approximately 5 cSt should have a CCS-30 less than 2700. The lower the value, the better. In general, oil-based lubricants should have a Noack volatility no greater than conventional Group I or Group II neutral light oils. Today, only a small fraction of the base oils manufactured today are capable of meeting these demanding specifications.

Ya no es posible producir lubricantes que cumplan con las especificaciones de los fabricantes de automóviles más exigentes a partir de aceites minerales convencionales. Normalmente, los aceites minerales contienen a menudo concentraciones demasiado altas de compuestos aromáticos, azufre, y compuestos nitrogenados y, además, tienen también una alta volatilidad y un modesto índice de viscosidad, es decir, una dependencia entre la temperatura y la viscosidad. Además, la respuesta de los aceites minerales a aditivos antioxidantes es a menudo baja. Los aceites base sintéticos y los denominados semisintéticos juegan un papel cada vez más importante, especialmente en los lubricantes de automoción, tales como en aceites de motores y de cajas de cambios. Se puede observar un desarrollo similar en los lubricantes industriales. La vida útil de lo lubricantes es deseablemente lo más larga posible, evitando por tanto los cambios frecuentes de aceite por el usuario, y permitiendo además intervalos de mantenimiento prolongados de vehículos, por ejemplo, en transporte comercial. En la última década, los intervalos de cambio de aceite de motor para vehículos de pasajeros han aumentado cinco veces, siendo en el mejor de los casos de 50.000 km. Para vehículos pesados, los intervalos de cambio de aceite del motor están actualmente en el nivel de 100.000 km.It is no longer possible to produce lubricants that meet the specifications of the most demanding automakers from conventional mineral oils. Normally, mineral oils often contain too high concentrations of aromatics, sulfur, and nitrogenous compounds and, furthermore, they also have high volatility and a modest viscosity index, that is, a dependence between temperature and viscosity. Furthermore, the response of mineral oils to antioxidant additives is often low. Synthetic base oils and so-called semisynthetics play an increasingly important role, especially in automotive lubricants such as motor and gearbox oils. A similar development can be observed in industrial lubricants. The useful life of the lubricants is desirably as long as possible, thus avoiding frequent oil changes by the user, and further allowing extended maintenance intervals of vehicles, for example, in commercial transport. In the last decade, motor oil change intervals for passenger cars have increased five times, being 50,000 km at best. For heavy duty vehicles, the engine oil change intervals are currently at the 100,000 km level.

La producción de lubricantes se ve afectada por la cada vez más común "Estrategia del Ciclo de Vida" (LCA) que incluye factores ambientales, de salud y de seguridad del producto. Lo que se reivindica con la LCA son una vida útil prolongada del producto, e inconvenientes mínimos para el medio ambiente asociados con la producción, el uso, la manipulación y la eliminación del producto. Intervalos de cambio de aceite más largos de aceites base de alta calidad dan como resultado una disminución del consumo de materias primas basadas en aceites minerales brutos no renovables, y menores cantidades de productos oleosos residuales peligrosos.Lubricant production is affected by the increasingly common "Life Cycle Strategy" (LCA) that includes environmental, health and safety factors of the product. What is claimed with the LCA is a long shelf life of the product, and minimal inconvenience to the environment associated with the production, use, handling and disposal of the product. Longer oil change intervals for high-quality base oils result in decreased consumption of raw materials based on non-renewable crude mineral oils, and lower amounts of hazardous waste oil products.

Además de las demandas de producción de tecnología de motores y aceites base, también requisitos ambientales estrictos dirigen a la industria a desarrollar aceites base más sofisticados. Se requieren combustibles y aceites base exentos de azufre para conseguir un efecto completo de nuevas y eficaces tecnologías anticontaminación en vehículos modernos y para recortar emisiones de óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y partículas volátiles, así como para conseguir una reducción directa de dióxido de azufre en gases de escape. La Unión Europea ha decidido que estos combustibles deben estar disponibles en el mercado desde 2005 y deben ser solo la única forma a la venta desde 2009. Los aceites base de aceites minerales convencionales contienen azufre, nitrógeno, compuestos aromáticos, y normalmente también compuestos volátiles. Son menos adecuados para los nuevos motores y, por tanto, ambientalmente también más perjudiciales que los aceites base exentos de azufre y de compuestos aromáticos más nuevos.In addition to the production demands of engine and base oil technology, stringent environmental requirements also direct the industry to develop more sophisticated base oils. Sulfur-free fuels and base oils are required to achieve the full effect of new and effective anti-pollution technologies in modern vehicles and to cut emissions of nitrogen oxides, hydrocarbons and volatile particles, as well as to achieve a direct reduction of sulfur dioxide in gases exhaust. The European Union has decided that these fuels should be available on the market since 2005 and should only be the only form on sale since 2009. Conventional mineral oil base oils contain sulfur, nitrogen, aromatics, and usually also volatile compounds. They are less suitable for new engines and therefore more environmentally damaging than the newer aromatic and sulfur-free base oils.

Hoy en día, el uso de aceites reciclados y materias primas renovables en la producción de lubricantes es, con frecuencia, un objeto de interés. Es deseable el uso de materias primas renovables de origen biológico en vez de materias primas fósiles no renovables para producir componentes de hidrocarburos, ya que las materias primas fósiles son agotables y su efecto sobre el medio ambiente es perjudicial. Los problemas asociados con aceites reciclados incluyen unas complicadas etapas de purificación y reprocesamiento para obtener aceites base de alta calidad. Adicionalmente, el desarrollo de un sistema logístico de funcionamiento y reciclado prolongado es caro. Today, the use of recycled oils and renewable raw materials in the production of lubricants is often an object of interest. The use of bio-based renewable raw materials is desirable instead of non-renewable fossil raw materials to produce hydrocarbon components, since fossil raw materials are exhaustible and their effect on the environment is detrimental. The problems associated with recycled oils include complicated purification and reprocessing steps to obtain high quality base oils. Additionally, developing a long running and recycling logistics system is expensive.

Por el momento, solo se usan ésteres en lubricantes de origen renovable y biológico. El uso de ésteres está limitado a unas pocas aplicaciones especiales tales como aceites para lubricantes de compresores de refrigeración, aceites biohidráulicos y aceites para metalurgia. En lubricantes de automoción e industriales normales, se usan principalmente a escala de aditivo. El alto precio limita también el uso de ésteres. Además, los ésteres usados en las formulaciones de aceites para motor no son intercambiables con otros ésteres sin llevar a cabo nuevas pruebas de motores, incluso en casos donde la composición química del éster sustituyente sea en principio totalmente similar. En cambio, los aceites base que consisten en una estructura de hidrocarburo puro son parcialmente intercambiables entre sí. Existen también algunos problemas técnicos asociados con los ésteres. Como compuestos polares, los ésteres sufren una mayor tendencia al hinchamiento del sello que los hidrocarburos puros. Esto ha creado una serie de problemas relativos a los elastómeros en las aplicaciones hidráulicas. Además, los aceites base de ésteres se hidrolizan más fácilmente produciendo ácidos, que a su vez producen corrosión en los sistemas lubricantes. Adicionalmente, una desventaja de los ésteres incluso mayor es que los aditivos desarrollados para aceites base de hidrocarburos no polares no son eficaces para los aceites base de ésteres.At the moment, only esters are used in lubricants of renewable and biological origin. The use of esters is limited to a few special applications such as refrigeration compressor lubricant oils, biohydraulic oils, and metallurgical oils. In normal automotive and industrial lubricants, they are mainly used on an additive scale. The high price also limits the use of esters. Furthermore, the esters used in motor oil formulations are not interchangeable with other esters without carrying out new engine tests, even in cases where the chemical composition of the substituent ester is in principle totally similar. In contrast, base oils consisting of a pure hydrocarbon structure are partially interchangeable with each other. There are also some technical problems associated with esters. As polar compounds, esters suffer a greater tendency to seal swelling than pure hydrocarbons. This has created a number of problems related to elastomers in hydraulic applications. In addition, ester base oils hydrolyze more easily producing acids, which in turn cause corrosion in lubricating systems. Additionally, an even greater disadvantage of esters is that additives developed for nonpolar hydrocarbon base oils are not effective for ester base oils.

Son conocidos en la técnica los procesos en donde se reticulan triglicéridos de una manera controlada usando una sal metálica o iniciador de peróxido adecuados, que capturan fácilmente hidrógeno del enlace C-H, junto con cantidades adecuadas de oxígeno. Cierta reticulación también está producida por el oxígeno atmosférico sin calentamiento del producto, siendo la reacción, sin embargo, más lenta. Esta reticulación se basa en los enlaces oxígeno-oxígeno formados en las moléculas. Durante la reticulación de los triglicéridos, el grado de reticulación puede controlarse por medio del tiempo de procesamiento y la viscosidad cinemática. La viscosidad aumenta con la reticulación en función del tiempo, y disminuye a medida que el producto se descompone. Processes where triglycerides are crosslinked in a controlled manner using a suitable metal salt or peroxide initiator, which readily capture hydrogen from the CH bond, along with suitable amounts of oxygen, are known in the art. Some crosslinking is also produced by atmospheric oxygen without heating the product, the reaction being, however, slower. This crosslinking is based on the oxygen-oxygen bonds formed in the molecules. During the crosslinking of triglycerides, the degree of crosslinking can be controlled by the processing time and kinematic viscosity. Viscosity increases with crosslinking as a function of time, and decreases as the product decomposes.

También se conoce un proceso térmico discontinuo basado en reacciones de dobles enlaces para producir un aceite de soporte a partir de triglicéridos, introduciéndose dióxido de carbono en el reactor para prevenir la oxidación. En este caso, la reticulación se basa en los enlaces carbono-carbono que se forman en las moléculas. Los productos de descomposición de la reacción térmica se eliminan mediante arrastre con la corriente de dióxido de carbono gas, o como alternativa, usando el vacío. La reticulación es una reacción exotérmica y, por consiguiente, es necesario un calentamiento eficaz para proporcionar la reacción y un enfriamiento eficaz para prevenir el sobrecalentamiento del producto para mantener la temperatura entre 280 y 300 °C. Además, el recipiente de reacción debe enfriarse rápidamente tras alcanzar la viscosidad deseada, indicando el grado de reticulación.A batch thermal process based on double bond reactions is also known to produce a support oil from triglycerides, introducing carbon dioxide into the reactor to prevent oxidation. In this case, crosslinking is based on the carbon-carbon bonds that are formed in the molecules. The decomposition products of the thermal reaction are removed by stripping with the carbon dioxide gas stream, or alternatively, using vacuum. Crosslinking is an exothermic reaction and therefore efficient heating is necessary to provide the reaction and effective cooling to prevent overheating of the product to maintain the temperature between 280 and 300 ° C. In addition, the reaction vessel should cool rapidly after reaching the desired viscosity, indicating the degree of crosslinking.

En Kirk-Othmer: Encyclopedia of Chemical Technology, 3a ed., vol. 7, Dimer acids, p. 768, se presenta un método para producir ácidos diméricos a partir de ácidos carboxílicos insaturados con una reacción radicalaria que utiliza un catalizador catiónico, siendo la temperatura de reacción 230 °C. Además del ácido dimérico acíclico, ramificado insaturado como el producto principal, también se forman monodímeros y dímeros bicíclicos.In Kirk-Othmer: Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd ed., Vol. 7, Dimer acids, p. 768, a method is presented to produce dimeric acids from unsaturated carboxylic acids with a radical reaction using a cationic catalyst, the reaction temperature being 230 ° C. In addition to the unsaturated branched, acyclic dimer acid as the main product, monodimers and bicyclic dimers are also formed.

Se pueden oligomerizar alcoholes insaturados de manera similar a ácidos carboxílicos insaturados usando calor y/o un catalizador para proporcionar dímeros de alcoholes. Un dímero de diol ramificado insaturado acíclico es el producto principal.Unsaturated alcohols can be oligomerized in a manner similar to unsaturated carboxylic acids using heat and / or a catalyst to provide dimers of alcohols. An acyclic unsaturated branched diol dimer is the main product.

En Koster R.M. et al., Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 134 (1998) 159 - 169, se describe la oligomerización de ácidos carboxílicos, ésteres metílicos de ácidos carboxílicos y alcoholes sintéticos y olefinas, que da como resultado los dímeros correspondientes.In Koster R.M. et al., Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 134 (1998) 159-169, describes the oligomerization of carboxylic acids, carboxylic acid methyl esters, and synthetic alcohols and olefins, resulting in the corresponding dimers.

Los productos de triglicérido reticulado, dímero del éster metílico del ácido carboxílico, dímero del ácido carboxílico, y dímeros de alcoholes grasos se pueden usar en aplicaciones lubricantes, pero, como los productos contienen heteroátomos, están dotados de debilidades correspondientes análogamente a los aceites base derivados de ésteres.Cross-linked triglyceride products, carboxylic acid methyl ester dimer, carboxylic acid dimer, and fatty alcohol dimers can be used in lubricating applications, but, as the products contain heteroatoms, they are endowed with corresponding weaknesses analogously to derived base oils. of esters.

Son también conocidos los procesos en donde se elimina el oxígeno de un ácido carboxílico o éster. La descarboxilación de ácidos grasos da como resultado hidrocarburos con un átomo de carbono menos que la molécula original. La factibilidad de la descarboxilación varía mucho con el tipo de ácido carboxílico usado como material de partida. Los ácidos carboxílicos activados contienen sustituyentes atractores de electrones en la posición alfa o beta con respecto al dióxido de carbono pierden el grupo carboxílico espontáneamente a temperaturas algo elevadas. En este caso, el enlace RC-00011 está debilitado por el desplazamiento electrónico a lo largo de la cadena de carbono.Processes in which oxygen is removed from a carboxylic acid or ester are also known. Decarboxylation of fatty acids results in hydrocarbons with one less carbon atom than the original molecule. The feasibility of decarboxylation varies greatly with the type of carboxylic acid used as the starting material. Activated carboxylic acids contain electron-withdrawing substituents in the alpha or beta position relative to carbon dioxide. They lose the carboxylic group spontaneously at somewhat elevated temperatures. In this case, the RC-00011 bond is weakened by electronic displacement along the carbon chain.

Con otros tipos de ácidos carboxílicos, la cadena de hidrocarburos provoca un aumento opuesto de la densidad electrónica en el carbono alfa y, por tanto, la escisión del dióxido de carbono es difícil. Un catalizador adecuado contribuye a la reacción. En Maier, W.F. et al., Chemische Berichte (1982), 115(2), 808-812, se producen hidrocarburos a partir de ácidos carboxílicos utilizando los catalizadores heterogéneos Ni/A^Oa y Pd/SiO2 a 180 °C en atmósfera de hidrógeno.With other types of carboxylic acids, the hydrocarbon chain causes an opposite increase in electron density at alpha carbon, and thus carbon dioxide cleavage is difficult. A suitable catalyst contributes to the reaction. In Maier, WF et al., Chemische Berichte (1982), 115 (2), 808-812, hydrocarbons are produced from carboxylic acids using the heterogeneous Ni / A ^ O a and Pd / SiO 2 catalysts at 180 ° C in a hydrogen atmosphere.

La descarboxilación e hidrodesoxigenación combinada de los compuestos que contienen oxígeno se divulga en Laurent, E., Delmon, B.: Applied Catalysis, A: General (1994), 109(1), 77-96, y 97-115, en donde aceites de la pirólisis derivada de la biomasa se sometieron a hidrodesoxigenación usando los catalizadores CoMo/y-A^Os y NiMo/y-A1203 sulfurados a 260 - 300 °C, a una presión de hidrógeno de 7 MPa. Las reacciones de la etapa de hidrodesoxigenación son muy exotérmicas, y requieren altas cantidades de hidrógeno.The combined decarboxylation and hydrodeoxygenation of oxygen-containing compounds is disclosed in Laurent, E., Delmon, B .: Applied Catalysis, A: General (1994), 109 (1), 77-96, and 97-115, where Oils from biomass-derived pyrolysis were subjected to hydrodeoxygenation using the catalysts CoMo / yA ^ O s and NiMo / y-A120 3 sulfurized at 260-300 ° C, at a hydrogen pressure of 7 MPa. The reactions of the hydrodeoxygenation stage are very exothermic, requiring high amounts of hydrogen.

El documento FI 100248 presenta un proceso con dos etapas en donde se produce destilado intermedio a partir de un aceite vegetal mediante hidrogenación de los ácidos carboxílicos o los triglicéridos del aceite vegetal para dar como resultado parafinas lineales normales, seguido por la isomerización de dichas n-parafinas para dar parafinas ramificadas. Las condiciones de este tratamiento con hidrógeno incluyen una temperatura entre 330 y 450 °C, una presión de 3 MPa, y una velocidad espacial líquida por hora (LHSV) de 0,5 - 51/h. En la etapa de isomerización se usó una temperatura comprendida entre 200 y 500 °C a una presión superior a la atmosférica y una LHSV de 0,1 -101/h.Document FI 100248 presents a two-stage process in which intermediate distillate is produced from a vegetable oil by hydrogenating the carboxylic acids or triglycerides of the vegetable oil to result in linear normal paraffins, followed by the isomerization of said n- paraffins to give branched paraffins. The conditions for this hydrogen treatment include a temperature between 330 and 450 ° C, a pressure of 3 MPa, and a liquid space velocity per hour (LHSV) of 0.5 - 51 / h. In the isomerization stage, a temperature between 200 and 500 ° C was used at a pressure above atmospheric and an LHSV of 0.1-101 / h.

El documento EP 0471 566 se refiere a un proceso para la polimerización de ácidos grasos insaturados, en donde el ácido graso se calienta a una temperatura elevada en presencia de un catalizador de polimerización, y el producto polimerizado se hidrogena a una temperatura de 180 °C usando un catalizador de paladio que tiene un soporte de carbono.Document EP 0471 566 refers to a process for the polymerization of unsaturated fatty acids, wherein the fatty acid is heated to an elevated temperature in the presence of a polymerization catalyst, and the polymerized product is hydrogenated at a temperature of 180 ° C using a palladium catalyst having a carbon support.

En los procesos de isomerización, se usan catalizadores de metales nobles que son muy caros y muy sensibles a los venenos de catalizador. Los materiales de partida procedentes de fuentes biológicas contienen altas cantidades de agua que dan como resultado oxígeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono a medida que se procesa el material de partida. Además, dichos materiales de partida de origen biológico a menudo contienen compuestos de nitrógeno, azufre y fósforo conocidos como venenos de catalizadores e inhibidores de catalizadores de metales nobles. Dan lugar a una disminución de la vida útil del catalizador, y requieren una regeneración frecuente de los catalizadores salvo que se eliminen antes del proceso de isomerización.In isomerization processes, noble metal catalysts are used which are very expensive and very sensitive to catalyst poisons. Starting materials from biological sources contain high amounts of water resulting in oxygen, carbon monoxide, and carbon dioxide as the starting material is processed. Furthermore, such biologically derived starting materials often contain nitrogen, sulfur and phosphorus compounds known as noble metal catalyst poisons and catalyst inhibitors. They lead to a decrease in the useful life of the catalyst, and require frequent regeneration of the catalysts unless they are removed before the isomerization process.

La unidad estructural básica típica de los aceites vegetales y de pescado y de las grasas animales es un triglicérido. El triglicérido es un éster de glicerol con tres moléculas de ácidos grasos que tienen la siguiente estructura:The typical basic structural unit of vegetable and fish oils and animal fats is a triglyceride. Triglyceride is a glycerol ester with three fatty acid molecules that have the following structure:

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en donde R1, R2 y R3 representan cadenas de hidrocarburos C4-C30. Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos que tienen largas cadenas de hidrocarburos sin ramificar. Las longitudes de las cadenas de hidrocarburos son principalmente de 18 átomos de carbono (C18). Los ácidos grasos C18 se unen normalmente al grupo hidroxilo intermedio del glicerol. El número de átomos de carbono típico de los ácidos grasos unidos a los otros dos grupos hidroxilo son pares, estando los números comprendidos entre C14 y C22.where R1, R2 and R3 represent C4-C30 hydrocarbon chains. Fatty acids are carboxylic acids that have long unbranched hydrocarbon chains. The lengths of the hydrocarbon chains are mainly 18 carbon atoms (C18). C18 fatty acids are normally attached to the intermediate hydroxyl group of glycerol. The typical number of carbon atoms of the fatty acids attached to the other two hydroxyl groups are even, the numbers being between C14 and C22.

La composición de ácidos grasos del material de partida de origen biológico puede variar considerablemente entre materias primas de diferentes fuentes. Aunque pueden estar presentes varios enlaces dobles en los ácidos grasos, no están conjugados, pero al menos está entre ellos una unidad -C112- intermedia. Con respecto a la configuración, los dobles enlaces de ácidos grasos naturales están en forma cis, localizándose por tanto los átomos de hidrógeno en el mismo lado del doble enlace bastante rígido. A medida que aumenta el número de dobles enlaces, se localizan generalmente en el extremo libre de la cadena. Las longitudes de las cadenas de hidrocarburos y los números de dobles enlaces dependen de las diversas grasas vegetales o animales o ceras que sirven como fuente del ácido graso. Las grasas animales contienen normalmente más ácidos grasos saturados que ácidos grasos insaturados. Los ácidos grasos del aceite de pescado contienen altas cantidades de dobles enlaces, y la longitud promedio de las cadenas de hidrocarburos es mayor en comparación con los ácidos grasos de aceites vegetales y grasas animales. La composición del ácido graso juega un importante papel en la evaluación de las propiedades de resistencia a la oxidación, resistencia térmica, y baja temperatura de la materia prima sometida a oligomerización, y además, el tipo de productos de oligomerización.The fatty acid composition of the biologically sourced starting material can vary considerably between raw materials from different sources. Although several double bonds may be present in fatty acids, they are not conjugated, but at least one intermediate -C112- unit is between them. With respect to the configuration, the double bonds of natural fatty acids are in the cis form , therefore the hydrogen atoms are located on the same side of the rather rigid double bond. As the number of double bonds increases, they are generally located at the free end of the chain. The lengths of the hydrocarbon chains and the numbers of double bonds depend on the various vegetable or animal fats or waxes that serve as the source of the fatty acid. Animal fats normally contain more saturated fatty acids than unsaturated fatty acids. The fatty acids in fish oil contain high amounts of double bonds, and the average length of the hydrocarbon chains is greater compared to the fatty acids in vegetable oils and animal fats. The composition of the fatty acid plays an important role in the evaluation of the properties of oxidation resistance, thermal resistance, and low temperature of the raw material subjected to oligomerization, and also, the type of oligomerization products.

Las ceras son principalmente ácidos carboxílicos esterificados con alcoholes que tienen cadenas largas. Además, las ceras contienen cantidades variables de parafinas (n-alcanos), cetonas, y dicetonas, alcoholes primarios y secundarios, aldehídos, alcanos ácidos (ácidos carboxílicos), y terpenos. El número de átomos de carbono de dichas cadenas de ácidos carboxílicos y alcoholes está normalmente comprendido entre C12 y C38.Waxes are primarily carboxylic acids esterified with alcohols that have long chains. Additionally, waxes contain varying amounts of paraffins (n-alkanes), ketones, and diketones, primary and secondary alcohols, aldehydes, acid alkanes (carboxylic acids), and terpenes. The number of carbon atoms of said carboxylic acid and alcohol chains is normally between C12 and C38.

Antes del procesamiento, los materiales de partida de origen biológico se pretratan comúnmente con cualquier método conocido adecuado tal como térmicamente, mecánicamente, por ejemplo, mediante fuerzas de cizalladura, químicamente, por ejemplo, con ácidos o bases, o físicamente con radiación, destilación, enfriamiento, o filtración. El objetivo de dichos pretratamientos químicos y físicos es eliminar las impurezas que interfieren con el proceso o envenenamiento de los catalizadores, y reducir las reacciones secundarias indeseadas.Prior to processing, starting materials of biological origin are commonly pretreated by any suitable known method such as thermally, mechanically, for example, by shear forces, chemically, for example, with acids or bases, or physically with radiation, distillation, cooling, or filtration. The goal of such chemical and physical pretreatments is to remove impurities that interfere with the process or poisoning of the catalysts, and to reduce unwanted side reactions.

En un tratamiento de hidrólisis, los aceites y las grasas reaccionan con agua dando como resultado ácidos grasos libre y glicerol como producto. Se conocen tres procesos principales para la producción industrial de ácidos grasos: división de triglicéridos con vapor a alta presión, hidrólisis básica e hidrólisis enzimática. En el proceso de división con vapor, la hidrólisis de triglicéridos usando vapor se lleva a cabo a temperaturas entre 100 y 300 °C, a una presión de 1 - 10 MPa, siendo las condiciones preferibles de 250 a 260 °C y de 4 a 5,5 MPa. Se pueden añadir óxidos metálicos como del tipo óxido de cinc como catalizador para acelerar la reacción. La alta temperatura y presión contribuyen a la disolución de las grasas en agua.In a hydrolysis treatment, oils and fats react with water resulting in free fatty acids and glycerol as a product. Three main processes are known for the industrial production of fatty acids: division of triglycerides with high pressure steam, basic hydrolysis, and enzymatic hydrolysis. In the steam splitting process, the hydrolysis of triglycerides using steam is carried out at temperatures between 100 and 300 ° C, at a pressure of 1 - 10 MPa, with the preferable conditions of 250 to 260 ° C and 4 to 5.5 MPa. Metal oxides such as zinc oxide can be added as a catalyst to accelerate the reaction. High temperature and pressure contribute to the dissolution of fats in water.

Se conocen en la técnica aceites base sintéticos parafínicos producidos mediante oligomerización, siendo los típicos PAO (polialfaolefinas) y PIO (poliolefinas internas). En la producción de lo anterior, se usan materiales de partida olefínicos a partir de aceite bruto, donde dichos materiales de partida no contienen heteroátomos. El desarrollo de los aceites base de tipo polialfaolefina se inició en los años 30 del siglo XX en EE:UU. y en Alemania donde se desarrollaron principalmente productos con propiedades de temperaturas bajas superiores adecuados para aeronaves. Los monómeros de 1-alqueno que se van a usar como materiales de partida para las PAO se producen normalmente a partir de etileno. Para las PAO comerciales, las alfa olefinas C8-C12 o las alfa olefinas C14-C18 se usan principalmente como materiales de partida. En la producción de PAO, el monómero se polimeriza térmicamente o usando catalizadores del tipo Ziegler o Friedel-Crafts, o usando catalizadores de zeolita para dar productos más pesados, seguido por destilación para obtener fracciones de producto deseadas, e hidrogenación para dar parafinas saturadas. Es posible producir productos de PAO que pertenezcan a diversas clases de viscosidad, teniendo los representantes típicos viscosidades cinemáticas de 2, 4, 6 y 8 mm2/s a 100 °C (KV100). Además, se producen aceites base PA040 y PA0100 particularmente espesos que tienen valores de KV100 de 40 y 100 mm2/s, dichos aceites base se usan generalmente para la producción de lubricantes espesos, y como mejoradores del índice de viscosidad (VII). Los productos de PAO tienen altos índices de viscosidad y, al mismo tiempo, excelentes propiedades a baja temperatura, siendo los puntos de vertido tan bajos como -60 °C. Como los compuestos monoméricos más ligeros se eliminan mediante destilación, las volatilidades de los productos son bajos y los puntos de inflamación son altos. La resistencia a la oxidación es bastante modesta sin aditivos antioxidantes.Paraffinic synthetic base oils produced by oligomerization are known in the art, the typical ones being PAO (polyalphaolefins) and PIO (internal polyolefins). In the production of the above, olefinic starting materials are used from crude oil, where said starting materials do not contain heteroatoms. The development of polyalphaolefin-type base oils began in the 30s of the 20th century in the United States. and in Germany where products with superior low temperature properties suitable for aircraft were mainly developed. The 1-alkene monomers to be used as starting materials for PAOs are normally produced from ethylene. For commercial PAOs, C8-C12 alpha olefins or C14-C18 alpha olefins are mainly used as starting materials. In the production of PAO, the monomer is polymerized thermally either using Ziegler or Friedel-Crafts type catalysts, or using zeolite catalysts to give heavier products, followed by distillation to obtain desired product fractions, and hydrogenation to give saturated paraffins. It is possible to produce PAO products belonging to various viscosity classes, having the typical representatives kinematic viscosities of 2, 4, 6 and 8 mm2 / s at 100 ° C (KV100). Furthermore, particularly thick PA040 and PA0100 base oils are produced having KV100 values of 40 and 100 mm2 / s, said base oils are generally used for the production of thick lubricants, and as viscosity index improvers (VII). PAO products have high viscosity indexes and, at the same time, excellent low-temperature properties, with pour points as low as -60 ° C. As the lighter monomeric compounds are removed by distillation, the volatilities of the products are low and the flash points are high. Resistance to oxidation is quite modest without antioxidant additives.

Las PIO se producen oligomerizando olefinas internas, cuyos dobles enlaces están estadísticamente distribuidos a lo largo de la longitud completa de la cadena de hidrocarburo.PIOs are produced by oligomerizing internal olefins, the double bonds of which are statistically distributed along the entire length of the hydrocarbon chain.

Se pueden producir olefinas internas deshidrogenando n-parafinas derivadas de aceite bruto. Las estructuras moleculares de los productos producidas a partir de olefinas lineales C15-C16 internas difieren de las de la PAO. En comparación con PAO, las propiedades de PIO son peores; el índice de viscosidad es menor, el punto de vertido es peor, y la volatilidad es mayor. Considerando la calidad, las PIO se encuentran entre PAO y VHVI. La tecnología de producción de las PIO es similar a la de las PAO, con la excepción de un sistema catalítico más agresivo para la oligomerización de las olefinas internas menos reactivas. La solubilidad de los aditivos en PAO y PIO es bastante baja debido a la ausencia de polaridad. Los ésteres se usan a menudo en formulaciones para mejorar la solubilidad. El uso de materiales de partida de origen biológico que contienen heteroátomos no se ha notificado hasta ahora o los intermedios se han tratados opcionalmente térmica y/o química y/o física y/o mecánicamente, en la producción de aceites base saturados de alta calidad.Internal olefins can be produced by dehydrogenating n-paraffins derived from crude oil. The molecular structures of the products produced from internal C15-C16 linear olefins differ from those of PAO. Compared to PAO, the properties of PIO are worse; the viscosity index is lower, the pour point is worse, and the volatility is higher. Considering quality, IOPs are between PAO and VHVI. The production technology of PIOs is similar to that of PAOs, with the exception of a more aggressive catalytic system for the oligomerization of the less reactive internal olefins. The solubility of the additives in PAO and PIO is quite low due to the absence of polarity. Esters are often used in formulations to improve solubility. The use of starting materials of biological origin containing heteroatoms has not been reported until now or the intermediates have been optionally thermally and / or chemically and / or physically and / or mechanically treated, in the production of high quality saturated base oils.

Sobre la base de las enseñanzas anteriores, se puede observar que existe una evidente necesidad de un nuevo proceso alternativo para producir componentes de hidrocarburo preferentemente a partir de materiales de partida de origen biológico, y para evitar los problemas asociados con las soluciones de la técnica anterior o, al menos, reducirlos sustancialmente. Existe también una necesidad de aceites base saturados no polares que cumplan los requisitos de calidad para aceites base de alta calidad, siendo preferentemente dichos aceites base de origen biológico y teniendo efectos más preferibles sobre el medio ambiente y para los usuarios finales que los aceites base minerales tradicionales. Además, existe necesidad de un proceso basado en el uso de materias primas renovables, ahorrando así materias primas no renovables.Based on the above teachings, it can be seen that there is an obvious need for a new alternative process to produce hydrocarbon components preferably from starting materials of biological origin, and to avoid the problems associated with the solutions of the prior art. or, at least, reduce them substantially. There is also a need for non-polar saturated base oils that meet the quality requirements for high quality base oils, such base oils preferably being of biological origin and having more preferable effects on the environment and for end users than mineral base oils. traditional. Furthermore, there is a need for a process based on the use of renewable raw materials, thus saving non-renewable raw materials.

Objetivos de la invenciónObjectives of the invention

Un objetivo de la invención es un proceso para producir un componente de hidrocarburo saturado de acuerdo con la reivindicación 1.An object of the invention is a process for producing a saturated hydrocarbon component according to claim 1.

Los rasgos característicos del proceso de la invención se presentan en las reivindicaciones adjuntas.The characteristic features of the process of the invention are presented in the attached claims.

Descripción general de la invenciónGeneral description of the invention

El proceso de la invención comprende una etapa de oligomerización en donde las moléculas de las materias primas reaccionan entre sí, aumentando por tanto el número de átomos de carbono del componente obtenido y, además, una etapa de desoxigenación. Dicha desoxigenación se lleva a cabo como una reacción de hidrodesoxigenación. Además, el proceso de la invención puede comprender también una etapa de isomerización opcional para isomerizar los productos más ligeros, y/o una etapa de acabado. La materia prima para el proceso es preferentemente de origen biológico.The process of the invention comprises an oligomerization stage in which the molecules of the raw materials react with each other, thus increasing the number of carbon atoms of the component obtained and, in addition, a deoxygenation stage. Said deoxygenation is carried out as a hydrodeoxygenation reaction. Furthermore, the process of the invention may also comprise an optional isomerization step to isomerize the lighter products, and / or a finishing step. The raw material for the process is preferably of biological origin.

En este contexto, oligomerización se refiere a reacciones de dimerización, trimerización y tetramerización, así como a reacciones de polimerización y reticulación.In this context, oligomerization refers to dimerization, trimerization, and tetramerization reactions, as well as polymerization and cross-linking reactions.

La etapa de oligomerización del proceso de la invención se lleva a cabo para extender la cadena de hidrocarburo de los ácidos cíclicos insaturados y/o derivados de los mismos, tales como ésteres, anhídridos y alcoholes a partir de una unidad monomérica para proporcionar un dímero con dos unidades monoméricas, y para formar oligómeros superiores. En esta reacción de oligomerización, los dobles enlaces de los componentes reaccionan entre sí bajo la influencia del calor y/o un catalizador.The oligomerization step of the process of the invention is carried out to extend the hydrocarbon chain of unsaturated cyclic acids and / or derivatives thereof, such as esters, anhydrides and alcohols from a monomeric unit to provide a dimer with two monomeric units, and to form higher oligomers. In this oligomerization reaction, the double bonds of the components react with each other under the influence of heat and / or a catalyst.

Los ácidos carboxílicos y derivados de los mismos incluyen también, en este punto, ácidos grasos y derivados de los mismos. El número de átomos de carbono de los ácidos carboxílicos y derivados de los mismos es al menos C4. Se usan preferentemente ácidos grasos de origen biológico y/o derivados de los mismos.Carboxylic acids and derivatives thereof also include fatty acids and derivatives thereof at this point. The number of carbon atoms of carboxylic acids and derivatives thereof is at least C4. Fatty acids of biological origin and / or derivatives thereof are preferably used.

En este punto, desoxigenación se refiere a la eliminación del oxígeno tanto mediante reacción de hidrodesoxigenación como mediante reacción de descarboxilación/descarbonilación. En la desoxigenación, la estructura del material de partida biológico se convertirá a una sustancia tanto a parafínica como olefínica, de acuerdo con las condiciones del catalizador y de la reacción utilizadas. At this point, deoxygenation refers to the removal of oxygen by both the hydrodeoxygenation reaction and the decarboxylation / decarbonylation reaction. In deoxygenation, the structure of the biological starting material will be converted to both a paraffinic and an olefinic substance, according to the catalyst and reaction conditions used.

En este contexto, la hidrodesoxigenación (1-1D0) se refiere a la eliminación de oxígeno mediante hidrógeno. El agua se libera en la reacción cuando se descomponen los grupos éster, alcohol, anhídrido o ácido carboxílico. Se eliminan todos los átomos de oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.In this context, hydrodeoxygenation (1-1D0) refers to the removal of oxygen by hydrogen. Water is released in the reaction when the ester, alcohol, anhydride, or carboxylic acid groups break down. All oxygen, nitrogen, phosphorus and sulfur atoms are removed.

En este punto, la descarboxilación se refiere a la eliminación de oxígeno como dióxido de carbono, y la descarbonilación se refiere a la eliminación del oxígeno como monóxido de carbono.At this point, decarboxylation refers to the removal of oxygen as carbon dioxide, and decarbonylation refers to the removal of oxygen as carbon monoxide.

En este contexto, la isomerización se refiere a la hidroisomerización de los hidrocarburos lineales (parafinas) que da como resultado una estructura ramificada.In this context, isomerization refers to the hydroisomerization of linear hydrocarbons (paraffins) that results in a branched structure.

La expresión "hidrocarburo saturado", usada en la memoria descriptiva se refiere a compuestos parafínicos y nafténicos, pero no a aromáticos. Los compuestos parafínicos pueden ser tanto ramificados como lineales. Los compuestos nafténicos son hidrocarburos saturados cíclicos, es decir, cicloparafinas. Dicho hidrocarburo con una estructura cíclica se deriva normalmente de ciclopentano o ciclohexano. Un compuesto nafténico puede comprender una estructura de un único anillo (mononafteno) o dos estructuras de anillos aislados (dinafteno aislado), o dos estructuras de anillos condensados (dinafteno condensados), o tres o más estructuras de anillos condensados (naftenos o polinaftenos policíclicos).The term "saturated hydrocarbon" used in the specification refers to paraffinic and naphthenic compounds, but not aromatics. Paraffinic compounds can be both branched and linear. Naphthenic compounds are cyclic saturated hydrocarbons, that is, cycloparaffins. Said hydrocarbon with a cyclic structure is normally derived from cyclopentane or cyclohexane. A naphthenic compound can comprise a single ring structure (mononaphthene) or two isolated ring structures (isolated dinaphthene), or two fused ring structures (fused dynaphthene), or three or more fused ring structures (polycyclic naphthenes or polynaphthenes). .

Los aceites base saturados comprenden, en este punto, hidrocarburos saturados.Saturated base oils comprise, at this point, saturated hydrocarbons.

Los ácidos carboxílicos marcados, por ejemplo, C18:1 denotan una cadena C18 con un doble enlace.Carboxylic acids labeled, for example, C18: 1 denote a C18 chain with one double bond.

En este contexto, las presiones son presiones manométricas relativas a la presión atmosférica normal.In this context, the pressures are gauge pressures relative to normal atmospheric pressure.

La clasificación de la tabla periódica de los elementos es la clasificación de la IUPAC.The classification of the periodic table of the elements is the IUPAC classification.

En este contexto, la anchura del intervalo del número de átomos de carbono se refiere a la diferencia entre el número de átomos de carbono de las moléculas más grandes y más pequeñas, más uno, en el producto final.In this context, the width of the carbon atom range refers to the difference between the number of carbon atoms of the largest and smallest molecules, plus one, in the final product.

La invención se ilustra ahora con la figura 1 adjunta sin pretender limitar el alcance de la invención a la realización de dicha figura.The invention is now illustrated with the attached figure 1 without intending to limit the scope of the invention to the embodiment of said figure.

FiguraFigure

La Figura 1 muestra una realización preferible del proceso de acuerdo con la invención. Una o más materias primas seleccionadas entre el grupo que consiste en: la corriente 1 de materia prima de triglicéridos, la corriente 2 de materia prima de ácidos grasos, la corriente 3 de materia prima de ésteres de ácidos grasos con alcoholes que tienen cadenas cortas, la corriente 4 de anhídrido de ácido graso y la corriente 6 de alcohol graso, se introducen en el reactor de oligomerización 10 ya sea como componentes separados o bien como mezclas. Parte de la fracción de producto más ligera que se va a recircular (por ejemplo, 52), o la corriente de hidrocarburo 201, se puede introducir opcionalmente en reactor de oligomerización 10 como diluyente. La corriente de diluyente 202 comprende la corriente recirculada 52 o la corriente de hidrocarburo 201, o una mezcla de las mismas. El producto 11 que contiene componentes de la materia prima cuyos dobles enlaces han reaccionado, e hidrógeno como corriente 7 se hacen pasar desde el reactor de oligomerización 10 a un reactor de prehidrogenación 20 opcional recibiendo también opcionalmente una corriente de diluyente 202. El producto hidrogenado en los dobles enlaces procedente del reactor de prehidrogenación 20 se hace pasar como la corriente 21, y el hidrógeno se hace pasar opcionalmente como la corriente 7 a un reactor de desoxigenación 30 que recibe también opcionalmente un diluyente 202. Cuando se lleva a cabo la desoxigenación como una reacción de descarboxilación/descarbonilación, una mezcla de hidrógeno 7 y un gas inerte, por ejemplo, nitrógeno se puede usar como la corriente de gas (no se muestra en la figura). El producto que contiene los hidrocarburos saturados procedente del reactor de desoxigenación 30 se hace pasar como la corriente 31 a una unidad 40 de destilación y/o separación para separar las diversas fracciones de producto, gas 44, gasolina 43, diésel 42 y aceite base 41. Las fracciones más ligeras de gasolina y diésel, respectivamente 43 y 42, se isomerizan opcionalmente en una unidad de hidroisomerización 50 en presencia de hidrógeno 7, dando por tanto como resultado corrientes de gasolina y diésel, respectivamente 51 y 52, que contienen hidrocarburos ramificados. Cuando se oligomerizan particularmente los ácidos grasos 2 y/o los ésteres de ácidos grasos 3 y/o los alcoholes 6, la corriente de producto 12 puede retirarse del reactor de oligomerización 10 seguido por la separación de los componentes no oligomerizados, por ejemplo, mediante destilación 60. Los componentes ligeros no oligomerizados se recirculan posteriormente al reactor de oligomerización 10 como la corriente 61, y los componentes oligomerizados pueden hacerse pasar a prehidrogenación 20 como la corriente 62. En la recirculación, la corriente 63 procedente de la destilación 69 se puede hacer pasar a la filtración 80 a baja temperatura en donde los componentes saturados 81 se separan de los componentes 82 que tienen dobles enlaces que van a pasar a la oligomerización 10. Como alternativa, el destilado 61 puede hacerse pasar al reactor de post-oligomerización 70, en el que los ácidos carboxílicos 8 insaturados con moléculas más pequeñas, u olefinas 5 se pueden introducir para ramificar los componentes lineales insaturados no oligomerizados. Los componentes que contienen producto de la materia prima cuyos dobles enlaces han reaccionado se hace pasar desde el reactor de post-oligomerización 70 como la corriente 71 hasta un reactor de prehidrogenación 20 opcional.Figure 1 shows a preferable embodiment of the process according to the invention. One or more raw materials selected from the group consisting of: triglyceride raw material stream 1, fatty acid raw material stream 2, fatty acid ester raw material stream 3 with alcohols having short chains, The fatty acid anhydride stream 4 and the fatty alcohol stream 6 are introduced into the oligomerization reactor 10 either as separate components or as mixtures. Part of the lighter product fraction to be recirculated (eg 52), or the hydrocarbon stream 201, can optionally be introduced into oligomerization reactor 10 as a diluent. Diluent stream 202 comprises recirculated stream 52 or hydrocarbon stream 201, or a mixture thereof. The product 11 containing raw material components whose double bonds have reacted, and hydrogen as stream 7 are passed from the oligomerization reactor 10 to an optional prehydrogenation reactor 20 optionally also receiving a diluent stream 202. The product hydrogenated in the double bonds from the prehydrogenation reactor 20 are passed as stream 21, and the hydrogen is optionally passed as stream 7 to a deoxygenation reactor 30 which optionally also receives a diluent 202. When deoxygenation is carried out as a decarboxylation / decarbonylation reaction, a mixture of hydrogen 7 and an inert gas, eg nitrogen can be used as the gas stream (not shown in the figure). The product containing the saturated hydrocarbons from the deoxygenation reactor 30 is passed as stream 31 to a distillation and / or separation unit 40 to separate the various product fractions, gas 44, gasoline 43, diesel 42 and base oil 41 The lighter gasoline and diesel fractions, respectively 43 and 42, are optionally isomerized in a hydroisomerization unit 50 in the presence of hydrogen 7, thus resulting in gasoline and diesel streams, respectively 51 and 52, containing branched hydrocarbons . When the fatty acids 2 and / or the fatty acid esters 3 and / or the alcohols 6 are particularly oligomerized, the product stream 12 can be withdrawn from the oligomerization reactor 10 followed by removal of the non-oligomerized components, for example, by Distillation 60. Non-oligomerized light components are subsequently recycled to oligomerization reactor 10 as stream 61, and oligomerized components can be passed to prehydrogenation 20 as stream 62. In recirculation, stream 63 from distillation 69 can be passing to low temperature filtration 80 where the saturated components 81 are separated from the components 82 having double bonds that are to go to oligomerization 10. Alternatively, distillate 61 can be passed to post-oligomerization reactor 70 , in which 8 unsaturated carboxylic acids with smaller molecules, or olefins 5 can be introduced to branch ar the non-oligomerized unsaturated linear components. The components containing raw material product whose double bonds have reacted are passed from the post-oligomerization reactor 70 as stream 71 to an optional prehydrogenation reactor 20.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

Se ha descubierto ahora de manera sorprendente que con el proceso de la invención que comprende etapas de oligomerización y desoxigenación y una etapa de isomerización opcional, se pueden producir componentes de hidrocarburos de alta calidad y particularmente aceites base saturados a partir de ácidos carboxílicos insaturados que contienen heteroátomos, y a partir de sus derivados, particularmente a partir de ácidos grasos, ésteres de ácidos grasos, alcoholes grasos, los correspondientes anhídridos de ácidos grasos de origen biológico, y/o mezclas de los mismos. Los problemas de los procesos de la técnica anterior y los productos obtenidos de ellos pueden evitarse, o al menos reducirse sustancialmente mediante el proceso de la invención.It has now been surprisingly discovered that with the process of the invention comprising oligomerization and deoxygenation steps and an optional isomerization step, high quality hydrocarbon components and particularly saturated base oils can be produced from unsaturated carboxylic acids containing heteroatoms, and from their derivatives, particularly from fatty acids, fatty acid esters, fatty alcohols, the corresponding anhydrides of fatty acids of biological origin, and / or mixtures thereof. The problems of the prior art processes and the products obtained from them can be avoided, or at least substantially reduced by the process of the invention.

En el proceso de la invención, especialmente las reacciones de oligomerización de los materiales de origen biológico pueden utilizarse junto con la reacción de desoxigenación para producir aceites base saturados de una manera novedosa. Para la oligomerización de los ácidos carboxílicos insaturados y/o sus derivados, tales como ácidos grasos, ésteres de ácidos grasos, alcoholes grasos, anhídridos de ácidos grasos, y/o mezclas de los mismos, los monómeros se convierten en dímeros con dos monómeros y en oligómeros superiores. Cuando se usan materiales de partida de origen biológico para la producción de aceites base, es necesario prolongar la longitud de la cadena de hidrocarburo para alcanzar en intervalo del número de átomos de carbono requerido en las aplicaciones del aceite base, dejando solo enlaces carbono-carbono en la estructura principal de la molécula. De acuerdo con la invención, esto se lleva a cabo permitiendo que los compuestos que tienen dobles enlaces reaccionen entre sí, produciendo por tanto los enlaces carbono-carbono deseados y, además, dando como resultado hidrocarburos con números de átomos de carbono en el intervalo de C18 a C550. En aplicaciones de aceites base, el intervalo de número de átomos de carbono es normalmente de C18 a C76, y particularmente, el intervalo del número de átomos de carbono de los aceites base espesos puede ser incluso de C150 a C550. En la reacción de oligomerización, por ejemplo, los dobles enlaces de las moléculas de triglicéridos reaccionan entre sí, formando así una red polimérica de triglicéridos. Con otras materias primas, se forman principalmente dímeros, trímeros, y tetrámeros. Cuando la materia prima contiene cadenas de hidrocarburos poliinsaturados, tras la oligomerización y la desoxigenación, se obtienen mayores cantidades de trímeros e hidrocarburos con estructura de anillo que con cadenas de hidrocarburos monoinsaturados.In the process of the invention, especially the oligomerization reactions of the materials of biological origin can be used together with the deoxygenation reaction to produce saturated base oils in a novel way. For the oligomerization of unsaturated carboxylic acids and / or their derivatives, such as fatty acids, fatty acid esters, fatty alcohols, fatty acid anhydrides, and / or mixtures thereof, the monomers are converted into dimers with two monomers and in higher oligomers. When using starting materials of biological origin for the production of base oils, it is necessary to extend the length of the hydrocarbon chain to reach the range of the number of carbon atoms required in base oil applications, leaving only carbon-carbon bonds. in the main structure of the molecule. In accordance with the invention, this is carried out by allowing the compounds having double bonds to react with each other, thereby producing the desired carbon-carbon bonds and, furthermore, resulting in hydrocarbons with numbers of carbon atoms in the range of C18 to C550. In base oil applications, the carbon atom number range is usually C18 to C76, and particularly, the carbon atom number range of thick base oils can even be C150 to C550. In the oligomerization reaction, for example, the double bonds of triglyceride molecules react with each other, thus forming a polymeric network of triglycerides. With other raw materials, dimers, trimers, and tetramers are mainly formed. When the raw material contains chains of polyunsaturated hydrocarbons, after oligomerization and deoxygenation, higher amounts of trimers and hydrocarbons with a ring structure are obtained than with chains of monounsaturated hydrocarbons.

En el proceso de la invención, la materia prima de origen biológico y/o sintético se oligomeriza y se desoxigena. La oligomerización de los componentes de materia prima insaturados se lleva a cabo preferentemente en primer lugar, seguido por desoxigenación para obtener parafinas saturadas sin heteroátomos. Como alternativa, la materia prima insaturada se somete en primer lugar a desoxigenación para eliminar heteroátomos, seguido por la oligomerización del producto olefínico obtenido, siendo la desoxigenación, sin embargo, llevada a cabo a continuación mediante una reacción de descarboxilación o descarbonilación, ya que la reacción de hidrodesoxigenación es en este caso inadecuada.In the process of the invention, the raw material of biological and / or synthetic origin is oligomerized and deoxygenated. The oligomerization of the unsaturated raw material components is preferably carried out first, followed by deoxygenation to obtain saturated paraffins without heteroatoms. Alternatively, the unsaturated raw material is first subjected to deoxygenation to remove heteroatoms, followed by oligomerization of the olefinic product obtained, the deoxygenation being, however, subsequently carried out by a decarboxylation or decarbonylation reaction, since the The hydrodeoxygenation reaction is inadequate in this case.

Tras la desoxigenación, el proceso puede comprender también una isomerización opcional de los componentes más ligeros. Las parafinas lineales normales que tienen cadenas más cortas, que no pertenece a la clase de carbono de aceite base, y que se producen como subproductos del proceso, pueden isomerizarse para introducir ramificaciones en la cadena de hidrocarburo que mejoran las propiedades de fluidez en frío del producto. Estos productos isomerizados pueden usarse, por ejemplo, como gasolina o componentes diésel y, además, componentes que tienen números de átomos de carbono de C18 a C24 pueden usarse también como componentes de aceite base ligeros. El proceso puede comprender además una etapa de prehidrogenación opcional antes de la desoxigenación, una etapa de post oligomerización opcional tras la etapa de oligomerización real, etapas de purificación opcionales de los intermedios, etapas de recirculación de los productos, y una etapa de acabado. Las materias primas pueden someterse opcionalmente a una o más etapas de pretratamiento, por ejemplo, purificación.Following deoxygenation, the process may also comprise optional isomerization of the lighter components. The normal linear paraffins that have shorter chains, which do not belong to the base oil carbon class, and which are produced as by-products of the process, can isomerize to introduce branching in the hydrocarbon chain that improve the cold flow properties of the product. These isomerized products can be used, for example, as gasoline or diesel components, and furthermore, components having carbon atom numbers from C18 to C24 can also be used as light base oil components. The process may further comprise an optional prehydrogenation step before deoxygenation, an optional post oligomerization step after the actual oligomerization step, optional purification steps of intermediates, product recirculation steps, and a finishing step. The raw materials can optionally undergo one or more pretreatment steps, eg purification.

Materia primaRaw material

En el proceso de la invención, el alimento comprende uno o más componentes seleccionados entre el grupo que consiste en triglicéridos, ácidos carboxílicos que tienen números de átomos de carbono de C4 a C38, ésteres de ácidos carboxílicos de C4 a C38 y alcoholes C1 - C11, anhídridos de ácidos carboxílicos C4-C38, y alcoholes C4-C38. La materia prima se selecciona preferentemente entre el grupo que consiste en triglicéridos, ácidos grasos que tienen números de átomos de carbono de C4 a C24, ésteres de ácidos grasos C12 a C24 y alcoholes C1-C3, anhídridos de ácidos grasos C12-C24, y alcoholes grasos C12-C24, y mezclas de los mismos. La materia prima se origina preferentemente a partir de materiales de partida de origen biológico, o mezclas de los mismos.In the process of the invention, the food comprises one or more components selected from the group consisting of triglycerides, carboxylic acids having numbers of carbon atoms from C4 to C38, esters of carboxylic acids from C4 to C38 and C1 - C11 alcohols. , C4-C38 carboxylic acid anhydrides, and C4-C38 alcohols. The raw material is preferably selected from the group consisting of triglycerides, fatty acids having carbon atom numbers from C4 to C24, esters of C12 to C24 fatty acids and C1-C3 alcohols, C12-C24 fatty acid anhydrides, and C12-C24 fatty alcohols, and mixtures thereof. The raw material preferably originates from starting materials of biological origin, or mixtures thereof.

Los materiales de partida de origen biológico adecuados se seleccionan entre el grupo que consiste en:Suitable starting materials of biological origin are selected from the group consisting of:

a) grasas vegetales, aceites vegetales, ceras vegetales; grasas animales, aceites animales, ceras animales; grasas de pescado, aceites de pescado, ceras de pescado, y las mezclas de las mismas, ya) vegetable fats, vegetable oils, vegetable waxes; animal fats, animal oils, animal waxes; fish fats, fish oils, fish waxes, and mixtures thereof, and

b) ácidos grasos libres, o ácidos grasos obtenidos mediante hidrólisis, transesterificación ácida o reacciones de pirólisis de grasas vegetales, aceites vegetales, ceras vegetales, grasas animales, aceites animales, ceras animales, grasas de pescado, aceites de pescado, ceras de pescado, y las mezclas de las mismas, yb) free fatty acids, or fatty acids obtained by hydrolysis, acid transesterification or reactions of pyrolysis of vegetable fats, vegetable oils, vegetable waxes, animal fats, animal oils, animal waxes, fish fats, fish oils, fish waxes, and mixtures thereof, and

c) ésteres obtenidos mediante transesterificación a partir de grasas vegetales, aceites vegetales, ceras vegetales, grasas animales, aceites animales, ceras animales, grasas de pescado, aceites de pescado, ceras de pescado, y las mezclas de las mismas, yc) esters obtained by transesterification from vegetable fats, vegetable oils, vegetable waxes, animal fats, animal oils, animal waxes, fish fats, fish oils, fish waxes, and their mixtures, and

d) ésteres obtenidos mediante esterificación de los ácidos grasos libre de origen vegetal, animal y de pescado con alcoholes, y las mezclas de los mismos, yd) esters obtained by esterification of free fatty acids of vegetable, animal and fish origin with alcohols, and their mixtures, and

e) alcoholes grasos obtenidos como productos de reducción de ácidos grasos de grasas vegetales, aceites vegetales, ceras vegetales, grasas animales, aceites animales, ceras animales, grasas de pescado, aceites de pescado, ceras de pescado, y las mezclas de las mismas, ye) fatty alcohols obtained as products of reduction of fatty acids from vegetable fats, vegetable oils, vegetable waxes, animal fats, animal oils, animal waxes, fish fats, fish oils, fish waxes, and their mixtures, Y

f) grasas residuales y grasas y aceites recirculados de calidad alimentaria, y grasas, aceites y ceras obtenidos mediante ingeniería genética, y las mezclas de los mismos, yf) residual fats and food grade recirculated fats and oils, and genetically engineered fats, oils and waxes, and mixtures thereof, and

g) mezclas de dichos materiales de partida.g) mixtures of said starting materials.

En este contexto, las plantas y animales incluyen también algas e insectos, respectivamente. El material de partida de origen biológico puede contener también ácidos carboxílicos libres y/o ésteres de ácidos carboxílicos, o productos de oligomerización de materiales de partida biológicos, sin interferir sustancialmente con el proceso. Las materias primas adecuadas son también todos los tipos de compuestos mencionados que se producen de forma total o parcialmente sintética.In this context, plants and animals also include algae and insects, respectively. The starting material of biological origin can also contain free carboxylic acids and / or esters of carboxylic acids, or oligomerization products of biological starting materials, without substantially interfering with the process. Suitable raw materials are also all the types of compounds mentioned which are produced wholly or partially synthetically.

Como el objetivo del proceso es la oligomerización de los componentes que tienen dobles enlaces, la materia prima contiene preferentemente al menos un 50 %, y más preferentemente al menos un 80 %, en peso, de compuestos insaturados y/o poliinsaturados. El compuesto insaturado es preferentemente un componente monoinsaturado, de forma particularmente preferentemente un componente Cl6:1 y/o C18:1 presente en la materia prima en concentraciones por encima del 40 % y preferentemente por encima del 70 %, en peso.Since the objective of the process is the oligomerization of the components having double bonds, the raw material preferably contains at least 50%, and more preferably at least 80%, by weight, of unsaturated and / or polyunsaturated compounds. The unsaturated compound is preferably a monounsaturated component, particularly preferably a Cl6: 1 and / or C18: 1 component present in the raw material in concentrations above 40% and preferably above 70%, by weight.

Los ejemplos de materiales de partida biológicos adecuados incluyen aceites de pescado tales como aceites de arenque báltico, aceite de salmón, aceite de arenque, aceite de atún, aceite de anchoas, aceite de sardinas, y aceite de caballa; aceites vegetales tales como aceite de colza, aceite de colza, aceite de canola, aceite de sebo, aceite de semilla de girasol, aceite de soja, aceite de maíz, aceite de cáñamo, aceite de oliva, aceite de semilla de algodón, aceite de mostaza, aceite de palma, aceite de cacahuete, aceite de ricino, aceite de semillas de jatropha, aceite de nuez de palma, y aceite de coco; y además, Son adecuadas también las grasas animales tales como manteca de cerdo, sebo, y también grasas residuales y grasas y aceites recirculados de calidad alimentaria, así como grasas, ceras y aceites producidos mediante ingeniería genética. Además de grasas y aceites, los materiales de partida de origen biológico adecuados incluyen ceras animales tales como cera de abejas, cera china (cera de insectos), cera de laca, y lanolina (cera de lana), así como ceras vegetales tales como cera de palma carnaúba, cera de palma ouricouri, aceite de semillas de jojoba, cera de candelilla, cera de esparto, cera de Japón, y aceite de salvado de arroz.Examples of suitable biological starting materials include fish oils such as Baltic herring oils, salmon oil, herring oil, tuna oil, anchovy oil, sardine oil, and mackerel oil; vegetable oils such as rapeseed oil, rapeseed oil, canola oil, tallow oil, sunflower seed oil, soybean oil, corn oil, hemp oil, olive oil, cottonseed oil, mustard, palm oil, peanut oil, castor oil, jatropha seed oil, palm kernel oil, and coconut oil; and furthermore, Animal fats such as lard, tallow, and also residual fats and recirculated food grade fats and oils, as well as fats, waxes and oils produced by genetic engineering are also suitable. In addition to fats and oils, suitable bio-based starting materials include animal waxes such as beeswax, Chinese wax (insect wax), shellac, and lanolin (wool wax), as well as vegetable waxes such as wax. carnauba palm, ouricouri palm wax, jojoba seed oil, candelilla wax, esparto wax, Japan wax, and rice bran oil.

Se puede usar también el proceso para procesar mezclas de materias primas de origen biológico y materias primas sintéticas, usando materias primas adicionales producidas con otros procesos, o materias primas sintéticas, si fuera necesario, de forma adecuada para la etapa de proceso en cuestión. También son adecuadas materias primas sintéticas puras, pero en este caso, los productos no se basan en fuentes naturales renovables.The process can also be used to process mixtures of bio-based raw materials and synthetic raw materials, using additional raw materials produced with other processes, or synthetic raw materials, if necessary, in a way suitable for the process step in question. Pure synthetic raw materials are also suitable, but in this case the products are not based on renewable natural sources.

Si se desea, se pueden añadir también a la materia prima olefinas lineales y olefinas que tengan estructuras de anillos, preferentemente olefinas C2-C14, permitiendo así el aumento de la masa molecular con números de átomos de carbono más bajos que los ácidos carboxílicos C12-C24 típicos. Se pueden usar los componentes de la fracción de turpentina del aceite de resina tales como alfa pineno, y/o compuestos que tienen dobles enlaces derivados de azúcares, y/o compuestos insaturados producidos a partir de ácidos carboxílicos mediante metátesis, y/o compuestos sintéticos tales como etileno o propileno como componentes olefínicos adicionales.If desired, linear olefins and olefins having ring structures, preferably C2-C14 olefins, can also be added to the feedstock, thus allowing the increase in molecular mass with lower numbers of carbon atoms than C12-carboxylic acids. Typical C24. Components of the tall oil turpentine fraction such as alpha pinene, and / or compounds having double bonds derived from sugars, and / or unsaturated compounds produced from carboxylic acids by metathesis, and / or synthetic compounds can be used. such as ethylene or propylene as additional olefinic components.

En la oligomerización, también se pueden usar ácidos dicarboxílicos insaturados que tengan cadenas más cortas (<C12) de ácidos carboxílicos, alcoholes, y alquil ésteres como materias primas adicionales, permitiendo el aumento de la masa molecular con menos carbono que los ácidos carboxílicos C12-C24 típicos, o derivados de ácidos carboxílicos. Los ácidos dicarboxílicos insaturados adecuados incluyen ácido maleico, ácido fumárico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido itacónico, ácido 2-metilen glutárico, y ácido mucónico.In oligomerization, unsaturated dicarboxylic acids having shorter chains (<C12) of carboxylic acids, alcohols, and alkyl esters can also be used as additional raw materials, allowing for increased molecular mass with less carbon than C12-carboxylic acids. Typical C24, or derived from carboxylic acids. Suitable unsaturated dicarboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid, 2-methylene glutaric acid, and muconic acid.

En la reacción de post-oligomerización opcional de la invención, por ejemplo, las moléculas anteriores que tienen cadenas cortas pueden oligomerizarse en ácidos carboxílicos o alquil ésteres de un ácido carboxílico o triglicéridos u otras moléculas con dobles enlaces. Los dobles enlaces de compuestos derivados de ácidos carboxílicos se localizan usualmente en la parte intermedia de la cadena de hidrocarburo. Las moléculas más pequeñas se hacen reaccionar con dobles enlaces para proporcionar estructuras lineales o en anillo localizadas en la parte intermedia de la cadena de hidrocarburo.In the optional post-oligomerization reaction of the invention, for example, the above molecules having short chains can be oligomerized to carboxylic acids or alkyl esters of a carboxylic acid or triglycerides or other molecules with double bonds. The double bonds of compounds derived from carboxylic acids are usually located in the middle of the hydrocarbon chain. Smaller molecules are reacted with double bonds to provide linear or ring structures located in the middle of the hydrocarbon chain.

Puesto que la longitud de ciclo del catalizador es corta en los procesos con ácidos carboxílicos, la materia prima puede convertirse en primer lugar en ésteres o alcoholes, que son menos agresivos para el catalizador. Los triglicéridos se pueden transesterificar con un alcohol para obtener alquil ésteres. Los triglicéridos se descomponen para formar un éster con el alcohol y el glicerol. Normalmente se usa metanol como el alcohol, pero también se pueden usar otros alcoholes C1-C11. Las condiciones típicas para la transesterificación son las siguientes: temperatura entre 60 y 70 °C, presión entre 0,1 y 2 MPa. Se utilizan cantidades en exceso de hidróxidos de sodio y potasio disueltas en metanol como catalizadores. La esterificación de los ácidos carboxílicos libres y alcohol requiere una mayor temperatura y presión (por ejemplo, 240 °C y 9 MPa), o condiciones ácidas.Since the cycle length of the catalyst is short in carboxylic acid processes, the raw material can be converted first to esters or alcohols, which are less aggressive to the catalyst. The Triglycerides can be transesterified with an alcohol to obtain alkyl esters. Triglycerides break down to form an ester with alcohol and glycerol. Methanol is normally used as the alcohol, but other C1-C11 alcohols can also be used. Typical conditions for transesterification are as follows: temperature between 60 and 70 ° C, pressure between 0.1 and 2 MPa. Excess amounts of sodium and potassium hydroxides dissolved in methanol are used as catalysts. The esterification of the free carboxylic acids and alcohol requires higher temperature and pressure (eg 240 ° C and 9 MPa), or acidic conditions.

Los ácidos carboxílicos pueden también reducirse de manera conocida a alcoholes grasos, tanto mediante reducción directa de los grupos ácidos a alcoholes con hidruro de aluminio litio, por tanto, los dobles enlaces siguen en los alcoholes, o mediante hidrogenación de los alquil ésteres de ácidos carboxílicos para dar alcoholes grasos insaturados utilizando un catalizador de cobre-cinc a una temperatura entre 200 y 230 °C, y a una presión de hidrógeno entre 20 y 30 MPa. En la reacción de hidrogenación, el alcohol usado para la esterificación del ácido carboxílico se libera y pueden recircularse a la esterificación de nuevo, mientras que los alcoholes grasos insaturados se hacen pasar a la oligomerización.Carboxylic acids can also be reduced to fatty alcohols in a known way, either by direct reduction of the acid groups to alcohols with lithium aluminum hydride, therefore, the double bonds remain in the alcohols, or by hydrogenation of the alkyl esters of carboxylic acids. to give unsaturated fatty alcohols using a copper-zinc catalyst at a temperature between 200 and 230 ° C, and at a hydrogen pressure between 20 and 30 MPa. In the hydrogenation reaction, the alcohol used for the esterification of the carboxylic acid is released and can be recycled to the esterification again, while the unsaturated fatty alcohols are passed to the oligomerization.

En diversas etapas de proceso, los hidrocarburos se pueden usar como diluyentes de la materia prima. El hidrocarburo puede ser, por ejemplo, de origen biológico y en ebullición en combustible diésel en un intervalo entre 150 y 400 °C, normalmente entre 180 y 360 °C.In various process stages, hydrocarbons can be used as diluents for the feedstock. The hydrocarbon can be, for example, of biological origin and boiling in diesel fuel in a range between 150 and 400 ° C, usually between 180 and 360 ° C.

El material de partida biológico que proporciona la materia prima se pretrata preferentemente por métodos conocidos por ejemplo, para eliminar impurezas. La reacción de hidrólisis de los triglicéridos puede utilizarse para producir ácidos carboxílicos que se van a usar como alimento en la etapa de oligomerización. Como alternativa, los triglicéridos pueden hidrolizarse tras la oligomerización. En la hidrólisis, se obtiene glicerol como subproducto y, por tanto, no se consume hidrógeno en la etapa HDO de hidrogenación del glicerol para dar como resultado gas propano. Por ejemplo, tanto la materia prima como el producto puede fraccionarse mediante destilación a fracciones más estrechas con respecto a los intervalos de ebullición o los números de átomos de carbono y, además, se pueden eliminar las impurezas de la materia prima o el producto final filtrando a través de adyuvantes de filtración adecuados.The biological starting material that provides the raw material is preferably pretreated by known methods for example to remove impurities. The hydrolysis reaction of triglycerides can be used to produce carboxylic acids to be used as food in the oligomerization step. Alternatively, the triglycerides can be hydrolyzed after oligomerization. In hydrolysis, glycerol is obtained as a by-product and therefore no hydrogen is consumed in the HDO stage of hydrogenation of glycerol to give propane gas. For example, both the raw material and the product can be fractionated by distillation to narrower fractions with respect to the boiling ranges or the numbers of carbon atoms and, furthermore, impurities can be removed from the raw material or the final product by filtering through suitable filter aids.

El procesoThe process

Etapa de oligomerizaciónOligomerization stage

De acuerdo con una realización preferente del proceso de la invención, la materia prima que comprende al menos un componente con dobles enlaces se selecciona entre el grupo de triglicéridos, ácidos carboxílicos, anhídridos ácidos y/o alcoholes grasos, y se oligomeriza. La materia prima contiene al menos un 50 % en peso de compuestos insaturados y/o poliinsaturados. Uno de los componentes de la materia prima se selecciona preferentemente como el material de partida principal de la etapa de oligomerización, y las condiciones de oligomerización se ajustan de acuerdo con la materia de partida principal. Otros materiales de materia prima pueden mezclarse con dichos materiales de partida principales siempre que no interfieran con el proceso o sean ventajosos para el procesamiento. Las reacciones de oligomerización se catalizan mediante calor y un catalizador adecuado. Los catalizadores adecuados incluyen catalizadores de arcilla catiónicos, preferentemente catalizadores de zeolita, de forma particularmente preferible montmorillonita. Las reacciones de oligomerización de los ácidos carboxílicos pueden potenciarse mediante reactivos adicionales tales como agua. En la oligomerización de los ácidos carboxílicos, hasta el 10 %, preferentemente del 0,1 al 4 %, y de forma particularmente preferible del 1 al 2 %, en peso, de agua, se añade a la materia prima. No es preferible usar cantidades excesivas de agua, ya que en ese caso se forman estólidos no dimerizados con enlaces carbono-carbono como subproductos.According to a preferred embodiment of the process of the invention, the raw material comprising at least one component with double bonds is selected from the group of triglycerides, carboxylic acids, acid anhydrides and / or fatty alcohols, and is oligomerized. The raw material contains at least 50% by weight of unsaturated and / or polyunsaturated compounds. One of the raw material components is preferably selected as the main starting material of the oligomerization step, and the oligomerization conditions are adjusted in accordance with the main starting material. Other raw material materials can be mixed with such main starting materials as long as they do not interfere with the process or are advantageous for processing. The oligomerization reactions are catalyzed by heat and a suitable catalyst. Suitable catalysts include cationic clay catalysts, preferably zeolite catalysts, particularly preferably montmorillonite. The oligomerization reactions of the carboxylic acids can be enhanced by additional reagents such as water. In the oligomerization of carboxylic acids, up to 10%, preferably 0.1 to 4%, and particularly preferably 1 to 2%, by weight, of water is added to the raw material. It is not preferable to use excessive amounts of water, since in this case non-dimerized stolides with carbon-carbon bonds are formed as by-products.

Los reactores de oligomerización adecuados incluyen reactores de lecho fijo y reactores de tanque de mezcla. En la reacción se pueden usar diluyentes para ajustar la oligomerización. La fracción diésel u otro hidrocarburo obtenido a partir del proceso es un diluyente adecuado que se puede recircular. La presión de la etapa de oligomerización está entre 0 y 10 MPa, estando la temperatura entre 100 y 500 °C, preferentemente entre 0 y 5 MPa, y entre 200 y 400 °C, respectivamente. Cuando la reacción se lleva a cabo como una reacción discontinua, la cantidad de catalizador es de 0,01 a 30%, en peso de la mezcla de reacción total, preferentemente de 0,5 a 10% en peso. Cuando se usa un reactor de lecho fijo, la cantidad de la materia prima, expresada como gramos por hora por gramo del catalizador, está comprendida entre 0,1 y 1001/h.Suitable oligomerization reactors include fixed bed reactors and mixing tank reactors. Diluents can be used in the reaction to adjust oligomerization. The diesel or other hydrocarbon fraction obtained from the process is a suitable diluent that can be recirculated. The pressure of the oligomerization step is between 0 and 10 MPa, the temperature being between 100 and 500 ° C, preferably between 0 and 5 MPa, and between 200 and 400 ° C, respectively. When the reaction is carried out as a batch reaction, the amount of catalyst is 0.01 to 30% by weight of the total reaction mixture, preferably 0.5 to 10% by weight. When a fixed-bed reactor is used, the amount of raw material, expressed as grams per hour per gram of the catalyst, is between 0.1 and 1001 / h.

En un reactor de tanque mixto, el tiempo de reacción es menor de 16 horas, preferentemente menor de 8, de forma particularmente preferible menor de 4 horas. Cuando se usa un tiempo de residencia corto, los componentes no oligomerizados más ligeros pueden separarse de los componentes más pesados ya oligomerizados por ejemplo, mediante destilación, seguido por recirculación de los componentes más ligeros a la oligomerización. Durante la recirculación, los componentes saturados no reactivos se pueden separar de los componentes que tienen dobles enlaces, por ejemplo, mediante filtración a temperatura baja. Los componentes saturados se hacen pasar a desoxigenación e isomerización opcional para ramificar las cadenas de hidrocarburos. In a mixed tank reactor, the reaction time is less than 16 hours, preferably less than 8, particularly preferably less than 4 hours. When a short residence time is used, the lighter non-oligomerized components can be separated from the already oligomerized heavier components for example, by distillation, followed by recirculation of the lighter components to oligomerization. During recirculation, the unreactive saturated components can be separated from the components having double bonds, for example, by low temperature filtration. The saturated components are passed to deoxygenation and optional isomerization to branch the hydrocarbon chains.

Etapa de prehidrogenaciónPrehydrogenation stage

La actividad de los catalizadores se pierde principalmente debido principalmente al coque formado sobre la superficie del catalizador, y por tanto, el producto de la etapa de oligomerización puede opcionalmente someterse a prehidrogenación en condiciones suaves para hidrogenar los dobles enlaces y, además, para reducir la formación de coque en la siguiente etapa de desoxigenación. La prehidrogenación se lleva a cabo en presencia de un catalizador de prehidrogenación, a una temperatura entre 50 y 400 °C, bajo una presión de hidrógeno que varía de 0,1 a 20 MPa, siendo el caudal WHSV entre 0,1 y 101/h, preferentemente a una temperatura entre 150 y 250 °C, a una presión de hidrógeno comprendida de 1 a 10 MPa, siendo el caudal de 1 a 51/h. El catalizador de prehidrogenación contiene metales del Grupo VIII y/o VIA de la tabla periódica de los elementos. El catalizador de prehidrogenación es preferentemente un catalizador de Pd, Pt, Ni, NiMo o CoMo soportado, siendo el soporte tanto alúmina como sílice. Etapa de desoxigenaciónThe activity of the catalysts is lost mainly due mainly to the coke formed on the surface of the catalyst, and therefore, the product of the oligomerization step can optionally be subjected to prehydrogenation under mild conditions to hydrogenate the double bonds and furthermore to reduce the formation of coke in the next stage of deoxygenation. The prehydrogenation is carried out in the presence of a prehydrogenation catalyst, at a temperature between 50 and 400 ° C, under a hydrogen pressure that varies from 0.1 to 20 MPa, the WHSV flow rate being between 0.1 and 101 / h, preferably at a temperature between 150 and 250 ° C, at a hydrogen pressure of 1 to 10 MPa, the flow rate being 1 to 51 / h. The prehydrogenation catalyst contains metals from Group VIII and / or VIA of the periodic table of elements. The prehydrogenation catalyst is preferably a supported Pd, Pt, Ni, NiMo or CoMo catalyst, the support being both alumina and silica. Deoxygenation stage

La desoxigenación puede llevarse a cabo alternativamente bien como hidrodesoxigenación o bien como descarboxilación/descarbonilación que no es de acuerdo con la invención. La desoxigenación llevada a cabo como hidrodesoxigenación (IIDO) es adecuada para todas las materias primas. En la etapa MO, el oxigeno y la corriente oligomerizada y opcionalmente prehidrogenada se hace pasar al lecho del catalizador MO que comprende uno o más lechos de catalizadores. En la etapa MO, la presión está entre 0 y 20 MPa, preferentemente entre 1 y 15 MPa, de forma particularmente preferente entre 3 y 10 MPa, siendo la temperatura de 200 a 500 °C, preferentemente de 200 a 400 °C, de forma particularmente preferente de 250 a 350 °C, el caudal WHSV es de 1 a 5 1/h, de forma particularmente preferible de WHSV de 1 a 3 1/h. En la etapa MO, se pueden usar catalizadores de hidrodesoxigenación especiales que contienen un metal del Grupo VIII y/o VIA de la tabla periódica de los elementos, y un soporte. El catalizador MO es un catalizador PD, Pt, Ni, NiMo o CoMo soportado, siendo el soporte tanto alúmina como sílice.Deoxygenation can alternatively be carried out either as hydrodeoxygenation or as decarboxylation / decarbonylation which is not according to the invention. Deoxygenation carried out as hydrodeoxygenation (IIDO) is suitable for all raw materials. In the MO step, oxygen and the oligomerized and optionally prehydrogenated stream are passed to the MO catalyst bed comprising one or more catalyst beds. In the MO stage, the pressure is between 0 and 20 MPa, preferably between 1 and 15 MPa, particularly preferably between 3 and 10 MPa, the temperature being 200 to 500 ° C, preferably 200 to 400 ° C, particularly preferably 250 to 350 ° C, the WHSV flow rate is 1 to 5 1 / h, particularly preferably of WHSV 1 to 3 1 / h. In the MO stage, special hydrodeoxygenation catalysts containing a metal from Group VIII and / or VIA of the periodic table of elements, and a support can be used. The MO catalyst is a supported PD, Pt, Ni, NiMo or CoMo catalyst, the support being both alumina and silica.

Cuando la materia prima contiene ácidos carboxílicos y/o ésteres de ácidos carboxílicos, la desoxigenación puede llevarse a cabo usando una reacción de descarboxilación/descarbonilación, que no es de acuerdo con la invención. En la reacción de descarboxilación/descarbonilación, la materia prima y un diluyente opcional se introducen en el lecho del catalizador. La reacción tiene lugar en fase líquida, y puede llevarse a cabo a presión atmosférica. Sin embargo, es preferible usar presión de vapor de acuerdo con la temperatura de reacción de la mezcla de reacción. Dependiendo de la materia prima, la presión en la etapa de descarboxilación/descarbonilación está entre 0 y 20 MPa, preferentemente entre 0,1 y 20 MPa, la temperatura está entre 200 y 400 °C, preferentemente entre 250 y 350 °C, y el caudal WHSV es de 0,1 a 10 1/h, preferentemente de WHSV de 1 a 5 1/h. En la etapa de descarboxilación/descarbonilación se usa un catalizador especial. El catalizador contiene un metal del Grupo VIII y/o VIA de la tabla periódica de los elementos, tal como un catalizador de Pd, Pt, Ni, NiMo o CoMo soportado, siendo el soporte tanto alúmina como sílice y/o carbón activado. El catalizador de descarboxilación/descarbonilación es preferentemente Pd soportado sobre carbono cuando no se utiliza hidrógeno en el proceso, y NiMo sulfurado soportado sobre alúmina cuando se utiliza una mezcla de hidrógeno y un gas inerte tal como nitrógeno en el proceso. Ya no quedan grupos funcionales en el producto de la etapa de descarboxilación/descarbonilación y los productos solo contienen carbono e hidrógeno. El número de átomos de carbono se ha reducido en un carbono por grupo funcional eliminado.When the raw material contains carboxylic acids and / or carboxylic acid esters, deoxygenation can be carried out using a decarboxylation / decarbonylation reaction, which is not according to the invention. In the decarboxylation / decarbonylation reaction, the raw material and an optional diluent are introduced into the catalyst bed. The reaction takes place in the liquid phase, and can be carried out at atmospheric pressure. However, it is preferable to use vapor pressure according to the reaction temperature of the reaction mixture. Depending on the raw material, the pressure in the decarboxylation / decarbonylation step is between 0 and 20 MPa, preferably between 0.1 and 20 MPa, the temperature is between 200 and 400 ° C, preferably between 250 and 350 ° C, and the flow rate WHSV is 0.1 to 10 1 / h, preferably WHSV 1 to 5 1 / h. In the decarboxylation / decarbonylation step a special catalyst is used. The catalyst contains a metal from Group VIII and / or VIA of the periodic table of elements, such as a supported Pd, Pt, Ni, NiMo or CoMo catalyst, the support being both alumina and silica and / or activated carbon. The decarboxylation / decarbonylation catalyst is preferably Pd supported on carbon when hydrogen is not used in the process, and sulfurized NiMo supported on alumina when a mixture of hydrogen and an inert gas such as nitrogen is used in the process. There are no more functional groups left in the product from the decarboxylation / decarbonylation step and the products only contain carbon and hydrogen. The number of carbon atoms has been reduced by one carbon per functional group removed.

Cuando la desoxigenación se lleva a cabo como descarboxilación/descarbonilación, la oligomerización se puede llevar a cabo antes de la desoxigenación y, por consiguiente, la materia prima de la etapa de oligomerización contiene ácidos carboxílicos insaturados y/o ésteres de ácidos carboxílicos. Cuando la oligomerización se lleva a cabo tras la etapa de descarboxilación/descarbonilación, la materia prima de la etapa de oligomerización contiene compuestos insaturados procedentes de la descarboxilación/descarbonilación que tienen el número de átomos de carbono reducido en un átomo de carbono por grupo funcional eliminado, en comparación con la materia prima. En la etapa de desoxigenación, se pueden llevar a cabo IIDO y las reacciones de descarboxilación/descarbonilación descritas anteriormente de forma simultánea para dar como resultado dióxido de carbono o monóxido de carbono procedente de una parte de los grupos funcionales y una parte de los grupos funcionales se hidrodesoxigenan. Tras la etapa de desoxigenación, las fracciones ligeras se pueden hacer pasar con hidrógeno a una etapa de isomerización independiente. La presión de la etapa de isomerización es de 0,1 a 20 MPa, preferentemente de 5 a 10 MPa. La temperatura está comprendida entre 100 y 500 °C, preferentemente de 200 a 400 °C. En la etapa de isomerización, se pueden usar catalizadores de isomerización especiales que contienen un tamiz molecular y un metal del Grupo VIII de la tabla periódica de los elementos tales como Pd y Pt. Se pueden usar alúmina y/o sílice como soporte.When deoxygenation is carried out as decarboxylation / decarbonylation, oligomerization can be carried out before deoxygenation, and therefore the raw material of the oligomerization step contains unsaturated carboxylic acids and / or carboxylic acid esters. When the oligomerization is carried out after the decarboxylation / decarbonylation step, the raw material of the oligomerization step contains unsaturated compounds from the decarboxylation / decarbonylation that have the number of carbon atoms reduced by one carbon atom per functional group removed. , compared to the raw material. In the deoxygenation step, IIDO and the decarboxylation / decarbonylation reactions described above can be carried out simultaneously to result in carbon dioxide or carbon monoxide from a part of the functional groups and a part of the functional groups are hydrodeoxygenated. After the deoxygenation step, the light fractions can be passed with hydrogen to a separate isomerization step. The pressure of the isomerization step is 0.1 to 20 MPa, preferably 5 to 10 MPa. The temperature is between 100 and 500 ° C, preferably 200 to 400 ° C. In the isomerization step, special isomerization catalysts containing a molecular sieve and a metal from Group VIII of the periodic table of the elements such as Pd and Pt can be used. Alumina and / or silica can be used as a support.

Tras las etapas de oligomerización y desoxigenación, la corriente de producto puede opcionalmente acabarse para eliminar los dobles enlaces y los compuestos aromáticos. Cuando se lleva a cabo la etapa de acabado usando hidrógeno en presencia de un catalizador, la etapa se denomina hidroacabado. En la etapa de hidroacabado, la presión es de 1 a 20 MPa, preferentemente de 5 a 15 MPa. La temperatura está comprendida entre 50 y 500 °C, preferentemente de 100 a 400 °C. En la etapa de hidroacabado, se pueden usar catalizadores especiales que contienen un metal del Grupo VIII así como alúmina y/o sílice. el catalizador de hidroacabado es preferentemente catalizador de Pd, Pt, o Ni soportado, siendo el soporte tanto alúmina como sílice. Se puede también llevar a cano el acabado sin hidrógeno, eliminando los componentes polares usando materiales de adsorción, por ejemplo, arcilla o un tamiz molecular.Following the oligomerization and deoxygenation steps, the product stream can optionally be terminated to remove double bonds and aromatics. When the finishing step is carried out using hydrogen in the presence of a catalyst, the step is called hydrofinishing. In the hydrofinishing step, the pressure is 1 to 20 MPa, preferably 5 to 15 MPa. The temperature is between 50 and 500 ° C, preferably 100 to 400 ° C. In the hydrofinishing step, special catalysts containing a Group VIII metal as well as alumina and / or silica can be used. the hydrofinishing catalyst is preferably supported Pd, Pt, or Ni catalyst, the support being both alumina and silica. Hydrogen-free finishing can also be carried out, removing polar components using adsorption materials, eg, clay or a molecular sieve.

Tras la oligomerización, la desoxigenación y la isomerización opcional y las etapas de acabado, el producto se fracciona, por ejemplo, mediante destilación. El número de átomos de carbono típico varía entre los componentes del producto del siguiente modo: gas C1-C4, gasolina C5-C10, diésel C11-C26, aceite base C18-C76.Following oligomerization, deoxygenation and optional isomerization and finishing steps, the product is fractionated, for example, by distillation. The typical number of carbon atoms varies between product components as follows: C1-C4 gas, C5-C10 gasoline, C11-C26 diesel, C18-C76 base oil.

Si se desea, el componente de hidrocarburo obtenido como el producto u otra corriente de hidrocarburo adecuada puede recircularse a diversas etapas de proceso tales como las etapas de oligomerización y desoxigenación para mejorar la conversión y/o la selectividad, o para controlar la naturaleza exotérmica de las reacciones.If desired, the hydrocarbon component obtained as the product or other suitable hydrocarbon stream can be recirculated to various process stages such as the oligomerization and deoxygenation steps to improve conversion and / or selectivity, or to control the exothermic nature of The reactions.

En una realización de la invención, el producto ya oligomerizado puede oligomerizarse adicionalmente introduciendo un monómero adicional (reactor de tanque de mezcla) en el proceso, o mediante recirculación repetida del producto ya oligomerizado añadiendo a la vez el monómero (reactor continuo). De esta manera, se pueden proporcionar aceites base especialmente espesos que tienen número de átomos de carbono tan altos como C150-C550, siendo dichos aceites base espesos útiles en la producción de lubricantes espesos y como mejoradores del índice de viscosidad.In one embodiment of the invention, the already oligomerized product can be further oligomerized by introducing an additional monomer (mixing tank reactor) into the process, or by repeated recirculation of the already oligomerized product while adding the monomer (continuous reactor). In this way, especially thick base oils having carbon atom numbers as high as C150-C550 can be provided, such thick base oils being useful in the production of thick lubricants and as viscosity index improvers.

ProductoProduct

Se ha descubierto sorprendentemente que el componente de hidrocarburo no polar saturado de alta calidad, preferentemente de origen biológico, que tiene una excelente viscosidad y unas propiedades de baja temperatura, especialmente adecuado como aceites base, se obtuvo con el proceso de la invención. El producto está ramificado mediante enlaces carbono-carbono.It has surprisingly been found that the high quality saturated non-polar hydrocarbon component, preferably of biological origin, having excellent viscosity and low temperature properties, especially suitable as base oils, was obtained with the process of the invention. The product is branched through carbon-carbon bonds.

Se obtuvo también un componente de hidrocarburo preferentemente de origen biológico, adecuado como disolvente, gasolina o diésel, o componente del combustible diésel. El componente diésel del componente del aceite base C18-C24 se puede isomerizar para mejorar las propiedades a baja temperatura. El componente de gasolina puede isomerizarse para aumentar el número de octano. No existe necesidad de isomerización en el caso de usar olefinas con cadenas cortas o ácidos carboxílicos insaturados con cadenas cortas en la post-oligomerización del proceso para ramificar los dobles enlaces restantes.A hydrocarbon component preferably of biological origin, suitable as a solvent, gasoline or diesel, or a component of diesel fuel was also obtained. The diesel component of the C18-C24 base oil component can be isomerized to improve low temperature properties. The gasoline component can be isomerized to increase the octane number. There is no need for isomerization in the case of using short chain olefins or short chain unsaturated carboxylic acids in the post-oligomerization process to branch the remaining double bonds.

El número de átomos de carbono y el intervalo del número de átomos de carbono del aceite base dependen ambos del material de partida biológico de la materia prima y del proceso de producción. El intervalo convencional del número de átomos de carbono de las aplicaciones del aceite base de la técnica anterior es de C18 a C76, mientras que el intervalo del número de átomos de carbono de los aceites base particularmente espesos puede ser tan alto como de C150 a C550. Cuando se desea que la viscosidad cinemática KV100 esté comprendida entre 4 y 7 mm2/s, las parafinas ramificadas y/o cíclicas con un único número de átomos de carbono se obtienen normalmente de materias primas que contienen ácidos carboxílicos con idénticas longitudes de cadena utilizando el proceso de la invención, seguido por la oligomerización y las etapas IMO.The number of carbon atoms and the range of the number of carbon atoms of the base oil both depend on the biological starting material of the raw material and the production process. The conventional carbon atom number range of prior art base oil applications is C18 to C76, while the carbon atom number range of particularly thick base oils can be as high as C150 to C550. . When the KV100 kinematic viscosity is desired to be between 4 and 7 mm2 / s, branched and / or cyclic paraffins with a single number of carbon atoms are normally obtained from raw materials containing carboxylic acids with identical chain lengths using the process of the invention, followed by oligomerization and IMO steps.

El intervalo del número de átomos de carbono del aceite base o componente del aceite base producido por la oligomerización y el proceso combinado de HDO-descarboxilación/descarbonilación es extremadamente estrecho, siendo el intervalo del número de átomos de carbono del producto de C30 a C32 para las materias primas que contienen normalmente componentes C16 y de C34 a C36 para las materias primas que contienen componentes C18, cuando se desea que el intervalo de viscosidad KV100 esté comprendida entre 4 y 7 mm2/s. Cuando se desea que la materia prima sea una mezcla de componentes C16 y C18, la anchura del intervalo del número de átomos de carbono del producto es normalmente de siete carbonos. El intervalo del número de átomos de carbono del aceite base de la invención puede estar también a un nivel muy alto, incluso tan alto como de C150 a C550 cuando se desean aceites base particularmente pesados como aumentadores de la viscosidad y se desea que mejore el índice de viscosidad.The range of the number of carbon atoms of the base oil or component of the base oil produced by the oligomerization and the combined HDO-decarboxylation / decarbonylation process is extremely narrow, with the range of the number of carbon atoms of the product being from C30 to C32 for the raw materials normally containing C16 components and from C34 to C36 for the raw materials containing C18 components, when the viscosity range KV100 is desired to be between 4 and 7 mm2 / s. When the raw material is desired to be a mixture of C16 and C18 components, the width of the carbon atom number range of the product is normally seven carbons. The carbon atom number range of the base oil of the invention can also be at a very high level, even as high as C150 to C550 when particularly heavy base oils are desired as viscosity improvers and index improvement is desired. viscosity.

En la Tabla 2 siguiente, se presentan los números de átomos de carbono y las estructuras típicas de los aceites base de origen biológico de acuerdo con la invención (1 y 2), y los aceites base sintéticos de la técnica anterior que tienen un KV100 de 4 a 6 mm2/s (3-5). Los números de átomos de carbono más típicos están en negrita. Con respecto a las estructuras moleculares, el aceite base o el componente de aceite base preparado de acuerdo con la invención difiere de los productos de la técnica anterior, como se muestra por la tabla.In Table 2 below, the numbers of carbon atoms and typical structures of the base oils of biological origin according to the invention (1 and 2), and the synthetic base oils of the prior art having a KV100 of 4 to 6 mm2 / s (3-5). The most typical carbon atom numbers are in bold. With respect to molecular structures, the base oil or the base oil component prepared according to the invention differs from the prior art products, as shown by the table.

En la Tabla 2, las estructuras de los naftalenos son ejemplos típicos de un grupo de compuestos. En los ejemplos estructurales, el número de átomos de carbono varía de los dímeros oligoméricos números 1 y 2 producidos a partir de C18 está entre C34 y C36 y entre C51 y C54, respectivamente, mientras que el número de átomos de carbono de aceites base de hidrocarburos sintéticos conocidos de la misma clase de viscosidad, tales como PAO, varía entre C32 y C48, y C30 y C48 para PIO. In Table 2, the structures of naphthalenes are typical examples of a group of compounds. In the structural examples, the number of carbon atoms varies from the number 1 and 2 oligomeric dimers produced from C18 is between C34 and C36 and between C51 and C54, respectively, while the number of carbon atoms of base oils of Known synthetic hydrocarbons of the same viscosity class, such as PAO, vary between C32 and C48, and C30 and C48 for PIO.

Tabla 2.Table 2.

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Los hidrocarburos saturados se clasifican de acuerdo con los átomos de carbono e hidrógeno mediante espectrometría de masas con ionización de campo (usando el FIMS)Saturated hydrocarbons are classified according to carbon and hydrogen atoms by field ionization mass spectrometry (using the FIMS)

1 C(n).H(2n+2) parafinas1 C (n) .H (2n + 2) paraffins

2 C(n).H(2n) mononaftenos2 C (n) .H (2n) mononaphthenes

3 C(n).H(2n-2) dinaftenos3 C (n) .H (2n-2) dynaphthenes

4 C(n).H(2n-4) trinaftenos4 C (n) .H (2n-4) trinaphthenes

5 C(n).H(2n-6) tetranaftenos5 C (n) .H (2n-6) tetranaphthenes

6 C(n).H(2n-8) pentanaftenos6 C (n) .H (2n-8) pentanaphthenes

En la Tabla 2, los porcentajes (%, por FIMS) se refiere a los grupos de compuestos determinados de acuerdo con dicho método.In Table 2, the percentages (%, by FIMS) refer to the groups of compounds determined according to said method.

Los componentes de aceites base de la Tabla 2 se producen del siguiente modo:The base oil components in Table 2 are produced as follows:

1. Dímero de ácido graso C18 oligomerizado e hidrogenado producido de acuerdo con la invención, producido a partir de aceite de resina1. Hydrogenated oligomerized C18 fatty acid dimer produced according to the invention, produced from tall oil

2. Trímero de ácido graso C18 oligomerizado e hidrogenado producido de acuerdo con la invención, producido a partir de aceite de resina 2. Hydrogenated oligomerized C18 fatty acid trimer produced according to the invention, produced from tall oil

3. PAO C16 producido mediante oligomerización a partir de 1-hexadeceno usando un catalizador heterogéneo 4. PAO C10 producido mediante oligomerización a partir de 1-deceno usando un catalizador homogéneo 5. PIO producido mediante dimerización de la olefina C15-C16 interna.3. C16 PAO produced by oligomerization from 1-hexadecene using a heterogeneous catalyst 4. C10 PAO produced by oligomerization from 1-decene using a homogeneous catalyst 5. PIO produced by dimerization of the internal C15-C16 olefin.

Los dímeros y trímeros de la invención (estructuras 1 y 2 de la Tabla 2) se ramifican en los dobles enlaces de una cadena de hidrocarburo C18, teniendo de esta forma pares de átomos de carbono terciarios en átomos de carbono adyacentes en la estructura molecular. PIO es normalmente un dímero producido a partir de hidrocarburos más cortos de C15-C16, mientras que el producto de la invención es un dímero C16 y/o C18. Además, una cantidad significativa, incluso más de un 50 %, por FIMS, de mononaftenos está presente en el producto de la invención. En el método de producción de las polialfaolefinas de la técnica anterior, la reacción normalmente tiene lugar con catalizadores de trifluoruro de boro en dobles enlaces al final de la cadena C10, dejando así un grupo metileno (-CH2-) entre átomos de carbono terciarios (estructura 4 de la Tabla 2). Cuando se lleva a cabo la oligomerización usando un catalizador heterogéneo, los dobles enlaces se desplazan desde la posición alfa, mientras que de forma simultánea, se produce la isomerización esquelética, dejando por tanto de 1 a 10 grupos metileno entre átomos de carbono terciarios en la estructura típica del aceite base obtenido (estructura 3 de la Tabla 2, por ejemplo, 4 grupos metileno). Cuando se lleva a caso la oligomerización usando un catalizador homogéneo, la isomerización esquelética tiene lugar respectivamente en la etapa de hidrogenación tras la oligomerización y, por tanto, se forman ramificaciones laterales C1-C3 al lado de los dobles enlaces en las moléculas de estructura 4 que se muestran en la Tabla 2. Existen principalmente ramificaciones alquilo en los aceites base PAO y PIO de la técnica anterior, mientras que los componentes nafténicos ramificados por estructuras del anillo están presentes en el producto de la invención, además de las ramificaciones alquilo.The dimers and trimers of the invention (structures 1 and 2 of Table 2) branch in the double bonds of a C18 hydrocarbon chain, thus having pairs of tertiary carbon atoms on adjacent carbon atoms in the molecular structure. PIO is typically a dimer produced from shorter C15-C16 hydrocarbons, while the product of the invention is a C16 and / or C18 dimer. Furthermore, a significant amount, even more than 50%, by FIMS, of mononaphthenes is present in the product of the invention. In the prior art method of producing polyalphaolefins, the reaction usually takes place with boron trifluoride catalysts in double bonds at the end of the C10 chain, thus leaving a methylene group (- CH 2-) between tertiary carbon atoms. (Structure 4 of Table 2). When oligomerization is carried out using a heterogeneous catalyst, the double bonds are displaced from the alpha position, while simultaneously, skeletal isomerization occurs, thus leaving 1 to 10 methylene groups between tertiary carbon atoms in the typical structure of the base oil obtained (structure 3 from Table 2, for example, 4 methylene groups). When oligomerization is carried out using a homogeneous catalyst, skeletal isomerization takes place respectively in the hydrogenation step after oligomerization, and thus C1-C3 side branches are formed next to the double bonds in the structure 4 molecules. which are shown in Table 2. There are mainly alkyl branches in the PAO and PIO base oils of the prior art, while the naphthenic components branched by ring structures are present in the product of the invention, in addition to the alkyl branches.

El punto de vertido del aceite base de alta calidad obtenido con el proceso de la invención es en el mejor de los casos menor de -40 °C y, por consiguiente, el aceite base es muy adecuado para las exigentes condiciones a temperatura bajas. El índice de viscosidad del producto puede ser tan alto como 125, siendo por tanto el producto adecuado para aplicaciones de aceite base del Grupo III.The pour point of the high quality base oil obtained with the process of the invention is at best less than -40 ° C and therefore the base oil is well suited for the demanding low temperature conditions. The viscosity index of the product can be as high as 125, thus making it suitable for Group III base oil applications.

La masa molecular del producto puede ajustarse de acuerdo con los intervalos de los números de átomos de carbono necesarios para diferentes aplicaciones añadiendo ácidos carboxílicos insaturados u olefinas adecuadas para la materia prima. Los ácidos carboxílicos que tienen moléculas pequeñas, u olefinas reticulantes u oligomerizantes con los ácidos grasos de los triglicéridos forman ramificaciones cortas sobre la cadena de hidrocarburo principal del ácido graso. Cuando se usan otros compuestos cíclicos naturales tales como alfa pineno como componentes adicionales de la materia prima, se obtienen moléculas que tienen estructuras de anillo en la cadena secundaria dentro de la cadena molecular. Uno o dos componentes adicionales se oligomerizan preferentemente en el producto. De acuerdo con la invención, los productos correspondientes hechos a medida con respecto a las longitudes de la cadena de hidrocarburo pueden también producirse a partir de otros ácidos carboxílicos y a partir de otros biocomponentes con cadenas cortas. Los componentes ramificados más ligeros del tratamiento IMO son muy adecuados como componentes del biodiésel.The molecular mass of the product can be adjusted according to the ranges of the numbers of carbon atoms necessary for different applications by adding unsaturated carboxylic acids or olefins suitable for the raw material. Carboxylic acids having small molecules, or olefins crosslinking or oligomerizing with the fatty acids of the triglycerides form short branches on the main hydrocarbon chain of the fatty acid. When other natural cyclic compounds such as alpha pinene are used as additional components of the raw material, molecules are obtained having ring structures on the secondary chain within the molecular chain. One or two additional components are preferably oligomerized in the product. According to the invention, corresponding products tailored with respect to hydrocarbon chain lengths can also be produced from other carboxylic acids and from other short-chain biocomponents. The lighter branched components of the IMO treatment are well suited as components of biodiesel.

El aceite base de origen biológico producido de acuerdo con la invención comprende un producto de hidrocarburo saturado ramificado. Dicho producto se produce a partir de un material de partida biológico, conteniendo dicho producto al menos un 90 %, preferentemente al menos un 95 %, de forma particularmente preferente al menos un 97 % y en el mejor de los casos al menos 99 % en peso, de hidrocarburos saturados. Además, el producto preparado de acuerdo con la invención contiene más de un 20 %, pero no superior a un 90 %; preferentemente más de 20 %, pero no superior a un 80 %; y de forma particularmente preferente más de un 20 %, pero no superior a 60 % de mononaftenos, basándose en el método FIMS, y menos de 3,0 %, preferentemente menos de 1,0 %, y de forma particularmente preferente menos de 0,1 % de naftenos policíclicos por FIMS. Además, el producto preparado de acuerdo con la invención contiene hasta un 20%, preferentemente hasta 10%, y de forma particularmente preferente hasta un 5 %, y en el mejor de los casos hasta un 1 % en peso de parafinas lineales (GC).The biologically derived base oil produced according to the invention comprises a branched saturated hydrocarbon product. Said product is produced from a biological starting material, said product containing at least 90%, preferably at least 95%, particularly preferably at least 97% and in the best case at least 99% in weight, of saturated hydrocarbons. Furthermore, the product prepared according to the invention contains more than 20%, but not more than 90%; preferably more than 20%, but not more than 80%; and particularly preferably more than 20%, but not more than 60% mononaphthenes, based on the FIMS method, and less than 3.0%, preferably less than 1.0%, and particularly preferably less than 0 , 1% polycyclic naphthenes by FIMS. Furthermore, the product prepared according to the invention contains up to 20%, preferably up to 10%, and particularly preferably up to 5%, and in the best case up to 1% by weight of linear paraffins (GC) .

Para los aceites base preparados de acuerdo con la invención, el índice de viscosidad es al menos 100 y preferentemente al menos 110, y de forma particularmente preferible al menos 128, como se determina por el método de la norma ASTM D2270.For base oils prepared according to the invention, the viscosity index is at least 100 and preferably at least 110, and particularly preferably at least 128, as determined by the method of ASTM D2270.

El producto preparado de acuerdo con la invención está ramificado con enlaces carbono-carbono, dotando esta estructura al producto de un punto de vertido muy bajo no superior a 0 °C, preferentemente, no superior a -10 °C, y de forma particularmente preferente no superior a -35 °C (ASTM D 5950).The product prepared according to the invention is branched with carbon-carbon bonds, this structure endowing the product with a very low pour point not higher than 0 ° C, preferably, not higher than -10 ° C, and particularly preferably not higher than -35 ° C (ASTM D 5950).

Para los aceites base, que tienen una viscosidad KV100 de 4-7 mtn2/s, la anchura del intervalo del número de átomos de carbono no superior a 9 carbonos, preferentemente no superior a 7 carbonos, y de forma particularmente preferente no superior a 3 carbonos (determinada por la espectrometría de masas de ionización de campo, FIMS). Más de aproximadamente el 50 %, preferentemente más del 75 % y de forma particularmente preferente más de 90 % en peso del aceite base contiene los hidrocarburos que pertenecen a esta distribución estrecha del número de átomos de carbono. For base oils, having a KV100 viscosity of 4-7 mtn2 / s, the width of the range of the number of carbon atoms is not more than 9 carbons, preferably not more than 7 carbons, and particularly preferably not more than 3 carbons (determined by field ionization mass spectrometry, FIMS). More than about 50%, preferably more than 75%, and particularly preferably more than 90% by weight of the base oil contains the hydrocarbons belonging to this narrow carbon atom number distribution.

El contenido de azufre de dicho aceite base preparado de acuerdo con la invención es menos de 300 ppm, preferentemente menos de 50 ppm, y de forma particularmente preferente menos de 1 ppm, (ASTM D 3120).The sulfur content of said base oil prepared according to the invention is less than 300 ppm, preferably less than 50 ppm, and particularly preferably less than 1 ppm, (ASTM D 3120).

El contenido de nitrógeno de dicho aceite base preparado de acuerdo con la invención es menos de 100 ppm, preferentemente menos de 10 ppm, y de forma particularmente preferente menos de 1 ppm, (ASTM D 4629).The nitrogen content of said base oil prepared according to the invention is less than 100 ppm, preferably less than 10 ppm, and particularly preferably less than 1 ppm, (ASTM D 4629).

Los aceites base preparados de acuerdo con la invención contienen el isótopo carbono 14C, que puede considerarse como una indicación del uso de las materias primas renovables. El contenido típico de isótopo 14C del producto de origen completamente biológico es al menos del 100%, determinado como el contenido ce carbono radioactivo sobre la base del contenido de carbono radioactivo en la atmósfera en 1950 para un producto basado completamente e materias biológicas (ASTM D 6866). El contenido de isótopo 14C del aceite base es menor cuando se usan otros componentes biológicos en el procesamiento del producto, siendo dicho contenido, sin embargo, más del 50 %, preferentemente más de 90 %, de forma particularmente preferente más del 99 %. De esta manera, pueden detectarse incluso bajas cantidades de aceite base de origen biológico en otros tipos de aceite base de hidrocarburo.The base oils prepared according to the invention contain the carbon 14C isotope, which can be considered as an indication of the use of renewable raw materials. The typical 14C isotope content of the product of completely biological origin is at least 100%, determined as the radioactive carbon content based on the content of radioactive carbon in the atmosphere in 1950 for a product based entirely on biological materials (ASTM D 6866). The 14C isotope content of the base oil is lower when other biological components are used in the processing of the product, said content being, however, more than 50%, preferably more than 90%, particularly preferably more than 99%. In this way, even low amounts of biologically based base oil can be detected in other types of hydrocarbon base oil.

La volatilidad del componente de aceite base con un intervalo de ebullición estrecho, obtenido de acuerdo con la invención, es extremadamente baja en comparación con productos similares de la técnica anterior. Para el aceite base de la invención, la volatilidad del producto, que tiene un valor KV100 de 3 cSt a 8 cSt, no es superior a 2271,2*(KV100)-15373% en peso como se determina con el método DIN 51581-2 (Método matemático Noack basado en la norma ASTM D2887 para la destilación GC).The volatility of the base oil component with a narrow boiling range, obtained according to the invention, is extremely low compared to similar products of the prior art. For the base oil of the invention, the volatility of the product, which has a KV100 value of 3 cSt to 8 cSt, is not higher than 2271.2 * (KV100) -15373% by weight as determined with the DIN 51581 method- 2 (Noack mathematical method based on ASTM D2887 for GC distillation).

El número de cetano del producto obtenido con el proceso de la invención, adecuado como un componente diésel, es más de 40, preferentemente más de 55, y de forma particularmente preferente más de 70. Contiene más del 60 %, preferentemente más del 99 % en volumen, de parafinas, y menos de 30 %, preferentemente menos de 1 % en volumen, de compuestos aromáticos, basados en el método IP-391. El producto diésel comprende menos del 40 %, preferentemente menos del 10 %, en peso, de n-parafinas lineales. El punto de enturbiamiento del componente diésel es menos de 0 °C, preferentemente menos de -15 °C y particularmente menos de -30 °C. Normalmente, el producto diésel obtenido es totalmente de origen biológico. En el producto de la invención, existen ramificaciones formadas por enlaces carbono-carbono, dando como resultado esta estructura un punto de enturbiamiento muy bajo. Debido al origen biológico, dichos productos de origen biológico contienen también el isótopo 14C lo que indica el uso de materias primas renovables. El contenido de 14C de un producto de origen totalmente biológico es al menos del 100 %.The cetane number of the product obtained with the process of the invention, suitable as a diesel component, is more than 40, preferably more than 55, and particularly preferably more than 70. It contains more than 60%, preferably more than 99% by volume, of paraffins, and less than 30%, preferably less than 1% by volume, of aromatic compounds, based on the IP-391 method. The diesel product comprises less than 40%, preferably less than 10%, by weight, of linear n-paraffins. The cloud point of the diesel component is less than 0 ° C, preferably less than -15 ° C and particularly less than -30 ° C. Normally, the diesel product obtained is entirely of biological origin. In the product of the invention, there are branches formed by carbon-carbon bonds, this structure resulting in a very low cloud point. Due to their biological origin, these products of biological origin also contain the 14C isotope, which indicates the use of renewable raw materials. The 14C content of a product of totally biological origin is at least 100%.

La selección de la materia prima biológica tiene una fuerte influencia sobre la composición y el intervalo de ebullición del producto. Además, se puede fraccionar la materia prima mediante destilación en fracciones que tienen números de átomos de carbono estrechos que pueden estar hechas a medida para diferentes aplicaciones. Para las materias primas que tienen longitudes de cadenas de hidrocarburo de C16, C18, C20, y C22, los números de carbono típicos de los productos diméricos son respectivamente C32, C36, C40, y C44 tras la hidrodesoxigenación, reduciéndose dichos números de átomos de carbono en dos para C30, C34, C38, y C42 tras la descarboxilación/descarbonilación. Como el intervalo de destilación del producto depende principalmente de la longitud de la cadena de hidrocarburo, se obtuvieron fracciones de producto estrechas.The selection of the biological raw material has a strong influence on the composition and the boiling range of the product. Furthermore, the raw material can be fractionated by distillation into fractions having narrow carbon atom numbers that can be tailor-made for different applications. For raw materials having hydrocarbon chain lengths of C16, C18, C20, and C22, typical carbon numbers of dimeric products are respectively C32, C36, C40, and C44 after hydrodeoxygenation, said numbers of carbon atoms being reduced. carbon in two for C30, C34, C38, and C42 after decarboxylation / decarbonylation. Since the distillation range of the product depends mainly on the length of the hydrocarbon chain, narrow product fractions were obtained.

Ventajas de la invenciónAdvantages of the invention

El proceso de la invención, y el producto obtenido tienen varias ventajas, que incluyendo por ejemplo el uso de materias primas renovables en vez de materias primas no renovables para disminuir las emisiones de dióxido de carbono que contribuyen al efecto invernadero. Un material de partida biológico que contiene heteroátomos sirve de acuerdo con la invención como una fuente de materia prima completamente nueva para aceites base saturados de alta calidad.The process of the invention and the product obtained have several advantages, including, for example, the use of renewable raw materials instead of non-renewable raw materials to reduce carbon dioxide emissions that contribute to the greenhouse effect. A biological starting material containing heteroatoms serves according to the invention as a completely new source of raw material for high quality saturated base oils.

Los materiales de partida del proceso de la invención están disponibles en todo el mundo, y además, la utilización del proceso no está limitada por inversiones iniciales significativas, a diferencia por ejemplo con la tecnología GTL. Los productos del proceso inventivo son dióxido de carbono neutro con respecto al uso y eliminación del mismo, es decir, no aumentarán la carga de dióxido de carbono de la atmósfera, en contraste con los productos derivados de materiales de partida fósiles.The starting materials of the process of the invention are available worldwide, and furthermore, the use of the process is not limited by significant initial investments, unlike for example with GTL technology. The products of the inventive process are carbon dioxide neutral with respect to its use and disposal, that is, they will not increase the carbon dioxide load of the atmosphere, in contrast to products derived from fossil starting materials.

El aceite base preparado de acuerdo con la presente invención es hidrolíticamente más estable y tiene una estructura que no se descompone en condiciones húmedas, a diferencia de los ésteres y otros aceites base que contienen heteroátomos, tales como dímeros de alcoholes grasos. Además, la resistencia a la oxidación de los hidrocarburos saturados es mejor que la de los aceites base correspondientes que contienen grupos insaturados sobre la base de dímeros de ácidos grasos o alcoholes grasos, o aceites base de ésteres. Un componente de hidrocarburo saturado no se descompone tan fácilmente como los ésteres que forman ácidos corrosivos. Se obtiene un componente de hidrocarburo no polar y saturado usando el proceso de la invención eliminando el oxígeno de los alcoholes, ésteres, o ácidos carboxílicos en la etapa de desoxigenación, así como lo heteroátomos de cualesquiera impurezas de la materia prima. Oligomerizar los derivados de ácidos carboxílicos da como resultado una estructura que tiene ramificaciones formadas por enlaces carbono-carbono tras la desoxigenación. En la oligomerización de C12:1-C20:1, las longitudes de las ramificaciones obtenidas son normalmente de C3 a C11. Dichos hidrocarburos tienen puntos de vertido muy bajos favorables para las aplicaciones como aceite base y, por tanto, el producto es líquido a temperaturas muy bajas, y además, tiene un índice de viscosidad superior. El producto de hidrocarburo saturado producido es un componente adecuado de aceites base sin ninguna limitación de mezcla y, además, es compatible con aditivos lubricantes.The base oil prepared according to the present invention is hydrolytically more stable and has a structure that does not decompose in humid conditions, unlike esters and other base oils that contain heteroatoms, such as fatty alcohol dimers. Furthermore, the oxidation resistance of saturated hydrocarbons is better than that of corresponding base oils containing unsaturated groups based on dimers of fatty acids or fatty alcohols, or base oils of esters. A saturated hydrocarbon component does not decompose as easily as esters that form corrosive acids. A non-polar and saturated hydrocarbon component is obtained using the process of the invention by removing oxygen from alcohols, esters, or carboxylic acids in the deoxygenation step, as well as the heteroatoms of any raw material impurities. Oligomerizing the carboxylic acid derivatives results in a structure having branches formed by carbon-carbon bonds upon deoxygenation. In the oligomerization of C12: 1-C20: 1, the lengths of the branches obtained are usually C3 to C11. These hydrocarbons have very low pour points favorable for base oil applications and, therefore, the product is liquid at very low temperatures, and also has a higher viscosity index. The saturated hydrocarbon product produced is a suitable component of base oils without any mixing limitation and is also compatible with lubricant additives.

El aceite base preparado de acuerdo con la invención está dotado con propiedades técnicas superiores en comparación con aceites de hidrocarburos convencionales de la clase de viscosidad correspondiente, particularmente cuando el valor KV100 es de 4 a 7 mm2/s. El intervalo de ebullición estrecho indica que el producto no contiene ninguna fracción ligera inicial, lo que significa que moléculas considerablemente más ligeras que el promedio muestran una volatilidad disminuida del producto y dan como resultado emisiones reducidas en aplicaciones prácticas. El producto de aceite base no contiene "colas" de destilación pesada lo que significa que las moléculas son considerablemente más pesadas que el promedio, dando como resultado excelentes propiedades del producto a baja temperatura.The base oil prepared according to the invention is endowed with superior technical properties compared to conventional hydrocarbon oils of the corresponding viscosity class, particularly when the KV100 value is 4 to 7 mm2 / s. The narrow boiling range indicates that the product does not contain any initial light fraction, which means that considerably lighter than average molecules show decreased product volatility and result in reduced emissions in practical applications. The base oil product does not contain heavy distillation "tails" which means that the molecules are considerably heavier than average, resulting in excellent low temperature product properties.

Para el aceite base preparado de acuerdo con la invención, el número de átomos de carbono y los intervalos de ebullición están controlados por la composición de la materia prima. Para los aceites base de la técnica anterior, el intervalo de ebullición se ajustaba destilando el producto para obtener una fracción que tuviera la viscosidad cinemática deseada. Es preferible que los lubricantes tengan aceites base con números de átomos de carbono estrechos y, por tanto, intervalos de ebullición estrechos y, por consiguiente, las composiciones contienen moléculas de tamaños similares que se comportan en diferentes condiciones de una manera similar.For the base oil prepared according to the invention, the number of carbon atoms and the boiling ranges are controlled by the composition of the raw material. For prior art base oils, the boiling range was adjusted by distilling the product to obtain a fraction having the desired kinematic viscosity. It is preferable that the lubricants have base oils with narrow carbon atom numbers and thus narrow boiling ranges, and consequently the compositions contain molecules of similar sizes that behave in different conditions in a similar manner.

Para el aceite base o el componente de aceite base, el alto índice de viscosidad del producto indica que se puede reducir la cantidad del mejorador del índice de viscosidad usado en las composiciones lubricantes. Se sabe generalmente que, por ejemplo, en aceites de motor, el componente VII es la causa principal del ensuciamiento del motor. Además, la reducción de las cantidades de VII da como resultado ahorros significativos en los costes.For the base oil or the base oil component, the high viscosity index of the product indicates that the amount of the viscosity index improver used in the lubricating compositions can be reduced. It is generally known that, for example, in motor oils, Component VII is the main cause of engine fouling. Furthermore, reducing the amounts of VII results in significant cost savings.

En comparación con los aceites base convencionales derivados del aceite bruto, no están presentes en dichos productos azufre o nitrógeno. Los procesos basados en materiales de partida purificados derivados de ácidos grasos naturales permite el uso seguro de productos en dichas aplicaciones donde los usuarios se exponen a dicho aceite o vapor de aceite. Además, la respuesta del producto preparado de acuerdo con la invención a agentes antioxidantes y agentes que disminuyen el punto de vertido es excelente, permitiendo de esta forma un uso más prolongado de los lubricantes preparados a partir de dicho aceite base, así como el uso de los mismos en condiciones climatológicas frías.Compared to conventional base oils derived from crude oil, sulfur or nitrogen are not present in such products. Processes based on purified starting materials derived from natural fatty acids allow the safe use of products in such applications where users are exposed to such oil or oil vapor. In addition, the response of the product prepared according to the invention to antioxidant agents and agents that lower the pour point is excellent, thus allowing a longer use of lubricants prepared from said base oil, as well as the use of the same in cold weather conditions.

en comparación con los ésteres, el aceite base preparado de acuerdo con la invención es más compatible con los componentes del aceite base convencional derivados del aceite bruto y con otros aceites de base hidrocarburo, así como con aditivos lubricantes. Además, no existen los problemas con los elastómeros tales como los que tenían los materiales de sellado con los ésteres.Compared to esters, the base oil prepared according to the invention is more compatible with conventional base oil components derived from crude oil and with other hydrocarbon base oils, as well as with lubricating additives. Furthermore, there are no problems with elastomers such as those with ester sealing materials.

Las ventajas del aceite base preparado de acuerdo con la invención incluyen el hecho de que cumple los requerimientos de los aceites base de acuerdo con la clasificación API Grupo II, preferentemente Grupo II, y se puede usar en composiciones de aceites para motor análogamente a otros aceites base de la clasificación API Grupo II o III, de acuerdo con las mismas reglas de cambio de aceite.The advantages of the base oil prepared according to the invention include the fact that it meets the requirements of base oils according to API Group II classification, preferably Group II, and can be used in motor oil compositions analogously to other oils. base of API Group II or III classification, according to the same oil change rules.

El aceite base preparado de acuerdo con la invención se deriva de fuentes naturales renovables como se observa claramente por el contenido del isótopo 14C del producto. El contenido del isótopo 14C del producto es al menos un 100% para los productos de origen biológico, y de un 0% para los productos derivados de aceite bruto. La proporción del componente de aceite base de origen biológico puede también determinarse sobre la base del contenido del isótopo 14C del aceite base con una precisión de al menos un 1 %.The base oil prepared according to the invention is derived from renewable natural sources as is clearly seen by the content of the 14C isotope of the product. The 14C isotope content of the product is at least 100% for products of biological origin, and 0% for products derived from crude oil. The proportion of the bio-based base oil component can also be determined on the basis of the 14C isotope content of the base oil with an accuracy of at least 1%.

Las propiedades a baja temperatura y el número de cetano del destilado intermedio producido mediante el proceso de la invención, adecuado como combustible diésel, son también excelentes, siendo por tanto el destilado intermedio adecuado en las exigentes aplicaciones a baja temperatura.The low temperature properties and the cetane number of the middle distillate produced by the process of the invention, suitable as diesel fuel, are also excellent, thus being the middle distillate suitable in demanding low temperature applications.

Con la etapa de prehidrogenación opcional, se pueden disminuir las reacciones secundarias de dobles enlaces tales como polimerización, formación del anillo y aromatización, siendo dichas reacciones secundarias perjudiciales para las propiedades de viscosidad de los productos y produciendo la formación de coque sobre el catalizador IMO. Mediante una recirculación opcional de los componentes de la materia prima sin reaccionar, se pueden conseguir más reacciones de los dobles enlaces para mejorar el rendimiento del producto.With the optional prehydrogenation step, side reactions of double bonds such as polymerization, ring formation and aromatization can be decreased, said side reactions being detrimental to the viscosity properties of the products and causing the formation of coke on the IMO catalyst. By optional recirculation of unreacted raw material components, more double bond reactions can be achieved to improve product yield.

En vez de o además de los materiales de partida biológicos, los compuestos sintéticos que tienen una estructura química correspondiente se pueden usar también en la invención como la materia prima. Instead of or in addition to the biological starting materials, the synthetic compounds having a corresponding chemical structure can also be used in the invention as the raw material.

Las propiedades de los componentes de hidrocarburos producidos de acuerdo con la invención, y descritos en los siguientes ejemplos son excelentes y, además, los intervalos del número de átomos de carbono y los intervalos de destilación son muy estrechos. El proceso de la invención proporciona una estructura molecular que tiene propiedades de viscosidad superiores y excelentes propiedades a baja temperatura. Los productos son muy adecuados como aceites base sin limitaciones de mezcla y, además, los productos son también compatibles con aditivos lubricantes.The properties of the hydrocarbon components produced according to the invention, and described in the following examples are excellent, and furthermore, the ranges of the number of carbon atoms and the distillation ranges are very narrow. The process of the invention provides a molecular structure that has superior viscosity properties and excellent low temperature properties. The products are very suitable as base oils without mixing limitations and, furthermore, the products are also compatible with lubricant additives.

La invención se ilustra a continuación mediante los siguientes ejemplos. El objetivo es, sin embargo, no limitar el alcance de los mismos a las realizaciones descritas o a las combinaciones de las mismas. La invención puede llevarse a cabo también de otra manera que la descrita sin apartarse de las reivindicaciones adjuntas.The invention is illustrated below by the following examples. The objective is, however, not to limit their scope to the described embodiments or to combinations thereof. The invention may also be carried out in a manner other than that described without departing from the appended claims.

EjemplosExamples

Ejemplo 1Example 1

Preparación de un componente de hidrocarburo derivado de aceite vegetalPreparation of a hydrocarbon component derived from vegetable oil

Materia prima que contenía 200 ml de aceite de soja, 6 g de catalizador de montmorillonita y 5 ml de agua destilada, se introdujo en un reactor Parr de alta presión. La temperatura se aumentó a 270 °C y el aceite se dejó oligomerizar mezclando lentamente durante 7 horas.Raw material containing 200 ml of soybean oil, 6 g of montmorillonite catalyst and 5 ml of distilled water, was introduced into a high pressure Parr reactor. The temperature was increased to 270 ° C and the oil was allowed to oligomerize with slow mixing for 7 hours.

Posteriormente, en la etapa IMO, la mezcla anteriormente oligomerizada se hidrogenó en el reactor Parr de alta presión usando el catalizador NiMo/A^Oa seco y activado para dar como resultado 200 ml de i-parafina de la mezcla de aceite de soja oligomerizada que se hidrogenó a 325 °C, a una presión de hidrógeno de 5 MPa, hasta que no se detectaron grupos ácidos en el espectro FTIR de la muestra. La mezcla de reacción se mezcló a 300 rpm. El producto final se destiló y se obtuvo parafina C36 cíclica y principalmente ramificada como el producto.Subsequently, in the IMO step, the previously oligomerized mixture was hydrogenated in the high pressure Parr reactor using the dried and activated NiMo / A ^ Oa catalyst to result in 200 ml of i-paraffin from the oligomerized soybean oil mixture that it was hydrogenated at 325 ° C, at a hydrogen pressure of 5 MPa, until no acid groups were detected in the FTIR spectrum of the sample. The reaction mixture was mixed at 300 rpm. The final product was distilled and mainly branched and cyclic C36 paraffin was obtained as the product.

En la Tabla 3 se muestran las propiedades del componente de hidrocarburo obtenido. Los componentes de hidrocarburos se pueden producir también de una manera similar a partir de otros aceites vegetales y de pescado y de grasas animales que comprenden dobles enlaces.Table 3 shows the properties of the hydrocarbon component obtained. The hydrocarbon components can also be produced in a similar way from other vegetable and fish oils and animal fats that comprise double bonds.

Ejemplo 2Example 2

Preparación de un componente de hidrocarburo a partir de metil ésteres de ácidos carboxílicos derivados de aceite de sojaPreparation of a hydrocarbon component from carboxylic acid methyl esters derived from soybean oil

Se pretrató aceite de soja mediante transesterificación con metanol en condiciones básicas, a temperatura de 70 °C a una presión de 0,1 MPa en presencia de un catalizador de metóxido de sodio en dos etapas. Los metil ésteres de ácidos carboxílicos se purificaron lavando con un ácido y agua, y a continuación se secaron. La composición de ácido carboxílico del metil éster derivado del aceite de soja fue la siguiente: C16:0, 11 %; C18:2, 20 %; Cl8:1, 8 %; C18:2, 54 %; y C18:3, 6 %. La mezcla de metil éster del ácido carboxílico obtenida anteriormente se oligomerizó en un reactor Parr a alta presión. 200 ml de la materia prima y 6 g de catalizador de bentonita se introdujeron en el reactor, el reactor se presurizó con nitrógeno dos veces para desplazar el oxígeno, a continuación se aumentó la temperatura a 350 °C, y la mezcla del metil éster del ácido carboxílico se dejó oligomerizar aunque mezclando lentamente durante 7,2 horas. Los metil ésteres monoméricos, diméricos y triméricos se separaron de la mezcla de reacción usando una columna de gel de sílice.Soybean oil was pretreated by transesterification with methanol under basic conditions, at a temperature of 70 ° C at a pressure of 0.1 MPa in the presence of a two-stage sodium methoxide catalyst. The carboxylic acid methyl esters were purified by washing with an acid and water, and then dried. The carboxylic acid composition of the methyl ester derived from soybean oil was as follows: C16: 0.11%; C18: 2.10%; Cl8: 1.8%; C18: 2.54%; and C18: 3.6%. The carboxylic acid methyl ester mixture obtained above was oligomerized in a Parr reactor under high pressure. 200 ml of the raw material and 6 g of bentonite catalyst were introduced into the reactor, the reactor was pressurized with nitrogen twice to displace the oxygen, then the temperature was increased to 350 ° C, and the mixture of the methyl ester of the carboxylic acid was allowed to oligomerize while mixing slowly for 7.2 hours. The monomeric, dimeric and trimeric methyl esters were separated from the reaction mixture using a column of silica gel.

A continuación, los metil ésteres diméricos y triméricos obtenidos anteriormente se hidrogenaron respectivamente como se ha descrito en el ejemplo 1 y se destiló el producto final, dando por tanto un rendimiento del 26 %, en peso, de parafina C36 ramificada y cíclica, y 15 %, en peso, de parafina C54 ramificada y cíclica.Next, the dimeric and trimeric methyl esters obtained above were hydrogenated respectively as described in example 1 and the final product was distilled, thus giving a yield of 26%, by weight, of branched and cyclic C36 paraffin, and 15 %, by weight, of branched and cyclic C54 paraffin.

Las propiedades del componente de hidrocarburo obtenido se presentan en la Tabla 3. Las propiedades del producto son excelentes, siendo la distribución molecular muy estrecha. Los componentes de hidrocarburos se pueden producir también de una manera similar a la de los otros metil ésteres de ácidos carboxílicos de origen vegetal, de pescado o animal que comprenden varios dobles enlaces. El rendimiento del proceso puede mejorarse recirculando los monómeros sin reaccionar.The properties of the hydrocarbon component obtained are presented in Table 3. The properties of the product are excellent, the molecular distribution being very narrow. The hydrocarbon components can also be produced in a manner similar to that of the other carboxylic acid methyl esters of plant, fish or animal origin comprising several double bonds. Process performance can be improved by recirculating unreacted monomers.

Ejemplo 3Example 3

Preparación de un componente de hidrocarburo de a partir de ácidos carboxílicos derivados de aceite de resinaPreparation of a hydrocarbon component from tall oil derived carboxylic acids

En la etapa de pretratamiento, se destilaron ácidos carboxílicos de aceite de resina. Posteriormente, los ácidos carboxílicos se oligomerizaron en un reactor Parr a alta presión. 200 g de la materia prima (ácidos carboxílicos), 16 g de catalizador de montmorillonita y 10 g de agua se introdujeron en el reactor. La temperatura se aumentó a 255 °C y los ácidos carboxílicos se dejaron oligomerizar mezclando lentamente durante 3 horas. La mezcla se enfrió y el catalizador se eliminó por filtración. Los monómeros se separaron de los dímeros y trímeros (ácidos) de la mezcla de reacción utilizando una columna de gel de sílice. El rendimiento del dímero de ácido carboxílico fue del 45 %, en peso.In the pretreatment step, tall oil carboxylic acids were distilled. Subsequently, the carboxylic acids were oligomerized in a high pressure Parr reactor. 200 g of the raw material (carboxylic acids), 16 g of montmorillonite catalyst and 10 g of water were introduced into the reactor. The temperature was increased to 255 ° C and the carboxylic acids were allowed to oligomerize with slow mixing for 3 hours. The mixture was cooled and the catalyst was removed by filtration. The monomers were separated from the dimers and trimers (acids) of the reaction mixture using a column of silica gel. The yield of the carboxylic acid dimer was 45%, by weight.

En la etapa IMO, los dímeros que contenían la fracción se hidrogenaron como en el Ejemplo 1 hasta que no estuvo presente el pico del ácido carboxílico en el espectro FTIR. Se obtuvieron parafinas tanto ramificadas como cíclicas como el producto.In the IMO step, the dimers containing the fraction were hydrogenated as in Example 1 until the peak of the carboxylic acid was not present in the FTIR spectrum. Both branched and cyclic paraffins were obtained as the product.

Las propiedades del componente de hidrocarburo obtenido se presentan en la Tabla 3. Se pueden producir también componentes de hidrocarburos de una manera similar a la de los ácidos carboxílicos libres derivados de otros aceites diferentes del aceite de resina, o a partir de ácidos carboxílicos hidrolizados de aceite vegetal o de pescado o de grasas animales, comprendiendo dichos ácidos dobles enlaces.The properties of the hydrocarbon component obtained are presented in Table 3. Hydrocarbon components can also be produced in a similar way to free carboxylic acids derived from oils other than tall oil, or from oil hydrolyzed carboxylic acids. vegetable or fish or animal fats, said acids comprising double bonds.

Ejemplo 4Example 4

Preparación de un componente de hidrocarburo de a partir de ácidos carboxílicos derivados de aceite de resina, utilizando la prehidrogenaciónPreparation of a hydrocarbon component from tall oil derived carboxylic acids, using prehydrogenation

En la etapa de pretratamiento, se destilaron ácidos carboxílicos de aceite de resina. A continuación, la materia prima comprendía 30 % de ácidos carboxílicos C18:1, 42 % de C18:2, y 9 % de C18:3, en peso. Además, la materia prima contenía 2 % de ácidos de resina. Los ácidos carboxílicos del aceite de resina se oligomerizaron en un reactor Parr a alta presión. 200 g de la mezcla de materia prima, 16 g de catalizador de montmorillonita y 10 g de agua se cargaron en el reactor. Para el desplazamiento del oxígeno, la presión de nitrógeno se aumentó a 0,5 MPa, y la mezcla se agitó a 600 rpm durante un momento. Se liberó la presión, y se repitió la presurización con nitrógeno. A continuación, la temperatura se aumentó a 225 °C y los ácidos carboxílicos se dejaron oligomerizar mezclando lentamente durante 2 horas. El producto se enfrió y el catalizador se eliminó por filtración. Los monómeros, dímeros y trímeros (ácidos) se separaron de la mezcla de reacción usando una columna de gel de sílice. El rendimiento del dímero de ácido carboxílico fue del 45 %, en peso.In the pretreatment step, tall oil carboxylic acids were distilled. The raw material then comprised 30% C18: 1 carboxylic acids, 42% C18: 2, and 9% C18: 3, by weight. Furthermore, the raw material contained 2% resin acids. The tall oil carboxylic acids were oligomerized in a high pressure Parr reactor. 200 g of the raw material mixture, 16 g of montmorillonite catalyst and 10 g of water were charged to the reactor. For oxygen displacement, the nitrogen pressure was increased to 0.5 MPa, and the mixture was stirred at 600 rpm for a moment. The pressure was released, and the pressurization with nitrogen was repeated. The temperature was then increased to 225 ° C and the carboxylic acids were allowed to oligomerize with slow mixing for 2 hours. The product was cooled and the catalyst was removed by filtration. Monomers, dimers and trimers (acids) were separated from the reaction mixture using a silica gel column. The yield of the carboxylic acid dimer was 45%, by weight.

Antes de la etapa IMO, los dobles enlaces de los dímeros obtenidos anteriormente se hidrogenaron usando un catalizador de NiMo/A^Oa presulfurado en un reactor Parr de 450 ml a alta temperatura. La prehidrogenación se llevó a cabo usando un catalizador seco y activado a 230 °C, a una presión de hidrógeno de 5 MPa mezclando a 300 rpm. La hidrogenación de los dímeros se continuó hasta que no se observaron dobles enlaces en el espectro FTIR. Los dímeros se hidrogenaron en la etapa IMO como en el Ejemplo 1, hasta que el pico del ácido carboxílico desapareció del espectro FTIR, seguido por filtración del producto parafínico kieselguhr. Se obtuvieron parafinas ramificadas y cíclicas C34, C35, C36 como los productos finales.Before the IMO step, the double bonds of the dimers obtained above were hydrogenated using a presulfurized NiMo / A ^ Oa catalyst in a 450 ml Parr reactor at high temperature. Prehydrogenation was carried out using a dry activated catalyst at 230 ° C, at a hydrogen pressure of 5 MPa with mixing at 300 rpm. Hydrogenation of the dimers was continued until no double bonds were observed in the FTIR spectrum. The dimers were hydrogenated in the IMO step as in Example 1, until the carboxylic acid peak disappeared from the FTIR spectrum, followed by filtration of the paraffinic kieselguhr product. Branched and cyclic C34, C35, C36 paraffins were obtained as the final products.

Las propiedades del componente de hidrocarburo obtenido se presentan en la Tabla 3. Las propiedades de los componentes de hidrocarburo son excelentes, siendo la distribución molecular muy estrecha. Se pueden producir también componentes de hidrocarburos de una manera similar a la de los ácidos carboxílicos libres derivados de otros aceites diferentes del aceite de resina, o a partir de ácidos carboxílicos hidrolizados de aceite vegetal o de pescado o de grasas animales, comprendiendo dichos ácidos dobles enlaces.The properties of the hydrocarbon component obtained are presented in Table 3. The properties of the hydrocarbon components are excellent, the molecular distribution being very narrow. Hydrocarbon components can also be produced in a manner similar to free carboxylic acids derived from oils other than tall oil, or from hydrolyzed carboxylic acids from vegetable or fish oil or animal fats, said acids comprising double bonds .

Ejemplo 5Example 5

Preparación de un componente de hidrocarburo a partir de metil ésteres de ácidos carboxílicos derivados de aceite de soja y alfa pinenoPreparation of a hydrocarbon component from carboxylic acid methyl esters derived from soybean oil and alpha pinene

Se transesterificó aceite de soja con metanol como en el Ejemplo 2, dando como resultado metil ésteres de ácidos carboxílicos. La mezcla de reacción se purificó lavando con ácido y agua. Finalmente, el metil éster del ácido carboxílico se secó. La composición de ácido carboxílico del metil éster fue la siguiente: C16:0, 11 %; C18:0, 20 %; C18:1, 8%; C18:2, 54 %; y C18:3, 6 %.Soybean oil was transesterified with methanol as in Example 2, resulting in methyl carboxylic acid esters. The reaction mixture was purified by washing with acid and water. Finally, the carboxylic acid methyl ester was dried. The carboxylic acid composition of the methyl ester was as follows: C16: 0.11%; C18: 0.20%; C18: 1.8%; C18: 2.54%; and C18: 3.6%.

El éster metílico de soja obtenido anteriormente se oligomerizó con alfa pineno, siendo la relación molecular 2:1 respectivamente, en un reactor Parr de alta presión usando 8 % de un catalizador de bentonita y 4 % de agua.The soybean methyl ester obtained above was oligomerized with alpha pinene, the molecular ratio being 2: 1 respectively, in a high pressure Parr reactor using 8% of a bentonite catalyst and 4% of water.

200 ml de la mezcla de materia prima se introdujeron en el reactor. El desplazamiento de oxígeno se realizó como en el ejemplo 4. La temperatura y la presión se aumentaron respectivamente hasta 310 °C, y 2 MPa, y el éster metílico de aceite de soja se dejó oligomerizar con alfa pineno mezclando lentamente durante 6 horas.200 ml of the raw material mixture was introduced into the reactor. Oxygen displacement was performed as in Example 4. The temperature and pressure were increased respectively to 310 ° C, and 2 MPa, and the soybean oil methyl ester was allowed to oligomerize with alpha pinene with slow mixing for 6 hours.

El producto oligomerizado se sometió a hidrodesoxigenación como se describe en el Ejemplo 1. Los monómeros se separaron del producto final mediante destilación, dando así una isoparafina C28 ramificada con pineno, y una mezcla de dímeros y trímeros parafínicos derivados del éster metílico del ácido carboxílico. Las propiedades del componente de hidrocarburo obtenido como el producto se presentan en la Tabla 3. También se pueden producir componentes de hidrocarburos ramificados de una forma similar a partir de otros ácidos carboxílicos de origen vegetal, animal o pescado, o de grasas, comprendiendo dichos ácidos varios dobles enlaces, o ésteres metílicos de ácidos carboxílicos y compuestos adecuados con tamaños moleculares pequeños, preferentemente de origen biológico.The oligomerized product was subjected to hydrodeoxygenation as described in Example 1. The monomers were separated from the final product by distillation, thus yielding a pinene-branched C28 isoparaffin, and a mixture of paraffinic dimers and trimers derived from carboxylic acid methyl ester. The properties of the hydrocarbon component obtained as the product are presented in Table 3. Branched hydrocarbon components can also be produced in a similar way from other carboxylic acids of origin. vegetable, animal or fish, or of fats, said acids comprising several double bonds, or methyl esters of carboxylic acids and suitable compounds with small molecular sizes, preferably of biological origin.

Ejemplo 6Example 6

Preparación de un componente de hidrocarburo pesado a partir de ácidos carboxílicos de aceite de resina El aceite de resina se oligomerizó como en el Ejemplo 3, con la excepción de que la reacción se llevó a cabo mezclando lentamente durante 7 horas. Los trímeros se separaron de los dímeros y monómeros de la mezcla de reacción usando una columna de gel de sílice. Preparation of a heavy hydrocarbon component from tall oil carboxylic acids. The tall oil was oligomerized as in Example 3, except that the reaction was carried out with slow mixing for 7 hours. The trimers were separated from the dimers and monomers in the reaction mixture using a column of silica gel.

Los trímeros obtenidos anteriormente se hidrogenaron en una etapa IMO como en el Ejemplo 1 hasta que no estuvo presente el pico del ácido carboxílico en el espectro FTIR. Se obtuvo parafina tanto ramificada como cíclica como el producto. En la Tabla 3 se muestran las propiedades del producto. Se pueden producir también componentes de hidrocarburos de una manera similar a la de los ácidos carboxílicos libres derivados de otros aceites diferentes del aceite de resina, o a partir de ácidos carboxílicos hidrolizados de aceite vegetal o de pescado o de grasas animales, comprendiendo dichos ácidos dobles enlaces.The trimers obtained above were hydrogenated in an IMO step as in Example 1 until the peak of the carboxylic acid was not present in the FTIR spectrum. Both branched and cyclic paraffin were obtained as the product. Table 3 shows the properties of the product. Hydrocarbon components can also be produced in a similar way to free carboxylic acids derived from oils other than tall oil, or from hydrolyzed carboxylic acids from vegetable or fish oil or animal fats, said acids comprising double bonds .

Tabla 3Table 3

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Tabla 4. Pro iedades de los aceites base de la técnica anterior Table 4. Properties of prior art base oils

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continuacióncontinuation

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Ejemplo 7Example 7

Demostración del origen biológico del componente de hidrocarburosDemonstration of the biological origin of the hydrocarbon component

El componente de hidrocarburo de origen biológico procedente del ejemplo 6 se pesó en un aceite base derivado de aceite mineral del Grupo III, y se mezcló completamente. Para la primera muestra, 0,5014 g del componente de hidrocarburo de origen biológico se pesó, y el componente de aceite base del Grupo II se añadió en cantidad suficiente para obtener un peso total de 10,0 g; para la segunda muestra, 1,0137 g del componente de hidrocarburo de origen biológico se pesó, y el componente de aceite base del Grupo II se añadió en cantidad suficiente para obtener un peso total de 10,0232 g. a continuación. Los resultados se expresaron como "porcentaje de carbono moderno", basado en el contenido de carbono radioactivo en la atmósfera de 1950. Actualmente, el porcentaje de carbono moderno en la atmósfera es aproximadamente un valor 107 %..313 C que es el cociente de los isótopos de carbono estables 13c/12c. Mediante este valor, se puede corregir el fraccionamiento de isótopos se produce durante el proceso de tratamiento de la muestra. Los resultados actuales se presentan en la última columna. El método es ASTM D6866.The biologically derived hydrocarbon component from Example 6 was weighed into a Group III mineral oil derived base oil and mixed thoroughly. For the first sample, 0.5014 g of the bio-based hydrocarbon component was weighed, and the Group II base oil component was added in sufficient quantity to obtain a total weight of 10.0 g; For the second sample, 1.0137 g of the bio-based hydrocarbon component was weighed, and the Group II base oil component was added in sufficient quantity to obtain a total weight of 10.0232 g. then. The results were expressed as "percentage of modern carbon", based on the content of radioactive carbon in the 1950 atmosphere. Currently, the percentage of modern carbon in the atmosphere is approximately 107%. 313 C which is the quotient of stable 13c / 12c carbon isotopes. Using this value, you can correct for isotope fractionation that occurs during the sample treatment process. The current results are presented in the last column. The method is ASTM D6866.

Tabla 5Table 5

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Ejemplo 8Example 8

Distribución del número de átomos de carbonoDistribution of the number of carbon atoms

La distribución del número de átomos de carbono de los aceites base de acuerdo con la invención se describe como más estrecha que la de los aceites base convencionales. Los aceites base de la invención contienen cantidades mayores de fracciones C34 - C36 de mayor punto de ebullición en comparación con los productos convencionales del mismo intervalo de viscosidad (KV100 aproximadamente 4 cSt), como se muestra en la Figura 2. La distribución del número de átomos de carbono se determina mediante FIMS. La muestra de análisis FIMS es la del ejemplo 4 con materia prima de ácido graso de aceite de resina C18. Además de la hidrodesoxigenación para producir compuestos C36, también la descarboxilación/descarbonilación produce compuestos C35/C34 parafínico (HDO-descarboxilación/descarbonilación combinada). The carbon atom number distribution of base oils according to the invention is described as narrower than that of conventional base oils. The base oils of the invention contain higher amounts of higher boiling C34-C36 fractions compared to conventional products of the same viscosity range (KV100 about 4 cSt), as shown in Figure 2. The distribution of the number of carbon atoms is determined by FIMS. The FIMS test sample is that of Example 4 with C18 tall oil fatty acid feedstock. In addition to hydrodeoxygenation to produce C36 compounds, also decarboxylation / decarbonylation produces C35 / C34 paraffinic compounds (combined HDO-decarboxylation / decarbonylation).

Claims (15)

REIVINDICACIONES 1. Proceso para la producción de un componente de hidrocarburo saturado, caracterizado por que una materia prima que comprende uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en ácidos carboxílicos que tienen números de átomos de carbono de C4 a C38, ésteres de ácidos carboxílicos de C4 a C38 y alcoholes C1-C11, anhídridos de ácidos carboxílicos C4-C38, y alcoholes C4-C38, componente(s) que está(n) al menos un 50 % en peso insaturados y/o poliinsaturados, se oligomeriza en presencia de un catalizador de arcilla catiónica y se desoxigena para eliminar el oxígeno, en donde la desoxigenación se lleva a cabo como una hidroxidesoxigenación, realizándose la desoxigenación en presencia de hidrógeno, a una temperatura de entre 200 y 500 °C, bajo una presión de entre 0 y 20 MPa, siendo el caudal WHSV de entre 0,1 y 101/h, en presencia de un catalizador de hidrodesoxigenación seleccionado entre un catalizador de Pd, Pt, Ni, NiMo o CoMo que tiene un soporte de alúmina o de gel de sílice, antes o después de la oligomerización.1. Process for the production of a saturated hydrocarbon component, characterized in that a raw material comprising one or more components selected from the group consisting of carboxylic acids having numbers of carbon atoms from C4 to C38, carboxylic acid esters of C4 to C38 and C1-C11 alcohols, C4-C38 carboxylic acid anhydrides, and C4-C38 alcohols, component (s) that are at least 50% unsaturated and / or polyunsaturated by weight, oligomerizes in the presence of a cationic clay catalyst and is deoxygenated to remove oxygen, where deoxygenation is carried out as a hydroxydesoxygenation, deoxygenation being carried out in the presence of hydrogen, at a temperature between 200 and 500 ° C, under a pressure between 0 and 20 MPa, the WHSV flow rate being between 0.1 and 101 / h, in the presence of a hydrodeoxygenation catalyst selected from a Pd, Pt, Ni, NiMo or CoMo catalyst that has an alumina or silica gel support. e, before or after oligomerization. 2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el catalizador de arcilla catiónica es un catalizador de zeolita.2. The process according to claim 1, characterized in that the cationic clay catalyst is a zeolite catalyst. 3. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la materia prima comprende uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste que consiste en ácidos carboxílicos que tienen números de átomos de carbono de C4 a C24, ésteres de ácidos carboxílicos de C12 a C24 y alcoholes C1-C3, anhídridos de ácidos carboxílicos C12-C24 y alcoholes C12-C24.3. The process according to claims 1 or 2, characterized in that the raw material comprises one or more components selected from the group consisting of carboxylic acids having carbon atom numbers from C4 to C24, carboxylic acid esters C12 to C24 and C1-C3 alcohols, C12-C24 carboxylic acid anhydrides and C12-C24 alcohols. 4. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que la materia prima comprende al menos un material de partida de origen biológico, seleccionado del grupo que consiste en triglicéridos, ácidos grasos, ésteres de ácidos grasos y alcoholes, anhídridos de ácido graso y alcoholes grasos.4. The process according to any of claims 1-3, characterized in that the raw material comprises at least one starting material of biological origin, selected from the group consisting of triglycerides, fatty acids, esters of fatty acids and alcohols, anhydrides of fatty acid and fatty alcohols. 5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que el material de partida se selecciona del grupo que consiste en:5. The process according to claim 4, characterized in that the starting material is selected from the group consisting of: a) grasas vegetales, aceites vegetales, ceras vegetales; grasas animales, aceites animales, ceras animales; grasas de pescado, aceites de pescado, ceras de pescado, y las mezclas de las mismas, ya) vegetable fats, vegetable oils, vegetable waxes; animal fats, animal oils, animal waxes; fish fats, fish oils, fish waxes, and mixtures thereof, and b) ácidos grasos libres, o ácidos grasos obtenidos mediante hidrólisis, transesterificación ácida o reacciones de pirólisis de grasas vegetales, aceites vegetales, ceras vegetales, grasas animales, aceites animales, ceras animales, grasas de pescado, aceites de pescado, ceras de pescado, y las mezclas de las mismas, y c) ésteres obtenidos mediante transesterificación a partir de grasas vegetales, aceites vegetales, ceras vegetales, grasas animales, aceites animales, ceras animales, grasas de pescado, aceites de pescado, ceras de pescado, y las mezclas de las mismas, yb) free fatty acids, or fatty acids obtained by hydrolysis, acid transesterification or pyrolysis reactions of vegetable fats, vegetable oils, vegetable waxes, animal fats, animal oils, animal waxes, fish fats, fish oils, fish waxes, and their mixtures, and c) esters obtained by transesterification from vegetable fats, vegetable oils, vegetable waxes, animal fats, animal oils, animal waxes, fish fats, fish oils, fish waxes, and mixtures of the same, and d) ésteres obtenidos mediante esterificación de los ácidos grasos libre de origen vegetal, animal y de pescado con alcoholes, y las mezclas de los mismos, yd) esters obtained by esterification of free fatty acids of vegetable, animal and fish origin with alcohols, and their mixtures, and e) alcoholes grasos obtenidos como productos de reducción de ácidos grasos de grasas vegetales, aceites vegetales, ceras vegetales, grasas animales, aceites animales, ceras animales, grasas de pescado, aceites de pescado, ceras de pescado, y las mezclas de las mismas, ye) fatty alcohols obtained as products of reduction of fatty acids from vegetable fats, vegetable oils, vegetable waxes, animal fats, animal oils, animal waxes, fish fats, fish oils, fish waxes, and their mixtures, Y f) grasas residuales y grasas y aceites recirculados de calidad alimentaria, y grasas, aceites y ceras obtenidos mediante ingeniería genética, y las mezclas de los mismos, yf) residual fats and food grade recirculated fats and oils, and genetically engineered fats, oils and waxes, and mixtures thereof, and g) mezclas de dichos materiales de partida.g) mixtures of said starting materials. 6. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado por que los componentes contienen al menos un 80 % en peso de compuestos insaturados y/o poliinsaturados.6. The process according to any of claims 1-5, characterized in that the components contain at least 80% by weight of unsaturated and / or polyunsaturated compounds. 7. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado por que la oligomerización se lleva a cabo a una presión de 0 a 10 MPa y a una temperatura de 100 a 500 °C.The process according to any one of claims 1-6, characterized in that the oligomerization is carried out at a pressure of 0 to 10 MPa and a temperature of 100 to 500 ° C. 8. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado por que hasta un 10 %, preferentemente del 0,1 al 4 % en peso de agua se añade a la materia prima que contiene los ácidos carboxílicos en la etapa de oligomerización.8. The process according to any of claims 1-7, characterized in that up to 10%, preferably 0.1 to 4% by weight of water is added to the raw material containing the carboxylic acids in the oligomerization step. 9. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado por que antes de la hidrodesoxigenación, el producto de la etapa de oligomerización se somete a prehidrogenación en presencia de un catalizador, a una temperatura de entre 50 y 400 °C, bajo una presión de hidrógeno de entre 0,1 y 20 MPa, siendo el caudal WHSV de entre 0,1 y 101/h.9. The process according to any of claims 1-8, characterized in that before hydrodeoxygenation, the product of the oligomerization stage is subjected to prehydrogenation in the presence of a catalyst, at a temperature of between 50 and 400 ° C, under a hydrogen pressure between 0.1 and 20 MPa, the WHSV flow rate being between 0.1 and 101 / h. 10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que el catalizador es un catalizador de Pd, Pt, Ni, NiMo o CoMo que tiene un soporte de alúmina y/o de gel de sílice.10. The process according to claim 9, characterized in that the catalyst is a Pd, Pt, Ni, NiMo or CoMo catalyst having an alumina and / or silica gel support. 11. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado por que la materia prima del proceso, o el producto de la etapa de oligomerización, se someta a descarboxilación/descarbonilación en presencia de un catalizador de descarboxilación/descarbonilación, a una temperatura de entre 200 y 400 °C, una presión de entre 0 y 20 MPa, siendo el caudal WHSV de entre 0,1 y 101/h.The process according to any of claims 1-8, characterized in that the raw material of the process, or the product of the oligomerization step, is subjected to decarboxylation / decarbonylation in the presence of a decarboxylation / decarbonylation catalyst, at a temperature between 200 and 400 ° C, a pressure between 0 and 20 MPa, the WHSV flow being between 0.1 and 101 / h. 12. El proceso de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que el catalizador de descarboxilación/descarbonilación es un catalizador de Pd, Pt, Ni, NiMo o CoMo que tiene un soporte de alúmina y/o de gel de sílice o un soporte de carbón activado.12. The process according to claim 11, characterized in that the decarboxylation / decarbonylation catalyst is a Pd, Pt, Ni, NiMo or CoMo catalyst having an alumina and / or silica gel support or a activated carbon. 13. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-12, caracterizado por que después de las etapas de oligomerización y desoxigenación, el producto se somete a isomerización en presencia de hidrógeno gaseoso a una presión de entre 0,1 y 20 MPa, a una temperatura de entre 100 y 500 °C, en presencia de un catalizador de isomerización.13. The process according to any of claims 1-12, characterized in that after the oligomerization and deoxygenation stages, the product is subjected to isomerization in the presence of hydrogen gas at a pressure of between 0.1 and 20 MPa, at a temperature between 100 and 500 ° C, in the presence of an isomerization catalyst. 14. El proceso de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por que el catalizador de isomerización es un catalizador soportado que contiene un tamiz molecular y un metal del Grupo VIII de la tabla periódica de los elementos.14. The process according to claim 13, characterized in that the isomerization catalyst is a supported catalyst containing a molecular sieve and a metal from Group VIII of the periodic table of elements. 15. Uso del proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-14 para producir fracciones de aceite base, gasolina, disolvente y/o diésel. 15. Use of the process according to any one of claims 1-14 to produce fractions of base oil, gasoline, solvent and / or diesel.
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