[go: up one dir, main page]

WO2013030414A1 - Procedimiento de obtención de alcanos ramificados e hidrocarburos aromáticos - Google Patents

Procedimiento de obtención de alcanos ramificados e hidrocarburos aromáticos Download PDF

Info

Publication number
WO2013030414A1
WO2013030414A1 PCT/ES2011/070616 ES2011070616W WO2013030414A1 WO 2013030414 A1 WO2013030414 A1 WO 2013030414A1 ES 2011070616 W ES2011070616 W ES 2011070616W WO 2013030414 A1 WO2013030414 A1 WO 2013030414A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gasification
synthesis gas
reactions
pyrolysis
aromatic compounds
Prior art date
Application number
PCT/ES2011/070616
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel GONZÁLEZ GONZÁLEZ
Original Assignee
Guradoor, S.L.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guradoor, S.L. filed Critical Guradoor, S.L.
Priority to EP11871427.8A priority Critical patent/EP2752477A1/en
Priority to BR112014004680A priority patent/BR112014004680A2/pt
Priority to US14/342,173 priority patent/US20140235912A1/en
Publication of WO2013030414A1 publication Critical patent/WO2013030414A1/es

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/367—Formation of an aromatic six-membered ring from an existing six-membered ring, e.g. dehydrogenation of ethylcyclohexane to ethylbenzene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/656—Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/6567—Rhenium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
    • C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
    • C01B3/26—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
    • C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
    • C07C5/2729—Changing the branching point of an open chain or the point of substitution on a ring
    • C07C5/2732—Catalytic processes
    • C07C5/2754—Catalytic processes with metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
    • C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
    • C07C5/31—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton changing the number of rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C10G2/33—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used
    • C10G2/331—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals
    • C10G2/333—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals of the platinum-group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G35/00—Reforming naphtha
    • C10G35/04—Catalytic reforming
    • C10G35/06—Catalytic reforming characterised by the catalyst used
    • C10G35/085—Catalytic reforming characterised by the catalyst used containing platinum group metals or compounds thereof
    • C10G35/09—Bimetallic catalysts in which at least one of the metals is a platinum group metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/064—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing iron group metals, noble metals or copper
    • C07C2529/068—Noble metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1022—Fischer-Tropsch products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/30—Aromatics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0926—Slurries comprising bio-oil or bio-coke, i.e. charcoal, obtained, e.g. by fast pyrolysis of biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C10J2300/0933—Coal fines for producing water gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C10J2300/0936—Coal fines for producing producer gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C10J2300/0976—Water as steam
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Definitions

  • the present invention relates to a process for the recovery of energy from waste originating in a process of obtaining synthesis gas, essentially a mixture of CO, CO2 and H 2 , from wet ground coal.
  • the invention relates to a process for energy recovery, basically in the form of saturated cyclic and branched alicyclic hydrocarbons as well as in the form of aromatic compounds, from the residues originated in a process for obtaining synthesis gas , especially from a gasification-pyrolysis process of wet milled coal, these residues consisting essentially of gases of diverse composition that can be used as fuels in some cases and as raw materials in others.
  • the use of the aforementioned residual products may involve a reforming process, which can be carried out in order to increase volatility (molecular size reduction) or to convert paraffins Ineales in isoparaffins, olympic, and / or diaphanous (cycloalkane) olives in aromatics.
  • the nature of the final product is influenced by the structure and composition of the naphtha fed, this by the nature of the residual hydrocarbon mixture obtained.
  • the reactions resemble those in the cracking of diesel oils: the molecular size is reduced while olefins and certain aromatic compounds are synthesized.
  • an alkane can be converted into another alkane of lower molecular weight and an olefin according to the following reaction, where n> x + y,
  • cyclohexane benzene In the catalytic reforming, the number of carbon atoms of the constituents of the charge does not vary. For example, cyclohexane is transformed into benzene. However, the process is somewhat more complicated. It is possible to convert substituted cyclohexanes into substituted benzenes; Linear paraffins such as n-heptane become toluene and also substituted cyclopentanes can undergo ring expansion and become aromatic. When heavy naphtha are used as waste materials, methylnaphthalenes are formed. Catalytic reforming is a reaction that occurs through carbocationes; however, aromatic production reactions are favored.
  • alkanes become their branched chain isomers.
  • the fraction of 5 and 6 carbon atoms that comes naturally in gasoline is isomerized to give large octane products that will then be mixed with low octane gasolines.
  • the reformation can be carried out in two different ways, medium heat (called heat reform) or medium heat and the assistance of a channeler (ca ⁇ al ⁇ ica reform).
  • the reform process is released as hydrogen production.
  • the process described here allows energy to be recovered from the waste originating in a process for obtaining synthesis gas, especially from a gasification-pyrolysis process of wet ground coal, so that at least part of these wastes are transformed in compounds that have a higher octane number, such as branched alkanes and aromatic compounds.
  • hydrogen is released as the final product, said hydrogen can be recycled for use in chemical plants later or be fed back to the gasification-pyrolysis process itself to enrich the synthesis gases obtained.
  • the process of the invention comprises subjecting the residual products of the formation of synthesis gas from wet milled coal, in accordance with a gasification-pyrolysis process, to a subsequent treatment in order to transform such residual products in others of the branched alkane type and aromatic compounds, the hydrogen produced in these reactions being recovered and available for use in other chemical processing plants, as fuel or re-fed to the gasification-pyrolysis process itself in order to enrich the synthesis gas obtained.
  • a catalytic reactor downstream of the gasification-pyrolysis reactor, a catalytic reactor is operated which operates at a temperature of 1,100 ° C, which is reached by means of the imitation of energy from the gasification-pyrolysis reactor itself, either in the form of heat or in the form of water vapor that has previously fed the gasification-pyrolysis reactor.
  • a catalyst based on platinum-rhenium-alumina preferably platinum, supported, for example in alumina, or not supported.
  • the temperature at which the process is carried out allows the development of the chemical reactions mentioned above but does not entail the deposition of solid carbon on the catalyst surface, since that essentially the hydrogen obtained as a reaction byproduct in the catalytic reactor is removed and recycled for other uses or to the same gaisification-pyrolysis process, as mentioned above, which eliminates the need to carry out a catalyst cleaning for its use in continuous, facilitating the production of compounds of high energetic value as a stage after the gasification-pyrolysis of coal.
  • Procedure for energy recovery from synthetic gas residues from wet ground coal in accordance with a gasification-pyrolysis process, characterized in that it comprises subjecting the residual products of the synthesis gas formation to a subsequent treatment with in order to transform it into others of ramified alkane type and aromatic compounds, recovering the hydrogen produced in these reactions and being available for use in other chemical processing plants, as fuel or re-fed to the gasification-pyrolysis process itself to enrich the synthesis gas
  • Process for energy recovery from synthetic gas residues characterized in that the reactions to obtain aromatic compounds and branched alkanes are catalyzed by a catalyst based on platinum-rhenium-alumina, preferably platinum, supported, for example in alumina, or not supported.
  • Process for recovering energy from synthetic gas residues characterized in that the reactions to obtain aromatic compounds and branched alkanes are carried out in a catalytic reactor operating at a temperature of 1 100 ° C located downstream of the gasification-pyrolysis reactor.
  • Procedure for the recovery of energy from residues of synthesis gas from wet ground coal which comprises subjecting the residual products of the synthesis gas formation to a subsequent treatment with the in order to transform it into others of the branched alkane type and aromatic compounds, recovering the hydrogen produced in these reactions and remaining available for use in other chemical processing plants, as fuel or fed back to the gasification process itself- pyrolysis to enrich the synthesis gas.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Procedimiento para la recuperación de energía a partir de residuos de gas de síntesis procedentes de carbón molido húmedo, de acuerdo con un proceso de gasificación-piról isis, que comprende someter los productos residuales de la formación de gas de síntesis a un tratamiento posterior con el fin de transformarlo en otros de tipo alcano ramificado y compuestos aromáticos, recuperándose el h idrógeno producido en estas reacciones y quedando d ispon i bl e para su uso en otras plantas de procesado qu ím ico, como combustible o realimentado al propio proceso de gasificación-pirólisis para enriquecer el gas de síntesis.

Description

PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE ALCANOS RAMIFICADOS E
HIDROCARBUROS AROMÁTICOS
En general, la presente invención se refiere a un procedimiento para la recuperación de energía a partir de los residuos originados en un proceso de obtención de gas de síntesis, esencialmente una mezcla de CO, CO2 y H2, a partir de carbón molido húmedo.
Concretamente, la invención se refiere a un proced im iento para la recuperación de energía, básicamente en forma de hidrocarburos saturados cíclicos y alicíclicos ramificados así como en forma de compuestos aromáticos, a partir de los residuos originados en un procedimiento de obtención de gas de síntesis, en especial a partir de un procedimiento de gasificación-pirólisis de carbón molido húmedo, consistiendo estos residuos esencialmente en gases de composición diversa que pueden emplearse como combustibles en algunos casos y como materias primas en otros.
Las reacciones invol ucradas en la gasificación d e ca rbón so n esencialmente las siguientes:
C + ½ O2→CO AHr = -9,25 MJ/Kg
C + CO2→2CO AHr = 14,37 MJ/Kg
C + H2O→CO + H2 AHr = 10,94 MJ/Kg
CH4 + ½ O2→CO + 2H2 AHr = -35,7 MJ/kmol
H2 + ½ O2→H2O ΔΗΓ = -242 MJ/kmol
CH4 + H2O→CO + 3H2 ΔΗΓ = 206 MJ/kmol
CO + H2O→CO2 + H2 ΔΗΓ = -41 ,1 MJ/kmol y en menor medida, como reacciones secundarias,
• CO + ½ O2→CO2 + 67Kcal/mol
• CO + 3H2→ CH4 + H2O + 49 Kcal/mol
· CO2 + 4H2→ CH4 + 2 H2O + 42 Kcal/mol Debido a que las reacciones mencionadas son ciertamente equilibrios, factores diversos como la temperatura o la presión modifican en gran medida el rendimiento del proceso de gasificación así como la naturaleza de los productos residuales obtenidos, básicamente el gas resultante tiene un bajo porcentaje de metano, alquitranes (parafinas y olefinas) y aceites.
Al igual que los conocidos procesos de reformado de derivados del petróleo, el aprovechamiento de los productos residuales mencionados puede implicar un procedimiento de reformado, el cual puede llevarse a cabo con el fin de aumentar la volatilidad (reducción del tamaño molecular) o para convertir parafinas l ineales en isoparafi nas, ol efi n as y a romáticos y/o ñafíenos (cicloalcanos) en aromáticos. La naturaleza del producto final es influenciada por la estructura y composición de la nafta alimentada, esto por la naturaleza de la mezcla de hidrocarburos residual obtenida.
Así, durante el reformado térmico, las reacciones se parecen a aquellas en el craqueo de gasóleos: se reduce el tamaño molecular a la vez q ue se sintetizan olefinas y ciertos compuestos aromáticos. Por ejemplo, un alcano puede ser convertido en otro alcano de menor peso molecular y una olefina según la reacción siguiente, donde n > x + y,
CH3-(CH2)n-CH3 → CH3(CH2)x- CH3 + CH3-(CH2)^CH=CH2 alcano alcano Olefina o un alcano puede transformarse en un cicloalcano, el cual se convierte a su vez en un compuesto aromático, tal como ocurre en la reacción a continuación:
Figure imgf000003_0001
ciclohexano benceno En el reformado catal ítico, el número de átomos de carbono de los constituyentes de la carga no varía. Por ejemplo, el ciclohexano se transforma en benceno. No obstante, el proceso es algo más complicado. Es posible convertir ciclohexanos sustituidos en bencenos sustituidos; parafinas lineales como n-heptano se convierten en tolueno y también ciclopentanos sustituidos pueden experimentar una expansión en el anillo y convertirse en aromáticos. Cuando se emplean naftas pesadas como materiales residuales, se forman metilnaftalenos. El reformado catalítico es una reacción que se produce a través de carbocationes; sin embargo, se ven favorecidas las reacciones de producción de aromáticos.
Figure imgf000004_0001
Figure imgf000004_0002
Por otro lado, en los procesos de isomerización, los alcanos se convierten en sus isómeros de cadena ramificada. Por ejemplo, el butano se isomeriza a isobutano para luego ser utilizado para la alquilación del isobutileno y otras olefinas. La fracción de 5 y 6 átomos de carbono que viene naturalmente en la gasolina, se isomeriza para dar productos de gran octanaje que después se mezclarán con gasolinas de bajo índice de octano. Por ejemplo,
GH3
H ,C CT½"-~ CH? CH¾ CH2 ™~ CH3 - H:i.C CHZ CH3CH C 3 Hexano Isohexano CH3CH2CH2CH2CH2CH2 H
Figure imgf000005_0001
Así, es objeto de la invención proporcionar un procedimiento para la recuperación de energ ía, básicamente en forma de hidrocarburos saturados cíclicos y alicíclicos ramificados, así como en forma de compuestos aromáticos, a partir de los residuos originados en un procedimiento de obtención de gas de síntesis, en especial a partir de un procedimiento de gasificación-pirólisis de carbón molido húmedo, consistiendo estos residuos esencialmente en gases de composición diversa que pueden emplearse como combustibles en algunos casos y como materias primas en otros.
Son conocidos diferentes procesos de reformación de gasolinas, gracias los cuales se aumenta el rendimiento de las gasolinas así como su número de octanos. El contenido orig inal de gasol inas que proviene del petróleo es insuficiente para cubrir la alta demanda del mercado, por lo que se hace necesario transformar en gasolinas algunas fracciones del petróleo de menor valor. Las moléculas a las que se les asigna en mayor índice de octano son: alcanos ramificados y aromáticos. Los alcanos lineales y ñafíenos tienen menor índice de ocíano, y es deseable íransformarlos en isómeros (ramificados) y en aromáíicos respecíivameníe. Las moléculas l ineales íienden a deíonar por presión. Por ello, se íraía de "reformar" dichas moléculas lineales en ramificadas y cícl icas. Al ser más compacías no deíonan por efecío de la presión . La reformación puede real izarse de dos maneras disíinías, medianíe calor (se denom ina reformación íérm ica) o med ianíe calor y la asisíen cia d e u n caíalizador (reformación caíalííica). Duraníe el proceso de reformación se libera como producío hidrógeno. El procedimiento aquí descrito permite recuperar energía a partir de los residuos originados en un procedimiento de obtención de gas de síntesis, en especial a partir de un procedimiento de gasificación-pirólisis de carbón molido húmedo, de forma que al menos parte de estos residuos se transforman en compuestos que presentan un mayor índice de octanos, tales como alcanos ramificados y compuestos aromáticos. Tal como se ha mencionado, debido a que durante este proceso se libera hidrógeno como producto final, dicho hidrógeno puede ser reciclado para su uso en plantas químicas posteriormente o ser realimentado al propio proceso de gasificación-pirólisis para enriquecer los gases de síntesis obtenidos.
Para ello, el procedimiento de la invención comprende someter los productos residuales de la formación de gas de síntesis a partir de carbón mol ido húmedo, de acuerdo con un proceso de gasificación-pirólisis, a un tratamiento posterior con el fin de transformar tales productos residuales en otros del tipo alcano ramificado y compuestos aromáticos, recuperándose el hidrógeno producido en estas reacciones y quedando disponible para su uso en otras plantas de procesado químico, como combustible o realimentado al propio proceso de gasificación-pirólisis con el fin de enriquecer el gas de síntesis obtenido. Con tal fin, aguas abajo del reactor de gasificación-pirólisis, se dispone un reactor catalítico que opera a una temperatura de 1 100°C, la cual es alcanzada med iante una al imentación de energ ía procedente del propio reactor de gasificación-pirólisis, bien en forma de calor o bien en forma de vapor de agua que previamente ha alimentado al reactor de gasificación-pirólisis. En el interior de tal reactor catal ítico, las reacciones de reformado e isomerización para obtener compuestos aromáticos y alcanos ramificados, de alto poder energético, son catal izadas mediante un catalizador basado en platino-renio-alúmina, preferentemente de platino, soportado, por ejemplo en alúmina, o no soportado. La temperatura a la que se lleva a cabo el proceso permite el desarrollo de las reacciones químicas antes mencionadas pero no conlleva la deposición de carbono sólido sobre la superficie del catalizador, ya que se elimina esencialmente el hidrógeno obtenido como subproducto de reacción en el reactor catalítico y se recicla para otros usos o al mismo proceso de gaisificación-pirólisis, como se ha mencionado anteriormente, lo que elimina la necesidad de llevar a cabo una limpieza del catalizador para su uso en continuo, facilitando la producción de compuestos de alto valor energético como una etapa posterior a la gasificación-pirólisis del carbón.
REIVINDICACIONES
Procedimiento para la recuperación de energ ía a partir de residuos de gas de síntesis procedentes de carbón molido húmedo, de acuerdo con un proceso de gasificación-pirólisis, caracterizado porque comprende someter los productos residuales de la formación de gas de síntesis a un tratamiento posterior con el fin de transformarlo en otros de tipo alcano ram ificado y compuestos aromáticos, recuperándose el h idrógeno producido en estas reacciones y quedando disponible para su uso en otras plantas de procesado químico, como combustible o realimentado al propio proceso de gasificación-pirólisis para enriquecer el gas de síntesis.
Procedimiento para la recuperación de energ ía a partir de residuos de gas de síntesis según la reivindicación 1 , caracterizado porque las reacciones para obtener compuestos aromáticos y alcanos ramificados son catalizadas mediante un catalizador basado en platino-renio-alúmina, preferentemente de platino, soportado, por ejemplo en alúmina, o no soportado.
Procedimiento para la recuperación de energía a partir de residuos de gas de síntesis según la reivindicación 1 , caracterizado porque las reacciones para obtener compuestos aromáticos y alcanos ramificados se llevan a cabo en un reactor catal ítico que opera a una temperatura de 1 100°C situado aguas abajo del reactor de gasificación-pirólisis.
Procedimiento para la recuperación de energ ía a partir de residuos de gas de síntesis según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha tem peratu ra es alcanzada med iante una al imentación de energía procedente del propio reactor de gasificación-pirólisis, bien en forma de calor o bien en forma de vapor de agua que previamente ha alimentado al reactor de gasificación-pirólisis. RESUMEN
PROCEDIMIENTO PARA LA RECUPERACIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE
RESIDUOS DE GAS DE SÍNTESIS
Procedimiento para la recuperación de energía a partir de residuos de gas de síntesis procedentes de carbón molido húmedo, de acuerdo con un proceso de gasificación-piról isis, que comprende someter los productos residuales de la formación de gas de síntesis a un tratamiento posterior con el fin de transformarlo en otros de tipo alcano ramificado y compuestos aromáticos, recuperándose el h idrógeno producido en estas reacciones y quedando d ispon i bl e para su uso en otras plantas de procesado qu ím ico, como combustible o realimentado al propio proceso de gasificación-pirólisis para enriquecer el gas de síntesis.

Claims

- 7 -
REIVINDICACIONES
Procedimiento para la recuperación de energ ía a partir de residuos de gas de síntesis procedentes de carbón molido húmedo, de acuerdo con un proceso de gasificación-pirólisis, caracterizado porque comprende someter los productos residuales de la formación de gas de síntesis a un tratamiento posterior con el fin de transformarlo en otros de tipo alcano ram ificado y compuestos aromáticos, recuperándose el h idrógeno producido en estas reacciones y quedando disponible para su uso en otras plantas de procesado químico, como combustible o realimentado al propio proceso de gasificación-pirólisis para enriquecer el gas de síntesis.
Procedimiento para la recuperación de energ ía a partir de residuos de gas de síntesis según la reivindicación 1 , caracterizado porque las reacciones para obtener compuestos aromáticos y alcanos ramificados son catalizadas mediante un catalizador basado en platino-renio-alúmina, preferentemente de platino, soportado, por ejemplo en alúmina, o no soportado.
Procedimiento para la recuperación de energía a partir de residuos de gas de síntesis según la reivindicación 1 , caracterizado porque las reacciones para obtener compuestos aromáticos y alcanos ramificados se llevan a cabo en un reactor catal ítico que opera a una temperatura de 1 100°C situado aguas abajo del reactor de gasificación-pirólisis.
Procedimiento para la recuperación de energ ía a partir de residuos de gas de síntesis según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha tem peratu ra es alcanzada med iante una al imentación de energía procedente del propio reactor de gasificación-pirólisis, bien en forma de calor o bien en forma de vapor de agua que previamente ha alimentado al reactor de gasificación-pirólisis.
PCT/ES2011/070616 2011-09-01 2011-09-01 Procedimiento de obtención de alcanos ramificados e hidrocarburos aromáticos WO2013030414A1 (es)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11871427.8A EP2752477A1 (en) 2011-09-01 2011-09-01 Method for obtaining branched alkanes and aromatic hydrocarbons
BR112014004680A BR112014004680A2 (pt) 2011-09-01 2011-09-01 processo para recuperação de energia a partir de resíduos de gás de síntese
US14/342,173 US20140235912A1 (en) 2011-09-01 2011-09-01 Method for obtaining branched alkanes and aromatic hydrocarbons

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ESP201131440 2011-09-01
ES201131440A ES2401800B1 (es) 2011-09-01 2011-09-01 Procedimiento para el aprovechamiento de residuos de gas de síntesis.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013030414A1 true WO2013030414A1 (es) 2013-03-07

Family

ID=47755375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2011/070616 WO2013030414A1 (es) 2011-09-01 2011-09-01 Procedimiento de obtención de alcanos ramificados e hidrocarburos aromáticos

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140235912A1 (es)
EP (1) EP2752477A1 (es)
BR (1) BR112014004680A2 (es)
ES (1) ES2401800B1 (es)
WO (1) WO2013030414A1 (es)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2594033B1 (es) * 2015-06-12 2017-11-07 Lysply Hidrogeno Butanol Gasolina, S.A. Proceso industrial para la obtención y el almacenamiento de energía

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2009778A (en) * 1977-12-01 1979-06-20 Shell Int Research Process for Preparing Gasoline from Coal
EP0017474A1 (en) * 1979-04-06 1980-10-15 Standard Oil Company Reforming with an improved rhenium-containing catalyst
EP0083875A1 (en) * 1981-12-31 1983-07-20 Exxon Research And Engineering Company Process for catalytic reforming of naphtha using platinum and rhenium catalyst

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2009778A (en) * 1977-12-01 1979-06-20 Shell Int Research Process for Preparing Gasoline from Coal
EP0017474A1 (en) * 1979-04-06 1980-10-15 Standard Oil Company Reforming with an improved rhenium-containing catalyst
EP0083875A1 (en) * 1981-12-31 1983-07-20 Exxon Research And Engineering Company Process for catalytic reforming of naphtha using platinum and rhenium catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
ES2401800B1 (es) 2014-02-26
EP2752477A1 (en) 2014-07-09
BR112014004680A2 (pt) 2017-04-04
ES2401800A1 (es) 2013-04-24
US20140235912A1 (en) 2014-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Aqueous phase reforming of sorbitol to bio-gasoline over Ni/HZSM-5 catalysts
US8889746B2 (en) Enhancement of Fischer-Tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a GTL environment
Petersen et al. Evaluating refinery configurations for deriving sustainable aviation fuel from ethanol or syncrude
US8816137B2 (en) Efficient and environmentally friendly processing of heavy oils to methanol and derived products
AU2011376695B2 (en) Enhancement of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a GTL environment
RU2665691C2 (ru) Усовершенствованный способ фишера-тропша для составления углеводородного топлива с применением условий gtl
KR101336574B1 (ko) 피셔-트롭쉬 합성 생성물로부터 프로필렌 및 에틸렌의 제조방법
WO2023002704A1 (ja) 芳香族化合物の製造方法
Ibrahim Hydrogen production from light hydrocarbons
CA2751615C (en) Enhancement of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a gtl environment
CA2872194C (en) Process for co-producing commercially valuable products from byproducts of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a gtl environment
WO2013030414A1 (es) Procedimiento de obtención de alcanos ramificados e hidrocarburos aromáticos
ES2242679T3 (es) Desproporcion de isopentano.
Ponomarev Electron-beam radiolysis of gaseous alkanes under circulation conditions: Gas-to-liquid transformation
CA2847631C (en) Process for producing jet fuel from a hydrocarbon synthesis product stream
Urbani et al. MCFC integrated system in a biodiesel production process
RU2458966C1 (ru) Способ переработки органического сырья (варианты)
WO2023230117A1 (en) Method for the production of low carbon jet fuel
Hindman Methanol to gasoline technology
AU2012235394B2 (en) Method of removing heavy hydrocarbons
ES2397448B1 (es) Procedimiento para la alquilación de hidrocarburos residuales de procesos pirolíticos
ES2594033B1 (es) Proceso industrial para la obtención y el almacenamiento de energía
JP2007270063A (ja) 軽質炭化水素組成物の処理方法、並びに、芳香族炭化水素組成物、芳香族炭化水素、ガソリン及びナフサ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11871427

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14342173

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011871427

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112014004680

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112014004680

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20140227