BR0108889B1

BR0108889B1 - processo para a recuperação de produtos gasosos a partir da mistura de produtos, e, método para re-equipar um processo existente.

Info

Publication number: BR0108889B1
Application number: BRPI0108889-0A
Authority: BR
Inventors: Pim Ghijsen
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2011-02-08
Also published as: US7074323B2; AU5215501A; DE60123395T2; ATE340838T1; WO2001064818A1; EP1261682A1; ES2273827T3; JP2003525344A; US20030075485A1; EP1261682B1; BR0108889A; DE60123395D1

Description

"PROCESSO PARA A RECUPERAÇÃO DE PRODUTOS GASOSOS APARTIR DA MISTURA DE PRODUTOS, E, MÉTODO PARA RE-EQUIPAR UM PROCESSO EXISTENTE"

A invenção está relacionada a processo para a recuperação deprodutos gasosos a partir de uma mistura de produtos obtida pelo contato deuma alimentação de hidrocarbonetos com um catalisador em um processo decraqueamento catalítico fluido (FCC).

Tal processo se acha descrito em "Fluid Catalytic CrackingTechnology and Operations", Joseph W. Wilson, 1997, PennWell PublishingCompany, Tulsa, Oklahoma, USA, páginas 9-18 e 236-248. De acordo comesta publicação a mistura de produtos do FCC é primeiro separada em umfracionador principal por meio de uma destilação. O gás do tambor de topodo fracionador principal flui para um compressor de gás úmido. Este éusualmente uma máquina de dois estágios. A descarga do primeiro estágio éresfriada e parcialmente condensada em um resfriador entre estágios e asfrações de líquido e gás resultantes são subseqüentemente separadas em umtambor separador entre estágios. O líquido obtido neste tambor separador écombinado com o líquido obtido após a compressão do segundo estágio ealimentado a um extrator. Neste extrator, ou torre de desetanização, o etano emateriais mais leves são removidos da alimentação líquida. A fração gasosaobtida no extrator é suprida para um absorvedor. Para este absorvedor,também a fração gasosa comprimida obtida após a segunda compressão éfornecida. No absorvedor os compostos mais pesados são removidos pelocontato da fração gasosa com um fluido absorvedor, também referido comoóleo absorvedor ou óleo pobre. O produto de fundo obtido no extrator éalimentado a uma desbutanizadora. Como fluido absorvedor os líquidos detopo do fracionador principal ou de fundo da desbutanizadora são usados.Tipicamente, a temperatura do fluido de topo líquido é entre 40 e 50° C. Ogás de topo do absorvedor flui para um absorvedor secundário ou de esponja.O absorvedor de esponja tem a intenção de recuperar materiais na faixa dagasolina (na maioria C5s) ainda presentes no gás que deixa o absorvedorprimário. O óleo rico obtido no absorvedor de esponja é reciclado para ofracionador principal. Por causa desse reciclo de hidrocarbonetos de baixoponto de ebulição presentes no óleo rico para o fracionador principal, umaumento de gás a ser manuseado pelo compressor irá resultar.

A US-A-5034565 descreve um processo conforme acimadescrito, onde o absorvedor primária e o extrator são combinados como umúnico vaso. As US-A-4431529, US-A-4714524 e US-A-4605493 descrevemum processo conforme acima descrito ilustrando formas de realização onde oextrator e o absorvedor são arranjados como etapas de processo/vasosseparados. Nos processos acima os produtos de fundo da desbutanizadora sãousados como fluido absorvedor.

Um problema encontrado freqüentemente com os processosacima descritos é que a capacidade do fracionador principal, do compressor,do absorvedor primário e/ou extrator não é suficientemente alta quando acarga da mistura de produtos do FCC é aumentada. Em outras palavras, essasoperações unitárias poderão formar um gargalo quando a capacidade daunidade de FCC aumenta. Um aumento da mistura de produtos do FCCpoderá ser, por exemplo, resultante de um melhor catalisador para FCCutilizado ou um aumento constante na capacidade do reator do FCC.

A presente invenção proporciona um processo paradesobstruir o processo acima descrito ou para proporcionar esse processorequerendo equipamentos menores.

O objetivo acima é obtido com o processo a seguir. Processopara a recuperação de produtos gasosos a partir da mistura de produtos obtidapelo contato de uma alimentação de hidrocarbonetos com um catalisador emum processo de craqueamento catalítico fluido, onde a recuperaçãocompreende a seguinte seqüência de etapas:(a) separar a mistura de produtos em uma primeira etapa dedestilação na qual um produto de topo gasoso é obtido, que compreendeprodutos com ponto de ebulição abaixo de 200° C,

(b) resfriar o produto de topo gasoso da etapa (a) e separar asfrações líquida e gasosa obtidas,

(c) pressurizar a fração gasosa obtida na etapa (b) em umaetapa de compressão,

(d) resfriar o produto pressurizado da etapa (c) e separar asfrações líquida e gasosa obtidas,

(e) suprir a fração gasosa obtida na etapa (d) a um absorvedorno qual absorvedor a fração gasosa é colocada em contato com a fraçãolíquida obtida na etapa (b) obtendo deste modo uma fração com ponto deebulição mais baixo rica em produtos gasosos possuindo um ponto deebulição do etano ou abaixo e uma fração líquida de óleo de absorção emcontato,

(f) suprir a fração líquida obtida na etapa (d) juntamente coma fração líquida de óleo de absorção em contato obtida na etapa (e) a umextrator obtendo uma fração líquida rica em hidrocarbonetos, possuindo umponto de ebulição mais alto que o etano e uma fração gasosa,

(g) suprir a fração gasosa obtida na etapa (f) para a etapa (d)ou etapa (e),

(h) suprir a fração líquida obtida na etapa (f) a uma etapa dedestilação desbutanizadora onde uma fração compreendendo butano ecompostos de baixo ponto de ebulição, e uma fração com pontos de ebuliçãomais altos são obtidas,

onde a fração líquida obtida na etapa (b) possui umatemperatura entre 8 e 25° C quando suprida para o absorvedor na etapa (e).

Foi verificado que a recuperação de hidrocarbonetos C3-C5 naetapa (e) do processo de acordo com a invenção é elevada o suficiente paraque nenhum absorvedor de esponja (absorvedor secundário) seja necessário.Uma vez que nenhum absorvedor de esponja se encontra presente nenhumreciclo do óleo rico desse absorvedor de esponja para o fracionador principalirá ocorrer. Deste modo as produções do fracionador principal, docompressor e do extrator/absorvedor são aumentadas. Para um processoexistente um processo simples para desobstruir é proporcionado. Para novosprocessos de acordo com a invenção equipamentos menores poderão serusados quando comparado com os processos da tecnologia mais atualpossuindo a mesma capacidade. Uma outra vantagem é que, pela eliminaçãodo absorvedor de esponja, menos equipamentos são necessários secomparado com os processos da tecnologia mais atual. Mais vantagens dapresente invenção serão descritos abaixo.

A invenção será ilustrada fazendo uso da Figuras 1-4. AFigura 1 ilustra um processo com a tecnologia mais atual. A Figura 2 ilustraum processo de acordo com a invenção. A Figura 3 ilustra um processo deacordo com a invenção no qual primeiramente uma fração pesada é removidada fração líquida obtida na etapa (b) antes de usar esta fração como umafração de óleo de absorção na etapa (e).

A Figura 1 ilustra um processo com a tecnologia mais atualpara a recuperação dos produtos gasosos a partir da mistura de produtos,obtida colocando em contato uma alimentação de hidrocarbonetos com umcatalisador em um processo de craqueamento catalítico fluido. A Figura 1mostra a parte do topo de uma primeira coluna de destilação 1, tambémreferida como fracionador principal, um conduto de gás 2, um tambor de topodo fracionador principal 3 a partir do qual um conduto de gás 4 fornece umproduto gasoso para uma primeira etapa do compressor 5. Parte ou toda afração líquida obtida no separador 3 é suprida por meio do conduto 21 para aseção do absorvedor 20. A fração gasosa comprimida obtida no compressor 5é opcionalmente combinada com a parte remanescente da fração líquida pormeio de 6 no tambor de topo 3 no conduto 7 e resfriada no trocador de calor8. A fração gás-líquido resfriada é separada em frações líquida e gasosa noseparador 9. A fração gasosa é suprida por meio de 10 a uma segunda etapado compressor 11. A fração líquida por meio do conduto 12 é combinada coma fração gasosa comprimida saída do compressor 11 no conduto 13. Asfrações combinadas são em seguida resfriadas pelo trocador de calor 14 e amistura gás-líquido resfriada é suprida por meio do conduto 15 para oseparador 16.

No separador 16, uma fração líquida e uma gasosa são obtidase alimentadas a uma coluna de extrator-absorvedor combinados 17 por meiodos respectivos condutos 18 e 19. A fração líquida, por meio do conduto 18,é suprida para a coluna 17 em uma posição mais baixa que a fração gasosapor meio do conduto 19. A parte superior da coluna de absorção/extração 17é a seção de absorção 20 na qual a fração gasosa é colocada em contato com afração líquida obtida no separador 3. Essa fração líquida é suprida por meiodo conduto 21 para o topo da seção de absorção 20. Neste topo, uma fraçãode baixo ponto de ebulição rica em produtos gasosos, possuindo o ponto deebulição do etano ou abaixo, é obtida por meio do conduto 22.

A seção inferior da coluna 17 é a seção de extração 23, onde afração líquida suprida por meio do conduto 18 e a fração líquida de óleo deabsorção colocada em contato da seção 20 do absorvedor é extraída pelafração gasosa obtida no refervedor 24. Por meio do conduto 25 uma fraçãolíquida compreendendo propeno e hidrocarbonetos possuindo um ponto deebulição mais elevado que o etano é descarregada da seção de fundo doextrator. A fração gasosa que se move para cima na seção de extração 23 ésuprida para a seção de absorção 20 na coluna 17. Quando o absorvedor e oextrator são dispostos em vasos separados, poderá ser vantajoso suprir afração gasosa descarregada do extrator para o trocador de calor 14 e oseparador 16 antes da fração ser suprida para o absorvedor. Esse alinhamentose acha exemplificado na US-A- 4714524.

A fração líquida obtida na seção de extração 23 é suprida parauma coluna de destilação desbutanizadora 26 onde uma fraçãocompreendendo butano e compostos com ponto de ebulição mais baixo édescarregada por meio do conduto 27, e uma fração de ponto de ebuliçãomais elevado é descarregada por meio do conduto 28.

A fração gasosa obtida na seção de absorção 20 é suprida pormeio do conduto 22 para um absorvedor de esponja ou secundário 30. Nesseabsorvedor de esponja 30 a fração gasosa é colocada em contato com umacorrente lateral do fracionador principal 1, suprida para o absorvedor deesponja 30 por meio do conduto 31. A descarga líquida do absorvedor deesponja 30 é reciclada para o fracionador principal 1 por meio do conduto deretorno 32. Por meio do conduto 33 uma fração gasosa rica em compostospossuindo o ponto de ebulição do etano ou abaixo é obtida.

A Figura 2 ilustra o processo de acordo com a presenteinvenção onde a fração líquida obtida no separador 3 tem a sua temperaturareduzida no trocador de calor 35 antes de ser suprida para a seção deabsorção 20. A temperatura nessa fração líquida é de preferência entre 12 e20°C. Para uma recuperação ótima do, por exemplo, propileno, na seção deabsorção 20 a temperatura do fluido de absorção é de preferência tão baixaquanto possível. A temperatura mínima é determinada pela, a ser evitada,formação de hidratos em temperaturas baixas. Os hidratos são depósitos dotipo cristais que compreendem hidrocarbonetos leves e água e/ou H2S. Atemperatura mínima vai depender do conteúdo presente desses componentesna fração a ser resfriada. De preferência, a temperatura de fora da superfíciedo trocador de calor é de pelo menos 5o C maior que a temperatura deformação de hidratos. O resfriamento poderá ser levado a efeito de formaadequada utilizando água gelada como um meio indireto de resfriamento. Porcausa da temperatura mais baixa resultante do fluido de absorção suprido pormeio do conduto 21 resulta um perfil mais baixo de temperatura na seção deabsorção 20. Uma outra melhoria na capacidade do absorvedor poderá serobtida de forma adequada fazendo uso de um resfriador lateral, onde parte doconteúdo da seção de absorção 20, em uma posição intermediária na ditaseção, é resinada externamente e retornada para a seção de absorção (nãomostrado). Devido a esse perfil mais baixo de temperatura, ainda menoshidrocarbonetos C3-C5, e em especial propileno, irão deixar a seção 20 doabsorvedor primário por meio do conduto 22. O significado das outrasreferências são as mesmas da Figura 1.

Uma forma de realização ainda mais preferida (não mostrado)do processo ilustrado na Figura 2 é aquela na qual a fração líquida supridapor meio do conduto 21 é primeiro misturada com a fração gasosa que deixaa seção de absorção 20 por meio do conduto 22 antes de ser resinada. Emseguida essa mistura é resfriada até uma temperatura entre 8 e 25°C eseparada em uma fração líquida e uma fração gasosa. A fração líquida é emseguida suprida para o topo da seção de absorção 20 como óleo de absorção.A vantagem dessa etapa de pré-saturação é uma recuperação ainda melhordos compostos C3-C5.

De preferência parte da mistura no conduto 21 é supridadiretamente para a desbutanizadora 26. A vantagem desta forma de realizaçãoé um aumento adicional das capacidades das seções de absorção/extração. Foiverificado que parte da mistura do conduto 21 poderá contornar oabsorvedor/extrator 17 sem uma significativa quantidade de compostos C2-menores estar sendo suprida para a desbutanizadora 26.

A Figura 3 ilustra outra forma de realização preferida dainvenção, onde uma fração de alto ponto de ebulição é primeiro separada dafração líquida obtida no separador 3 antes de suprir esta fração para a seçãode absorção 20. Esta fração de alto ponto de ebulição possui de preferênciaum ponto de ebulição inicial entre 100 e 160° C. Essa fração de alto ponto deebulição deverá compreender o que é tipicamente referido como nafta decraqueador catalítico e óleo de ciclo leve. Esta seqüência de etapas reduziuainda mais a passagem através das seções de absorção/extração (20, 23) e dadesbutanizadora 26 se comparado com os processos descritos acima. Umavantagem adicional é que um produto referido como topos de craqueadorcatalítico, compreendendo principalmente uma fração de hidrocarbonetospossuindo um ponto de ebulição final entre 100 e 160° C, é obtidodiretamente como o produto de fundo da desbutanizadora 26. Por meio doconduto 36, a fração líquida obtida no separador 3 é suprida para a coluna dedestilação 37 na qual uma fração com alto ponto de ebulição é descarregadapor meio do conduto 38. A fração com baixo ponto de ebulição é condensadae resfriada até a temperatura desejada antes de ser suprida por meio doconduto 39 para a seção de absorção 20.

A invenção é também direcionada a um método para re-equipar os processos existentes para um processo de acordo com a presenteinvenção. Foi verificado que ajustes relativamente simples em uma plantaexistente podem resultar em um considerável aumento de capacidade sem anecessidade de substituir os compressores, as colunas desbutanizadoras e/ouabsorvedores e vasos de extração existentes. Por exemplo, os processosexistentes que usam o produto de fundo da desbutanizadora como o óleopobre no absorvedor deverão melhorar também a capacidade da suadesbutanizadora ajustando o processo de acordo com a invenção. Osprocessos existentes que usam o líquido de topo do fracionador principalcomo o óleo pobre no absorvedor podem ser simplificados e ter a suacapacidade aumentada pela adição de meios adicionais para resfriamento edeste modo chegar ao processo de acordo com a invenção.

Claims

1. Processo para a recuperação de produtos gasosos a partir damistura de produtos obtida colocando em contato uma alimentação de hidrocarbonetoscom um catalisador em um processo de craqueamento catalítico fluido,caracterizado pelo fato de que compreende a seguinte seqüência de etapas:(a) separar a mistura de produtos em uma primeira etapa dedestilação na qual um produto de topo gasoso é obtido, que compreendeprodutos com ponto de ebulição abaixo de 200° C,(b) resfriar o produto de topo gasoso da etapa (a) e separar asfrações líquida e gasosa obtidas,(c) pressurizar a fração gasosa obtida na etapa (b) em umaetapa de compressão,(d) resfriar o produto pressurizado da etapa (c) e separar asfrações líquida e gasosa obtidas,(e) suprir a fração gasosa obtida na etapa (d) a umabsorvedor, em cujo absorvedor, a fração gasosa é colocada em contato com afração líquida obtida na etapa (b) obtendo deste modo uma fração com ponto deebulição mais baixo rica em produtos gasosos possuindo o ponto de ebulição doetano ou abaixo e uma fração líquida de óleo de absorção em contato,(f) suprir a fração líquida obtida na etapa (d) juntamente coma fração líquida de óleo de absorção em contato obtida na etapa (e) a umextrator e obter uma fração líquida rica em hidrocarbonetos, possuindo umponto de ebulição mais alto que o etano e uma fração gasosa,(g) suprir a fração gasosa obtida na etapa (f) para a etapa (d)ou etapa (e),(h) suprir a fração líquida obtida na etapa (f) a uma etapa dedestilação desbutanizadora onde uma fração compreendendo butano ecompostos de ponto de ebulição mais baixo, e uma fração com pontos deebulição mais altos são obtidas,onde a fração líquida obtida na etapa (b) possui umatemperatura entre 8 e 25°C quando suprida para o absorvedor na etapa (e).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a fração líquida obtida na etapa (b) possui uma temperaturaentre 12 e 20° C quando suprida para o absorvedor na etapa (e).

3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--2, caracterizado pelo fato de que a fração líquida obtida na etapa (b) éprimeiro misturada com a fração gasosa obtida na etapa (e),subseqüentemente resinada até a temperatura desejada e separada em umafração gasosa e uma líquida, fração líquida essa que é suprida para oabsorvedor na etapa (e).

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--3, caracterizado pelo fato de que uma fração com alto ponto de ebulição éprimeiro separada da fração líquida obtida na etapa (b) antes de usar essafração na etapa (e).

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que o ponto de ebulição inicial da fração com alto ponto deebulição possui um ponto de ebulição inicial entre 100 e 160°C.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--5, caracterizado pelo fato de que o conteúdo do absorvedor na etapa (e) éresfriado fazendo uso de um resfriador lateral.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações Ι--ό, caracterizado pelo fato de que parte da fração líquida obtida na etapa (b) ésuprida diretamente para a etapa de desbutanização.

8. Método para re-equipar um processo existente, caracterizadopelo fato de ser para a recuperação de produtos gasosos a partir da mistura deprodutos obtida colocando em contato uma alimentação de hidrocarbonetos comum catalisador em um processo de craqueamento catalítico fluido para umprocesso como definido em qualquer uma das reivindicações 1-7.