BR0114787B1 - processo para hidroconversço de uma corrente de hidrocarboneto de fisher-tropsch. - Google Patents
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Description
"PROCESSO PARA HIDROCONVERSÃO DE UMA CORRENTE DEHIDROCARBONETO DE FISHER-TROPSCH"
Fundamentos da Invenção
A maior parte do combustível líquido inflamável usado hoje nomundo é derivado do óleo cru. Entretanto, existem várias limitações para o uso doóleo cru como uma fonte de combustível. Por exemplo, o óleo cru acha-se emsuprimento limitado; ele inclui compostos aromáticos que, acredita-se, causamcâncer; e, contém enxofre e compostos contendo nitrogênio, que podem afetarnegativamente o ambiente, por exemplo pela produção de chuva ácida.
Fontes alternativas para desenvolver o combustível líquidoinflamável são desejáveis. Uma fonte abundante é o gás natural. O gás natural. Ogás natural é freqüentemente abundante em regiões que são não econômicas parase desenvolver, por causa da falta de mercados locais para o gás ou do alto custopara o transporte do gás para mercados distantes. Em tais áreas, o gás natural, quecompreende em sua maioria metano, é queimado, em vez de ser usado, assimdesperdiçando o gás natural e acrescentando produtos indesejáveis de combustão àatmosfera. Uma alternativa é converter o gás natural em um combustível líquidoou outro produto químico para utilização local, e transporte a custo mais vantajosopara os mercados distantes.
A conversão de gás natural em combustível líquido inflamáveltipicamente envolve a conversão do gás natural, que na maior parte é metano, emgás de síntese, ou syngas, que é uma mistura de monóxido de carbono ehidrogênio. Uma vantagem do uso de combustíveis preparados do syngas é queeles tipicamente não contêm nitrogênio nem enxofre e geralmente não contêmcompostos aromáticos. Conseqüentemente, eles têm menos impacto à saúde eambiental do que os combustíveis com base em líquidos de petróleoconvencionais.
Os processos de refinamento criam materiais que podem sujar oequipamento de processamento, tais como reatores e aquecedores. Por exemplo, aquímica de Fischer-Tropsch é tipicamente usada para converter o syngas em umacorrente de produtos que inclui o combustível líquido inflamável, entre outrosprodutos. Um aspecto associado com a química de Fischer-Tropsch é que elaproduz várias espécies reativas, tais como as olefinas e os álcoois, os quais, sobcertas condições, tais como as altas temperaturas, tendem a formar materiais quese incrustarão (aderirão) nas superfícies do equipamento, danificando oureduzindo a eficácia dos trocadores de calor, dos fornos, dos reatores catalíticos ede outros. Acredita-se que alguns dos materiais formados sejam polímeros ououtras moléculas grandes. A polimerização das olefinas é conhecida comoocorrente onde os hidrocarbonetos derivados de óleo bruto são expostos aambientes que contenham oxigênio, tais como em tanques de armazenagem, e sãoentão aquecidos em uma usina típica de hidroprocessamento a temperaturaspróximas da reação. Por exemplo, a nafta derivada das operações de coqueificaçãode refinaria tende a formar estes produtos. Não obstante não se deseje estar limitados pela teoria, acredita-se que os produtos de Fischer-Tropsch secomportem de forma semelhante quando aquecidos, por causa da presença deolefinas e compostos que contêm oxigênio, mesmo sem exposição a outras fontesde oxigênio.
As incrustações do equipamento são conhecidas como sendoatenuadas pela extração da corrente de alimentação de hidrocarboneto comhidrogênio ou gás combustível, principalmente para remover o oxigênio. Noentanto, quando o oxigênio está na forma de álcoois em vez de oxigênio gasoso,como é o caso com os produtos de Fischer-Tropsch, o oxigênio não pode serremovido mediante extração da alimentação.
Leitos de proteção sacrificiais têm sido empregados a montantedos reatores catalíticos principais para coletar produtos polimerizados antes dapassagem através deles e, assim, das incrustações dos trocadores de calor, dosfornos e de outros equipamentos. Entretanto, o uso de tais leitos de proteçãoaumentam significativamente os custos de fabricação.É igualmente conhecido o pré-aquecimento das alimentações dehidrocarbonetos aos reatores de hidroprocessamento em trocadores de calor decamisa e de tubo usando-se o efluente do reator. Tanto a alimentação dehidrocarboneto (usualmente na forma de um líquido bombeável) quanto uma grande quantidade de gás rico em hidrogênio [por exemplo, mais do que 0,13 χIO"2 Nm3/1 (750 Pés Cúbicos Padrão por Barril (SCFB)). é combinada antes deentrar no trocador de calor. Neste caso, o gás rico em hidrogênio atua como umagente mantenedor da velocidade (usualmente no lado do tubo do trocador) paraevitar a deposição de matéria particulada na alimentação, assim impedindo a incrustação dos trocadores de calor e outros equipamentos no conjunto de pré-aquecimento da alimentação.
Deve ser vantajoso prover meios adicionais de proteção doequipamento de pré-aquecimento que manipula, por exemplo, a síntese deFischer-Tropsch e os produtos de coqueificação de refinaria, o que minimiza a formação de produtos de incrustação. A presente invenção fornece tais métodos.
Sumário da Invenção
A presente invenção é dirigida a um processo para retardar aincrustação em um processo de refinaria. Adicionalmente, a invenção emparticular diz respeito a um processo integrado para produzir combustíveislíquidos a partir de uma corrente de hidrocarboneto provida pela síntese deFischer-Tropsch, por operações de coqueificação de refinaria ou por outrosprocessos. As correntes de hidrocarboneto que incluem espécies oxigenadasreativas, tais como os insaturados de álcoois e/ou hidrocarboneto, tais comoolefinas e aromáticos, tendem a ter problemas de incrustações. O processo minimiza a formação de polímeros e outros produtos de elevado peso moleculardas correntes de hidrocarbonetos após o aquecimento.
No processo particularmente preferido aqui descrito, a síntese deFischer-Tropsch ou as operações de coqueificação de refinaria são realizadas paraproduzir uma corrente de hidrocarboneto contendo espécies reativas, incluindoolefinas e álcoois, para a formação de produtos utilizáveis tais como combustívellíquido inflamável ou estoques básicos de lubrificação mediante um processo dehidroconversão. Uma corrente de gás contendo hidrogênio suficiente para retardara polimerização da espécie reativa e prevenir a incrustação do equipamento depré-aquecimento e de outro equipamento de processamento, é adicionada àcorrente de hidrocarboneto antes do pré-aquecimento a montante de um reator dehidroprocessamento. A corrente de hidrocarboneto é então pré-aquecida eprocessada como conhecido na técnica.
Em uma forma de realização, os produtos de Fischer-Tropschsão recuperados como pelo menos uma fração de baixo ponto de ebulição,contendo componentes oxigenados e de olefinas, e uma fração de alto ponto deebulição, tal como uma corrente contendo cera, em que o gás contendo hidrogênioé adicionado à corrente de produtos leves antes de outro tratamento, para prevenira incrustação de pelo menos um trocador de pré-aquecimento.
A corrente gasosa contendo hidrogênio pode ser usada como umreagente com uma corrente do produto de hidrocarboneto de Fischer-Tropsch,preferivelmente a fração de baixo ponto de ebulição, para impedir a incrustação doequipamento de processamento, e pode ser acrescentada em quantidadesrelativamente pequenas à corrente do produto de hidrocarboneto, e assim nãocolide significativamente com o tamanho e o custo do equipamento deprocessamento requerido. Gás suficiente contendo hidrogênio é adicionado parareduzir a tendência à incrustação da corrente do produto de hidrocarboneto,tipicamente menos do que cerca de 8,9 χ IO"2 (500 SCFB), preferivelmente menosdo que cerca de 1,8 χ IO"2 Nm3/1 (100 SCFB) e, mais preferível, menos do que 8,9χ 10"3 Nm3/1 (50 SCFB).
A corrente do produto de hidrocarboneto de Fischer-Tropsch útilna forma de realização da invenção pode conter cerca de 0,5% em peso ou maisde álcoois normais que entram em ebulição na faixa de cerca de 50°C a cerca de350°C. A corrente do produto de hidrocarboneto pode também conter cerca de 5%em peso ou mais de monoolefinas que entram em ebulição na faixa de cerca de -105°C a cerca de 350°C. Embora não limitados aos processos de Fischer-Tropsch,preferivelmente a corrente do produto de hidrocarboneto é derivada de umprocesso de Fischer-Tropsch e, o mais preferível, é uma fração de baixo ponto deebulição de Fischer-Tropsch que entra em ebulição na faixa de cerca de -65°C acerca de 350°C.
Breve Descrição do Desenho
A figura é um fluxograma esquemático ilustrativo que representauma forma de realização preferida da invenção, mas a invenção é aplicável a todoo processamento apropriado para refinaria e/ou químico.
Descrição Detalhada da Invenção
A presente invenção é dirigida a um· processo integrado paraminimizar a formação de polímeros e outros produtos de elevado peso molecularde espécies reativas de hidrocarbonetos oxigenados e insaturados, tais comoálcoois, olefinas e aromáticos freqüentemente presentes em correntes dehidrocarbonetos usados como matéria prima em usinas de hidroprocessamento.Uma forma de realização preferida é usada com a corrente de produtos dehidrocarboneto a partir da síntese de Fischer-Tropsch, das operações decoqueificação de refinaria e do craqueamento catalítico fluido (FCC), entre outras.Como aqui usada, a expressão "processo integrado" se refere a um processo quecompreende uma seqüência de etapas, algumas das quais podendo ser realizadasem paralelo, mas todas as quais sendo interrelacionadas ou de certa formadependentes de etapas ou mais prematuras ou mais tardias no processo.
O processo envolve adicionar uma corrente de gás contendohidrogênio a uma corrente de hidrocarboneto antes do aquecimento ou outroprocessamento de modo a minimizar a formação de polímeros e outros produtosde elevado peso molecular de espécies reativas tais como álcoois, olefinas earomáticos presentes na corrente de hidrocarboneto. Este processo impede ouminimiza a incrustação do equipamento de processamento, em particular ostrocadores de calor e os fornos, tal como poderia ser usado em uma usina dehidroprocessamento.
O hidroprocessamento, ou hidroconversão, pode incluir um oumais dentre hidrorrefinamento, hidrotratamento e hidrocraqueamento. Nahidroconversão, o hidrogênio é reagido com um hidrocarboneto na superfície deum catalisador, usualmente em calor elevado e/ou sob pressão, para produzir umhidrocarboneto de graduação mais elevada, em particular um combustível líquidoinflamável, estoques básicos de óleo de lubrificação ou outro produto químico útil.
Não existe nenhuma divisão distinta entre os processos de hidroconversão. Ohidrorrefinamento é usualmente um processo brando de hidroconversão. Ohidrotratamento pode incluir o hidrorrefinamento e inclui a dessulfurização e adesnitrificação das alimentações de hidrocarboneto. Hidrocraqueamentogeralmente se refere à decomposição dos componentes de peso molecular elevadoda alimentação de hidrocarboneto, para formarem outros produtos de pesomolecular mais baixo.
Gás de Síntese
O gás de síntese {syngas) tipicamente compreende hidrogênio emonóxido de carbono, e pode incluir quantidades secundárias de dióxido decarbono e/ou água. Ele pode ser obtido por processos conhecidos na técnica dogás natural, de subprodutos do hidroprocessamento, ou de misturas destes. Elepode igualmente ser gerado da hulha, do coque de petróleo, de óleos pesados e deoutras fontes de alimentação de hidrocarboneto. De preferência a relação dehidrogênio para monóxido de carbono no syngas resultante é maior do que 1,0 demodo a minimizar a quantidade de produtos oxigenados formados na reação deFischer-Tropsch.
O syngas é convertido em uma corrente de produto dehidrocarboneto mediante contato com um catalisador de Fischer-Tropsch, sobcondições reativas na síntese de Fischer-Tropsch, como conhecido dos práticos natécnica. Dependendo da qualidade da carga de alimentação de syngas, pode serdesejável purificar o syngas antes da reação de Fischer-Tropsch para removerdióxido de carbono e quaisquer contaminantes, tais como compostos de enxofre ede nitrogênio.
Exemplos de condições para realizar as reações de Fischer- Tropsch são bem conhecidos dos habilitados na técnica. Condições adequadas sãodescritas, por exemplo, nas Patentes US 4.704.487, 4.507.517, 4.599.474,4.704.493, 4.709.108, 4.734.537, 4.814.533, 4.814.534 e 4.814.538, cujos teoressão incorporados pelo presente por referência, em sua totalidade, para todos osfins. Um processo de Fischer-Tropsch particularmente preferido é apresentado na EP0609079, também completamente incorporado neste relatório por referência,para todos os fins.
A reação de Fischer-Tropsch pode ser efetuada em um leito fixo,em um leito de lama, ou em um reação de leito fluidificado. As condições dareação de Fischer-Tropsch podem incluir a utilização de uma temperatura de reação entre 190°C e 340°C, com as temperaturas reais de reação sendoamplamente determinadas pela configuração do reator.
Uma pressão de gás de síntese de entrada para o reator deFischer-Tropsch entre 1 e 50 bar, preferivelmente entre 15 e 50 bar, pode serusada. O gás de síntese pode ter uma relação molar de E^CO, na alimentaçãofresca, de 1,5:12 a 2,5:1, preferivelmente de 1,8:1 a 2,2:1. Uma velocidadeespacial, em m (kg de catalisador)" hora", de 1 a 20, de preferência de 8 a 12,pode ser utilizada no estágio de reação.
Em princípio, um catalisador de Fischer-Tropsch com base emferro, um com base em cobalto ou um com base em ferro/cobalto pode ser usadono estágio de reação de Fischer-Tropsch. O catalisador de Fischer-Tropsch combase em ferro pode compreender ferro e/ou óxidos de ferro que tenham sidoprecipitados ou fundidos. Entretanto, ferro e/ou óxidos de ferro que tenham sidosintetizados, cimentados ou impregnados em um suporte adequado, podemtambém ser usados. O ferro deve ser reduzido em Fe metálico antes da síntese deFischer-Tropsch. O catalisador com base em ferro pode conter vários níveis depromotores, cujo papel pode ser alterar uma ou mais dentre a atividade, aestabilidade e a seletividade do catalisador final. Promotores preferidos sãoaqueles que influenciam a área superficial do ferro reduzido ("promotoresestruturais") e estes incluem óxidos de metais de Mn, Ti, Mg, Cr, Ca, Si, Al ouCu, ou combinações destes.
Catalisadores adequados incluem aqueles descritos nas PatentesUS 4.077.995,4.039.302,4.151.190,4.088.671,4.042.614 e 4.171.320. A PatenteUS 4.077.995 apresenta um catalisador que inclui uma mistura sulfetada de CoO,Al2O3 e ZnO. A Patente US 4.039.302 apresenta uma mistura dos óxidos de Co,Al, Zn e Mo. A Patente US 4.151.190 apresenta um óxido de metal ou sulfeto deMo, W, Re, Ru, Ni ou Pt, mais um metal alcalino ou terroso alcalino, com Mo-Kno carbono sendo preferido.
O uso da invenção na reação da modalidade preferida deFischer-Tropsch ou de um catalisador de baixo ou moderado crescimento decadeia, ou de um catalisador de alto crescimento de cadeia, produz produtosreativos tais como álcoois, outros oxigenados e olefinas, e geralmente parafinasnão reativas. Embora não se deseje estar limitados pela teoria, acredita-se que asolefinas se combinam para formar produtos de pesos molecular maiores e grandestais como polímeros quando aquecidos a temperaturas elevadas, tal como, porexemplo, durante as operações de hidroprocessamento ou de hidrocraqueamento.Os polímeros e/ou os produtos de pesos moleculares grandes podem depositar-senos trocadores de calor e em outros equipamentos de processamento, incrustando-se nos equipamentos. A presente invenção minimiza ou alivia este problema.
Não obstante a formação de hidrocarbonetos do syngas seja aquidescrita em termos de uma reação de Fischer-Tropsch, a reação podeopcionalmente ser realizada com o uso de várias modificações do processo literalde Fischer-Tropsch, em que o hidrogênio (ou água) e o monóxido de carbono (oudióxido de carbono) sejam convertidos em hidrocarbonetos (por exemplo,parafinas, éteres e outros). Assim sendo, as expressões "produto de Fischer-Tropsch", "processo de Fischer-Tropsch" e reação de Fischer-Tropsch" e outrassão aplicáveis aos produtos e processos de Fischer-Tropsch e aos produtosformados por várias de suas modificações. Por exemplo, estes termos se destinama ser aplicados ao processo de Kolbel-Engelhardt tipicamente descrito pela reação:
<formula>formula see original document page 10</formula>
e aos produtos resultantes. Como e o caso com as reações de Fischer-Tropsch, oproduto de CO2 pode ser restituído ao gerador de syngas e combinado commetano (e algum ar) para formar syngas adicional.
A Separação Dos Produtos De Reação De Fischer-Tropsch
Após a síntese de Fischer-Tropsch, os hidrocarbonetos C5+podem ser divididos em duas correntes de produtos, compreendendo pelo menosuma fração de baixo ponto de ebulição (geralmente na faixa de C5.20),principalmente usado para formar combustíveis líquidos inflamáveis, e uma fraçãode alto ponto de ebulição, tal como uma cera (C2Of). A fração de alto ponto deebulição, por exemplo a fração de cera, pode ou ser usada diretamente, ou podeser reagida para formar óleos de base lubrificantes ou produtos de peso molecularmais baixos, conforme se deseje. Por exemplo, a fração de cera de alto ponto deebulição pode ser hidrocraqueada para prover produtos de peso molecular maisbaixo, tais como os combustíveis líquidos inflamáveis.
Tratamento da fração mais leve antes da hidroconversão.
A fração mais leve tipicamente compreende uma mistura dehidrocarbonetos, incluindo monoolefinas e álcoois. As monoolefinas estãopresentes em uma quantidade de pelo menos cerca de 5,0% em peso da fraçãomais leve. As monoolefinas entram em ebulição em uma temperatura na faixa decerca de -105°C a cerca de 350°C. Os álcoois estão presentes em uma quantidadetipicamente de pelo menos cerca de 0,5% em peso ou mais. Os álcoois entram emebulição em uma faixa de temperatura de cerca de 50°C a cerca de 350°C. Afração mais leve tipicamente entra em ebulição em uma temperatura de cerca de -650C a cerca de 350°C.
A fração mais leve pode ser processada separadamente, oucombinada com outras correntes, tais como a fração mais pesada, paraprocessamento adicional. A invenção pode ser praticada ou na corrente de fraçãomais leve separada, ou em uma corrente combinada, ou em qualquer corrente quepossa conter as espécies reativas descritas.
A fração mais leve é opcionalmente alimentada em um tamborde compensação para separar por evaporação quaisquer gases leves e água remanescentes. Em formas de realização preferidas, o tambor é projetado eoperado de tal modo que seja suficiente remover a maior parte dos gases leves eágua sem reduzir significativamente o atravessamento da fração condensada. Otambor de compensação é preferivelmente bloqueado com gás combustível paraimpedir a absorção de nitrogênio ou de outros gases ambientais na fração maisleve. A fração mais leve é então transmitida a uma bomba de alimentação, ondeela é pressurizada. A bomba de alimentação preferivelmente inclui uma passagemsecundária de fluxo mínimo para impedir a perda de alimentação, e um sistema deinterrupção de válvula de retenção para impedir a corrente de retorno para osistema de alimentação de baixa pressão.
Após deixar a bomba ou bombas de alimentação, a fração maisleve pressurizada é misturada com uma corrente de gás contendo hidrogênio dainvenção. Esta fração mais leve inclui uma proporção de olefinas relativamentegrande e alguns oxigenados, tais como álcoois. É desejável remover osoxigenados, tipicamente através de hidrotratamento. Embora não se deseje ficar ligados à teoria, quando a fração mais leve é aquecida para a hidroconversão,acredita-se que as olefinas e/ou os álcoois formem produtos de elevado pesomolecular, tais como os polímeros. Estes produtos podem incrustar-se nostrocadores de calor e outros equipamentos de jusante. Embora seja desejávelremover os produtos de pesos moleculares elevados, é mais desejável minimizarou inibir sua formação.
Adicionando-se ainda uma pequena quantidade de gás contendohidrogênio, tipicamente menor do que cerca de 8,9 χ IO"2 Nm3/1 (500 SCFB),preferivelmente menor do que cerca de 1,8 χ IO"2 Nm3/1 (100 SCFB), e maispreferivelmente menor do que cerca de 8,9 χ IO 3 Nm3A (50 SCFB), à fração maisleve antes de ela ser aquecida e enviada para o hidrotratador, impede-se ouminimiza-se a formação dos produtos indesejáveis de peso molecular maior. Emparticular, a adição de hidrogênio ajuda a impedir a polimerização das olefinase/ou dos álcoois após o aquecimento nos trocadores de calor.
A fonte de hidrogênio pode ser virtualmente qualquer gás quecontenha hidrogênio que não inclua quantidades significativas de impurezas quepossam afetar adversamente os catalisadores de hidroconversão. Em particular, ogás contendo hidrogênio compreende quantidades suficientes de hidrogênio parase obter o efeito desejado, e pode compreender outros gases que não sejam prejudiciais à formação dos produtos finais desejados e que não promovam ouacelerem as incrustações dos catalisadores de jusante e do equipamento dehidrotratamento. Um gás contendo hidrogênio preferido contém mais do que 70%molares de hidrogênio e quantidades de traço de hidrocarbonetos gasosos e deoutras impurezas. Exemplos de gases que contêm hidrogênio possíveis incluem ohidrogênio gasoso, o syngas (ou uma fração deste), o hidrogênio de uma usina dehidrogênio, gás de reciclo em uma unidade de hidroprocessamento, e outros.Alternativamente, o gás contendo hidrogênio pode ser uma porção do hidrogêniousado para hidrogenar a fração de cera.
Após o gás contendo hidrogênio ter sido introduzido na fraçãomais leve, a corrente combinada, a corrente combinada é pré-aquecida, porexemplo em um trocador de calor. A corrente combinada é tipicamente aquecida atemperaturas na faixa de cerca de 120°C a cerca de 400°C.
Hidroconversão
Catalisadores úteis para hidroconversão da fração de baixo pontode ebulição e da fração de cera são bem conhecidos na técnica. Ver, por exemplo,as Patentes US 4.347.121 e 4.810.357 quanto às descrições gerais de catalisadorese condições de hidroconversão. Catalisadores adequados incluem metais nobresdo Grupo VIIIA, tais como platina ou paládio em uma matriz de alumina ousiliciosa, e metais do Grupo VIIIA e do Grupo VIB, tais como níquel, cobalto,molibdênio, tungstênio ou misturas destes em uma matriz de alumina ou siliciosa.A Patente US 3.852.207 descreve catalisadores de metais nobres adequados econdições brandas de hidrotratamento. Outros catalisadores adequados sãodescritos, por exemplo, nas Patentes US 4.157.294 e 3.904.513. Os conteúdosdestas patentes são aqui incorporados por referência.
O metal de hidrogenação não nobre (como níquel-molibdênio)acha-se usualmente presente na composição catalisadora final como um óxido ou,mais preferivelmente, como um sulfeto, quando tais compostos são facilmenteformados do metal particular envolvido. As composições catalisadoras preferidasde metais não nobres contêm mais do que cerca de 5 por cento em peso,preferivelmente de cerca de 5 a cerca de 40 por cento em peso, de molibdênio e/outungstênio, e pelo menos cerca de 0,5 por cento, preferivelmente cerca de 1 acerca de 15 por cento em peso de níquel e/ou cobalto determinados como osóxidos correspondentes. O catalisador de metal nobre (tal como a platina) contémmais do que cerca de 0,01 por cento de metal, preferivelmente entre cerca de 0,1 ecerca de 1,0 por cento de metal. As combinações de metais nobres também podemser usadas, tais como as misturas de platina e paládio.
Em uma forma de realização preferida, o reator dehidroconversão inclui uma pluralidade de leitos catalisadores, em que um ou maisleitos podem funcionar para remover impurezas tais cómo quaisquer metais eoutros sólidos que possam estar presentes, um ou mais leitos adicionais podemfuncionar para fracionar ou converter a carga de alimentação, e um ou mais outrosleitos podem funcionar para hidrotratar os oxigenados e as olefinas no condensadoe/ou na fração de cera.O produto da reação de hidroconversão pode ser submetido adestilação, à isomerização catalítica e/ou a várias etapas adicionais do processopara prover óleos lubrificantes, gasolina, combustíveis de motores diesel,combustíveis de motores a jato e outros, como conhecido dos habilitados natécnica.
O processo aqui descrito será facilmente entendido mediantereferência à forma de realização particularmente preferida do fluxograma daFigura anexa. Na Figura, a fração 1 de baixo ponto de ebulição de um reator deFischer-Tropsch (não mostrado) é combinada com um primeiro gás 2 que contémhidrogênio para formar uma corrente mista 3 e enviada a um trocador de calor 10,onde ele entra em contato com um meio de aquecimento 11. O gás 5 contendohidrogênio adicional é adicionado à corrente 4 mista aquecida, e a correnteresultante 6 de alimentação de hidroconversão é enviada a um trocador de calor 20da alimentação/efluente do reator. A alimentação 7 resultante aquecida é aquecidaaté as temperaturas de reação no forno 30 e a carga de alimentação 12 da reação épassada para um reator 40 de hidroconversão. O produto da reação dehidroconversão 8 é enviado de volta através do trocador de calor 20 daalimentação/efluente do reator, onde ele transfere seu calor para a corrente 6 dealimentação da hidroconversão e é dessa forma esfriado. O efluente 9 do reator éentão coletado.
Os métodos de aquecer as correntes de hidrocarboneto nostrocadores de calor no presente processo podem incluir quaisquer métodosconhecidos dos versados na técnica. Por exemplo, um trocador de calor de camisae tubo pode ser usado, no qual uma substância aquecida, tal como vapor ou umproduto de reação proveniente de outro lugar no processo, é alimentada através deuma camisa externa, fornecendo calos à corrente em um tubo interno, assimaquecendo a corrente e resfriando a substância aquecida na camisa.Alternadamente, a corrente de hidrocarboneto pode ser aquecida diretamente pelapassagem através de um tubo aquecido, em que o calor pode ser fornecido poreletricidade, combustão ou qualquer outra fonte conhecida dos habilitados natécnica.
De forma semelhante, embora um trocador de calor dealimentação/efluente de reator seja exemplificado, o meio de aquecer a corrente dealimentação de hidroconversão pode ser qualquer meio conhecido dos versados natécnica, incluindo a troca de calor ou o aquecimento direto, como descrito acima.A troca de calor pode ser realizada com o uso do efluente aquecido dahidroconversão, de outras correntes aquecidas ou de vapor, como é sabido peloshabilitados na técnica. Formas de realização específicas, especialmente comrespeito a Fischer-Tropsch, são aqui descritas. Entretanto, os habilitados na técnicareconhecerão materiais, processos e parâmetros de operação alternativos quepodem ser usados dentro do espírito da invenção acima descrita. Tais materiais,processos e parâmetros de operação alternativos são considerados como incluídosdentro do escopo da invenção como apresentada na descrição acima e nasreivindicações que seguem. Por exemplo, o processo de adição de hidrogêniopode ser usado em qualquer processo químico ou de refinamento, onde asincrustações constituem um problema.
Claims (16)
1. Processo para hidroconversão de uma corrente dehidrocarboneto de Fisher-Tropsch incluindo oxigenados e insaturados dehidrocarboneto com redução na formação de produtos de elevado peso moleculardurante o aquecimento, compreendendo as etapas de:adicionar um primeiro gás contendo hidrogênio à corrente dehidrocarboneto, numa quantidade suficiente para reduzir a quantidade de produtosde elevado peso molecular formados durante o aquecimento, em comparação comuma corrente de hidrocarboneto aquecida sem adição de hidrogênio, para formaruma corrente mista;adicionar um segundo gás contendo hidrogênio à corrente mista,numa quantidade suficiente para efetuar a hidroconversão da corrente mista, paraformar uma corrente de alimentação da hidroconversão;aquecer a corrente de alimentação da hidroconversão àtemperatura de reação; e,hidroconverter a corrente de alimentação da hidroconversão,caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menosuma etapa de pré-aquecer a corrente mista antes da etapa de aquecimento paraatingir a temperatura de reação de hidroconversão, sendo o primeiro gáscontendo hidrogênio adicionado, antes da tal pelo menos uma etapa de pré-aquecimento e sob condições de não hidroconversão, numa quantidade menordo que 1,8 χ 10"2Nm3/l (100 SCFB).
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que os oxigenados e os insaturados são selecionados do grupo consistindode álcoois normais, monoolefinas, e suas misturas.
3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a corrente de hidrocarboneto compreende pelo menos 0,5% em pesode álcoois normais como oxigenados.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que os álcoois normais entram em ebulição a uma temperatura na faixa de-5O0C a 350°C.
5. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a corrente de hidrocarboneto compreende pelo menos 5,0% em pesode monoolefinas.
6. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a corrente de hidrocarboneto compreende pelo menos 15,0% em pesode monoolefinas.
7. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a corrente de hidrocarboneto compreende pelo menos 25,0% em pesode monoolefinas.
8. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que as monoolefinas entram em ebulição a uma temperatura na faixade -105°C a350°C.
9. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a corrente de hidrocarboneto Fischer-Tropsch é uma fração de baixoponto de ébulição em uma temperatura na faixa de -65°C a 350°C.
10. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o primeiro gás contendo hidrogênio é proveniente de uma unidade deprodução de hidrogênio.
11. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o primeiro gás contendo hidrogênio é reciclado de uma operação dehidroprocessamento.
12. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro gás contendo hidrogênio é syngas.
13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelofato de que o primeiro gás contendo hidrogênio é adicionado em uma quantidademenor do que 8,9 χ IO"3 Nm3/1 (50 SCFB).
14. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o segundo gás contendo hidrogênio é adicionado em uma quantidademaior do que 0,13 Nm3/1 (750 SCFB).
15. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a corrente mista é aquecida a uma temperatura na faixa de 120°C a 400°C.
16. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a corrente de alimentação da hidroconversão é aquecida a umatemperatura na faixa de 250°C a 400°C.
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