BR102016015090A2 - processo para o tratamento de uma alimentação de hidrocarbonetos contendo hidrogênio e hidrocarbonetos - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a um processo para o tratamento de uma alimentação de hidrocarbonetos contendo hidrogênio e hidrocarbonetos incluindo hidrocarbonetos c1 a c4, que compreende as etapas de: - separar a alimentação de hidrocarbonetos em uma fase gasosa (6) e uma fase líquida (4) contendo hidrocarbonetos; - resfriar a fase líquida (4) obtida da etapa a) em uma temperatura de 45¿c ou menos com o uso de um dispositivo de resfriamento (15); - executar uma primeira etapa de recontato na fase líquida resfriada (4) com a fase gasosa (6) em uma coluna de contracorrente (16) a fim de recuperar um primeiro efluente gasoso (17) que é rico em hidrogênio e um primeiro efluente de hidrocarboneto líquido (18); no qual, antes da etapa de resfriamento b), a fase líquida obtida da etapa a) é pré-resfriada pela troca de calor em um trocador (11) suprido com o primeiro efluente gasoso e/ou o primeiro efluente de hidrocarboneto líquido obtido da etapa c).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA O TRATAMENTO DE UMA ALIMENTAÇÃO DE Hl-DROCARBONETOS CONTENDO HIDROGÊNIO E HIDROCARBO-NETOS".

[0001] A presente invenção refere-se ao campo do tratamento de efluentes de unidades para a conversão ou refino de petróleo ou de produtos petroquímicos que compreendem hidrogênio bem como hi-drocarbonetos, tais como metano, etano, propano, butano, frações de hidrocarboneto contendo de 5 a 11 átomos de carbono (indicados como C5 - Cn), e hidrocarbonetos opcionalmente mais pesados, tais como hidrocarbonetos contendo na faixa de 12 a 30 átomos de carbono (C12 - C30) ou mais, geralmente em pequenas quantidades.

[0002] Em particular, ela pode se referir a um tratamento de um efluente de reforma catalítica ou de aromatização de frações com um intervalo de destilação na gama da gasolina (essencialmente contendo de 6 a 11 átomos de carbono), que pode ser usado para prover um reformado aromático, um gás rico em hidrogênio e um gás de petróleo liquefeito (ou "LPG") essencialmente compreendendo hidrocarbonetos que contêm três ou quatro átomos de carbono (propano e/ou propileno e/ou butano e/ou butenos e/ou butadieno, e misturas dos mesmos). A presença de hidrocarbonetos C3 e C4 nos efluentes de reforma catalítica está principalmente vinculada às reações de hidrocraqueamento que acontecem concomitantemente com as reações de desidrogena-ção.

[0003] A invenção é também aplicável aos efluentes de desidroge-nação, por exemplo, butano, ou pentano, ou hidrocarbonetos superiores, por exemplo, frações essencialmente compreendendo hidrocarbonetos contendo de 10 a 14 átomos de carbono, as olefinas dos quais são usadas à jusante para a produção de alquibenzenos lineares.

[0004] O processo de acordo com a invenção pode também ser aplicável ao hidrotratamento (e/ou hidrodessulfurização e/ou hidro-desmetalização e/ou hidrogenação total ou seletiva) de quaisquer cortes de hidrocarbonetos, tais como nafta, gasolina, querosene, gasóleo leve, gasóleo pesado, destilado a vácuo, ou resíduo de vácuo. De um modo mais geral, ele é aplicável a qualquer efluente compreendendo hidrogênio, hidrocarbonos leves (metano e/ou etano), hidrocarbonetos C3 e C4 bem como hidrocarbonetos mais pesados.

TÉCNICA ANTERIOR

[0005] O documento US 4 673 488 da técnica anterior descreve um processo para recuperar hidrocarbonetos leves de um efluente de reação contendo hidrogênio obtido de uma reação para a conversão de uma alimentação de hidrocarbonetos, que compreende: • passar o efluente parcialmente condensado compreendendo hidrocarbonetos C5+, metano, etano, propano, butano e hidrogênio em uma zona de separação de vapor-líquido que compreende pelo menos dois separadores de vapor-líquido e na qual é executada pelo menos uma etapa de recontato de vapor-líquido; • separar o efluente obtido depois da zona de separação de vapor-líquido em um fluxo de gás rico em hidrogênio e um fluxo de hidrocarbonetos líquidos; • passar o fluxo de hidrocarboneto líquido em uma zona de fracionamento compreendendo pelo menos uma coluna de fraciona-mento de maneira a recuperar um fluxo de hidrocarbonetos pesados, um vapor de sobrecarga e um líquido de sobrecarga; e • reciclar uma porção do fluxo de vapor de sobrecarga na dita zona de separação de vapor-líquido.

[0006] O documento FR 2 873 710 é também conhecido, o qual descreve um processo para o tratamento de uma alimentação de hidrocarbonetos compreendendo uma fase líquida contendo hidrocarbonetos e uma fase gasosa rica em hidrogênio, no qual: a) a alimentação é separada em um líquido e um gás; b) pelo menos uma porção do gás é comprimida e então trazida para o contato com pelo menos uma porção do líquido de maneira a recuperar um líquido e um gás rico em hidrogênio; c) o líquido obtido da etapa b) é então fracionado para obter pelo menos um líquido estabilizado que é substancialmente isento de LPG e produtos mais leves, um efluente líquido leve que essencialmente compreende LPG e um fluxo gasoso que é reciclado pelo menos em parte, e no qual pelo menos um dos fluxos gasosos obtidos da etapa a) ou etapa c) é trazido para o contato de contracorrente com um líquido não estabilizado obtido da etapa a) ou b). O líquido não estabilizado é então super-resfriado em pelo menos 10°C abaixo de seu ponto de bolha na pressão de contato.

[0007] O termo "estabilizado" para um reformado (ou outro fluido estabilizado de acordo com a invenção) indica um reformado (ou outro líquido) que foi destilado a fim de eliminar a porção principal, e, em geral, substancialmente todos os compostos contendo 4 átomos de carbono ou menos (C4').

[0008] Um objetivo da invenção é o de prover um processo que possa ser usado para maximizar a recuperação de hidrogênio e hidro-carbonetos C3 e C4 que podem ser mais bem aproveitados do que se simplesmente consumidos como combustíveis na refinaria, e que seja mais econômico a partir do ponto de vista da energia.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0009] Desse modo, a presente invenção refere-se a um processo para o tratamento de uma alimentação de hidrocarbonetos contendo hidrogênio e hidrocarbonetos incluindo hidrocarbonetos de Ci a C4, que compreende as seguintes etapas: a) separar a alimentação de hidrocarbonetos em uma fase gasosa e uma fase líquida contendo hidrocarbonetos; b) resfriar a fase líquida obtida da etapa a) em uma temperatura de 45°C ou menos com o uso de um dispositivo de resfriamento; c) executar uma primeira etapa de recontato na fase líquida resfriada com a fase gasosa em uma coluna de contracorrente a fim de recuperar um primeiro efluente gasoso que é rico em hidrogênio e um primeiro efluente de hidrocarboneto líquido; d) executar uma segunda etapa de recontato no efluente de hidrocarboneto líquido com um gás de reciclo e separar um segundo efluente gasoso que é enriquecido em hidrocarbonetos C-ι e C2 e um segundo efluente de hidrocarboneto líquido; e) fracionar o segundo efluente de hidrocarboneto líquido obtido da etapa d) em uma coluna de fracionamento de maneira a separar uma fração superior gasosa e uma fração inferior líquida que contêm hidrocarbonetos contendo mais de 4 átomos de carbono; f) condensar a fração superior gasosa obtida da etapa e) e separar uma fase líquida contendo principalmente hidrocarbonetos C3 e C4 e uma fase gasosa que é reciclada na etapa d), no qual, antes da etapa de resfriamento b), a fase liquida obtida da etapa a) é pré-resfriada por meio da troca de calor em um trocador suprido com o primeiro efluente gasoso e/ou o primeiro efluente de hidrocarboneto líquido obtido da etapa c).

[0010] O termo "recontato" indica uma operação que pode ser usada para extrair compostos contidos em uma fase gasosa por meio de uma fase líquida que apresenta uma capacidade de absorção ao colocar as duas fases em contato. Como um exemplo, o recontato pode ser executado com a realização do contato direto por mistura em linha de fases líquida e gasosa ou em um dispositivo de recontato dedicado.

[0011] O processo de acordo com a invenção vantajosamente utiliza as frigorias contidas nos efluentes gasoso ou líquido gerados na etapa de recontato executada em uma coluna de recontato (ou coluna de absorção) para pré-resfriar a fase líquida contendo hidrocarbonetos antes de esta passar pelo resfriamento, o que indica que a temperatura desejada para a etapa de recontato pode ser obtida. Desse modo, a integração térmica pode ser usada para substancialmente reduzir o consumo de utilitários de frio e, portanto, todo o consumo de energia do processo. Esta integração térmica será mais vantajosa quando a fase líquida contendo hidrocarbonetos tiver que ser resfriada a uma temperatura de 10°C ou menos; este resfriamento requer então o uso de uma instalação de resfriamento, que consome uma grande quantidade de energia.

[0012] De acordo com uma concretização, antes da etapa de resfriamento b), a fase líquida obtida da etapa a) passa por uma troca de calor em um trocador suprido com o primeiro efluente gasoso frio obtido da coluna de recontato (ou absorção), e a fase gasosa obtida da etapa a) passa por uma troca de calor em um trocador suprido com o primeiro efluente de hidrocarboneto líquido frio obtido da mesma coluna de recontato.

[0013] Alternativamente, antes da etapa de resfriamento b), a fase líquida obtida da etapa a) passa por uma troca de calor em um trocador suprido com efluente de hidrocarboneto líquido frio obtido da coluna de recontato, e a fase gasosa obtida da etapa a) passa por uma troca de calor em um trocador suprido com o efluente gasoso frio obtido da coluna de recontato.

[0014] Estas concretizações aperfeiçoam a integração térmica do processo com o uso vantajoso de frigorias dos primeiros efluentes gasoso e líquido (obtidos da etapa de recontato c)) para pré-resfriar as fases gasosa e líquida envolvidas na etapa c).

[0015] Em uma concretização, a fase líquida obtida da etapa a) é resfriada a uma temperatura de 0°C ou menos com uso de um disposi- tivo de resfriamento.

[0016] De acordo com outra concretização, a fase gasosa obtida da etapa a) é resfriada a uma temperatura de 0°C ou menos com o uso de um dispositivo de resfriamento, sendo entendido que a dita etapa para resfriar a fase gasosa é executada depois da etapa de troca de calor, caso esta última seja provida.

[0017] De acordo com uma concretização preferida, parte ou todo o segundo efluente gasoso enriquecido em hidrocarbonetos Ct e C2 é reciclado à montante da primeira etapa de recontato. Preferivelmente, o segundo efluente gasoso é misturado com a fase gasosa obtida da etapa a) à montante da primeira etapa de recontato. A reciclagem do segundo efluente gasoso na primeira etapa de recontato pode, em particular, aperfeiçoar o rendimento de recuperação de compostos C3 e C4 bem como aquele do hidrogênio.

[0018] Preferivelmente, a separação executada na etapa d) é realizada com o auxílio de um tambor de separação.

[0019] A primeira etapa de recontato (etapa c)) é geralmente executada em uma temperatura na faixa de -20°C a 55°C, preferivelmente em uma temperatura na faixa de -10°C em 10°C.

[0020] A primeira etapa de recontato é executada em uma pressão na faixa de 1,6 a 4 MPa.

[0021] Preferivelmente, a segunda etapa de recontato (etapa d)) é executada em uma temperatura na faixa de 10°C a 55°C. Preferivelmente, a temperatura da segunda etapa de recontato não é controlada e resulta do equilíbrio termodinâmico, depois da mistura, da fase gasosa obtida da etapa e) de estabilização e do líquido obtido da fase de recontato na coluna (etapa c)).

[0022] Preferivelmente, a coluna usada para o recontato de con-tracorrente compreende na faixa de 5 a 15 pratos teóricos.

[0023] O processo da invenção é preferivelmente executado a fim de tratar uma alimentação de hidrocarbonetos que é um efluente de um processo de reforma catalítica.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0024] Características e vantagens adicionais da invenção ficarão evidentes a partir da seguinte descrição, fornecida exclusivamente por meio de ilustração não limitativa e feita com referência aos desenhos anexos, nos quais: • a Figura 1 é um diagrama de fluxo de um processo de acordo com a invenção, de acordo com uma primeira concretização; • a Figura 2 é um diagrama de fluxo de um processo de acordo com a invenção, de acordo com uma segunda concretização; • a Figura 3 é um diagrama de fluxo de um processo que não está de acordo com a invenção, que representa um caso específico descrito na patente FR 2 873 710.

[0025] Elementos similares são geralmente indicados por numerais de referência idênticos. Além disso, as linhas tracejadas ou blocos indicam elementos opcionais.

[0026] A alimentação que é tratada pelo processo, é, por exemplo, um efluente de uma unidade de reforma catalítica, efluentes de desi-drogenação, por exemplo, butano ou pentano, ou hidrocarbonetos superiores, por exemplo, frações que essencialmente compreendem hidrocarbonetos contendo de 10 a 14 átomos de carbono, as olefinas dos quais são usadas à jusante para a fabricação de alquibenzenos lineares (geralmente demoniados LAB).

[0027] O processo de acordo com a invenção pode ser também aplicado aos efluentes de unidades de hidrotratamento (hidrodessulfuri-zação, hidrodesmetalização, hidrogenação total ou seletiva) de quaisquer cortes de hidrocarboneto, tal como nafta, gasolina, querosene, gasóleo leve, gasóleo pesado, destilado de vácuo, ou resíduo de vácuo. De um modo mais geral, ele é aplicável a qualquer efluente compreendendo hidrogênio, hidrocarbonetos leves (metano e/ou etano), LPGs (propa-no e/ou butano) e hidrocarbonetos mais pesados.

[0028] Preferivelmente, o processo de acordo com a invenção pode ser usado para tratar efluentes obtidos de unidades de reforma catalítica.

[0029] Com referência à Figura 1, a alimentação de hidrocarbonetos contendo uma fase gasosa que compreende hidrogênio e uma fase de hidrocarboneto incluindo hidrocarbonetos C-ι, C2, C3 e C4 é enviada via a linha 1 para um dispositivo de separação de gás-líquido 2 que pode ser um tambor de separação de gás líquido que é conhecido daquele versado na técnica.

[0030] O dispositivo de separação 2 permite a recuperação de uma fase gasosa 3 e uma fase líquida contendo hidrocarbonetos 4, respectivamente do topo e do fundo do dito dispositivo 2. Conforme indicado na Figura 1, a fração superior gasosa 3, que contém principalmente hidrogênio e hidrocarbonetos C-ι, C2, C3 e C4 leves, pode ser dividida em dois fluxos 5 e 6. O fluxo 5 é reciclado em uma unidade de reação localizada à montante, por exemplo, uma unidade de reforma catalítica, como um gás de reciclo. O fluxo 6 de gás é comprimido com o uso de um compressor 7 e enviado então para um sistema de resfriamento 8. O gás 6 é tipicamente comprimido em uma pressão na faixa de 0,6 a 1,0 MPa.

[0031] O gás comprimido 6 é opcionalmente misturado com um gás de reciclo, suprido via a linha 25, a origem do qual é detalhada abaixo. O gás ou a mistura de gases são resfriados a uma temperatura de menos de 55°C, por exemplo. O gás ou a mistura de gases obtidos do sistema de resfriamento 8 (por exemplo, um refrigerador de ar ou água) são transferidos para um tambor de separação para recuperar um gás 10 que é purificado de hidrocarbonetos líquidos que se condensaram por meio de resfriamento.

[0032] O gás resfriado 10 é comprimido, com o uso de um compressor 7, em uma pressão que está, em geral, na faixa de 1,6 a 4,0 MPa.

[0033] O gás comprimido 10 passa por uma etapa de recontato de baixa temperatura executada na presença da fase líquida contendo hidrocarbonetos 4 obtida do dispostiivo de separação de gás-líquido 2. Conforme pode ser visto na Figura 1, o gás comprimido é inicialmente pré-resfriado usando um refrigerador (ar ou água) 12, passando então pela troca indireta de calor usando um trocador 13 que é suprido via um fluxo frio que é descrito abaixo. O gás pode ser então vantajosamente resfriado com o uso de um dispositivo de resfriamento (não mostrado), por exemplo, um resfriador, a fim de trazer o gás para uma temperatura de 0°C ou menos.

[0034] De acordo com a invenção, a fase líquida contendo hidrocarbonetos 4 é empregada como um líquido adsorvente na etapa de recontato. Desse modo, a fase líquida contendo hidrocarbonetos 4 é inicialmente pré-resfriada pela troca indireta de calor via um trocador 11 que é suprido com um fluxo frio, conforme descrito abaixo. A fase líquida contendo hidrocarbonetos pré-resfriada 4 é então resfriada a uma temperatura de 45°C ou menos com o uso de um dispositivo de resfriamento 15. Vários tipos de meios de resfriamento podem ser usados, dependendo da temperatura desejada. Como um exemplo, um refrigerador de ar ou água será usado quando a temperatura alvo estiver na faixa de 20°C a 45°C. Preferivelmente, um resfriador será usado quando a fase líquida contendo hidrocarbonetos for resfriada a uma temperatura de 20°C ou menos, preferivelmente a uma temperatura na faixa de -10°C a 20°C.

[0035] O gás 10 e a fase líquida contendo hidrocarbonetos resfriada 4 são trazidos para o contato de contracorrente em uma coluna de recontato (ou absorção) 16 que pode compreender placas perfuradas ou de bolha, ou qualquer outra placa de contato, ou podem ser até acondicionados com elementos de acondicionamento estruturados ou não estruturados (anéis Pall, anéis Raschig, ou semelhantes). Como um exemplo, a coluna pode ter na faixa de 5 a 15 pratos de separação teóricos, preferivelmente na faixa de 7 a 10. O recontato consiste na absorção dos hidrocarbonetos C1 a C4 presentes no gás com o auxílio da fase líquida contendo hidrocarbonetos resfriada. Em geral, dependendo da temperatura das fases gasosa e líquida que são trazidas para o contato na coluna, a etapa de recontato é executada em uma temperatura na faixa de 20°C a 55°C, preferivelmente na faixa de -10°C a 10°C.

[0036] Um elemento gasoso que é rico em hidrogênio é retirado via a linha 17 da coluna de recontato 16, que é geralmente operada em uma pressão na faixa de 1,6 a 4,0 MPa.

[0037] O efluente gasoso frio é usado como um fluido térmico para o trocador 11 que executa a troca indireta de calor com a fase líquida contendo hidrocarbonetos 4, conforme descrito acima. O efluente líquido frio evacuado via a linha 18 a partir do fundo da coluna 16 é também usado como um fluido térmico a fim de suprir o trocador de calor 13 para pré-resfriar a fase gasosa 10.

[0038] O uso de fluidos frios obtidos da etapa de recontato indica que o consumo de energia dos dispositivos de resfriamento 14 e 15, e, em particular, do dispositivo de resfriamento 15, que é necessário a fim de resfriar a fase líquida contendo hidrocarbonetos a fim de aumentar sua capacidade de absorção para uso como o fluido líquido de recontato, pode ser substancialmente reduzido.

[0039] O gás rico em hidrogênio 17 é evacuado da unidade de tratamento via a linha 19 depois de ser opcionalmente passado através de uma base de proteção 20 a fim de absorver o cloro presente no gás quando a alimentação de hidrocarbonetos tratada pelo processo for um efluente de reforma catalítica.

[0040] De acordo com o processo, o efluente líquido 18 obtido da coluna de recontato 16 é usado como um fluido de recontato em uma segunda etapa de recontato que consiste em trazer o dito efluente líquido para contato com um fluido de reciclagem gasoso suprido via a linha 21, a fim de aperfeiçoar a recuperação de compostos C3 e C4 (LPG) e de avaliar o metano e o etano do processo.

[0041] Conforme indicado na Figura 1, a segunda etapa de recontato é executada pelo contato direto pela mistura em linha do efluente líquido 18 com o gás de reciclo 21. A segunda etapa de recontato é executada em uma temperatura que é maior do que aquela da primeira etapa de recontato, que está geralmente na faixa de 10°C a 55°C. Esta temperatura resulta do equilíbrio termodinâmico entre a absorção de líquido 18 e o vapor 21. Preferivelmente, não é usado nenhum meio de controle de temperatura (por exemplo, do tipo trocador de calor).

[0042] A mistura de gás/líquido é transferida via a linha 22 para um tambor de separação 23 que é operado de maneira a maximizar a recuperação de sobrecarga de hidrogênio gasoso e hidrocarbonetos C1 e C2. O efluente gasoso contendo hidrogênio e hidrocarbonetos C^ e C2 é retirado via a linha 24 para reciclagem em sua totalidade ou em parte no processo via a linha 25. A porção do efluente gasoso contendo hidrogênio e os hidrocarbonetos Ci e C2 que não é reciclada é evacuada do processo via a linha 26. Este efluente gasoso pode, em particular, ser usado como um gás combustível na refinaria.

[0043] A reciclagem de todo o efluente gasoso ou de uma porção do mesmo contendo hidrogênio e hidrocarbonetos Ci e C2 à montante da primeira etapa de recontato, por exemplo, conforme indicado na Figura 1, como uma mistura com o gás comprimido 6 obtido do tambor de separação 2, apresenta o efeito vantajoso de aperfeiçoar o rendimento do hidrogênio recuperado durante a primeira etapa de recontato.

[0044] Com referência agora à Figura 1, um efluente líquido 27 essencialmente contendo hidrocarbonetos que contêm três ou mais de três átomos de carbono (C3+) e também, em um menor grau, hidrocarbonetos Ci e C2, é recuperado via o fundo do tambor de separação 23. O efluente líquido 27 é aquecido antes de ser enviado para uma unidade de estabilização que é operada de maneira a recuperar um efluente de hidrocarboneto líquido estabilizado e um destilado compreendendo principalmente hidrocarbonetos C3 e C4. A unidade de estabilização compreende uma coluna de destilação 28, o fundo da qual é provido com uma linha de circulação equipada com um circuito de re-circulação compreendendo um refervedor (não mostrado) e um conduto 29 para evacuação do efluente líquido estabilizado. O gás de sobrecarga da coluna 28 se move em um conduto 30 conectado a um sistema de condensação compreendendo um dispositivo 31 para resfriar o gás de sobrecarga e um tambor de refluxo 32. O líquido condensado separado no tambor de refluxo 32 é evacuado via a linha 33 e é dividido em dois fluxos, um fluxo sendo reciclado na coluna 28 via a linha 34, enquanto que o fluxo complementar que não foi reciclado é evacuado via a linha 35 fora do processo, como um fluxo LPG. A sobrecarga retirada de gás residual proveniente do tambor de refluxo 32, que não foi condensada e que potencialmente compreende quantidades não desprezíveis de hidrocarbonetos C3 e C4, é evacuada via a linha 21 e reciclada no processo a fim de passar por uma etapa de recontato com o efluente líquido 18 obtido da coluna de recontato 16, conforme detalhado acima.

[0045] Ainda com referência à Figura 1, o efluente líquido estabilizado 29 recuperado do fundo da coluna de destilação 28 vantajosamente serve para alimentar um sistema de troca indireta de calor 36, 37 a fim de preaquecer o efluente líquido 27 antes de ele entrar na coluna de destilação 28. Esta integração térmica pode ser, portanto, usada para reduzir a energia térmica que tem que ser suprida para o refervedor a fim de operar a coluna de destilação 28.

[0046] Conforme indicado na Figura 1, é vantajoso prover uma base de proteção 38 à montante da coluna de destilação 28 configurada para capturar qualquer cloro que pudesse estar presente no efluente líquido 27 no caso no qual a alimentação de hidrocarbonetos tratada pelo processo é um efluente de unidade de reforma catalítica.

[0047] A Figura 2 representa um diagrama de fluxo do processo de acordo com a invenção, de acordo com uma segunda concretização.

[0048] A segunda concretização difere daquela da Figura 1, por um lado, pelo fato de a fase líquida contendo hidrocarbonetos 4 ser pré-resfriada por troca de calor em um trocador 11 suprido com fluido frio que é o efluente líquido 18 obtido da coluna de recontato 16, e, por outro lado, pelo fato de o gás comprimido 10 ser pré-resfriado por troca indireta de calor com o uso de trocador 13 que é suprido com efluente gasoso rico em hidrogênio 17 retirado do topo da coluna de recontato 16.

[0049] Esta configuração indica que é mais fácil equilibrar as taxas de fluxo dos efluentes gasoso e líquido que são supridos para os tro-cadores 11 e 13 como uma função de requisitos e/ou a disponibilidade de frigorias para pré-resfriar as fases gasosa e líquida que são trazidas para o contato na coluna. EXEMPLOS Exemplo 1 [0050] O Exemplo 1 (comparativo) ilustra a função de um processo de tratamento ilustrado na Figura 3, no qual a fase gasosa 6 e a fase líquida contendo hidrocarbonetos 4 são resfriadas a uma temperatura de 0°C com o uso de dois resfriadores antes de serem trazidas para o contato de contracorrente em uma coluna de recontato 16. Será notado que o efluente gasoso 24 produzido na segunda etapa de recontato não é reciclado na primeira etapa de recontato.

[0051] A alimentação de hidrocarbonetos tratada era um efluente (ou reformado) obtido de reforma catalítica e apresentava a composição fornecida na Tabela 1: Tabela 1: Composição do reformado [0052] A alimentação de hidrocarbonetos foi inicialmente tratada em um tambor de separação 2 a fim de separar uma fase gasosa 6 contendo principalmente hidrogênio e uma fase líquida 4 contendo hidrocarbonetos.

[0053] A fase gasosa 6 obtida da etapa de separação foi comprimida por compressores 7 com as etapas de resfriamento intermediárias necessárias para que os compressores funcionem adequadamente, e foi enviada para a primeira etapa de recontato com a fase líquida 4 obtida da etapa de separação. As fases gasosa e líquida, que apresentaram uma temperatura inicial de aproximadamente 100°C e 40°C, respectivamente, foram resfriadas a uma temperatura de 0°C com o uso das instalações de resfriamento 14 e 15. As fases gasosa e líquida resfriadas foram trazidas para o contato de contracorrente em uma coluna de recontato 16 compreendendo 9 pratos teóricos que foi operada em uma pressão de 3,1 MPa. Um gás rico em hidrogênio 17 e uma fase líquida 18 contendo hidrocarbonetos foram retirados da coluna de recontato. A fase líquida 18 foi então trazida para o contato com uma fase de reciclagem gasosa 21 que se originou do tambor de refluxo da coluna de destilação. A segunda etapa de recontato foi operada em linha e a mistura foi separada em um tambor de separação 23 em uma pressão de 1,6 MPa de maneira a prover um gás 24 que não foi reciclado na primeira etapa de recontato, e uma fase líquida 27.

[0054] A fase líquida 27 foi fracionada em uma coluna de fracio-namento 28 (ou coluna de estabilização) de modo a recuperar uma fração superior gasosa 30 e uma fração inferior líquida estabilizada 29 contendo hidrocarbonetos que contêm mais de 4 átomos de carbono. Esta coluna foi operada em uma pressão de 1,6 MPa e uma temperatura de 43°C no tambor de refluxo.

[0055] A fração superior gasosa 30 foi condensada em um tambor de refluxo, a partir do qual foram separadas uma fase líquida 33 contendo hidrocarbonetos C3-C4 condensados (LPG) e uma fase gasosa 21, que foi reciclada na segunda etapa de recontato.

[0056] A Tabela 2 registra as recuperações para os vários produtos de fluxo gerados pelo processo do Exemplo 1.

Tabela 2 Exemplo 2 [0057] O Exemplo 2 ilustra o processo para o tratamento de uma alimentação de hidrocarbonetos de acordo com a invenção e é forma- do com referência à Figura 1. Ele difere do Exemplo 1 pelo fato de o gás 24 obtido da segunda etapa de recontato ter sido reciclado em sua totalidade e de a fase gasosa comprimida ter sido resfriada por troca indireta de calor via um trocador 13 suprido com efluente líquido 18 obtido da coluna de recontato 16, e de a fase líquida contendo hidro-carbonetos ter sido pré-resfriada com um trocador 11 suprido com efluente gasoso 17 obtido da coluna de recontato 16, resfriada então com o uso do resfriador 15 em uma temperatura de 0°C.

[0058] As temperaturas das fases líquida e gasosa na entrada para a coluna de recontato foram respectivamente de 0°C e 40°C.

[0059] As outras condições de operação mencionadas no Exemplo 1 foram mantidas iguais para o Exemplo 2.

[0060] A Tabela 3 provê as recuperações dos vários produtos de fluxo gerados pelo processo do Exemplo 2.

Tabela 3 Exemplo 3 [0061] O Exemplo 3 se baseia no processo da invenção de acordo com a Figura 2.

[0062] Comparado com a Figura 1, o Exemplo 3 difere pelo fato de as fases líquida 4 e gasosa 10 terem sido inicialmente pré-resfriadas por troca de calor com um trocador de calor suprido respectivamente com efluente líquido 18 e com efluente gasoso 17, resfriadas então com os resfriadores 14 e 15 a fim de atingir uma temperatura de 0°C na entrada da coluna de recontato 16.

[0063] A Tabela 4 provê as recuperações para os vários produtos do fluxo gerado pelo processo do Exemplo 3.

Tabela 4 [0064] Comparando os resultados do Exemplo 1 com aqueles dos Exemplos 2 e 3, pode ser visto que o pré-esfriamento das fases gasosa e líquida com um fluido frio obtido da coluna de recontato pode significativamente reduzir o consumo de energia nos resfriadores 14 e 15. O processo pode ser também usado para aperfeiçoar o grau de recuperação dos hidrocarbonetos C3 e C4 no fluxo líquido 33 e de hidrogênio no fluxo 17, em particular, com a reciclagem do gás obtido após a separação de gás/líquido do efluente recuperado depois da segunda etapa de recontato.

[0065] Uma comparação do Exemplo 2 com o Exemplo 3 mostra a importância de descartar o dispositivo de resfriamento que resfria a fase gasosa que entra na coluna de recontato. Esta concretização pode ser assim usada para limitar o consumo de utilitários de frio sem ter um impacto significativo sobre a recuperação de hidrocarbonetos C3 e C4 (perda de apenas 0,8% em peso na recuperação de hidrocarbonetos C3 e C4).

REIVINDICAÇÕES

Claims (13)

1. Processo para o tratamento de uma alimentação de hi-drocarbonetos contendo hidrogênio e hidrocarbonetos incluindo hidro-carbonetos C-ι a C4, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: a) separar a alimentação de hidrocarbonetos em uma fase gasosa (6) e uma fase líquida (4) contendo hidrocarbonetos; b) resfriar a fase líquida (4) obtida da etapa a) em uma temperatura de 45°C ou menos com o uso de um dispositivo de resfriamento (15); c) executar uma primeira etapa de recontato na fase líquida resfriada (4) com a fase gasosa (6) em uma coluna de contracorrente (16) a fim de recuperar um primeiro efluente gasoso (17) que é rico em hidrogênio e um primeiro efluente de hidrocarboneto líquido (18); d) executar uma segunda etapa de recontato no efluente de hidrocarboneto líquido (18) com um gás de reciclo (21) e separar um segundo efluente gasoso (24) que é enriquecido em hidrocarbonetos Ci e C2 e um segundo efluente de hidrocarboneto líquido (27); e) fracionar o segundo efluente de hidrocarboneto líquido (27) obtido da etapa d) em uma coluna de fracionamento (28) de maneira a separar uma fração superior gasosa (30) e uma fração inferior líquida (29) contendo hidrocarbonetos que contêm mais de 4 átomos de carbono; f) condensar a fração superior gasosa obtida (30) da etapa e) e separar uma fase líquida (33) contendo principalmente hidrocarbonetos C3 e C4 e uma fase gasosa (21) que é reciclada na etapa d), nas quais, antes da etapa de resfriamento b), a fase liquida obtida da etapa a) é pré-resfriada por troca de calor em um trocador (11) suprido com o primeiro efluente gasoso (17) e/ou o primeiro efluente de hidrocarboneto líquido (18) obtido da etapa c).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, antes da etapa de resfriamento b), a fase líquida (4) obtida da etapa a) passar por uma troca de calor em um trocador (11) suprido com um primeiro efluente gasoso (17) e de a fase gasosa (6) obtida da etapa a) passar por uma troca de calor em um trocador de calor (13) suprido com o primeiro efluente de hidrocarboneto líquido (18).

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, antes da etapa b), a fase líquida (4) obtida da etapa a) passar por uma troca de calor em um trocador (13) suprido com o primeiro efluente gasoso (18), e de a fase gasosa (6) obtida da etapa a) passar por uma troca de calor em um trocador (13) suprido com o primeiro efluente de hidrocarboneto líquido (17).

4. Processo, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a fase líquida (4) obtida da etapa a) ser resfriada a uma temperatura de 0°C ou menos com o uso de um dispositivo de resfriamento (15).

5. Processo, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de a fase gasosa obtida da etapa a) ser resfriada a uma temperatura de 0°C ou menos com o uso de um dispositivo de resfriamento, sendo entendido que a dita etapa para resfriar a fase gasosa é executada depois da etapa de troca de calor, como definido na reivindicação 2 ou 3.

6. Processo, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de parte ou todo o segundo efluente gasoso (24) enriquecido em hidrocarbonetos Ci e C2 ser reciclado à montante da primeira etapa de recontato.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o segundo efluente gasoso (24) ser reciclado como uma mistura com a fase gasosa (6) obtida da etapa a).

8. Processo, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a separação executada na etapa d) ser executada com o auxílio de um tambor de separação.

9. Processo, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a primeira etapa de recontato ser executada em uma temperatura na faixa de -20°C a 55°C.

10. Processo, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a primeira etapa de recontato ser executada em uma pressão na faixa de 1,6 a 4 MPa.

11. Processo, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a segunda etapa de recontato ser executada em uma temperatura na faixa de 10°C a 55°C.

12. Processo, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a coluna (16) compreender na faixa de 5 a 15 pratos teóricos.

13. Processo, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a alimentação de hidrocarbonetos ser um efluente de uma unidade de reforma catalítica.