BR112012024901A2

BR112012024901A2 - processo para o craqueamento simultâneo de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados e sistema para o mesmo

Info

Publication number: BR112012024901A2
Application number: BR112012024901-0A
Authority: BR
Inventors: Saravanan Subramani; Debasis Bhattacharyya; Reshmi Manna; Satyen Kumar Das; Tridib Sarkar; Santanam Rajagopal
Original assignee: Indian Oil Corporation Limited
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2021-07-20
Also published as: CA2795120A1; WO2011121613A2; CA2795120C; WO2011121613A3; WO2011121613A8; US20130056393A1; ZA201208158B; US9433912B2; US20160333280A1

Abstract

PROCESSO PARA O CRAQUEAMENTO SIMULTÂNEO DE HIDROCARBONETOS MAIS LEVES E MAIS PESADOS E SISTEMA PARA O MESMO. Por tratar a invenção de um processo e aparelho para a conversão simultânea de matérias- primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados na produção melhorada de olefinas leves na faixa de C2 a C4, liquidos aromáticos na faixa de C6 a C8 principalmente benzeno,tolueno,xileno e etil benzeno e outros produtos aproveitáveis com a utilização de pelo menos dois reatores diferentes operados em série em relação ao fluxo do catalisador e em paralelo em relação ao fluxo e alimentação sob diferentes regimes e condições de processo com o mesmo sistema catalisador.

Description

o 1/25 | " | "PROCESSO PARA O CRAQUEAMENTO SIMULTÂNEO DE | HIDROCARBONETOS MAIS LEVES E MAIS PESADOS E SISTEMA PARA O | MESMO" Campo Técnico Ss A presente invenção se refere a um processo para o | craqueamento simultâneo de matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves e ' mais pesados.

Neste processo as matérias-primas leves e pesadas são processadas em dois reatores diferentes operados em série em relação ao fluxo do catalisador e em paralelo em relação ao fluxo das matérias-primas, para a produção de olefinas leves na faixa de C2 a C4 e produtos aromáticos na faixa de C6 a C8, principalmente benzeno, tolueno, xileno e etilbenzeno e outros produtos úteis.

A presente invenção também se refere a um aparelho para o craqueamento simultâneo de matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados.

Fundamentos da Invenção e Arte Anterior Olefinas leves, como etilenos, propilenos e butilenos são consideradas os blocos principais de construção na produção de diversos produtos petroquímicos.

Estes produtos químicos são amplamente utilizados para a produção de polietileno, polipropileno, di-isobutileno, poli-isobutileno, etc.

Os processos convencionais de craqueamento a vapor continuam a ser a maior fonte de olefinas leves, principalmente etileno e propileno para a indústria petroquímica.

No cenário emergente, a demanda crescente por propileno como matéria-prima petroquímica deverá ser muito mais elevada do que a do etileno.

O propileno é o principal subproduto do processo de craqueamento a vapor, que contribui com cerca de 70% da demanda mundial de propileno.

Aproximadamente 30% da demanda mundial de propileno é produzida em unidades convencionais de Craqueamento Catalítico Fluído (CCF). Nos últimos anos, existiu uma diferença significativa entre a demanda e a oferta de propileno.

Consequentemente, a indústria se encontra à procura de tecnologias para aumentar a produção de olefinas leves.

Para preencher a lacuna entre a demanda e a oferta de propileno, um novo processo catalítico se torna necessário para a produção do propileno como produto primário.

O processo de Craqueamento Catalítico Fluído (CCF) é bem conhecido desde o ano de 1942. A história e a evolução do processo de CCF durante as várias gerações encontram-se detalhadas no livro "Manual do

"E 2/25 Craqueamento Fluído" de Reza Sadeghbeigi da editora de publicações Gulf, "Craqueamento Catalítico Fluído" de Wilson, e em várias outras literaturas.

De modo geral, o craqueamento é definido como a decomposição de hidrocarbonetos de peso molecular mais elevado em hidrocarbonetos de peso molecular menor.

O processo pode ser realizado termicamente ou cataliticamente.

No mencionado processo do Craqueamento Catalítico Fluído, o catalisador consiste de uma partícula fluidizável fina, na faixa de tamanho aproximada de 5 a 150 mícron.

As etapas envolvidas no processo de CCF convencional encontram-se descritas abaixo: i.

A matéria-prima do hidrocarboneto é preaquecida a uma temperatura de 150 a 400ºC para melhorar a atomização/vaporização da matéria- prima;

ii.

A matéria-prima preaquecida é misturada com vapor em uma proporção específica, e passada através de um bico pulverizador para

15º dispersar a matéria-prima em gotas finas no interior de um elevador de fluxo ascendente;

iii.

A matéria-prima dispersada entra em contato com o catalisador aquecido regenerado no fundo do elevador, no qual as reações são iniciadas e acontecem ao longo do comprimento restante do elevador;

iv.

A mistura do catalisador com produtos do craqueamento catalítico é separada por um dispositivo de terminação; além disso, o catalisador arrastado é separado do vapor do produto por separadores ciclônicos e transferido para o leito do catalisador no reator de remoção;

v.

Os componentes de hidrocarbonetos aprisionados são removidos do catalisador separado por extração com a utilização de vapor;

vi.

O catalisador carregado de coque fluidizável, muitas vezes referenciado como catalisador consumido, é transferido para um regenerador através de um tubo vertical do catalisador consumido e de uma válvula deslizante do catalisador consumido;

vii.

O coque depositado no catalisador é queimado no regenerador com a utilização de ar, e o catalisador regenerado e aquecido é transferido ao elevador através de um tubo vertical do catalisador regenerado e de uma válvula deslizante do catalisador regenerado para o próximo ciclo de operação.

É 3/25 co. Desta maneira, o processo de CCF é denominado como um processo cíclico no qual a reação e a regeneração acontecem continuamente em um elevador (reator) e em um regenerador, respectivamente. Uma quantidade específica de catalisador fresco é adicionada ao inventário circulante com o s propósito de manter a atividade do catalisador, mantendo ao mesmo tempo o inventário em nível constante. | No cenário atual, na medida em que os óleos crus das | reservas mundiais estão se tornando mais pesados, o processamento dos óleos crus tornou-se importante, especialmente para aumentar a margem de lucro. Em função deste fato, é preferível maximizar a admissão de resíduos de vácuo ou de resíduos atmosféricos em unidades de CCF/RCCF. No entanto, o aumento da concentração de produtos finais pesados na alimentação da unidade de CCF gera vários efeitos deletérios nas conhecidas unidades de CCF residual. Os problemas associados ao processamento de resíduos pesados nas unidades de CCF são os 15º seguintes: | ii. O excesso de coque no resíduo produz grande | quantidade de excesso de calor no regenerador e, portanto, o equilíbrio térmico | do reator regenerador resulta em menor conversão. | ii. O nível mais elevado de metais nos resíduos conduz a uma desativação significativa do catalisador, e requer uma adição incremental de | catalisador para manter o nível dos metais no catalisador de equilíbrio dentro de limites aceitáveis. A craqueabilidade de alguns dos resíduos, em particular dos resíduos aromáticos, não é muito boa e conduz a uma menor conversão. iii. A capacidade de remoção dos resíduos pesados não convertidos do interior dos poros do catalisador não é eficiente, resultando em ' uma maior temperatura do regenerador e com isto uma menor conversão. | O excesso de coque no catalisador gera muito calor durante a queima no interior do regenerador, o que limita a velocidade de circulação do catalisador para a zona do reator de elevação, com isto reduzindo a conversão em geral. Com o propósito de atenuar estes problemas, resfriadores de catalisadores são utilizados convencionalmente nas unidades de CCF residual, que resfriam os catalisadores indiretamente com a utilização de vapor/água como líquido de arrefecimento. Estes resfriadores são revelados nas Patentes US Nos.

Í | mé 4/25 2377935, 2386491, 2662050, 2492948 e 4374750.

O documento US 5215650 divulga um modo de resfriamento indireto do catalisador aquecido regenerado através de um reator trocador de calor do tipo concha e tubo, no qual acontece o craqueamento de —alcanos leves, tais como etano, propano e butano e, em seguida o catalisador resfriado é transferido para o reator elevador.

O documento US 4840928 divulga um processo de conversão de alcanos inferiores em olefinas em um resfriador externo de catalisador de terceiro leito, no qual o excesso de calor do regenerador é utilizado diretamente para o craqueamento térmico de alcanos inferiores, principalmente propano com uma WHSV não superior a 5 hr” no mencionado reator.

A produção de olefinas leves a partir de matérias-primas como o VGO é divulgada nos documentos US6656346, US4980053, US6210562, USS846402, US6538169, US5326465, and US2006/0108260.

A produção de olefinas leves a partir de matéria-prima de nafta é divulgada em vários documentos, tais como US4287048, US5232580, USS549813, US6288298, US3082165, US3776838, US5S160424, US5318689, US5637207, USS846403, US6113776, USS455750, USS602403, US6867341, US7087155, US2001/042700, US2002/003103, US2003/220530, US2005/070422, US2006/10826, WOZ2000/18853, WO?2002/26628, WO?Z2004/078881, WO2006/098712. O Craqueamento Catalítico de matérias- primas mais leves, tais como propano, nafta de destilação direta e nafta olefínica para a produção de rendimentos significativos de olefinas leves, tem sua própria limitação em uma produção comercial em função da menor quantidade de coque, oque afeta o equilíbrio de calor da unidade, ou seja, o coque produzido durante a reação não é suficiente para produzir o calor necessário para o craqueamento das matérias-primas mais leves.

A patente US 7611622B2 revela um processo de craqueamento catalítico fluído (CCF) de dupla elevação com um regenerador comum, que envolve o craqueamento de uma primeira matéria-prima de hidrocarbonetos em um primeiro elevador e o craqueamento de uma segunda matéria-prima de hidrocarbonetos compreendendo hidrocarbonetos leves, incluindo hidrocarbonetos C3 e/ou C4, em um segundo elevador, para a formação de um efluente enriquecido com olefinas leves e aromáticos. Além disso, esta

"É 5/25 o. invenção utiliza um catalisador com gálio para promover a formação de compostos aromáticos.

A patente chinesa CN101522866A revela um processo | 5 CCF de duplo elevador, no qual a primeira e a segunda matérias-primas de hidrocarbonetos (o primeiro hidrocarboneto consiste de olefinas e o segundo hidrocarboneto é parafínico) são fornecidas para os respectivos primeiro e segundo elevadores para a produção de um efluente rico em etileno, propileno e/ou aromáticos, e os respectivos elevadores podem operar em diferentes condições para favorecer a conversão para etileno e/ou propileno.

Algumas literaturas de patentes, tais como a US611377686, US2002/0003103 e US7128827, revelam o conceito do craqueamento de duplo elevador ou de múltiplos elevadores, no qual uma porção do catalisador é utilizada para o craqueamento de hidrocarbonetos mais leves tais como matérias- primas da faixa da nafta e a outra porção do catalisador é utilizada no elevador | convencional do CCF.

O documento USS846403 revela um processo no qual a | nafta é injetada na mesma zona de reação, mas em diferentes alturas do reator | elevador. | Nenhuma das mencionadas patentes aborda o craqueamento simultâneo de matérias-primas mais leves e de matérias-primas mais pesadas em diferentes reatores operando em diferentes regimes e condições para a produção de quantidades significativas de olefinas leves e aromáticos como benzeno, tolueno, xileno, etilbenzeno, etc.

Um objetivo da presente invenção é o de revelar um processo novo de craqueamento catalítico simultâneo de matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados para a produção de olefinas leves e | produtos aromáticos líquidos. | Outro objetivo da presente invenção é o de revelar um sistema de zonas múltiplas de reação que possibilita a produção de olefinas leves | 30 e produtos aromáticos líquidos, ambos a partir do craqueamento de | hidrocarbonetos mais leves e mais pesados. | Ainda outro objetivo da presente invenção é o de revelar um sistema catalisador que pode realizar o craqueamento tanto dos | hidrocarbonetos mais leves como dos hidrocarbonetos mais pesados sob ampla |

É 6/25 | . gama de condições operacionais. ' Outro objetivo da presente invenção é o de reduzir o conteúdo de enxofre dos produtos do craqueamento em ebulição na faixa de C5 a 150ºC da primeira zona de reação, em não menos do que 60% do peso. Outro objetivo da presente invenção é a de utilizar o excesso de calor gerado no regenerador em função da queima do excesso de coque, o qual, por sua vez, resulta do processamento de matérias-primas mais pesadas na segunda zona de reação, de modo eficiente na primeira zona de reação para o craqueamento de matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves, reduzindo desta maneira a temperatura do catalisador entrando na segunda zona de reação.

Outro objetivo da presente invenção é o de revelar um aparelho adequado para a execução do mencionado novo processo catalítico. Resumo da Invenção A presente invenção descreve um processo de craqueamento catalítico no qual matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves tais como propano, butano, isobutano, n-butenos, isobuteno, nafta de destilação direta, nafta de viscorredutores, nafta de coqueadores, naftas CCF, naftas de hidrocraqueadores e hidrotratadores, condensados de gás natural, condensados de GLP e condensados de poços de gás são processados na primeira zona de | reação utilizando o excesso de calor do catalisador regenerado, resultado do ' processamento de matérias-primas mais pesadas na segunda zona de reação com a utilização de uma composição de catalisador único.

Descrição da Invenção A presente invenção revela um processo para oO craqueamento catalítico simultâneo de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados com melhores rendimentos de olefinas leves, líquidos aromáticos e outros produtos úteis, em múltiplas zonas de reação e em diferentes reatores que operam sob diferentes regimes e condições, compreendendo as etapas de: a) craqueamento da matéria-prima de hidrocarbonetos mais leves em uma primeira zona de reação do primeiro reator para a obtenção | de uma mistura de efluentes do primeiro reator; b) separação da mistura efluente do primeiro reator da etapa (a) em uma fase rica em vapor e uma fase rica em sólidos;

i a o o A o o A A A A A ii A AI TIE EA EE .D EP EI EE ii A | | É 7/25 " | c) separação da fase rica em vapor da etapa (b), em um | separador de produtos em frações C5- como produto de olefinas leves e frações | C5+; i d) reciclagem das frações C5+ de volta para a primeira | zona de reação e continuação da operação de craqueamento até que a : concentração de aromáticos na fração C5+ atinja mais de 90% do peso; e) remoção de uma porção da fase rica em sólidos da etapa (b) contendo o catalisador carregado de coque com a utilização de vapor, para a remoção dos hidrocarbonetos arrastados juntamente com a fase rica em vapor entrando no separador de produtos; f) transferência da porção restante da fase rica em sólidos da etapa (b) contendo o catalisador carregado de coque da primeira zona de reação para a segunda zona de reação de um segundo reator, e craqueamento da matéria-prima de hidrocarbonetos mais pesados acontecendo a uma | temperatura e pressão relativamente menor em comparação com aquelas da | primeira zona de reação, para a obtenção de uma mistura de efluentes do | segundo reator; g) separação da mistura de efluentes da etapa (f) em uma fase rica em vapor e uma fase rica em sólidos contendo o catalisador consumido carregado com coque; h) fracionamento da fase rica em vapor da etapa (g) para a obtenção de diferentes produtos de craqueamento; i) remoção da fase rica em sólidos da etapa (g) com a utilização de vapor para a remoção dos hidrocarbonetos arrastados juntamente j coma fase rica em vapor da etapa (g); | j) regeneração do catalisador consumido removido carregado com coque obtido na etapa (i) e na etapa (e) em um regenerador ! comum de catalisador com a utilização de ar e/ou um gás contendo oxigênio, para a produção de um catalisador regenerado ativo a ser recirculado para a primeira zona de reação através do tubo vertical do catalisador regenerado e da válvula deslizante do catalisador regenerado para o próximo ciclo de operação.

Esta invenção também revela um aparelho multirreator de craqueamento catalítico de leito fluidizado para a produção de olefinas leves e líquidos — aromáticos, etc, através do craqueamento simultâneo de 1

Í E 8/25 | hidrocarbonetos mais leves e mais pesados em zonas de reação separadas, compreendendo pelo menos uma primeira zona de reação de um primeiro reator (4), uma segunda zona de reação de um segundo reator (6) e um regenerador de catalisador (12). | De acordo com o mencionado processo, a matéria-prima de hidrocarbonetos mais leves é submetida ao craqueamento com vapor em uma razão molar na faixa de 1:60 e 60:1, em um primeira zona de reação de leito borbulhante ou turbulento, com uma mistura de catalisador quente regenerado operado em uma faixa de temperatura de 500 a 750ºC e com pressão na faixa de 1a5 kg/em?, para a obtenção de uma mistura de efluentes do primeiro reator compreendendo vapor do produto dos hidrocarbonetos craqueados e um j catalisador carregado de coque.

A mencionada mistura de efluentes do primeiro | reator é separada em uma fase rica em vapor e uma fase rica em sólidos contendo o catalisador carregado com coque.

A fase rica em vapor é resfriada e separada em frações C5- e C5+ em um separador, e a fração C5+ é reciclada para a primeira zona de reação até que a concentração de aromáticos no produto C5+ da primeira zona de reação alcance mais de 90% do peso.

Uma porção da fase rica em sólidos contendo o catalisador carregado com coque é removida com a utilização de vapor, para remover os hidrocarbonetos arrastados juntamente 1 coma fase rica em vapor entrando no separador do produto.

A porção restante do | catalisador consumido carregado com coque quente é transferida da primeira Í zona de reação para a segunda zona de reação, que compreende uma operação ' de elevação em regime de rápida fluidização ou em regime de transporte pneumático, e a matéria-prima de hidrocarbonetos mais pesados é submetida ao craqueamento na segunda zona de reação operada em uma faixa de temperatura de 450 a 700ºC e com pressão na faixa de 0,9 a 4,9 kg/cm?, para a obtenção de um efluente do segundo reator.

O mencionado efluente do segundo reator é separado em uma fase rica em vapor e uma fase rica em sólidos contendo o catalisador carregado com coque.

A fase rica em vapor é removida e fracionada Í para a obtenção dos produtos do craqueamento.

A fase rica em sólidos é | removida da segunda zona de reação com a utilização de vapor, para remover os | hidrocarbonetos arrastados juntamente com a fase rica em vapor entrando na i coluna de fracionamento para a separação dos produtos.

O catalisador carregado com coque obtido na segunda zona de remoção e o catalisador carregado com

E 9/25 coque obtido na primeira zona de remoção é regenerado em um regenerador comum com a utilização de ar e/ou um gás contendo oxigênio, para a produção de uma mistura catalítica quente regenerada.

Uma modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para O craqueamento simultâneo de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, também compreendendo a transferência da mistura catalítica quente ativa e regenerada para a primeira zona de reação para o próximo ciclo de operação.

Outra modalidade preferida de execução da presente | invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de | hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual a matéria-prima de ! hidrocarbonetos mais leves compreende frações C3 contendo propano e propileno e frações C4 contendo n-butano, isobutano, isobuteno, buteno-1, cis-2- | buteno, trans-2-buteno e hidrocarbonetos em ebulição a uma temperatura de até | 15º 220ºC (ponto base verdadeiro de ebulição). Uma modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual a matéria-prima de | hidrocarbonetos mais leves é selecionada a partir de matérias-primas leves baseadas em petróleo, tais como propano, butano, isobuteno, n-butenos, isobutano, nafta de destilação direta, nafta de viscorredutores, nafta de coqueadores, naftas CCF, naftass de hidrocraqueadores, naftas de hidrotratadores, condensados de gás natural, condensados de GLP e | condensados de poços de gás, ou de uma mistura dos mesmos. | Ainda outra modalidade preferida de execução da | presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de | hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual a matéria-prima de hidrocarbonetos mais leves é preferencialmente selecionada a partir de nafta de destilação direta, nafta de viscorredutores, nafta de coqueadores, naftas CCF, naftas de Hidrocraqueadores e hidrotratadores, condensados de gás natural, condensados de GLP e condensados de poços de Gás, ou de uma mistura dos mesmos.

Uma modalidade de execução da presente invenção revela um processo no qual a operação de craqueamento na primeira zona de

Ná 10/25 reação é executada em uma temperatura de 500 a 750ºC, preferencialmente em uma temperatura de 550 a 700ºC, pressão de 1 a 5 Kg/cm? e WHSV de 1 a 200 hr, preferencialmente em uma WHSV de 6 a 120 hr, enquanto que a mencionada operação está sendo executada na segunda zona de reação em uma temperatura de 450 a 700ºC, preferencialmente de 480 a 600ºC, pressão de 0,9 a 4,9 kg/cm? e WHSV de 10 a 400 h', preferencialmente de 60 a 250 hr”.

Outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual a matéria-prima de hidrocarbonetos mais pesados apresenta um ponto inicial de ebulição superior a 220ºC.

Outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual a matéria-prima de hidrocarbonetos mais pesados é selecionada a partir de matérias-primas pesadas baseadas em petróleo, tais como gasóleo de vácuo (VGO), gasóleo pesado de viscorredutores/coqueadores, óleo “combustível, óleo combustível de coqueadores, fundos de hidrocraqueamento, resíduos de vácuo, óleos de reciclo, óleos de refinação, lamas de óleos, gasóleo atmosférico, resíduos atmosféricos e descargas de vácuo, ou de uma mistura dos mesmos.

Ainda outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual o resíduo de carbono Conradson das matérias-primas de hidrocarbonetos mais pesados se encontra na faixade0O,1a15% do peso.

Também outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual o resíduo de carbono Conradson das matérias-primas de hidrocarbonetos mais pesados é superior a 3% do peso.

As matérias-primas de hidrocarbonetos da presente invenção compreendem frações de hidrocarbonetos partindo do carbono de número 3 até o carbono de número 100 e superiores. A fração mais leve dos | hidrocarbonetos pode consistir de propano, butano, isobutano, n-butenos,

É 11/25 | E isobuteno, nafta de destilação direta, nafta de viscorredutores, nafta de coqueadores, etc., e a fração mais pesada dos hidrocarbonetos pode consistir de gasóleo de vácuo leve, de vácuo pesado e de destilação direta, de fundos de hidrocraqueamento, de frações pesadas de gasóleo de hidrocraqueamento, CCF, destilação direta ou coqueamento retardado, de resíduos atmosféricos, resíduos de vácuo e de descargas de vácuo, etc. As condições do processo da presente invenção são ajustadas dependendo do tipo de matéria-prima, com o propósito de maximizar o rendimento de olefinas leves e produtos líquidos aromáticos, tais como benzeno, tolueno, xileno, etilbenzeno, etc. Os tipos de matérias-primas acima mencionados são apenas ilustrativos, e a presente invenção não se limita de qualquer maneira apenas a estas matérias-primas.

Outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias- primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual o catalisador é

15. formado por materiais microesféricos sólidos e acídicos, com tamanhos médios de partículas de 60 a 80 mícron e densidade aparente de 0,7 a 1,0 g/cc.

Outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias- primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual o catalisador é elaborado especificamente para processar ambas as matérias-primas mais leves e mais pesadas em primeiras e segundas zonas de reação, respectivamente, para a produção seletiva de olefinas leves tais como etileno, propileno e produtos líquidos aromáticos tais como benzeno, tolueno, xileno, etilbenzeno, etc.

O catalisador utilizado no processo da presente invenção apresenta uma composição única que compreende zeólitas-Y na forma de terras raras ultraestabilizadas, componentes de fundos de craqueamento consistindo de alumina peptizada, silica alumina acídica ou gama-alumina, zeólitas seletivas de formato pentasil ou de uma mistura dos mesmos. Pode ser observado que ambas a primeira e a segunda zona de reação são carregadas com o mesmo catalisador, ea sua composição é projetada de tal maneira que o craqueamento seja executado de maneira otimizada para ambas as matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados. Também pode ser observado que o catalisador convencional CCF consiste principalmente de zeólitas-Y de diferentes formas, funcionando como ingrediente ativo na realização das reações de e 12/25 craqueamento catalítico.

No processo da presente invenção, os componentes ativos do catalisador são suportados em materiais relativamente inativos tais como compostos de sílica/alumina ou sílica-alumina, incluindo caulinitas ou com componentes de matriz ativa como alumina pseudoboemita.

Os componentes ativos podem ser misturados em conjunto antes da secagem por pulverização ou separadamente unidos, e suportados e secados por pulverização utilizando-se a técnica convencional de secagem por pulverização.

As microesferas secadas por pulverização são lavadas, e as terras raras são substituídas e secadas para a produção das partículas acabadas do catalisador.

As microesferas acabadas que apresentam materiais ativos em partículas separadas são fisicamente misturados na composição desejada.

Ainda outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de 15º matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual o hidrocarboneto mais leve junto com vapor em condição saturada ou superaquecida são misturados na zona antes do contato com o catalisador, e ! uniformemente distribuídos com a utilização de quaisquer distribuidores | convencionais, como do tipo coletor, do tipo anel concêntrico, do tipo placa | perfurada, etc., no interior da primeira zona de reação. | Outra modalidade preferida de execução da presente | invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias- primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual o hidrocarboneto mais leve junto com vapor em condição saturada ou superaquecida são colocados uniformemente em contato com o catalisador quente do regenerador ! comum na primeira zona de reação.

Outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias- | primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual a proporção do | etileno para o propileno na primeira zona de reação pode ser variada através do ' ajuste da razão molar do vapor para a matéria-prima de hidrocarbonetos na faixa de 1:60 e 60:1, em conjunto com mudanças nas variáveis do processo.

Ainda outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de

= 13/25 matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual o coque sobre o catalisador da primeira zona de reação não representa mais do que 0,35% do peso. Outra modalidade preferida de execução da presente | 5 invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias- | primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual o regenerador ! pode ser de estágio único ou de múltiplos estágios, para queimar todo o o catalisador consumido carregado com coque e formar o catalisador regenerado com conteúdo de coque não superior a 0,09 % do peso.

Outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias- primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual a soma dos rendimentos de etileno mais propileno não é inferior a 25% do peso na primeira i zona de reação, e não é inferior a 15% do peso na segunda zona de reação.

I5 Outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias- | primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual o excesso de calor gerado no regenerador resultante do processamento das matérias-primas | pesadas na segunda zona de reação é utilizado efetivamente para o | 20 craqueamento de matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves em temperaturas extremamente altas na primeira zona de reação.

Ainda outra modalidade preferida de execução da | presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual o regenerador comum pode ser de estágio único ou de múltiplos estágios, para queimar todo o catalisador consumido carregado com coque e formar o catalisador regenerado com conteúdo de coque não excedendo 0,09 % do peso, com isto atendendo os requisitos de calor da primeira e da segunda zonas reacionais.

Outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias- primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual as matérias- primas leves e pesadas são processadas em dois reatores diferentes operados | em série em relação ao fluxo do catalisador e em paralelo em relação ao fluxo da

É 14/25 matéria-prima, para a produção de olefinas leves na faixa de C2 a C4 e produtos aromáticos na faixa de C6 a C8, principalmente benzeno, tolueno, xileno e etilbenzeno.

Outra modalidade preferida de execução da presente | 5 invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias- | primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual a fração C5+ dos | produtos da primeira zona de reação é reciclado para a primeira zona de reação e a operação de craqueamento é continuada até que a concentração de aromáticos ' na fração C5+ atinja mais de 90% do peso. ' Ainda outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual os produtos líquidos em ebulição na faixa de C5 a 220ºC de ambas a primeira e a segunda zonas de reação são separados para a produção de várias matérias- primas petroquímicas, principalmente benzeno, tolueno, xileno e etilbenzeno.

Uma modalidade adicional de execução da presente invenção fornece um produto cataliticamente craqueado, no qual a proporção de propileno para etileno nos produtos da segunda zona de reação não é inferior a | 2,51. | A conversão na segunda zona de reação, definida como a soma de todos os produtos em ebulição em temperatura menor ou igual a 220ºC mais o coque, não é inferior a 70% do peso.

Ainda outra modalidade preferida de execução da presente invenção revela um processo para o craqueamento simultâneo de matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados, no qual existe um sistema de zona de múltipla reação que permite a produção de olefinas leves | e produtos aromáticos líquidos, a partir do craqueamento tanto de | hidrocarbonetos mais leves como mais pesados. | Outra modalidade preferida de execução da presente ! invenção revela um sistema catalítico que possibilita o craqueamento tanto de ; hidrocarbonetos mais leves como mais pesados sob ampla gama de condições operacionais. | Outra modalidade preferida de execução da presente | invenção consiste em reduzir o conteúdo de enxofre dos produtos craqueados em

NM 15/25 ebulição na faixa de C5 a 150ºC na primeira zona de reação em não menos do que 60% do peso. Outra modalidade preferida de execução da presente invenção consiste em utilizar o excesso de calor gerado no regenerador em s função da queima do excesso de coque produzido pelo craqueamento de matérias-primas mais pesadas na segunda zona de reação, efetivamente na primeira zona de reação para o craqueamento de matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves, desta maneira reduzindo a temperatura do catalisador entrando na segunda zona de reação.

Os principais produtos do processo da presente invenção consistem de olefinas leves e produtos líquidos aromáticos na faixa de C6 a C8, principalmente benzeno, tolueno e xileno. As olefinas leves incluem etileno, propileno, isobutileno, trans-2-buteno, cis-2-buteno, buteno-1, etc. Outros produtos úteis da presente invenção compreendem GLP (C3 e C4) Gasolina, (C5- 15º 150ºC), Nafta Pesada (150ºC-216ºC), Óleo de Ciclo Leve (216-370ºC) e Fundos (370ºC+).

Descrição Detalhada da Invenção A Figura 1 mostra um aparelho de craqueamento de leito fluidizado com múltiplas zonas de reação de acordo com a presente invenção.

O processo de craqueamento catalítico fluído (CCF) da presente invenção, para a produção de olefinas leves e produtos líquidos ricos em aromáticos, etc., através do craqueamento simultâneo de matérias-primas leves e pesadas em zonas separadas de reação, utiliza pelo menos dois reatores. À | matéria-prima fresca (1) é injetada na parte inferior do elevador através de um único ou múltiplos bicos de alimentação (2), sendo que a matéria-prima pesada é misturada com o vapor de dispersão (3) com o propósito de permitir uma melhor atomização das moléculas da matéria-prima no elevador. O catalisador quente parcialmente coqueado do primeiro reator (4) entra na parte inferior do elevador (6) através da válvula deslizante (5), e posteriormente o mesmo entra em contato coma matéria-prima atomizada. O catalisador, juntamente com a matéria-prima de hidrocarbonetos e os vapores de produto sobem pelo elevador, sendo que a lama de reciclagem (7) entra em contato com o catalisador para ser submetida a um recraqueamento. Toda a mistura do catalisador, dos produtos e da matéria- prima não convertida sobe pelo elevador e na extremidade do elevador o

- 16/25 catalisador consumido e coqueado é separado dos vapores dos hidrocarbonetos no dispositivo terminal do elevador (8). Os vapores dos hidrocarbonetos que saem do reator elevador são enviados para uma coluna de fracionamento principal através de câmara de admissão (9) para a separação nos produtos desejados. O catalisador coqueado é submetido a uma remoção por vapor em um removedor (10), para a remoção dos hidrocarbonetos arrastados com o catalisador. O catalisador removido é transferido para um regenerador (12) através de uma válvula deslizante (11), e distribuído através do distribuidor de catalisador consumido (13) no qual o coque depositado no catalisador é queimado com a utilização de ar ou qualquer outro gás contendo oxigênio, que é distribuído através do distribuidor de ar (14).

O catalisador quente e limpo do regenerador passa através da válvula deslizante (15), sendo distribuído no reator de leito denso fluidizado (4) através do distribuidor do catalisador regenerado (16). Matérias- primas frescas leves e preaquecidas (17) e matérias-primas leves e recicladas (18) são misturadas com o vapor de processo (19) na parte inferior do conduíte (20) e distribuídas no distribuidor de matérias-primas leves (21), onde permanecem em contato com o catalisador limpo, quente e regenerado. Os produtos craqueados em conjunto com o catalisador arrastado são separados no dispositivo de separação (22), no qual o produto de craqueamento é separado do catalisador arrastado e enviado para a coluna de fracionamento para a separação em vários produtos. O catalisador parcialmente coqueado do reator (4) é recirculado de volta para a parte inferior do elevador através da válvula deslizante (5).

A invenção e as suas modalidades preferidas de execução são descritas abaixo com mais detalhes, com referência aos exemplos seguintes, que não devem ser interpretados de maneira nenhuma como limitando o escopo da invenção. Várias modificações da presente invenção, que podem ser evidentes aos experimentados na arte, são consideradas como incluídas no escopo da presente invenção.

Exemplo - 1 Rendimento de Olefinas Leves em Diferentes Conversões em uma Operação CCF Convencional.

Este exemplo ilustta a mudança no rendimento das

E 17/25 olefinas leves em diferentes níveis de conversão, sob condições de CCF convencionais. A conversão 216ºC é definida como sendo a quantidade total de produtos em ebulição abaixo de 216ºC, incluindo o coque. As experiências foram realizadas em um reator padrão de Teste de Micro Atividade (MAT) de leito fixo, s descrito no documento ASTM D-3907, com pequenas modificações posteriormente indicadas como MAT modificado. O catalisador é vaporizado a 810ºC durante 3 horas na presença de 100% de vapor antes da realização das experiências. As propriedades da Matéria-Prima-A utilizada no reator MAT modificado são apresentadas na Tabela 1.

| Tabela-1: Propriedades da Matéria-Prima-A | Propriedades Matéria-Prima-A Densidade (& 15ºC 0,9116 | | Nitrogênio Básico Saturados (Parafina + nafteno) Destilação, ASTMD-IT6O [o 10 vol% 30 volte 50 vol% 70 vol% 1 | as 90 vol% ' 95 vol% ' Os produtos foram levados a uma temperatura de reação de 511ºC e tempo de injeção de 30 segundos, com diferentes intensidades através da variação da razão de alimentação com o mesmo carregamento de catalisador. O catalisador utilizado neste exemplo consiste do catalisador A, que é um catalisador CCF disponível comercialmente, tendo características físico- químicas como ilustrado na Tabela abaixo. a CATA Aividade 40,42 |

E 18/25 0,293 Cristalinidade Em todos os exemplos, gás Seco é definido como sendo o produto que compreende hidrocarbonetos C1 e C2, e hidrogênio, enquanto que o GLP é definido como sendo o produto que compreende hidrocarbonetos C3 e Ca Table-2: Efeito da intensidade no rendimento de produtos Intensidade da Reação, W/F, min 0,86 1,07 1,46 Rendimentos, wt% A AA AA AA | [Hidrogênio =") 0905 | oo | cos | o1m | etileno og os | os | 11 | [But-T-eno UÚÂÚÂUÂNNN o83 | pos | 108 | 1198 | | | trans-2 Buteno Cis-2-Buteno 0,80 084 | 100 | 108 | 11,00 13,09 Gasolina (C5-150ºC 24,01 28,36 31,42 35,40 Nafta Hidr. (150-216ºC 13,01 14,04 14,80 14,96 LCO (216-370ºC 25,68 25,23 24,20 21,93 216 Conversão, wt% 46,62 54,35 60,84 68,28 Os rendimentos do produto juntamente com as conversões encontram-se ilustrados na Tabela-2, na qual pode ser observado que ! com o aumento na intensidade das conversões também aumentam os | rendimentos de etileno e propileno. ! Exemplo - 2 Rendimento de Olefinas Leves e Aromáticos do 15º Craqueamento de Nafta em uma Operação CCF Convencional.

Este exemplo ilustra o rendimento de olefinas leves em uma operação convencional CCF de craqueamento de nafta.

As experiências de craqueamento são executadas a 500ºC em uma proporção de 5:11 do catalisador | e 19/25 para o óleo. As propriedades da Matéria-Prima-B utilizada no reator MAT modificado são apresentadas na Tabela 3. Tabela-3: Propriedades da Matéria-Prima-B Matéria-Prima-B Densidade (& 15ºC 0,7358

ESTE EA DA LBenzemo voga aero iremos Ao5 Destitação DB 10 vol% 30 volte 50 vol% 100,8 70 vol% 90 vol% 95 vol% 146,5 O rendimento de olefinas leves é mostrado da Tabela-4. Tabela-4 Rendimento de olefinas leves a 500ºC Intensidade da Reação, cat/óleo Rendimentos, wt% LEIA trans-2 Buteno Cis-2-Buteno [| 061 Exemplo - 3 Efeito da Reciclagem de Nafta Craqueada.

Este exemplo ilustra o efeito da reciclagem de nafta craqueada no rendimento de aromáticos líquidos. O produto obtido a partir do Exemplo-2 é reciclado de volta, ou seja, craqueado em condições semelhantes como mencionado no Exemplo 2. Os rendimentos dos diferentes produtos

Ú Do o o o o a A ooo o a li A DI>D oi Toi DO E DD o o IP SIPE RPE A JT IPO EAD o DD Do o o o o a A NO | É 20/25 aromáticos são apresentados na Tabela-5. Isto indica claramente que há um aumento significativo no rendimento de aromáticos no segundo produto de reciclagem, em comparação com o primeiro produto de reciclagem. eee (montam ma 08 =| es ciclopentano É Exemplo - 4 Rendimento de Olefinas Leves na Primeira Zona de Reação Utilizando Matérias-Primas Leves.

Este exemplo ilustra a produção de olefinas leves e outros produtos úteis obtidos na primeira zona de reação da presente invenção.

As propriedades da matéria-prima utilizada, as condições de funcionamento mantidas no microrreator e o rendimento dos produtos são apresentados na Tabela-6. [psero de eme PP [Ar sr ERA o eciaCZd se Ore

PPA, o 3 o 3 o DE IDO E IDT OIT A ooo o ooo o Doo o A il A o ii DD PTTToAT o A A Aa AA AA o o | E 21/25 Gasolina (C5-150ºC) 38,63 30,42

OE EO Exemplo - 5 Rendimento de Olefinas Leves na Segunda Zona de Reação Utilizando Matérias-Primas Pesadas.

Este exemplo ilustra a produção de olefinas leves e outros produtos úteis obtidos na segunda zona de reação da presente invenção. As propriedades da matéria-prima utilizada, as condições de funcionamento mantidas no microrreator e o rendimento dos produtos são apresentados na Tabela-7 Tabela-7 Propriedades da matéria-prima Matéria-prima E Densidade, g/cc (Q 15ºC 0,8938 0,845 CCR wt% 0,013 | IBP, ºC | FBP, ºC | a na rr] eee e aaa ao | Condições operacionais | | Intensidade da reação, W/F min 1,068 Temperatura da reação ºC =| 580 | seo) | Rendimento, te) S 10,53 61,41 | 23,65 Gasolina (C5-150ºC 15,09 Nafta pesada (150-216ºC | LCO (216-370ºC | CLO (370ºC +

Ns 22/25 Conversão 216ºC 86,66 90,12 | Exemplo - 6 | Efeito da Temperatura na Primeira Zona de Reação. Este exemplo ilustra o efeito da temperatura sobre o s rendimento de olefinas leves e outros produtos úteis obtidos na primeira zona de reação da presente invenção. As propriedades da matéria-prima utilizada, as condições de funcionamento mantidas no microrreator e o rendimento dos produtos são apresentados na Tabela-8. Tabela-8 Propriedades da matéria-prima | Matéria-prima F | Matéria-prima F Densidade, g/cc & 15ºC 0,6952 0,6952 IBP, ºC | FBP, ºC 179,8 179,8 | Condições operacionais WHSV, hr-1 24,43 22,64 Temperatura dareação ºC =| 660 | 7 | Rendimento de produtos, wtgg UP) | 26,57 39,45 | [Etieno 421 23,67 30,56 20,92 18,72 Gasolina (C5-150ºC 28,97 18,94 | 10 | É evidente que com o aumento da temperatura na | primeira zona de reação, os rendimentos tanto de etileno como de propileno | aumentam significativamente.

Exemplo - 7 Efeito da Velocidade Espacial Horária Ponderada (WHSV) na Primeira Zona de Reação.

Este exemplo ilustta o efeito da WHSV sobre o rendimento de olefinas leves e outros produtos úteis obtidos na primeira zona de reação da presente invenção utilizando a mesma matéria-prima (Matéria-prima-F), como ado Exemplo-6. As condições operacionais mantidas no microrreator e o rendimento dos produtos são apresentados na Tabela-9.

rr 23/25 Tabela-9 | Condições operacionais WHSV, hr-1 19,01 26,95 40,32 Temperatura da reação, ºC —| 660 | são | 66o | | Rendimento de produtos, wteg [UNI 27,71 26,65 24,35 13,11 12,26 11,51 38,54 37,01 35,35 23,39 22,45 21,28 Gasolina (C5-150ºC 27,98 30,35 Ficou claro que com o aumento da WHSV na primeira zona de reação, os rendimentos de ambos o etileno e o propileno diminuem.

À partir do Exemplo-6 e 7, ficou claro que as condições do processo bem como o regime hidrodinâmico são importantes na maximização dos rendimentos de olefinas leves.

Exemplo - 8 Craqueamento Combinado de Matérias-Primas Leves e Pesadas em uma Operação de CCF Convencional Utilizando uma Única Zona de Reação.

Este exemplo ilustra a produção de olefinas leves e outros produtos úteis obtidos na única zona de reação da operação de CCF convencional.

A matéria-prima para o reator compreende 15% do peso de matéria-prima leve misturada com 85% do peso de matéria-prima pesada.

As 15º propriedades combinadas das matérias-primas, as condições operacionais mantidas no microrreator e o rendimento dos produtos são apresentados na Tabela -10. Tabela-10 Propriedades da matéria-prima Matéria-prima G Densidade, g/cc & 15ºC 0,8574 Enxofre, PPM 8500 | Condições operacionais Temperatura da reação, ºC Rendimento de produtos, wt% EEE a 24/25 Gasolina (C5-180ºC Exemplo - 9 | Efeito do Craqueamento Simultâneo de Matérias-Primas Leves e Pesadas em Diferentes Zonas de Reação e em Diferentes Condições, de Acordo com a Presente Invenção. Este exemplo ilustra a produção de olefinas leves e outros produtos úteis obtidos na primeira e na segunda zona de reação de acordo com a presente invenção. A matéria-prima leve correspondendo a 15% do peso da matéria-prima total do Exemplo-8 é craqueada na primeira zona de reação em uma temperatura de 680ºC, e a matéria-prima pesada correspondendo a 85% do peso da matéria-prima total do Exemplo-8 é craqueada simultaneamente na segunda zona de reação. As propriedades das matérias-primas e as condições operacionais mantidas no microrreator da primeira e da segunda zonas de reação em conjunto com o rendimento dos produtos são apresentadas na Tabela-11.

Tabela-11 Matéria-prima H | Matéria-prima | (Matéria-prima (Matéria-prima Propriedades da matéria-prima leve) pesada) Densidade, g/cc & 15ºC 0,6798 0,8988 EER O R&S5 Enxofre, PPM 5800 8980 | Condições operacionais Temperatura da reação, ºC Rendimento de produtos, vwtgo 31,78 17,48 35,36 19,72 Gasolina (C5-180ºC 29,36 | o 35 e. 25/25 Torna-se claramente evidente a partir do Exemplo 8 e do Exemplo 9, que a soma dos rendimentos de etileno e propileno é muito superior na presente invenção do que no processo convencional.

As modalidades de execução da presente invenção, referenciadas na descrição anterior e nos exemplos têm apenas o propósito ilustrativo e não devem ser interpretadas de modo limitativo.

Outras modalidades possíveis de execução da invenção serão evidentes para aqueles habilitados na técnica a partir da consideração da especificação e da prática da invenção aqui | revelada.

O escopo exato e o espírito da invenção serão determinados pelas reivindicações seguintes. | | | | | |

Claims

nm u7 REIVINDICAÇÕES

1. PROCESSO para a conversão simultânea de matérias- primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados em rendimentos melhorados de olefinas leves, líquidos aromáticos e outros produtos úteis através s de uma operação CCF contínua em múltiplas zonas de reação e em diferentes reatores operando sob diferentes regimes e condições, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a) craqueamento da matéria-prima de hidrocarbonetos mais leves em uma primeira zona de reação do primeiro reator para a obtenção de uma mistura de efluentes do primeiro reator; b) separação da mistura efluente do primeiro reator da etapa (a) em uma fase rica em vapor e uma fase rica em sólidos; c) separação da fase rica em vapor da etapa (b) em um separador de produtos em frações C5- e C5+; d) reciclagem das frações C5+ de volta para a primeira zona de reação e continuação da operação de craqueamento até que a concentração de aromáticos na fração C5+ atinja mais de 90% do peso; e) remoção de uma porção da fase rica em sólidos da etapa (b) contendo o catalisador carregado de coque com a utilização de vapor, para a remoção dos hidrocarbonetos arrastados juntamente com a fase rica em vapor entrando no separador de produtos; fP) transferência da porção restante da fase rica em sólidos da etapa (b) contendo o catalisador carregado de coque da primeira zona de reação para a segunda zona de reação de um segundo reator, e craqueamento da matéria-prima de hidrocarbonetos mais pesados nela contida em temperatura e pressão relativamente menor em comparação com aquelas da primeira zona de reação, para a obtenção de uma mistura de efluentes do segundo reator; g) separação da mistura de efluentes da etapa (f) em uma fase rica em vapor e uma fase rica em sólidos contendo o catalisador consumido carregado com coque; h) fracionamento da fase rica em vapor da etapa (g) para a obtenção de diferentes produtos de craqueamento; i) remoção da fase rica em sólidos da etapa (g) com a utilização de vapor para a remoção dos hidrocarbonetos arrastados juntamente ás 27 com a fase rica em vapor da etapa (9); e j) regeneração do catalisador consumido removido carregado com coque obtido na etapa (i) e na etapa (e) em um regenerador comum de catalisador com a utilização de ar e/ou um gás contendo oxigênio, para a produção de um catalisador regenerado ativo a ser recirculado para a primeira zona de reação através do tubo vertical do catalisador regenerado e da válvula deslizante do catalisador regenerado para o próximo ciclo de operação. |

2. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, | caracterizado pelo fato de que a matéria-prima mais leve consiste de uma fração de hidrocarbonetos em ebulição em temperatura de até 220ºC partindo do hidrocarboneto C3, e a matéria-prima mais pesada consiste de uma fração de hidrocarbonetos com ponto de ebulição inicial em temperatura superior a 220ºC e com resíduos de Carbono Conradson de até 15% do peso.

3. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os produtos de olefinas leves se situam na faixa de C2 a CA4, ou seja, etileno, propileno, isobutileno, trans-2-buteno, cis-2-buteno, buteno-1 e semelhantes, e os líquidos aromáticos na faixa de C6 a C8, ou seja, benzeno, tolueno, xilenos e etilbenzeno, enquanto que outros produtos úteis compreendem GLP (C3 e C4), gasolina (C5-150ºC), nafta pesada (150-216ºC), óleode ciclo leve (216-370ºC), fundos (370ºC) e semelhantes.

4. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a operação de craqueamento na primeira zona de reação é executada em uma temperatura de 500 a 750ºC, pressão de 1a 5 Kg/em? e WHSV de 1 a 200 hr', sendo que na segunda zona de reação é executada em uma temperatura de 450 a 700ºC, pressão de 0,9 a 4,9 kg/cm? e | 10 a 400 hr”, respectivamente. |

5. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão molar da matéria-prima de hidrocarbonetos mais leves e do vapor se situa na faixa de 1:60 e 60:1.

6. PROCESSO de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a operação de craqueamento na primeira zona de reação é executada preferencialmente em uma temperatura de 550 a 700ºC, enquanto que na segunda zona de reação é executada preferencialmente em uma temperatura de 480 a 600ºC, respectivamente.

Ma 37

7. PROCESSO de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a operação de craqueamento na primeira zona de reação é executada preferencialmente a uma WHSV de 6 a 120 hr-', enquanto que na segunda zona de reação é executada preferencialmente de 60 a 250 hr”, respectivamente.

8. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves incluem nafta de destilação direta, nafta de viscorredutores, nafta de coqueadores, naftas CCF, naftas de hidrocraqueadores e hidrotratadores, condensados de gás natural, condensados de GLP, condensados de poços de gás e semelhantes ou uma mistura dos mesmos, e as matérias-primas de hidrocarbonetos mais pesados incluem gasóleo de vácuo, de descargas de vácuo, gasóleo atmosférico, gasóleo pesado de viscorredutores/coqueadores, óleos de reciclo, lamas de óleos, fundos de hidrocraqueamento, óleo combustível, óleo combustível de coqueadores, resíduos atmosféricos, óleos de refinação, resíduos de vácuo e semelhantes ou uma mistura dos mesmos.

9. PROCESSO de acordo com as reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a soma dos rendimentos de etileno mais propileno não é inferior a 25% e 15% do peso do peso na primeira e na segunda zona de reação, respectivamente.

10. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proporção de propileno para etileno no produto da segunda zona de reação não é inferior a 2,5:1.

11. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o coque no catalisador da primeira zona de reação não excede 0,35% do peso.

12. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o regenerador pode ser de estágio único ou de múltiplos estágios para queimar todo o catalisador consumido carregado com coque e formar o catalisador regenerado com conteúdo de coque não superior a 0,09 % do peso, com isto atendendo os requerimentos de calor da primeira e da segunda zona de reação.

13. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois reatores são operados em série em relação if 47 | ao fluxo do catalisador e em paralelo em relação ao fluxo da matéria-prima. |

14. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador utilizado compreende zeólitas-Y na forma de terras raras ultraestabilizadas com componentes de fundos de s$ craqueamento consistindo de alumina peptizada, sílica alumina acídica ou gama- alumina, zeólitas seletivas de formato pentasil e semelhantes ou uma mistura dos mesmos, que possui a capacidade de realizar o craqueamento otimizado de ambas as matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados.

15. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador utilizado é formado por materiais microesféricos sólidos e acídicos, com tamanhos médios de partículas de 60 a 80 mícron e densidade aparente de 0,7 a 1,0 g/cc.

16. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os componentes ativos do catalisador são suportados por materiais relativamente inativos tais como compostos de síilica/alumina ou sílica-alumina, incluindo caulinitas ou com componentes de matriz ativa como alumina pseudoboemita.

17. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os hidrocarbonetos mais leves junto com vapor em condição saturada ou superaquecida são misturados em uma zona antes do contato com o catalisador e uniformemente distribuídos com a utilização de | quaisquer distribuidores convencionais, como do tipo coletor, do tipo anel | concêntrico, do tipo placa perfurada e semelhantes no interior da primeira zona de reação, sendo colocados uniformemente em contato com o catalisador quente do | —regenerador comum na primeira zona de reação. |

18. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na conversão na segunda zona de reação, a soma de todos os produtos em ebulição em temperatura menor ou igual a 220ºC mais o coque, não é inferior a 70% do peso.

19. SISTEMA CATALISADOR CCF para o craqueamento catalítico simultâneo de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados em múltiplos | reatores para a produção de rendimentos melhorados de olefinas leves e líquidos aromáticos e semelhantes, caracterizado pelo fato de compreender zeólitas-Y na forma de terras raras ultraestabilizadas com componentes de fundos de bi 57 craqueamento consistindo de alumina peptizada, sílica alumina acídica ou gama- alumina, zeólitas seletivas de formato pentasil ou uma mistura dos mesmos como componentes ativos.

20. SISTEMA de acordo com a reivindicação 19, s caracterizado pelo fato de que o catalisador é formado por materiais microesféricos sólidos e acídicos com tamanhos médios de partículas de 60 a 80 mícron e densidade aparente de 0,7 a 1,0 g/cc.

21. SISTEMA de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que os componentes ativos do catalisador são suportados por materiais relativamente inativos tais como compostos de sílica/alumina ou sílica-alumina, incluindo caulinitas ou com componentes de matriz ativa como alumina pseudoboemita.

22. PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UM SISTEMA CATALISADOR para o craqueamento catalítico simultâneo de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados em múltiplos reatores para a produção de rendimentos melhorados de olefinas leves e líquidos aromáticos e semelhantes, caracterizado pelo fato de que zeólitas-Y na forma de terras raras ultraestabilizadas e um componente de fundo de craqueamento selecionado de alumina peptizada, sílica alumina acídica ou gama-alumina, zeólitas seletivas de formato pentasil ou uma mistura dos mesmos são misturados em conjunto ou | separadamente unidos, suportados por materiais relativamente inativos e secados | por pulverização para a obtenção de microesferas, lavados, e as terras raras são | substituídas e secadas por pulverização para a produção do sistema catalisador | acabado. !

23. PROCESSO de acordo com a reivindicação 22, | caracterizado pelo fato de que os componentes do catalisador ativo na forma de | microesferas acabadas de partículas separadas são fisicamente misturados na composição desejada.

24. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o excesso de calor gerado no regenerador do catalisador em função do processamento de matérias-primas pesadas na | segunda zona de reação é utilizado efetivamente para o craqueamento das matérias-primas de hidrocarbonetos mais leves em temperaturas extremamente altas na primeira zona de reação.

NÃ 67

25. APARELHO MULTIRREATOR DE CRAQUEAMENTO CATALÍTICO DE LEITO FLUIDIZADO para a produção de olefinas leves e líquidos aromáticos e semelhantes através do craqueamento simultâneo de hidrocarbonetos mais leves e mais pesados em zonas de reação separadas, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos uma primeira zona de reação de um primeiro reator (4), uma segunda zona de reação de um segundo reator (6) e um regenerador de catalisador (12).

26. APARELHO de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o primeiro reator equipado na parte inferior com uma entrada de distribuição (21) para a introdução da matéria-prima preaquecida de hidrocarbonetos mais leves/matéria-prima reciclada juntamente com o vapor de processo através de um conduiíte (20), possui uma entrada para a introdução do catalisador quente regenerado através de um distribuidor (16) por meio de uma válvula deslizante (15) do regenerador de catalisador (12), um dispositivo de separação (22) para separar o catalisador carregado de coque dos produtos craqueados, um meio de remoção para remover o catalisador coqueado do vapor do produto craqueado, uma saída para que o vapor do produto atinja o fracionador principal através de uma câmara de admissão; uma saída na parte inferior para a circulação do catalisador parcialmente coqueado para a parte inferior do segundo reator (6) através de uma válvula deslizante (5), uma saída para remover o catalisador consumido carregado com coque para o regenerador (12); o segundo reator, preferencialmente um elevador, apresenta uma entrada próxima do fundo para a introdução da matéria-prima fresca e quente com vapor através de um bico de alimentação simples ou múltiplo (2), uma entrada independente para a matéria-prima reciclada e para o vapor de diluição próxima da parte inferior e em diferentes alturas do elevador, e uma entrada na parte inferior para a introdução do catalisador regenerado através da válvula deslizante (5) mencionada acima e para a introdução do vapor de elevação/estabilização; um dispositivo de terminação (8) com separador para a separação da mistura do catalisador consumido e do vapor do produto, um meio de remoção (10) para remover o catalisador carregado com coque dos hidrocarbonetos craqueados, uma saída do catalisador consumido para o regenerador (12), uma saída do vapor do produto para o fracionador principal através de uma câmara de admissão; o regenerador do catalisador (12) apresenta uma entrada para a fonte do |

É 77 catalisador consumido carregado com coque distribuído através de um distribuidor (13), uma entrada na parte inferior para a fonte de ar ou de um gás contendo oxigênio, uma saída para o catalisador regenerado conectada ao primeiro reator (4), um dispositivo de separação para separar o gás de combustão do catalisador regenerado, uma saída para o gás de combustão e uma saída para o catalisador regenerado conectada ao primeiro reator (4).

27. APARELHO de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o regenerador do catalisador consiste de um regenerador de estágio único ou de múltiplos estágios.

28. APARELHO de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o distribuidor (21) pode ser do tipo coletor, do tipo anel concêntrico, do tipo placa perfurada e de tipos semelhantes.