BR112013012925B1 - Método de produção de produtos aromáticos e produtos olefínicos a partir de uma fração de petróleo contendo composto aromático - Google Patents
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Abstract
MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO. Do presente pedido de patente de invenção se refere a um método para fabricação de produtos aromáticos (benzeno/tolueno/xileno) e produtos olefínicos a partir de urna fração de petróleo contendo composto aromático, por meio da qual é possível substituir a nafta como matéria - prima por produção aromática e, dessa forma, estabilizar o fornecimento e a demanda, e é possível aumentar substancialmente o rendimento dos componentes olefínicos e aromáticos fabricação de alto valor agregado, de produtos olefínicos oferecendo um método para e aromáticos a partir de petróleo de ciclo processamento de leve compreendendo urna etapa de reação de hidrogênio, urna etapa de craquearnento catalítico, urna etapa de separação e urna etapa de transalquilação e, opcionalmente, compreendendo também urna etapa de recirculação
Description
(54) Título: MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO (51) lnt.CI.: C07C 4/06; C07C 15/04; C07C 15/08; C07C 11/06; C07C 11/04 (73) Titular(es): SK INNOVATION CO., LTD.
(72) Inventor(es): HONG CHAN KIM; SUNG WON KIM; YONG SEUNG KIM; SANG HUN OH; SOO KIL KANG; HYUCK JAE LEE; CHEOL JOOG KIM; GYUNG ROK KIM; SUNG CHOI; SAM RYONG PARK (85) Data do Início da Fase Nacional: 24/05/2013
1/35
MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO
Campo de Aplicação [001] O presente pedido de patente de invenção se relaciona a um método de produção de produtos aromáticos (benzeno/tolueno/xileno) e produtos olefínicos valiosos a partir de petróleo hidrocarbonáceo compreendendo compostos aromáticos.
Estado da Técnica [002] A demanda global por aromáticos, como benzeno, tolueno e xileno, está aumentando em uma média de 4 a 6% por ano. Ou seja, a demanda de produtos aromáticos está crescendo rapidamente para um nível no qual a taxa de crescimento da demanda de aromáticos é cerca de duas vezes a taxa de crescimento de GDP, e três vezes a taxa de crescimento da demanda de produtos de petróleo. Em particular, este crescimento na demanda é causado pelo aumento na demanda de aromáticos na China.
[003] Os produtos aromáticos (benzeno/tolueno/xileno) têm sido convencionalmente produzidos por meio do hidrotratamento e extração da gasolina de pirólise produzida em conjunto com produtos de fração de petróleo básico principal, como etileno, propileno e similares em um centro de craqueamento de nafta utilizando nafta como matéria-prima, ou por meio dos reformados provenientes de um processo e separação de reforma catalítica de nafta.
[004] Entretanto, devido ao rápido crescimento na demanda de aromáticos, o fornecimento de nafta no mercado
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2/35 mundial, incluindo a China, tem se tornado cada vez mais restrito desde 2007. Além disso, as tecnologias convencionais para produção de produtos aromáticos não conseguem acompanhar o crescimento na demanda de aromáticos, visto que elas somente utilizam nafta, que é uma fração de petróleo que somente possui uma faixa de ebulição estreita de petróleo cru. Portanto, a matéria-prima de produtos aromáticos, que podem substituir a nafta, é necessária.
[005] Enquanto isso, o craqueamento catalítico fluidizado [Fluidized Catalytic Cracking - FCC] é um processo típico para produção de gasolina a partir de petróleo pesado. Recentemente, muitos FCCs têm sido construídos.
[006] Produtos típicos obtidos por FCC podem incluir propileno, MTBE, alquilato, LCN [light cracked naphtha - nafta leve craqueada], HCN [heavy cracked naphtha - nafta pesada craqueada], LCO [light cycle oil - petróleo de ciclo leve], SLO [slurry oil - petróleo pastoso] e similares. Estes são produtos são utilizados respectivamente como matérias-primas de resinas sintéticas, uma fração contendo oxigênio para gasolina, uma fração de alta octanagem para gasolina, um agente de composição para gasolina, um agente de composição para petróleo diesel/petróleo pesado, um agente de composição para petróleo pesado e similares.
[007] Entretanto, as normas de qualidade para gasolina e diesel estão ficando mais rígidas ao redor do mundo. Na medida em que as regulamentações relacionadas a aromáticos em diesel ficam mais rígidas, é necessário um tratamento adicional dos produtos semiprocessados com FCC mencionados acima. Entretanto, entre estes produtos semiprocessados com FCC, o LCO [light cycle oil - petróleo
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3/35 de ciclo leve] inclui uma grande quantidade (70% ou mais) de componentes aromáticos contendo um ou mais anéis, de forma que tratamentos adicionais de LCO requerem um alto consumo de hidrogênio, aumentando, dessa forma, o custo-benefício.
[008] Além disso, o LCO não é adequado como matéria-prima em um processo de produção aromática convencional utilizando nafta, pois aromáticos pesados de dois ou mais anéis devem ser convertidos em aromáticos de um anel, e componentes catalisadores de intoxicação, como enxofre e nitrogênio, devem ser removidos, embora possa ser possível utilizar LCO para produzir produtos aromáticos no lugar de nafta.
[009] Porém, conforme mencionado acima, considerando o rápido crescimento na demanda de aromáticos e incapacidade de fornecer nafta, espera-se que os problemas de compressão nas indústrias de refinaria de petróleo e de produção aromática sejam resolvidos simultaneamente por meio da indução da produção de aromáticos utilizando uma fração de petróleo, incluindo compostos aromáticos como LCO e similares produzidos no processo de FCC.
[010] A Patente dos EUA N.° 4.585.545 divulga um método de proteção de gasolina de alta octanagem contendo uma grande quantidade de componentes aromáticos utilizando LCO (petróleo de ciclo leve) obtido por meio de FCC. No entanto, a gasolina deste método não possui um produto de alto valor agregado, visto que ela inclui uma grande quantidade de aromáticos de baixo valor. Além disso, o método é ineficaz como tecnologia de reforma de combustível, pois a questão da regulamentação ambiental tem atraído ultimamente uma atenção considerável comparada à questão do
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4/35 aumento do número de octanagem de gasolina.
[011] Além disso, a Patente dos EUA N.° 6.565.739 divulga um método de produção de nafta e olefina leve utilizando LCO obtido a partir de FCC. No entanto, a nafta produzida por este método inclui uma quantidade muito pequena de componentes aromáticos, visto que os componentes aromáticos são completamente saturados em um processo intermediário de hidrogenação. Portanto, este método não é adequado para solucionar os problemas mencionados acima. Divulgação
Problema Técnico [012] Sob estas circunstâncias, os presentes inventores descobriram que é necessário separar componentes aromáticos, como benzeno, tolueno e xileno, de diversas frações de petróleo, incluindo compostos aromáticos como LCO e similares, e é possível separar olefinas de alto valor agregado dos componentes.
[013] Um objetivo da presente invenção é apresentar um novo método de produção de produtos aromáticos de alta concentração com alto valor agregado utilizando diversas frações de petróleo, incluindo LCO, contendo uma grande quantidade de compostos de alta aromaticidade como matérias-primas alternativas a nafta (matéria-prima convencional de produtos aromáticos) e obtidos a partir de FCC.
Solução Técnica [014] Para alcançar o objetivo acima, um aspecto da presente invenção oferece um método de produção de produtos aromáticos e produtos olefínicos a partir de uma fração 1 de petróleo contendo um composto aromático,
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5/35 incluindo as etapas de: (a) hidroprocessamento de uma fração 1 de petróleo contendo composto aromático na presença de um catalizador para saturar parcialmente componentes; (b) craqueamento catalítico dos componentes parcialmente saturados na etapa (a) na presença de um catalizador de craqueamento; (c) separação dos componentes craqueados de forma catalítica na etapa (b) em (i) benzeno, tolueno, xileno e componentes aromáticos de 9 ou mais átomos de carbono, (ii) componentes de olefina e (iii) uma fração de petróleo residual; e (d) realização da transalquilação de benzeno, tolueno e componentes aromáticos de 9 ou mais átomos de carbono separados na etapa (c) .
[015] Em uma configuração da presente invenção, na etapa (a) o catalisador pode incluir pelo menos um suporte selecionado entre alumina e sílica, e pode incluir pelo menos um metal selecionado entre o grupo 6 metais, o grupo 9 metais e o grupo 10 metais, da tabela periódica.
[016] Em uma configuração da presente invenção, o metal pode ser pelo menos um selecionado a partir de cobalto, molibdênio, níquel e tungstênio.
[017] Em uma configuração da presente invenção, a fração 1 de petróleo contendo composto aromático pode incluir 5% ou mais de peso de aromáticos.
[018] Em uma configuração da presente invenção, na etapa (b) , o catalisador para craqueamento catalítico pode ser um catalisador esférico compreendendo um ácido sólido amorfo incluindo sílica e/ou alumina, ou compreendendo uma peneira molecular de zeólita cristalina com uma proporção molar de silica/alumina de 300 ou menos e tamanho do poro de 4 a 10 4 ~ 10 (Angstrom).
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6/35 [019] Em uma configuração da presente invenção, catalisador para craqueamento catalítico pode ser preparado misturando de 10 a 95% de peso de pelo menos uma peneira molecular de zeólita selecionada a partir do grupo que consiste em faujasita (FAU), mordenita (MOR) e zeólita beta (BEA) com 5 a 90% de peso de um ligante inorgânico selecionado a partir de alumina, sílica-alumina e argila e, então, vaporizar a seco a mistura para obter um tamanho de partícula de 10 ~ 300 pm.
[020] Em uma configuração da presente invenção, na etapa (c), a fração de petróleo residual pode incluir i) componentes aromáticos de 2 anéis ou mais, ii) componentes aromáticos de 1 anel contendo um grupo de hidrocarboneto de dois ou mais carbonos, e iii) componentes aromáticos de 1 anel contendo um anel naftênico.
[021] Em uma configuração da presente invenção, o método pode incluir ainda a etapa de recirculação da fração de petróleo separada na etapa (c) até a etapa (a).
[022] Em uma configuração da presente invenção, na etapa (d) , pode ser utilizado um catalisador compreendendo: um suporte incluindo de 10 a 95% de peso de mordenita ou zeólita beta contendo uma proporção molar de sílica/alumina de 20 a 200 e de 5 a 90% de peso de pelo menos um ligante inorgânico selecionado a partir do grupo que consiste em alumina gama, sílica, sílica-alumina, bentonita, caulinita, clinoptilolita e montmorilonita; e 0,001 a 0,5 partes por peso de metais misturados, como um metal de hidrogenação, de platina e um metal selecionado a partir do grupo que consiste em estanho, índio e chumbo, com base em 100 partes por peso do suporte, o metal de hidrogenação sendo
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7/35 suportado no suporte.
[023] Em uma configuração da presente invenção o método pode incluir ainda a etapa de recirculação dos componentes aromáticos contendo 11 ou mais átomos de carbono produzidos na etapa (d) até a etapa (b).
[024] Em uma configuração da presente invenção, o método pode incluir ainda a etapa de separação de etileno, propileno e butileno dos componentes de olefina e, então, o refinamento e produção de cada um deles.
[025] Em uma configuração da presente invenção, o método pode incluir a etapa de separação de paraxileno do xileno misturado produzido pela transalquilação, após a etapa de transalquilação.
[026] Em uma configuração da presente invenção, o método pode incluir ainda as etapas de: isomerização do xileno misturado tendo passado pela etapa de separação do paraxileno; e recirculação do xileno isomerizado misturado para a etapa de transalquilação.
[027] Em uma configuração da presente invenção, os produtos aromáticos e os produtos olefínicos podem incluir etileno, propileno, butileno, naftalenos, benzeno e xileno. Efeitos Vantajosos [028] De acordo com a presente invenção, produtos aromáticos com alta concentração, como benzeno, tolueno e xileno, podem ser produzidos utilizando uma fração 1 de petróleo contendo composto aromático, como LCO a partir de FCC, ao invés de nafta, que é uma matéria-prima convencional de produtos aromáticos, aumentando consideravelmente a produção de produtos aromáticos.
[029] Em particular, entre vários produtos
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8/35 aromáticos/olefínicos, xileno (produto aromático de alto valor agregado) e propileno (produto olefínico de alto valor agregado) são produzidos seletivamente, e produtos de valor agregado relativamente baixo são recuperados e reprocessados para aumentar os seus valores, maximizando, dessa forma, o valor agregado de um produto final.
Descrição dos desenhos [030] A figura 1 é um fluxograma esquemático que mostra um método de produção de produtos aromáticos e produtos olefínicos de acordo com uma configuração da presente invenção.
[031] A figura 2 é um fluxograma esquemático que mostra um método de produção de produtos aromáticos e produtos olefínicos de acordo com uma configuração da presente invenção, o método incluindo ainda um processo de recirculação.
[032] A figura 3 é um fluxograma esquemático que mostra um método de produção de produtos aromáticos e produtos olefínicos de acordo com uma configuração da presente invenção, o método incluindo ainda um processo de recirculação.
[033] A figura 4 é um fluxograma esquemático que mostra um método de produção de produtos aromáticos e produtos olefínicos de acordo com uma configuração da presente invenção, o método incluindo ainda as etapas de: separação e refinamento de etileno, propileno e butileno; separação de paraxileno; e isomerização de xileno.
Melhor Modo [034] Os objetivos, características e vantagens da presente invenção serão entendidos mais claramente a
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9/35 partir da seguinte descrição detalhada das aplicações preferidas em conjunto com os desenhos anexos. Ao longo dos desenhos anexos, os mesmos números de referência são utilizados para designar os mesmos componentes ou similares, e descrições redundantes são omitidas. Além disso, na descrição da presente invenção, quando é determinado que a descrição detalhada da técnica relacionada pode ocultar partes essenciais da presente invenção, a descrição será omitida.
[035] A presente invenção apresenta um método de produção de produtos aromáticos e produtos olefínicos a partir de uma fração de petróleo contendo composto aromático, incluindo as etapas de: (a) hidroprocessamento de uma fração de petróleo contendo composto aromático, incluindo óleo de ciclo leve (LCO) na presença de um catalisador para saturar parcialmente componentes na fração de óleo; (b) craqueamento catalítico dos componentes parcialmente saturados na etapa (a) na presença de um catalizador de craqueamento; (c) separação dos componentes craqueados de forma catalítica na etapa (b) em (i) benzeno, tolueno, xileno e componentes aromáticos de 9 ou mais átomos de carbono, (ii) componentes de olefina e (iii) uma fração de petróleo residual; e (d) transalquilação de benzeno, tolueno e componentes aromáticos de 9 ou mais átomos de carbono separados na etapa (c).
[036] Como o petróleo de ciclo leve é utilizado como matéria-prima, o petróleo de ciclo leve produzido a partir de um processo de craqueamento catalítico fluidizado é geralmente utilizado, mas não é limitado pelo presente. Todas as frações 1 de petróleo contendo componente aromático produzidas a partir de processos petroquímicos/refinamento
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10/35 de petróleo podem ser utilizadas como matéria-prima. A fração de petróleo contendo componente aromático pode incluir 5% ou mais de peso de componentes aromáticos, e de preferência 15% ou mais de peso de componentes aromáticos.
[037] Por exemplo, a fração de petróleo contendo componente aromático pode ser qualquer uma selecionada a partir de gasolina de pirólise bruta [RPG - raw pyrolysis gasoline], gasolina de pirólise bruta pesada (RPG pesada), gasolina de pirólise tratada [TPG - treated pyrolysis gasoline], reformados, aromáticos pesados, querosene, petróleo vaporizador, petróleo de gás atmosférico, gasolina de FCC, nafta leve craqueada, nafta pesada craqueada, petróleo decantado de FCC, petróleo de gás de vácuo, diesel coker, nafta coker, óleo cru de petróleo pesado e reduzido, óleo inferior de destilação atmosférica de petróleo, piche, asfalto, betume, petróleo de piche, petróleo de xisto, produtos líquidos derivados de processos de liquefação de carvão, resíduos de hidrocarbono pesado, e suas combinações.
[038] Entretanto, doravante, para maior conveniência, as configurações da presente invenção serão descritas com base na suposição que o petróleo de ciclo leve é utilizado como matéria-prima. No entanto, o âmbito da presente invenção não é limitado pela presente.
[039] A figura 1 é um fluxograma esquemático que mostra um método de produção de produtos aromáticos e produtos olefinicos de acordo com uma configuração da presente invenção. Com relação à figura 1, o óleo de ciclo leve é introduzido em uma etapa de hidroprocessamento 2.
[040] Como matéria-prima de um processo de craqueamento catalítico fluidizado para obtenção do petróleo
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11/35 de ciclo leve adequado, uma fração de petróleo (gás de petróleo) com ponto de ebulição de 480 a 565°C e/ou uma fração de petróleo com ponto de ebulição de 565°C ou superior podem ser utilizadas.
[041] Aqui, o óleo de ciclo leve normalmente inclui de 70 a 80% de componentes aromáticos, e é um composto de hidrocarboneto com ponto de ebulição de 170 a 360°C. Na medida em que a quantidade de componentes aromáticos no óleo de ciclo leve aumenta, torna-se mais vantajoso produzir produtos aromáticos de alto valor agregado.
[042] Na etapa de hidroprocessamento 2, o óleo de ciclo leve é hidroprocessado na presença de um catalisador. Uma mistura aromática contendo dois ou mais anéis aromáticos é parcialmente saturada pelo hidroprocessamento. Na etapa de hidroprocessamento, os componentes aromáticos contendo um anel aromático não devem ser saturados, pois são componentes aromáticos de alto valor agregado ou podem ser convertidos em componentes aromáticos de alto valor agregado seguindo etapas como o processo de transalquilação.
[043] Na etapa de hidroprocessamento, é preferível que todos os componentes aromáticos contendo dois ou mais anéis aromáticos sejam saturados, exceto um anel aromático. Isso porque não é fácil decompor anéis aromáticos desnecessários nas etapas subsequentes.
[044] O catalisador utilizado na etapa de hidroprocessamento pode incluir pelo menos um suporte selecionado entre alumina e sílica. Além do mais, o catalisador pode incluir pelo menos um metal selecionado a partir do grupo 6 metais, do grupo 9 metais e do grupo 10
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12/35 metais, da tabela periódica. De preferência, o metal pode ser pelo menos um selecionado a partir de cobalto, molibdênio, níquel e tungstênio.
[045] Na etapa de hidroprocessamento, ocorrem reações de desnitrificação e dessulfurização para remoção de impurezas, como compostos de enxofre, compostos de nitrogênio e similares a partir de uma fração de petróleo, assim como a reação de saturação parcial de anéis aromáticos, para que as impurezas possam ser facilmente removidas da fração de petróleo sem processos adicionais de remoção de impurezas.
[046] A matéria introduzida na etapa de hidroprocessamento, ou seja, o petróleo de ciclo leve, inclui aromáticos de 2 ou mais anéis em uma quantidade de 45 a 65% de peso. Aqui, de 60 a 75% de peso de aromáticos contendo 2 ou mais anéis são, em sua maioria, convertidos em componentes aromáticos de alto valor agregado ou componentes aromáticos de 1 anel.
[047] A matéria parcialmente saturada na etapa de hidroprocessamento é introduzida em uma etapa de craqueamento catalítico 3. Aqui, como um catalisador de craqueamento, um catalisador em formato sólido incluindo um ou mais tipos de ácidos sólidos porosos podem ser utilizados. O ácido sólido pode ser um sólido amorfo representado como sílica, alumina ou silica-alumina, ou pode ser uma peneira molecular de zeólita cristalina com uma proporção molar de silica/alumina de 300 ou menos e um tamanho de poro de 4 a 10Â (Angstrom).
[048] De preferência, a peneira molecular de zeólita cristalina pode ser utilizada em uma combinação de
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13/35 uma peneira molecular de zeólita cristalina de poros grandes com tamanho de poro de 6,5Â ou mais selecionada a partir de FAU, MOR e BEA e uma peneira molecular de zeólita cristalina de poros médios com tamanho de poro de 5 a 6,5Â selecionada a partir de MFI, MEL e FER, de forma que componentes aromáticos possam reagir nos poros. Aqui, a proporção de peso da peneira molecular de zeólita cristalina de poros grandes com a peneira molecular de zeólita cristalina de poros médios pode ser de 5/95 a 95/5, e de preferência de 50/50 a 95/5.
[049] O catalisador para craqueamento catalítico pode ser preparado misturando de 10 a 95% de peso de pelo menos uma peneira molecular de zeólita cristalina selecionada a partir do grupo que consiste em faujasita (FAU) , mordenita (MOR) e zeólita beta (BEA) com 5 a 90% de peso em um ligante inorgânico selecionado a partir de alumina e argila e, então, vaporizar a seco a mistura para obter um tamanho de partícula de 10 a 300pm.
[050] O processo de craqueamento catalítico utilizando um catalisador de craqueamento serve para craquear uma cadeia longa de dois ou mais átomos de carbono ligados com um anel naftênico ou um aromático de 1 anel. Na etapa de hidroprocessamento, anéis aromáticos de componentes aromáticos contendo dois ou mais anéis aromáticos, exceto um anel aromático, são saturados para serem convertidos em um anel naftênico. No processo de craqueamento catalítico, este anel naftênico é craqueado, convertendo, dessa forma, os componentes aromáticos em componentes aromáticos de alto valor agregado ou suas matérias-primas.
[051] Na etapa de craqueamento catalítico,
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14/35 quando a capacidade de craqueamento for excessivamente alta, cadeias curtas contendo um átomo de carbono, assim como cadeias longas contendo dois ou mais átomos de carbono ou um anel naftênico, são craqueadas, de forma que os componentes aromáticos de alto valor agregado sejam convertidos em componentes aromáticos baratos, e componentes aromáticos de 1 anel são convertidos em coke, perdendo, portanto, os seus valores. Consequentemente, para que as partes não desejadas de compostos aromáticos não sejam decompostas, a capacidade de craqueamento deve ser ajustada de forma adequada controlando a temperatura de reação na faixa de 349°C a 749°C e controlando a proporção de catalisador/petróleo na faixa de 3 a 15.
[052] A quantidade de aromáticos de 1 anel de 10 ou mais átomos de carbono na matéria introduzida na etapa de craqueamento catalítico após a etapa de hidroprocessamento é de cerca de 15,7% de peso. Cerca de 66,6% dos aromáticos de 1 anel são decompostos na etapa (b) para serem convertidos em diferentes componentes. A maior parte dos aromáticos de 1 anel é convertida em componentes aromáticos de alto valor agregado ou suas matérias-primas.
[053] Além disso, cerca de 46,3% de peso da matéria introduzida são aromáticos de 1 anel contendo um anel naftênico, e cerca de 92% destes aromáticos de 1 anel são convertidos em componentes aromáticos de alto valor agregado ou suas matérias-primas.
[054] Sabendo que anéis aromáticos podem ser inevitavelmente perdidos durante a etapa de craqueamento catalítico, as condições de reação devem ser ajustadas de forma adequada para diminuir a sua perda.
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15/35 [055] A matéria passada pela etapa de craqueamento catalítico utilizando o catalizador de craqueamento é introduzida em uma etapa de separação 4 para separação da matéria em (i) benzeno, tolueno, xileno e componentes aromáticos de 9 ou mais átomos de carbono, (ii) componentes de olefina e (iii) uma fração de petróleo residual.
[056] Olefinas leves de alto valor agregado, como etileno, propileno, butileno e similares, são diretamente recuperadas como produtos na etapa de separação. Além do mais, a matéria passada pela etapa de craqueamento inclui uma grande quantidade de naftalenos. Os naftalenos incluem metil naftaleno, dimetil naftaleno e similares.
[057] Os referidos naftalenos, conforme descritos abaixo, podem ser recirculados na etapa de hidroprocessamento em conjunto com a fração de petróleo residual, ou também podem ser separados e, então, tratados para serem utilizados para outros propósitos.
[058] Componentes aromáticos de alto valor, como benzeno, xileno e similares, e suas matérias-primas, como tolueno, componentes aromáticos de 9 ou mais átomos de carbono e similares são enviados para a etapa seguinte de transalquilação para serem convertidos em componentes aromáticos de alto valor agregado.
[059] A fração de petróleo residual 6 é recuperada separadamente. A fração de petróleo residual inclui, como componentes não desejados, i) componentes aromáticos de 2 anéis ou mais, ii) aromáticos de 1 anel que não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, pois eles possuem um grupo
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16/35 de hidrocarboneto de dois ou mais átomos de carbono, iii) aromáticos de 1 anel que não são produtos aromáticos de alto valor agregado e não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, pois possuem um anel naftênico, e iv) outros componentes que não são produtos aromáticos e não podem ser convertidos em matériasprimas de produtos aromáticos de alto valor agregado.
[060] Os componentes aromáticos de alto valor agregado e suas matérias-primas separadas na etapa de separação 4 são introduzidos em uma etapa de transalquilação 5.
[061] Na etapa de transalquilação 5, uma reação desproporcional de tolueno, uma reação de transalquilação de tolueno e um composto aromático 09, uma reação de desalquilação de componentes aromáticos de alquila de 09 ou mais e uma reação de transalquilação de benzeno e compostos aromáticos de 09 ou mais são conduzidas simultaneamente.
[062] A referida reação de desalquilação é uma reação importante para produção do tolueno necessário para as reações de desproporcionamento/transalquilação. Além disso, a referida reação de transalquilação de benzeno e compostos aromáticos de 09 ou mais também é uma reação importante para produção de tolueno e xileno misturado.
[063] Enquanto isso, é muito importante hidrogenar rapidamente olefinas como etileno, propileno e similares, produzidas por uma reação de desalquilação. Quando estas olefinas não forem hidrogenadas rapidamente, elas são realquiladas em compostos aromáticos, causando, dessa forma, a diminuição da taxa de conversão de compostos aromáticos de C9 ou mais. Além disso, as próprias olefinas
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17/35 são polimerizados, de modo que a inativação de um catalisador seja causada, causando a aceleração da inativação do catalisador.
[064] O catalisador utilizado na etapa de transalquilação não é particularmente limitado, mas é preferível que um catalisador divulgado na Patente dos EUA N.° 6.867.340, depositada pelo presente requerente, seja utilizado.
[065] Ou seja, na etapa de transalquilação, pode ser utilizado um catalisador incluindo: um suporte incluindo de 10 a 95% de peso de mordenita ou zeólita beta com uma proporção molar de sílica/alumina de 20 a 200 e de 5 a 90% de peso de pelo menos um ligante inorgânico selecionado a partir do grupo que consistem em alumina gama, sílica, sílica-alumina, bentonita, caulinita, clinoptilolita e montmorilonita; e 0,001 a 0,5 partes por peso de metais misturados, como um metal de hidrogenação, de platina e um metal selecionado a partir do grupo que consiste em estanho, índio e chumbo, com base em 100 partes por peso do suporte, o metal de hidrogenação sendo suportado no suporte. Outras características do catalisador referem-se ao documento de patente acima.
[066] Os componentes aromáticos de alto valor agregado produzidos na etapa de transalquilação, ou seja, benzeno/xileno são recuperados e produzidos.
[067] A figura 2 é um fluxograma esquemático que mostra um método de produção de produtos aromáticos e produtos olefínicos, incluindo as etapas de: recirculação de uma fração de petróleo residual, ou seja, i) componentes aromáticos de 2 anéis ou mais, ii) aromáticos de 1 anel que
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18/35 não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado pois eles possuem um grupo de hidrocarboneto de dois ou mais átomos de carbono, iii) aromáticos de 1 anel que não são produtos aromáticos de alto valor agregado e não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, pois possuem um anel naftênico, e iv) outros componentes que não são produtos aromáticos e não podem ser convertidos em matériasprimas de produtos aromáticos de alto valor agregado, que foram separados na etapa de separação 4; e recirculação dos componentes aromáticos que não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado após a etapa de transalquilação 5.
[068] Com relação à figura 2, o petróleo de ciclo leve é introduzido em uma etapa de hidroprocessamento 2, da mesma forma que na figura 1. O petróleo de ciclo leve saturado na etapa de hidroprocessamento 2 passa por um processo de craqueamento catalítico 3, e é então introduzido em uma etapa de separação para separação da matéria em (i) benzeno, tolueno, xileno e componentes aromáticos de 9 ou mais átomos de carbono, (ii) componentes de olefina e (iii) uma fração de petróleo residual.
[069] A fração de petróleo residual 6 separada na etapa de separação é recirculada e misturada com o petróleo de ciclo leve, e então introduzida na etapa de hidroprocessamento 2.
[070] Devido a esta recirculação, componentes aromáticos de 2 ou mais anéis passam por uma etapa de hidroprocessamento e de craqueamento catalítico utilizando um catalisador de craqueamento para serem decompostos em
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19/35 componentes aromáticos de 1 anel. Além disso, devido a esta recirculação, um grupo de hidrocarboneto contendo dois ou mais átomos de carbono ou um anel naftênico é convertido em componentes aromáticos de alto valor agregado ou suas matérias-primas.
[071] Quando a etapa de recirculação não for realizada, cerca de 23,2% de peso da matéria introduzida na etapa de hidroprocessamento é convertida em componentes aromáticos de alto valor agregado ou suas matérias-primas. Entretanto, quando a recirculação é realizada, cerca de 34,5% de peso da matéria introduzido na etapa de hidroprocessamento é convertido em componentes aromáticos de alto valor agregado ou suas matérias-primas, obtendo, dessa forma, um maior efeito de cerca de 49,2% de peso. Devido ao aumento na taxa de conversão de componentes aromáticos de alto valor agregado ou suas matérias-primas, o rendimento dos produtos aromáticos finais de alto valor agregado pode ser aumentado em cerca de 38% de peso.
[072] Ou seja, a produção de produtos aromáticos de acordo com o método da presente invenção pode ser maximizada pela introdução da etapa de recirculação. Consequentemente, é preferível que esta etapa de recirculação também seja realizada, mas a presente invenção não é limitada pela presente.
[073] A figura 3 é um fluxograma esquemático que mostra um método de produção de produtos aromáticos e produtos olefínicos de acordo com uma configuração da presente invenção, incluindo ainda outra etapa de recirculação.
[074] Conforme mostrado na figura 3, a fração
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20/35 de petróleo residual 6 é recirculada e misturada com a matéria parcialmente saturada introduzida na etapa de craqueamento catalítico 3, e então introduzida na etapa de craqueamento catalítico 3.
[075] Devido a esta recirculação, o anel naftênico ou um grupo de hidrocarboneto de dois ou mais átomos de carbono dos componentes aromáticos de 1 anel contendo um anel naftênico ou um grupo de hidrocarboneto de dois ou mais átomos de carbono, o qual está presente na fração de petróleo residual 6, é decomposto e convertido em componentes aromáticos de alto valor agregado ou suas matérias-primas durante a etapa de craqueamento catalítico.
[076] Além disso, entre os componentes separados na etapa de separação 4, benzeno, tolueno, xileno e componentes de 9 ou mais átomos de carbono são introduzidos em uma etapa de transalquilação 5.
[077] Após a etapa de transalquilação 5, componentes aromáticos de 11 ou mais átomos de carbono que não podem ser convertidos em matéria-prima de componentes aromáticos de alto valor agregado podem ser recuperados e então recirculados e introduzidos na etapa de craqueamento catalítico 3 utilizando o catalisador de craqueamento. Ou seja, os componentes aromáticos de 11 ou mais átomos de carbono são misturados com o óleo de ciclo leve parcialmente saturado pela etapa de hidroprocessamento, e então introduzidos na etapa de craqueamento catalítico 3 utilizando o catalisador de craqueamento.
[078] Os componentes que não podem ser convertidos em matéria-prima de componentes aromáticos de alto valor agregado produzidos na etapa de transalquilação
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21/35 ou inevitavelmente introduzidos na etapa de transalquilação a partir da etapa de separação, ou seja, i) componentes aromáticos de 2 anéis ou mais, ii) aromáticos de 1 anel que não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, pois eles possuem um grupo de hidrocarboneto de dois ou mais átomos de carbono, iii) aromáticos de 1 anel que não são produtos aromáticos de alto valor agregado e não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, pois possuem um anel naftênico, e iv) outros componentes que não são produtos aromáticos e não podem ser convertidos em matériasprimas de produtos aromáticos de alto valor agregado, é necessário que sejam decompostos.
[079] Portanto, para redecompor os componentes acima, estes componentes podem ser recirculados na etapa de craqueamento catalítico 3 utilizando o catalisador de craqueamento. Devido a esta etapa de recirculação, é possível evitar componentes desnecessários sejam acumulados na etapa de transalquilação e converter os componentes que não podem ser convertidos em matérias-primas de componentes aromáticos de alto valor agregado, aumentando, assim, o rendimento dos aromáticos de alto valor agregado. Os efeitos devido à recirculação são descritos em maiores detalhes na configuração seguinte.
[080] Em uma configuração, o rendimento de benzeno e xileno, que são componentes de alto valor agregado, é aumentado devido à recirculação.
[081] A figura 4 é um diagrama esquemático que mostra um método de produção de produtos aromáticos e produtos olefínicos de acordo com uma configuração da
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22/35 presente invenção. Conforme mostrado na figura 4, o método pode incluir ainda a etapa 8 de: respectivamente, separar e refinar etileno, propileno e butileno e, então, produzir cada um deles na parte traseira de uma coluna principal de separação.
[082] Além disso, o método pode incluir ainda a etapa 9 de separação de paraxileno do xileno misturado produzido na etapa de transalquilação 5. Técnica convencionais, como adsorção ou cristalização, podem ser utilizadas para separar o paraxileno.
[083] Sabendo que o paraxileno possui um alto valor agregado comparado ao ortoxileno ou metaxileno, é vantajoso separar e obter somente paraxileno.
[084] Ortoxileno e xileno misturado, exceto paraxileno, podem ser introduzidos em uma etapa de isomerização de xileno 10. Paraxileno, metaxileno e ortoxileno de xileno misturado produzido na etapa de transalquilação 5 de uma mistura de equilíbrio de isômeros de xileno. Aqui, visto que somente o paraxileno foi separado do xileno misturado na etapa de separação, quando o xileno misturado, a partir do qual o paraxileno foi separado, forma novamente uma mistura de equilíbrio, um paraxileno de alto valor agregado também pode ser adicionado.
[085] Neste processo, benzeno e tolueno são produzidos, e estes compostos 11 são recirculados em uma etapa de transalquilação. Na etapa de transalquilação, o benzeno recirculado e o tolueno podem ser convertidos em xileno. Consequentemente, todas as frações liberadas pela etapa de isomerização de xileno são recirculadas na etapa de transalquilação e, portanto, o paraxileno também pode ser
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23/35 obtido .
[086] Ou seja, quando a etapa de separação de paraxileno e a etapa de isomerização de xileno não foram adicionadas, somente xileno misturado foi produzido. No entanto, quando essas etapas são adicionadas, metaxileno e ortoxileno não são produzidos, e somente paraxileno de alto valor agregado podem ser obtidos.
Modo da Invenção [087] Doravante, a presente invenção será descrita em mais detalhes com referência aos seguintes Exemplos. Entretanto, esses Exemplos são explicitados para ilustrar a presente invenção, e o âmbito da presente invenção não é limitado pelos Exemplos.
Exemplo 1 [088] Como o petróleo de ciclo leve utilizado no método da presente invenção, conforme mostrado na Tabela 1, petróleo de ciclo leve, o qual é uma fração de petróleo produzido por um processo de craqueamento catalítico fluidizado e contendo uma faixa de ebulição de 170 a 360°C foi fornecido.
Tabela 1
| Matéria | |
| Parafina + Olefina | 4,680 |
| Etileno | - |
| Propileno | - |
| Butileno | - |
| Nafteno | 0,502 |
| Quantidade total de aromáticos | 84,121 |
| Aromáticos de 1 anel | 39,024 |
| Aromáticos de 1 anel sem anel naftênico | 26,951 |
| BTX + C9 | 9,431 |
| B + X | 1,473 |
| T + C9 | 7,958 |
| B | 0,024 |
| Continuação da Tabela 1 | |
| τ | 0,344 |
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24/35
| X | 1,449 |
| C9 | 7,614 |
| Aromáticos de 1 anel com um anel naftênico | 12,072 |
| Aromáticos de 1 anel com dois anéis naftênicos | - |
| 2 anéis aromáticos | 40,975 |
| 2 anéis aromáticos sem anel naftênico | 38,398 |
| 2 anéis aromáticos com um anel naftênico | 2,577 |
| 2 anéis aromáticos com dois anéis naftênicos | - |
| 3 anéis aromáticos | 4,123 |
| Outros | 10,697 |
[089] No Exemplo 1, visto que a matéria é petróleo de ciclo leve de processo FCC, as propriedades físicas, composição e rendimento da fração de óleo podem ser alterados dependendo do tipo de matéria-prima utilizado e das condições de operação do processo de craqueamento catalítico fluidizado.
[090] A matéria-prima foi introduzida em uma etapa de hidroprocessamento. O hidroprocessamento foi realizado em um reator de suporte fixo utilizando um catalisador combinando de níquel e molibdénio. As condições de reação da etapa de hidroprocessamento são mostradas na
Tabela 2 abaixo.
Tabela 2
| Tipo e quantidade de catalisador | NiMo/Al2O3/75cc |
| Condições de operação | |
| Pressão, kq/cm2 | 60 |
| Gás/Petróleo, Nm3/kl | 500 |
| LHSV, hr1 | 1,5 |
| Temperatura, °C | 300 |
[091] O consumo de hidrogênio na etapa de hidroprocessamento foi de 1,186, com base em peso de 100 matérias.
[092] As composições antes e depois do hidroprocessameno são mostradas na Tabela 3 abaixo. Tabela 3
| Matéria | Após 0 hidroprocessamento | |
| Consumo de H2 | 1,186 |
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25/35
| Coke | - | |
| H2S | 0,417 | |
| h2 | - | |
| Parafina + Olefina | 4,680 | 5,376 |
| Etileno | - | - |
| Propileno | - | - |
| Butileno | - | - |
| Nafteno | 0,502 | 1,744 |
| Quantidade total de aromáticos | 84,121 | 80,020 |
| Aromáticos de 1 anel | 39,024 | 71,331 |
| Aromáticos de 1 anel sem anel naftênico | 26,951 | 27,281 |
| BTX + C9 | 9,431 | 5,904 |
| B + X | 1,473 | 0,723 |
| T + C9 | 7,958 | 5,180 |
| B | 0,024 | - |
| T | 0,344 | 0,097 |
| X | 1,449 | 0,723 |
| C9 | 7,614 | 5,084 |
| Aromáticos de 1 anel com um anel naftênico | 12,072 | 39,892 |
| Aromáticos de 1 anel com 2 anéis naftênicos | - | 4,157 |
| Aromáticos de 2 anéis | 40,975 | 8,027 |
| Aromáticos de 2 anéis sem anel naftênico | 38,398 | 4,295 |
| Aromáticos de 2 anéis com um anel naftênico | 2,577 | 3,599 |
| Aromáticos de 2 anéis com 2 anéis naftênicos | - | 0,134 |
| Aromáticos de 3 anéis | 4,123 | 0,662 |
| Outros | 10,697 | 13,630 |
[093] Conforme mostrado na Tabela 3 acima, podese verificar que os componentes aromáticos de 2 ou mais anéis em grandes quantidades, rapidamente diminuem após o hidroprocessamento. Além disso, pode-se verificar que componentes aromáticos de 1 anel aumentam cerca de duas vezes após o hidroprocessamento, e que, entre os componentes aromáticos de 1 anel, os componentes aromáticos 1 anel contendo um anel naftênico aumentam cerca de 12% de peso a 40% de peso após o hidroprocessamento. Os componentes aromáticos de 1 anel contendo um anel naftênico seriam convertidos em componentes aromáticos de alto valor agregado ou suas matérias-primas, pois os seus anéis naftênicos são craqueados durante uma reação de craqueamento catalítico fluidizado.
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26/35 [094] A matéria produzida pelo hidroprocessamento foi introduzida em um reator de craqueamento catalítico fluidizado. Aqui, foi utilizado um catalisador de sílica-alumina comercialmente disponível contendo zeólita de tipo Y (o catalisador incluindo 49% de alumina, 33% de sílica, 2% de terra rara e um resíduo de ligante inorgânico). Além disso, a temperatura de reação foi de 549°C, a pressão de reação foi de 25,3 psig, a proporção de catalisador/petróleo é 8, e o WHSV foi 27,2 hr-1. Ainda, a reação de craqueamento catalítico fluidizado da matéria foi realizada utilizando um reator catalisador de suporte fluidizado de circulação capaz de regenerar um catalisador inativo.
[095] Os resultados de comparação das composições de matéria antes e depois da reação de craqueamento catalítico fluidizado são mostrados na Tabela 4 abaixo.
Tabela 4
| Matéria | Hidroprocessamento | Craqueamento catalítico fluidizado | |
| Consumo H2 | 1,186 | - | |
| Coke | - | 11,027 | |
| H2S | 0,417 | 0,420 | |
| H2 | - | 0,065 | |
| Continuação da Tabela 4 | |||
| Parafina + Olefina | 4,680 | 5,376 | 24,745 |
| Etileno | - | - | 1,766 |
| Propileno | - | - | 4,119 |
| Butileno | - | - | 2,124 |
| Nafteno | 0,502 | 1,744 | 0,493 |
| Quantidade total de aromáticos | 84,121 | 80,020 | 56,661 |
| Aromáticos de 1 anel | 39,024 | 71,331 | 28,561 |
| Aromáticos de 1 anel sem anel naftênico | 26,951 | 27,281 | 25,404 |
| BTX + C9 | 9,431 | 5,904 | 18,428 |
| B + X | 1,473 | 0,723 | 6,941 |
| T + C9 | 7,958 | 5,180 | 11,487 |
| B | 0,024 | - | 0,686 |
| T | 0,344 | 0,097 | 3,557 |
| Continuação da Tabela 4 | |||
| X | 1,449 | 0,723 | 6,255 |
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27/35
| C9 | 7,614 | 5,084 | 7,930 |
| Aromáticos de 1 anel com um anel naftênico | 12,072 | 39,892 | 3,157 |
| Aromáticos de 1 anel com dois anéis naftênicos | - | 4,157 | - |
| Aromáticos de 2 anéis | 40,975 | 8,027 | 25,123 |
| Aromáticos de 2 anéis sem anel naftênico | 38,398 | 4,295 | 23,590 |
| Aromáticos de 2 anéis com um anel naftênico | 2,577 | 3,599 | 1,533 |
| Aromáticos de 2 anéis com dois anéis naftênicos | - | 0,134 | - |
| Aromáticos de 3 anéis | 4,123 | 0,662 | 2,977 |
| Outros | 10,697 | 13,630 | 1,890 |
[096] Conforme mostrado na Tabela 4 acima, podese verificar que a quantidade de benzeno/xileno, que são componentes aromáticos de alto valor agregado, foi aumentada em 371,2% ( = 6, 941/1,473) comparada à quantidade de matéria inicial. Além disso, pode-se verificar que a quantidade de tolueno e C9, que seriam convertidos em matérias-primas de benzeno/xileno por transalquilação, é aumentada em cerca de 44,3%(=11,487/1,958) comparada à quantidade de matéria inicial.
[097] Comparando a matéria (ou seja, a matéria após o hidroprocessamento) antes e depois da reação de craqueamento catalítico fluidizado, pode-se verificar que a quantidade de benzeno/xileno, que são componentes aromáticos de alto valor agregado, foi aumentada em 859,9%(=6,941/0,723). Além disso, pode-se verificar que a quantidade de tolueno e C9, que seria convertido em matériasprimas de benzeno/xileno por transalquilação, foi aumentada em cerca de 121,7%(=11, 487/5, 180) .
[098] Aqui, adicionalmente, foram produzidas olefinas leves, as quais não estão presentes na matéria introduzida. Especificamente, foi produzido etileno em uma quantidade de 1,766, 4,119 de propileno e 2,124 de butileno.
[099] Entre os componentes produzidos pela reação de craqueamento catalítico fluidizado, as olefinas leves são recuperadas, e outros componentes introduzidos em
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28/35 uma etapa de transalquilação.
[0100] Os resultados de comparação dos rendimentos antes e depois da transalquilação são mostrados na Tabela 5 abaixo.
Tabela 5
| Matéria | Hidroprocessamento | Craqueamento catalítico fluidizado | Transalquilação | |
| Consumo de H2 | 1,186 | - | 0,224 | |
| Coke | - | 11,027 | 11,027 | |
| H2S | 0,417 | 0,420 | 0,420 | |
| H2 | - | 0,065 | 0,065 | |
| Parafina + Olefina | 4,680 | 5,376 | 24,745 | 27,575 |
| Etileno | - | - | 1,766 | 1,766 |
| Propileno | - | - | 4,119 | 4,119 |
| Butileno | - | - | 2,124 | 2,124 |
| Nafteno | 0,502 | 1,744 | 0,493 | 0,179 |
| Quantidade total de aromáticos | 84,121 | 80,020 | 56,661 | 54,360 |
| Aromáticos de 1 anel | 39,024 | 71,331 | 28,561 | 26,260 |
| Aromáticos de 1 anel sem anel naftênico | 26,951 | 27,281 | 25,404 | 24,031 |
| BTX + C9 | 9,431 | 5,904 | 18,428 | 20,070 |
| B + X | 1,473 | 0,723 | 6,941 | 20,070 |
| T + C9 | 7,958 | 5,180 | 11,487 | - |
| B | 0,024 | - | 0,686 | 2,649 |
| T | 0,344 | 0,097 | 3,557 | - |
| X | 1,449 | 0,723 | 6,255 | 17,421 |
| C9 | 7,614 | 5,084 | 7,930 | - |
| Aromáticos de 1 anel com um anel naftênico | 12,072 | 39,892 | 3,157 | 2,228 |
| Aromáticos de 1 anel com dois anéis naftênicos | - | 4,157 | - | - |
| Aromáticos de 2 anéis | 40,975 | 8,027 | 25,123 | 25,123 |
| Aromáticos de 2 anéis sem anel naftênico | 38,398 | 4,295 | 23,590 | 23,590 |
| Aromáticos de 2 anéis com um anel naftênico | 2,577 | 3,599 | 1,533 | 1,533 |
| Aromáticos de 2 anéis com dois anéis naftênicos | - | 0,134 | - | - |
| Aromáticos de 3 anéis | 4,123 | 0,662 | 2,977 | 2,977 |
| Outros | 10,697 | 13,630 | 1,890 | 1,890 |
[0101] Conforme mostrado na Tabela 5 acima, podese verificar que, após a transalquilação, o benzeno foi aumentado em 285,5%, e o xileno foi aumentado em 178,5%, comparados à matéria de transalquilação. Além disso, podese verificar que, após a transalquilação, a soma de benzeno e xileno foi aumentada cerca de 189,1%.
[0102] Visto que a transalquilação não é um processo de decomposição, a quantidade de olefinas não foi aumentada.
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29/35
Exemplo 2 [0103] O Exemplo 2 foi realizado utilizando a mesma matéria e condições de reação que o Exemplo 1.
[0104] Além disso, o Exemplo 2 foi realizado da mesma forma que o Exemplo 1, exceto em i) componentes aromáticos de 2 ou mais anéis, ii) aromáticos de 1 anel que não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, pois possuem um grupo de hidrocarboneto de dois ou mais átomos de carbono, iii) aromáticos de 1 anel que não são produtos aromáticos de alto valor agregado e não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, pois possuem um anel naftênico e iv) outros componentes que não são produtos aromáticos de alto valor agregado e não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, os componentes i) , ii) , iii) e iv) tendo sido produzidos pela etapa de craqueamento catalítico fluidizado após a etapa de hidroprocessamento, foram recirculados de forma que os componentes i), ii), iii) e iv) foram misturados com o petróleo de ciclo leve introduzido na etapa de hidroprocessamento.
[0105] As composições de petróleo de ciclo leve, Exemplos 1 e 2 utilizaram, utilizadas como matérias-primas são mostradas na Tabela 6 abaixo.
Tabela 6
| Matéria | Exemplo 1 | Exemplo 2 | |
| Consumo de H2 | 1,410 | 2,159 | |
| Coke | 11,027 | 18,806 | |
| H2S | 0,420 | 0,420 | |
| H2 | 0,065 | 0,110 | |
| Parafina + Olefina | 4,680 | 27,575 | 39,791 |
| Etileno | - | 1,766 | 2,852 |
| Continuação da Tabela 6 | |||
| Propileno | - | 4,119 | 6,840 |
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| Butileno | - | 2,124 | 2,556 |
| Nafteno | 0,502 | 0,179 | 0,296 |
| Quantidade total de aromáticos | 84,121 | 54,360 | 33,044 |
| Aromáticos de 1 anel | 39,024 | 26,260 | 33,044 |
| Aromáticos de 1 anel sem anel naftênico | 26,951 | 24,031 | 33,044 |
| BTX + C9 | 9,431 | 20,070 | |
| B + X | 1,473 | 20,070 | |
| T + C9 | 7,958 | - | |
| B | 0,024 | 2,649 | 4,209 |
| T | 0,344 | - | - |
| X | 1,449 | 17,421 | 25,978 |
| C9 | 7,614 | - | |
| Aromáticos de 1 anel com um anel naftênico | 12,072 | 2,228 | - |
| Aromáticos de 1 anel com dois anéis naftênicos | - | - | - |
| Aromáticos de 2 anéis | 40,975 | 25,123 | - |
| Aromáticos de 2 anéis sem anel naftênico | 38,398 | 23,590 | - |
| Aromáticos de 2 anéis com um anel naftênico | 2,577 | 1,533 | - |
| Aromáticos de 2 anéis com dois anéis naftênicos | - | - | - |
| Aromáticos de 3 anéis | 4,123 | 2,977 | - |
| Outros | 10,697 | 1,890 | - |
[0106] Conforme mostrado na Tabela 6 acima, podese verificar que, no Exemplo 2, a etapa de recirculação também foi realizada, de forma que componentes aromáticos de 2 ou mais anéis foram pouco inclusos, e o rendimento de olefinas como etileno, propileno, butileno e similares foi aumentado significantemente. Além disso, pode-se verificar que o rendimento de aromáticos, como benzeno e xileno, também teve um aumento significante comparado ao aumento do Exemplo 1, no qual a etapa de recirculação não foi inclusa.
[0107] Consequentemente, há uma vantagem que aromáticos de alto valor agregado e olefinas podem ser obtidos em alto rendimento pela etapa de recirculação. Exemplo 3 [0108] O Exemplo 3 foi realizado utilizando as mesmas matérias-primas e condições de reação do Exemplo 1.
[0109] Além disso, o Exemplo 3 foi realizado da mesma forma que o Exemplo 1, exceto em uma etapa de recirculação de i) componentes aromáticos de 2 anéis ou mais, ii) aromáticos de 1 anel que não podem ser convertidos em
Petição 870180052364, de 18/06/2018, pág. 48/112
31/35 matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, pois possuem um grupo de hidrocarboneto de dois ou mais átomos de carbono, iii) aromáticos de 1 anel que não são produtos aromáticos de alto valor agregado e não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, pois possuem um anel naftênico e iv) outros componentes que não são produtos aromáticos de alto valor agregado e não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, os componentes i) , ii) , iii) e iv) tendo sido produzidos pela etapa de craqueamento catalítico fluidizado após a etapa de hidroprocessamento e, portanto, misturando os componentes i), ii), iii) e iv) foram misturados com o petróleo de ciclo leve introduzido na etapa de hidroprocessamento; e uma etapa de recirculação dos componentes que passaram pela etapa de transalquilação e que precisam ser redecompostos e, portanto, a mistura destes componentes com o petróleo de ciclo leve parcialmente saturado introduzido no processo de craqueamento catalítico fluidizado também foram realizados.
[0110] As composições de petróleo de ciclo leve, Exemplos 1, 2 e 3, utilizadas como matérias-primas são mostradas na Tabela 7 abaixo.
Tabela 7
| Matéria | Exemplo 1 | Exemplo 2 | Exemplo 3 | |
| Consumo de H2 | 1,410 | 2,159 | 2,163 | |
| Coke | 11,027 | 18,806 | 18,806 | |
| H2S | 0,420 | 0,420 | 0,420 | |
| H2 | 0,065 | 0,110 | 0,110 | |
| Parafina + Olefina | 4,680 | 27,575 | 39,791 | 39,855 |
| Etileno | - | 1,766 | 2,852 | 2,852 |
| Propileno | - | 4,119 | 6,840 | 6,840 |
| Butileno | - | 2,124 | 2,556 | 2,556 |
| Nafteno | 0,502 | 0,179 | 0,296 | 0,296 |
| Quantidade total de aromáticos | 84,121 | 54,360 | 33,044 | 32,981 |
| Continuação da Tabela 7 | ||||
| Aromáticos de 1 anel | 39,024 | 26,260 | 33,044 | 32,981 |
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| Aromáticos de 1 anel sem anel naftênico | 26,951 | 24,031 | 33,044 | 32,981 |
| BTX + C9 | 9,431 | 20,070 | 30,187 | 30,366 |
| B + X | 1,473 | 20,070 | 30,187 | 30,366 |
| T + C9 | 7,958 | - | - | - |
| B | 0,024 | 2,649 | 4,209 | 4,217 |
| T | 0,344 | - | - | - |
| X | 1,449 | 17,421 | 25,978 | 26,148 |
| C9 | 7,614 | - | - | - |
| Aromáticos de 1 anel com um anel naftênico | 12,072 | 2,228 | - | - |
| Aromáticos de 1 anel com dois anéis naftênicos | - | - | - | - |
| Aromáticos de 2 anéis | 40,975 | 25,123 | - | - |
| Aromáticos de 2 anéis sem anel naftênico | 38,398 | 23,590 | - | - |
| Aromáticos de 2 anéis com um anel naftênico | 2,577 | 1,533 | - | - |
| Aromáticos de 2 anéis com dois anéis naftênicos | - | - | - | - |
| Aromáticos de 3 anéis | 4,123 | 2,977 | - | - |
| Outros | 10,697 | 1,890 | - | - |
[0111] Conforme mostrado na Tabela 7 acima, podese verificar que, visto que duas etapas de recirculação ainda foram realizadas no Exemplo 3, a quantidade de etileno foi aumentada em 61,5%, a quantidade de propileno foi aumentada em 66,1%(=6,840/4,119) e a quantidade de butileno foi aumentada em 20,3%, comparadas às quantidades do Exemplo 1. Além disso, pode-se verificar que, no Exemplo 3, as quantidades de benzeno e xileno, que são componentes aromáticos de alto valor agregado, foram aumentadas significantemente em cerca de 59% ( = 4, 217/2,649) e cerca de 50%(=26,148/17,421), respectivamente.
Exemplo Comparativo 1 [0112] No Exemplo Comparativo 1, a mesma matéria do Exemplo 1 foi utilizada, e esta matéria passou por uma etapa de hidroprocessamento, uma etapa de craqueamento catalítico fluidizado e uma etapa de separação.
[0113] Aqui, as condições aplicadas a cada uma das etapas foram as mesmas que as utilizadas no Exemplo 1. Exemplo Comparativo 2 [0114] O Exemplo Comparativo 2 foi realizado da
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33/35 mesma forma que o Exemplo Comparativo 1, exceto na etapa de separação, i) componentes aromáticos de 2 anéis ou mais, ii) aromáticos de 1 anel que não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, pois possuem um grupo de hidrocarboneto de dois ou mais átomos de carbono, iii) aromáticos de 1 anel que não são produtos aromáticos de alto valor agregado e não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado, pois possuem um anel naftênico e iv) outros componentes que não são produtos aromáticos de alto valor agregado e não podem ser convertidos em matérias-primas de produtos aromáticos de alto valor agregado foram recirculados na etapa de hidroprocessamento.
[0115] Os resultados de comparação dos Exemplos Comparativos 1 e 2 com os Exemplos 1 a 3 são mostrados na Tabela 8.
Tabela 8
| Matéria | Exemplo 1 | Exemplo 2 | Exemplo 3 | Exemplo Comparativo 1 | Exemplo Comparativo 2 | |
| Consumo de H2 | 1,410 | 2,159 | 2,163 | 1,186 | 1,830 | |
| Coke | 11,027 | 18,806 | 18,806 | 11,076 | 18,806 | |
| H2S | 0,420 | 0,420 | 0,420 | 0,004 | 0,420 | |
| H2 | 0,065 | 0,110 | 0,110 | 0,066 | 0,110 | |
| Parafina + Olefina | 4,680 | 27,575 | 39,791 | 39,855 | 24,824 | 35,573 |
| Etileno | - | 1,766 | 2,852 | 2,852 | 1,773 | 2,852 |
| Propileno | - | 4,119 | 6,840 | 6,840 | 4,137 | 6,840 |
| Butileno | - | 2,124 | 2,556 | 2,556 | 2,134 | 2,556 |
| Nafteno | 0,502 | 0,179 | 0,296 | 0,296 | 0,495 | 0,841 |
| Quantidade total de aromáticos | 84,121 | 54,360 | 33,044 | 32,981 | 56,913 | 36,387 |
| Aromáticos de 1 anel | 39,024 | 26,260 | 33,044 | 32,981 | 28,688 | 36,387 |
| Aromáticos de 1 anel sem anel naftênico | 26,951 | 24,031 | 33,044 | 32,981 | 25,517 | 34,755 |
| BTX + C9 | 0,024 | 20,070 | 30,187 | 30,366 | 18,510 | 27,908 |
| B + X | 0,344 | 20,070 | 30,187 | 30,366 | 6,972 | 10,768 |
| T + C9 | 1,449 | - | - | - | 11,538 | 17,140 |
| B | 12,072 | 2,649 | 4,209 | 4,217 | 0,689 | 1,164 |
| T | - | - | - | - | 3,573 | 6,116 |
| X | 40,975 | 17,421 | 25,978 | 26,148 | 6,282 | 9,604 |
| Continuação da Tabela 8 | ||||||
| C9 | 38,398 | - | - | - | 7,966 | 11,024 |
Petição 870180052364, de 18/06/2018, pág. 51/112
34/35
| Aromáticos de 1 anel com um anel naftênico | 2,577 | 2,228 | - | - | 3,171 | 1,632 |
| Aromáticos de 1 anel com dois anéis naftênicos | - | - | - | - | - | - |
| Aromáticos de 2 anéis | 4,123 | 25,123 | - | - | 25,234 | - |
| Aromáticos de 2 anéis sem anel naftênico | 10,697 | 23,590 | - | - | 23,695 | - |
| Aromáticos de 2 anéis com um anel naftênico | 1,533 | - | - | 1,539 | - | |
| Aromáticos de 2 anéis com dois anéis naftênicos | - | - | - | - | - | |
| Aromáticos de 3 anéis | 2,977 | - | - | 2,991 | - | |
| Outros | 1,890 | - | - | 1,898 | - |
[0116] Conforme mostrado na Tabela 8 acima, podese verificar que os rendimentos de benzeno e xileno dos Exemplos 1 a 3, nos quais cada petróleo de ciclo leve foi tratado de acordo com a presente invenção, foram significantemente aumentados comparados àqueles dos Exemplos Comparativos 1 e 2.
[0117] Particularmente, pode-se verificar que, no caso do Exemplo 3 incluindo as duas etapas de recirculação, os componentes aromáticos de 2 ou mais anéis quase não existiram, e que os rendimentos de olefinas de alto valor agregado e aromáticos de alto valor agregado do Exemplo 3 foram significantemente altos comparados àqueles dos Exemplos Comparativos 1 e 2.
[0118] Embora as configurações da presente invenção tenham sido divulgadas para propósitos ilustrativos, será considerado que a presente invenção não é limitada na presente, e aqueles com experiência na técnica avaliarão que diversas modificações, adições e substituições são possíveis, sem se afastar do âmbito e do espírito da invenção. Consequentemente, todas e quaisquer modificações, variações ou disposições equivalente devem ser consideradas dentro do âmbito da invenção, e o âmbito detalhado da invenção será divulgado pelas reivindicações seguintes.
Petição 870180052364, de 18/06/2018, pág. 52/112
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Legenda das Figuras
Figuras 1, 2 e 3
Tl) Petróleo de Ciclo Leve
T2) Produtos olefínicos leves (etileno/propileno) T3) Produtos aromáticos (xileno/benzeno)
Figura 4
Tl) Petróleo de Ciclo Leve
T4) Etileno
T5) Propileno
T6) Benzeno
T7) Paraxileno.
Petição 870180052364, de 18/06/2018, pág. 53/112
1/5
Claims (5)
- REIVINDICAÇÕES1. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, caracterizado por compreender as seguintes etapas: (a) hidroprocessamento de uma fração (1) de petróleo contendo composto aromático na presença de um catalizador para saturar parcialmente componentes na fração de petróleo (1) (2); (b) craqueamento catalítico fluidizado (3) dos componentes parcialmente saturados na etapa (a) , utilizando um reator de leito fluidizado de circulação catalítica capaz de regenerar continuamente um catalizador inativo na presença de um catalizador de craqueamento que é um catalizador esférico, compreendendo um ácido amorfo sólido, incluindo sílica e alumina, ou compreendendo uma peneira molecular de zeólita cristalina tendo uma proporção molar silica/alumina de 300 ou menos e um tamanho de poro de 4 ~10 Á (Angstrom) ; (c) etapa de separação dos componentes craqueados na etapa (b) em (i) benzeno, tolueno, xileno e componentes aromáticos de 9 ou mais átomos de carbono, (ii) componentes de olefina e (iii) uma fração (4) de petróleo residual; e (d) realização da transalquilação de benzeno, tolueno e componentes aromáticos de 9 ou mais átomos de carbono separados na etapa (c) (5).
- 2. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, na etapa (a) (2) , o catalizador incluir, pelo menos, um suporte selecionado entre alumina e sílica e incluir, pelo menos, um metal selecionado a partir do grupo 6 metais, do grupo 9 metais e do grupo 10 metais.Petição 870180052364, de 18/06/2018, pág. 54/1122/5
3. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o metal ser, pelo menos, um selecionadoa partir de cobalto, molibdênio, níquel e tungstênio. 4. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a fração (1) de petróleo contendo composto aromático incluir 5% ou mais de peso de aromáticos.5. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a fração (1) de petróleo contendocomposto aromático ser qualquer uma selecionada a partir de gasolina de pirólise bruta [RPG - raw pyrolysis gasoline], gasolina de pirólise bruta pesada (RPG pesada), gasolina de pirólise tratada [TPG - treated pyrolysis gasoline], reformados, aromáticos pesados, querosene, petróleo vaporizador, petróleo de gás atmosférico, gasolina de FCC, nafta leve craqueada, nafta pesada craqueada, petróleo decantado de FCC, petróleo de gás de vácuo, diesel coker, nafta coker, óleo cru de petróleo pesado e reduzido, óleoinferior de destilação atmosférica de petróleo, piche, asfalto, betume, petróleo de piche, petróleo de xisto, produtos líquidos derivados de processos de liquefação de carvão, resíduos de hidrocarbono pesado, e suas combinações.6. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação Petição 870180052364, de 18/06/2018, pág. 55/112 - 3/51, caracterizado por o catalisador para craqueamento catalítico (3) ser preparado misturando de 10 a 95% de peso de pelo menos uma peneira molecular de zeólita selecionada a partir do grupo que consiste em faujasita (FAU), mordenita (MOR) e zeólita beta (BEA) com 5 a 90% de peso de um ligante inorgânico selecionado a partir de alumina e argila e, então, vaporizar a seco a mistura para obter um tamanho de partícula de 10 ~ 300 pm.7. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, na etapa (c) (4), a fração de petróleo residual incluir i) componentes aromáticos de 2 anéis ou mais, ii) componentes aromáticos de 1 anel contendo um grupo de hidrocarboneto de dois ou mais carbonos, e iii) componentes aromáticos de 1 anel contendo um anel naftênico.8. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda, a etapa de recirculação da fração de petróleo residual (6) na etapa (c) (4) até a etapa (a) (2).9. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação 1 ou 8, caracterizado por compreender, ainda, a etapa de separação de naftalenos da fração de petróleo residual (6).10. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicaçãoPetição 870180052364, de 18/06/2018, pág. 56/112
- 4/51, caracterizado por compreender, ainda, a etapa de recirculação da fração de petróleo residual (6) separada na etapa (c) (4) até a etapa (b) (3).11. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 8 e 10, caracterizado por compreender, ainda, a etapa de recirculação dos componentes aromáticos de 11 ou mais átomos de carbono (7) produzidos na etapa (d) (5) até a etapa (b) (3) .12. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 8 e 10, caracterizado por compreender ainda a etapa de separação de etileno, propileno e butileno dos componentes da olefina e, em seguida, refinação e produção de cada um deles (8).13. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 8 e 10, caracterizado por compreender ainda a etapa de separação de paraxileno do xileno misturado produzido pela transalquilação (9), após a etapa de transalquilação (5) .14. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender, ainda, a etapa de separação de paraxileno do xileno misturado produzido pela transalquilação (9), após a etapa de transalquilação (5).Petição 870180052364, de 18/06/2018, pág. 57/112
- 5/515. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação13, caracterizado por compreender, ainda, as etapas de: isomerização do xileno misturado tendo passado pela etapa de separação do paraxileno (10); e recirculação do xileno (11) misturado isomerizado à etapa de transalquilação (5).16. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação14, caracterizado por compreender, ainda, as etapas de: isomerização do xileno (10) misturado tendo passado pela etapa de separação do paraxileno (9) ; e recirculação do xileno (11) misturado isomerizado à etapa de transalquilação (5) .17. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS AROMÁTICOS E PRODUTOS OLEFÍNICOS A PARTIR DE UMA FRAÇÃO DE PETRÓLEO CONTENDO COMPOSTO AROMÁTICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os produtos aromáticos incluírem naftalenos, benzeno e xileno e os produtos olefínicos incluírem etileno, propileno e butileno.Petição 870180052364, de 18/06/2018, pág. 58/1121/2Τ2Τ3
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