BR112013027115B1

BR112013027115B1 - processo para o aprimoramento de betume e óleo pesado

Info

Publication number: BR112013027115B1
Application number: BR112013027115A
Authority: BR
Inventors: Kresnyak Steve
Original assignee: Kresnyak Steve
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-07-18
Publication date: 2020-02-04
Also published as: JP6159316B2; BR112013027115A2; JP2014515779A; CN108130117A; AU2011365983B2; CN102746869A; SG194541A1; RU2600733C2; MX2011006572A; WO2012142690A1; EP2514801A1; ZA201104005B; US20120270957A1; CN108130117B; KR20140048876A; MY172497A; KR101754692B1; US9169443B2; AU2011365983A1; RU2011121987A

Abstract

resumo da patente de invenção para: processo para o aprimoramento de betume e óleo pesado". um sistema e um processo de aprimoramento de óleo pesado e betume é divulgado para a síntese de hidrocarbonetos, um exemplo do qual é óleo cru sintético (sco). o processo vantajosamente evita o resíduo atribuído à formação de coque de petróleo e/ou resíduo a qual possui um efeito dramático no rendimento de material hidrocarboneto gerado. o processo integra tecnologia de fischer-tropsch com gaseificação e geração de corrente de gás rico em hidrogênio. a geração de gás rico em hidrogênio é convenientemente efetuada usando uma fonte de hidrogênio unicamente ou uma combinação de fontes de hidrogênio, um vapor rico em hidrogênio a partir do hidroprocessamento e do processo de fischer-tropsch, um reformador de metano vapor (smr) e reformador autotérmico (atr) ou uma combinação de smr/atr. a matéria-prima para o aprimoramento é destilada e a fração de fundo é gaseificada e convertida em um reator de fischer-tropsch. um gás de síntese pobre em hidrogênio resultante então é exposto à corrente de gás rica em hidrogênio para otimizar a formação, por exemplo, do óleo cru sintético. a corrente de gás pobre em hidrogênio também pode ser efetuada por uma reação de deslocamento de gás água, unicamente ou em combinação ou em adição com a geração de corrente de gás rico em hidrogênio. um sistema para efetuar o processo também está caracterizado na especificação.

Description

“PROCESSO PARA O APRIMORAMENTO DE BETUME E ÓLEO PESADO ÁREA TÉCNICA [0001] A presente invenção refere-se às modificações de betume e óleo pesado, aprimorando processos para sintetizar petróleo bruto sintético e outras operações de derivados de hidrocarboneto valiosos de forma eficiente.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA [0002] Está bem definido que certas formas de hidrocarbonetos exigem aprimoramento para transportá-los ou aumentar o valor para a venda. Além disso, as refinarias não são adequadas para processamento de óleo pesado, betume etc. e, assim, a viscosidade, densidade e índice de impureza, tais como metais pesados, enxofre e nitrogênio, presentes em tais materiais pesados devem ser alterados para permitir a refinação. O aprimoramento é centrado principalmente na redução de viscosidade, enxofre, metais e índice de asfalteno em betume.

[0003] Um dos problemas com aprimoramento de óleo pesado e betume é que os asfaltenos e a fração pesada devem ser removidos ou modificados para criar valor e rendimento de produto. Aprimoradores típicos agravam o problema pela formação de coque ou resíduo que resulta em material de resíduos indesejável. Esse material, uma vez que não pode ser facilmente convertido pelos métodos convencionais, geralmente é removido do processo, reduzindo o rendimento global de material de hidrocarboneto valioso do processo de aprimoramento.

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2/34 [0004] O Processo de Fischer-Tropsch encontrou uma utilidade significativa em processos de síntese de hidrocarbonetos e síntese de combustível. O processo tem sido utilizado por décadas para auxiliar na formulação de hidrocarbonetos de vários materiais tais como o carvão, coque, resíduo e biomassa. Nos últimos anos, a conversão dos recursos energéticos alternativos tornou-se de grande interesse, tendo em conta as crescentes preocupações ambientais em matéria de poluição, o declínio dos recursos de hidrocarbonetos convencionais do mundo e a crescente preocupação sobre a gestão da lagoa de rejeitos, juntamente com o aumento dos custos para extrair, aprimorar e refinar os recursos de hidrocarbonetos pesados. Os principais produtores na área de combustíveis sintéticos têm expandido a técnica significativamente na área tecnológica com um número de avanços patenteados e aplicações pendentes sob a forma de publicações. O Pedido de Série U.S. N° 13/024.925 do copendente do requerente ensina um protocolo de síntese de combustível.

[0005] Exemplos de avanços recentes que têm sido feitos nessa área de tecnologia incluem os recursos ensinados no Patente U.S. N° 6.958.363, emitida para Espinoza, et al, em 25 de outubro de 2005, Bayle et al., na Patente U.S. N° 7.214.720, emitida em 8 de maio de 2007, Patente U.S. N° 6.696.501, emitida em 24 de fevereiro de 2004, para Schanke et al.

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3/34 [0006] Em relação a outros progressos que foram feitos neste campo da tecnologia, a técnica está repleta de avanços significativos não só na gaseificação de suprimentos de carbono sólido, mas também na metodologia para a preparação do gás de síntese, gestão de hidrogênio e monóxido de carbono em uma planta de GTL, a gestão de reatores de Fischer-Tropsch de hidrogênio e a conversão de matéria-prima de biomassa em combustíveis líquidos de transporte de hidrocarbonetos, entre outros. O seguinte é uma lista representativa de tais outras referências. Isso inclui: Patente U.S. N° 7.776.114; 6.765.025; 6.512.018; 6.147.126;

6.133.328;	7.855.235;	7.	846.979;	6.147	.12 6;	7.004.985;
6.048.449;	7.208.530;	6.	730.285;	6.872	.753,	bem como
Publicação	do Pedido	de	Patente	N°	US2010/01 13624;

US2004/0181313; US2010/0036181; US2010/0216898; US2008/002I 122; US 2008/0115415; e US 2010/0000153.

[0007] O processo de Fischer-Tropsch (FT) tem vários benefícios significativos quando aplicado a um processo de aprimoramento de betume, um benefício que é capaz de converter o coque e resíduo gerados anteriormente a petróleo bruto de alta qualidade sintética (SCO) valioso com conteúdo parafínico notavelmente aumentado. Um outro benefício significativo é que o rendimento bruto de betume para SCO é próximo ou maior que 100%, um aumento de 20% de rendimento em relação a certos processos atuais de aprimoramento. Outro benefício é que não há nenhum produto de coque e resíduos

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4/34 para impactar o meio ambiente, melhorando, assim, a utilização de recursos globais do betume.

[0008] Outro benefício da aplicação do processo de FT para um aprimorador de betume é que um petróleo bruto sintético (SCO) com alto índice de cetano, doce, altamente parafínico é produzido. Mais especificamente, derivados benéficos do processo de FT, tais como nafta parafínica e vapores de FT (como o metano e gás de petróleo liquefeito (GLP), têm valor específico dentro do processo de aprimoramento de betume e operações em unidade de upstream. Vapores de FT, praticamente isentos de compostos de enxofre, podem ser usados como combustíveis aprimoradores ou como matéria-prima para a geração de hidrogênio para compensar a exigência para o gás natural. A nafta de FT, principalmente parafínica na natureza, também pode ser usada na geração de hidrogênio, mas também, devido à sua natureza original parafínica, pode também ser usada como um eficiente solvente da desasfaltagem não prontamente disponível para as operações atuais de aprimoramento.

[0009] Também tem sido bem documentado que o uso de nafta parafínica de FT como um solvente para uma unidade de espuma de areia petrolífera melhora a operação e a eficácia do rejeito fino e da remoção de água em um diluente reduzido para proporção de betume (DB) e pressão de vapor relativamente baixa. Isso tem vantagens significativas em termos de reduzir o tamanho e o custo de separadores e decantadores caros e aumentar seu desempenho de separação e

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5/34 classificação de capacidade. Isso resulta em suprimento de espuma de betume praticamente seco (< 0,5 sedimentos básicos e água) para o aprimorador, melhorando o impacto na lagoa de rejeitos.

[00010] Tendo, portanto, discutido de forma geral a adequabilidade da técnica de Fischer-Tropsch em gás de síntese para líquidos de FT, uma discussão do estado da técnica e particularmente a técnica relacionada com o aperfeiçoamento e a gaseificação dos suprimentos de hidrocarbonetos pesados seria útil.

[00011] Um dos exemplos nesta área do estado da técnica são os ensinamentos da Patente U.S. N° 7.407.571, emitida em 5 de agosto de 2008, a Rettger et al. Esta referência nomeia Ormat Industries Ltd., como o Cessionária e ensina um processo para a produção de petróleo sintético doce a partir de um suprimento hidrocarboneto pesado. No método, os patenteadores indicam que o hidrocarboneto pesado é aperfeiçoado para produzir um suprimento destilado que inclui produtos sulforosos e subprodutos de alto carbono. Os subprodutos de conteúdo de alto carbono são gaseificados em um gaseificador para produzir um gás de síntese e subprodutos sulforosos. O processo hidroprocessa ainda os produtos sulforosos junto com o gás de hidrogênio para a produção de gás e um petróleo bruto doce. O hidrogênio é recuperado em uma unidade de recuperação do gás de combustível sintético. O processo também indica que gás hidrogênio é processado e combustível sintético empobrecido de hidrogênio também é

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6/34 produzido. Gás de hidrogênio adicional é fornecido para a unidade de hidroprocessamento e uma etapa de gaseificação é realizada na presença de ar ou oxigênio. A mistura de gás é esfregada para produzir uma água sulfurosa e uma mistura de gás sulfuroso limpo. Posteriormente, a mistura de gás sulfuroso é processada para produzir um gás combustível sintético doce e uma mistura de gás hidrogênio enriquecido de gás de combustível sintético usando uma membrana. Todo o processo é bastante eficaz, no entanto, isso não leva vantagem da conversão de fluxos sintetizados que são úteis para a introdução da unidade de hidroprocessamento para a produção de petróleo bruto sintético, a reciclagem de fluxos exclusivos para uso no aprimorador, nem há qualquer ensinamento especificamente da integração do processo de Fischer-Tropsch ou o reconhecimento do benefício para o processo de usar um SMR e/ou ATR no circuito de processo para maximizar o rendimento de SCO e reduzir a dependência do gás natural.

[00012] Igbal et.al. Na Patente U.S. N° 7.381, 320 emitida em 3 de junho de 2008, ensina um processo para óleo pesado e aprimoramento de betume. Em resumo, o processo é capaz de aprimorar o petróleo de um reservatório subterrâneo. O processo envolve a conversão de asfaltenos para energia a vapor, gás combustível ou uma combinação destes para uso na produção de óleo pesado ou betume de um reservatório. Uma parte do óleo pesado ou betume são solventes desasfaltados para formar uma fração de asfalteno e um óleo desasfaltado,

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7/34 referido na técnica como DAO como uma fração livre de asfaltenos e com teor reduzido de metais. A fração de asfalteno de desasfaltagem de solvente é fornecida para a unidade de conversão de asfaltenos e um suprimento que compreende a fração de DAO fornecida a uma zona de reação de uma unidade de craqueamento catalítico de fluido (FCC) com um catalisador de FCC para capturar uma parte dos metais da fracção de DAO. Um efluente de hidrocarbonetos é recuperado de um teor reduzido de metal. Semelhante ao processo ensinado na Patente U.S. N° 7.407.571, este processo tem utilidade, no entanto, limita a conversão de outra forma de desperdício de asfalteno para produção de combustível sólido ou pelotas ou conversão de gás de síntese para combustível, hidrogênio ou produção de energia elétrica. Não há nenhum ensino especificamente integrando o processo de Fischer-Tropsch.

[00013] Na Patente U.S N° 7.708.877 emitida em 4 de maio de 2010 para Farshid et. al. é ensinado um processo de aprimorador de óleo pesado integrado e um processo de acabamento hidro em linha. No processo, é ensinado um sistema de reator de pasta de cimento de hidroconversão que permite que um catalisador, óleo não convertido e óleo convertido circulem em uma mistura contínua ao longo de um reator com nenhum confinamento da mistura. A mistura é parcialmente separada entre os reatores para remover apenas o óleo convertido permitindo óleo não convertido no catalisador de pasta de cimento para continuar para o próximo reator sequencial onde uma parte do óleo não convertido é convertida

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8/34 para um ponto mais baixo de ebulição. O hidroprocessamento adicional ocorre em reatores adicionais para conversão completa do óleo. O chamado óleo totalmente convertido é subsequentemente hidrofinalizado para a remoção quase completa de heteroátomos como enxofre e nitrogênio.

[00014] Este documento está principalmente preocupado com hidroconversão de hidrocarbonetos pesados, não sendo adequado para o aprimoramento de betume. Também não fornecem nenhum ensino sobre o uso do processo de Fischer-Tropsch, a utilidade dos fluxos de reciclagem, geração de hidrogênio ou outras operações de unidade valiosas e eficientes críticas ao aprimoramento bem-sucedido do betume bruto.

[00015] Caldernn et.al na Patente U.S. N° 7.413.647, emitida em 19 de agosto de 2008, ensinam um método e aparelho para aprimorar o material betuminoso. O método envolve uma série de quatro componentes distintos, ou seja, um fracionador, um tratador catalítico de óleo de gás pesado, um regenerador/gaseificador de catalisador e um conjunto de limpeza de gás. A patente indica que, usando o método, o betume em forma líquida é alimentado para o fracionador para a separação primária de fracções com o grosso do betume, deixando a parte inferior do fracionador sob a forma de um óleo de gás pesado que posteriormente é bombeado para o tratador catalítico e pulverizado em um catalisador quente para quebrar o óleo de gás pesado, liberando, assim, hidrocarbonetos sob a forma de matéria volátil rica em hidrogênio enquanto deposita carbono no catalisador. A

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9/34 matéria volátil do tratador é passada para o fracionador onde frações condensáveis são separadas do gás rico em hidrogênio não condensável O carbono contendo catalisador do tratador é reciclado para o regenerador/gaseificador e o catalisador, após ser regenerado, é alimentado quente para o tratador.

[00016] O método não incorpora o processo de FischerTropsch particularmente valioso ou fornece uma unidade para efetuar a reação de Fischer-Tropsch e, ainda, o método não é limitado pelo uso do catalisador que parece ser muito sensível ao dano de enxofre e nesse sentido não há fornecimento real para lidar com o enxofre em betume.

[00017] No Pedido de Patente dos Estados Unidos, Publicação U.S. N° 0200209/2009, publicado em 13 de agosto de 2009, Sury et.al. ensinaram a aprimorar o betume em um processo de tratamento de espuma parafínica. O método envolve a adição de um solvente para uma emulsão de espuma de betume para induzir a uma taxa de sedimentação de pelo menos uma parte dos sólidos asfaltenos e minerais presentes na emulsão e resultados na geração da mistura solvente betume-espuma. Gotas de água são adicionadas à mistura solvente betumeespuma para aumentar a taxa de sedimentação dos asfaltenos e sólidos minerais. O foco da publicação é principalmente para lidar com a espuma. Não há nenhum avanço significativo no aprimoramento do betume.

[00018] A riqueza de vantagens é derivável da tecnologia que tem sido desenvolvida e que é descrita neste

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10/34 documento. Elas são concretizadas em um número de maneiras, incluindo:

i) perto de 100% ou maior rendimento bruto sintético de óleo pesado ou betume sem desperdício de produção de coque ou resíduo;

ii) a fração de petróleo bruto sintético (SCO) é de qualidade superior, bruto levemente doce com componentes mais parafínicos e menos aromáticos e componentes de gasóleo pesado na fração do produto;

iii) menos gás natural é necessário para gerar hidrogênio para aprimorar como a nafta de FT, vapores de FT e vapores de hidroprocessamento podem ser reciclados para gerar um gás de síntese rico em hidrogênio;

iv) hidrogênio puro pode ser gerado a partir gás de síntese rico em hidrogênio usando membranas, absorção ou unidades de adsorção de oscilação de pressão, para uso nas unidades de hidroprocessamento (hidrocraqueamento, isomerização, hidrotratamento);

v) líquidos Fischer-Tropsch (FT) são parafínicos principalmente na natureza, melhorando a qualidade e o valor de fração de produto de SCO; vi) nafta de FT raramente está disponível em qualquer quantidade em aprimoradores atuais e seria muito preferencialmente usada para desasfaltagem fundos de vácuo em uma unidade de desasfaltagem de solvente (SDA) e em uma unidade de tratamento de espuma de areia petrolífera; e vii) C02 concentrado está disponível a partir a unidade de tratamento de gás de síntese do gaseificador (XTL),

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11/34 permitindo que o aprimorador seja uma fonte de C02 de pronta captura de baixo custo para projetos de captura e sequestro de carbono (CCS).

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [00019] Um objeto da presente invenção é fornecer uma metodologia de aprimoramento de óleo pesado e betume melhorada para a síntese de hidrocarbonetos com um rendimento substancialmente aumentado sem a produção de resíduos derivados, tais como coque ou resíduo.

[00020] Um outro aspecto de uma modalidade da presente invenção é fornecer um processo para o aprimoramento de betume para a formulação de derivados de hidrocarbonetos, compreendendo:

i) fornecer uma fonte de betume ou matéria-prima de óleo pesado;

ii) tratar tal matéria-prima para formar uma fração de fundo não destilada;

iii) alimentar tal fração de fundo para um circuito de geração de gás de síntese para a formulação de um fluxo de gás de síntese pobre em hidrogênio através de uma reação de oxidação parcial não-catalítica, e reagindo tal gás de síntese em um reator de Fischer-Tropsch para sintetizar derivados de hidrocarbonetos;

iv) adicionar uma fonte de hidrogênio para tal gás de síntese pobre em hidrogênio para otimizar a síntese de hidrocarbonetos pelo menos um dos quais é petróleo sintético.

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12/34 [00021] A presente tecnologia atenua os descuidos exemplificados nas referências do estado da técnica. Apesar do fato de que o estado da técnica, na forma de publicações de patentes, patentes emitidas e outras publicações acadêmicas, reconhecer a utilidade de um processo de FischerTropsch, reformação catalítica de metano, reforma auto térmica, aprimoramento de hidrocarboneto, formulação de óleo sintético, reciclagem de fluxo e outros processos, o estado da técnica, quando tomado individualmente ou quando lacado, é deficiente em um processo que fornece o aprimoramento eficiente de betume e óleo pesado na ausência de geração de resíduo e/ou coque.

[00022] Petróleo bruto sintético é a saída de uma instalação de aprimorador de óleo pesado/betume usado em conexão com betume e óleo pesado de areais petrolíferas exploráveis e produção in situ. Também pode referir-se ao óleo de xisto, uma saída de uma pirólise do xisto betuminoso. As propriedades do petróleo sintético dependem dos processos de aprimoramento. Normalmente, é baixo em teor de enxofre e tem uma densidade API de cerca de 30, adequado para a matéria-prima da refinaria convencional. É também conhecido como petróleo bruto aprimorado.

[00023] A presente invenção une, em uma combinação previamente não reconhecida, uma série de operações de unidade conhecidas em uma rota de síntese muito melhorada para um alto rendimento, produção de hidrocarbonetos sintéticos de alta qualidade. A integração de um processo de

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Fischer-Tropsch e mais especificamente a integração de um processo de Fischer-Tropsch com um gerador de gás de síntese rico em hidrogênio que utiliza a nafta de FT e/ou vapores aprimoradores/de FT como combustível primário em combinação com gás natural, um reformador a vapor do metano (SMR) e/ou resultados de reformador auto térmico (ATR) em um petróleo bruto sintético superior doce que é sintetizado na ausência de coque e resíduo.

[00024] Foi descoberto que, empregando um reformador de metano de vapor (SMR) como um gerador de gás de síntese rico em hidrogênio usando nafta de FT e/ou vapores aprimoradores/de FT, em combinação com gás natural, resultados significativos podem ser obtidos quando misturado com gás de síntese pobre em hidrogênio criado pela gaseificação de fundos de óleo pesado ou betume não destilados. Realiza-se um aumento de produção significativa na faixa de hidrocarbonetos sintéticos de destilado médio. A reação geral é a seguinte:

Gás natural + nafta de FT (v) + vapores aprimoradores/de FT + Vapor + Calor CO + nH₂ + CO₂.

[00025] Como é bem conhecido para aqueles versados na técnica, a reformação catalítica de metano pode ser operada em quaisquer condições adequadas para promover a conversão de fluxos de alimentação, um exemplo conforme mostrado na equação acima, hidrogênio H₂ e monóxido de carbono CO, ou o que é referido como gás de síntese ou especificamente como gás de síntese rico em hidrogênio. Benefícios significativos

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14/34 resultaram em um grande aumento de 30% no hidrocarboneto sintetizado destilado médio. Vapor e gás natural são adicionados para otimizar a proporção desejada de hidrogênio ao monóxido de carbono para aproximar o intervalo de 3:1 para 6:1. Uma reação de deslocamento gás água (WGS), adsorção de balanço de pressão (PSA) ou unidade de membrana também pode ser adicionada a qualquer parte do circuito de gás de síntese de SMR para enriquecer também os fluxos ricos em hidrogênio de e geram um fluxo de hidrogênio quase puro para uso de hidroprocessamento. Geralmente, o gás natural ou qualquer outro combustível adequado é usado para fornecer a energia de calor para o forno de SMR.

[00026] O reformador de vapor pode conter qualquer catalisador adequado, um exemplo de um ou mais componentes ativos cataliticamente, como paládio, platina, ródio, irídio, ósmio, rutênio, níquel, cromo, cobalto, cério, lantânio ou suas misturas. O componente cataliticamente ativo pode ser suportado em uma pastilha de cerâmica ou um óxido de metal refratário. Outras formas serão evidentes para aqueles versados na técnica.

[00027] Também descobriu-se que empregando um reformador auto térmico (ATR) como um gerador de gás de síntese rico em hidrogênio único ou em combinação com o SRM ou como uma combinação híbrida de um ATR/SMR denominada XTR, benefícios significativos resultaram em um maior do que o aumento de 200% nos hidrocarbonetos sintéticos de destilado médios de FT. Fluxos de alimentação para a ATR ou XTR

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15/34 consistem de nafta de FT, vapores de FT, vapores de aprimoradores ricos em H2, C02, O2 e gás natural.

[00028] Da mesma forma, como é bem conhecido por aqueles versados na técnica, a reforma auto térmica emprega dióxido de carbono e oxigênio ou vapor, em uma reação com os gases de hidrocarbonetos leves, como o gás natural, vapores de FT e vapores aprimoradores para formar gás de síntese. Esta é uma reação exotérmica, tendo em conta o processo de oxidação. Quando o reformador auto térmico emprega dióxido de carbono, a proporção de hidrogênio para monóxido de carbono produzida é 1: 1 e quando o reformador auto térmico usa vapor, a proporção produzida é aproximadamente 2.5:1, ou raramente é tão alta quanto 3.5: 1.

[00029] As reações que são incorporadas no reformador auto térmico são como segue:

2CH₄ + O₂ + CO₂ 3H₂ + 3CO + H₂O + CALOR.

[00030] Quando o vapor é empregado, a equação de reação é a seguinte:

4CH4 + O₂ + 2H2O + CALOR 10H2 + 4CO.

[00031] Um dos mais significativos benefícios de usar o ATR é realizado na variabilidade do hidrogênio à proporção de monóxido de carbono. Na tecnologia instantânea, um ATR pode também ser considerado como um gerador de gás de síntese rica de hidrogênio, conforme descrito anteriormente. Descobriu-se que a adição da operação de ATR para o circuito em combinação com o circuito de geração de gás de síntese rico em hidrogênio, mostrado no exemplo acima, como um

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16/34 reformador de metano de vapor (SMR), tem um efeito significativo na produtividade de hidrocarbonetos de todo o processo. De forma semelhante, uma reação de deslocamento gás água (WGS), adsorção de balanço de pressão (PSA) ou unidade de membrana também pode ser adicionada a qualquer parte do ATR e combinada ao circuito de gás de síntese de ATR/SMR ou XTR para enriquecer também os fluxos ricos em hidrogênio de e

geram	um fluxo	de hidrogênio	quase	puro para	uso	de
hidroprocessamento	. Geralmente, o	gás	natural ou	qualquer
outro	combustível	adequado é	usado	para	fornecer a energia	de
calor	para os fornos de ATR,	SMR e	XTR.
	[00032] A	presente	invenção	une ainda,	em	uma

combinação previamente não reconhecida, uma série de operações de unidade conhecidas para integrar o processo de Fischer-Tropsch, usando uma reação de deslocamento gás água para o enriquecimento de gás de síntese, resultando em um petróleo bruto sintético doce valioso que é sintetizado na ausência de coque e resíduo.

[00033] Nesse sentido, um outro aspecto de uma modalidade da presente invenção é fornecer um processo para o aprimoramento de óleo pesado e betume para a formulação de derivados de hidrocarbonetos, compreendendo:

i) fornecer uma fonte de matéria-prima de betume ou óleo pesado tratando tal suprimento para destilação para formar uma fração de fundos não destilada;

ii) alimentar tal fração de fundo para um circuito de geração de gás de síntese para a formulação de um fluxo de

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17/34 gás de síntese pobre em hidrogênio através de uma reação de oxidação parcial não-catalítica;

iii) tratar o referido fluxo de gás de síntese pobre em de hidrogênio para uma reação de deslocamento gás água (WGS) para gerar um gás de síntese de Fischer-Tropsch ideal; e iv) tratar tal fluxo gás de síntese de Fischer-Tropsch ideal em uma unidade de Fischer-Tropsch para sintetizar derivados de hidrocarbonetos, onde pelo menos um destes é bruto sintético.

[00034] Nesse sentido, com um outro aspecto de uma modalidade da presente invenção, é fornecido um sistema para o aprimoramento de óleo pesado e betume para a formulação de derivados de hidrocarbonetos, compreendendo:

i) uma primeira fase de processamento de betume para o processamento de tal betume em materiais líquidos e resíduo por destilação;

ii) uma segunda fase para desgaseificação de tais materiais de resíduo e formulação de produtos de FischerTropsch;

iii) uma terceira fase para o hidroprocessamento de tais produtos de Fischer-Tropsch para gerar petróleo bruto sintético e um fluxo de hidrogênio em excesso, e;

iv) uma quarta fase para a síntese de hidrocarbonetos para combinar com o fluxo de hidrogênio em excesso de tal terceira fase, tal combinação para otimizar uma proporção de hidrogênio para carbono como um suprimento para um reator de

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Fischer-Tropsch, pelo qual o petróleo sintético pode ser sintetizado.

[00035] Em termos de variações adicionais sobre o processo acima, a reação de Fischer-Tropsch também pode ser tratada com uma reação de deslocamento gás água (WGS). Por conseguinte, é outro objeto de uma modalidade da presente invenção para fornecer o processo, em que o reator de deslocamento gás água (WGS) é substituído por um gerador de gás de síntese rico em hidrogênio (XTR) selecionado do grupo constituído por um reformador de metano de vapor (SMR), reformador auto térmico (ATR) ou uma combinação destes.

[00036] Referindo-se agora aos desenhos como eles geralmente descrevem a invenção, será agora feita referência aos desenhos em anexo ilustrando as modalidades preferenciais.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00037] A Figura 1 é um diagrama de fluxo de processo da metodologia conhecida no estado da técnica para processamento de óleo pesado betume exploráveis e in situ;

[00038] A Figura 2 é um diagrama de fluxo de processo semelhante à Figura 1, ilustrando uma técnica mais conhecida;

[00039] A Figura 3 é um diagrama de fluxo de processo ilustrando uma variação adicional da tecnologia do estado da técnica;

[00040] A Figura 4 é um diagrama de fluxo de processo ilustrando uma variação adicional da tecnologia do estado da técnica;

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19/34 [00041] A Figura 5 é um diagrama de fluxo de processo ilustrando uma modalidade da presente invenção;

[00042] A Figura 6 é um diagrama de fluxo de processo ilustrando uma outra modalidade da presente invenção; e [00043] A Figura 7 é um diagrama de fluxo de processo ilustrando ainda outra modalidade da presente invenção.

[00044] Numerais semelhantes empregados nas figuras denotam elementos semelhantes.

MELHOR MODO PARA A REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO [00045] Referindo-se agora à Figura 1, é mostrada uma primeira modalidade de um diagrama de fluxo de produção de betume baseada no estado da técnica. O processo global é denotado por 10. No processo, a fonte de óleo pesado ou betume 12 pode incluir um reservatório de betume, que pode ser explorável ou in situ. De um modo geral, o betume então pode ser transportado para uma unidade de produção de óleo pesado ou betume 14 em que um diluente ou solvente pode ser introduzido através da linha 16 de um aprimorador de pesado óleo ou betume 18. O diluente ou solvente pode abranger qualquer material apropriado bem conhecido para aqueles versados na técnica como alcanos líquidos apropriados, por exemplo. Uma vez que o diluente é introduzido através da linha 16 para a unidade de produção 14, o resultado é uma mistura de betume mobilizável (dilbit). Uma vez que a dilbit ou a mistura de betume diluído é processada no aprimorador 18, o então petróleo bruto sintético formado, globalmente denotado por 20 é então tratado em uma refinaria de petróleo

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20/34 onde produtos refinados são posteriormente formulados e com os produtos refinados globalmente sendo denotados por 24.

[00046] A unidade de produção 1 remove principalmente água e sólidos do fluxo. O diluente ou solvente 16 é adicionado para o betume cru para fornecer para os parâmetros necessários de mobilização e separação, principalmente, proporcionando uma redução na viscosidade. Em uma situação onde o betume é um betume derivado de óleos, a água é adicionada à matéria-prima para fornecer uma pasta de cimento para transporte para a extração e estação de tratamento de espuma e aprimorador 18, como descrito ainda na Figura 2. Betume desaguado é então transportado por gasoduto (não mostrado) como uma mistura de diluente ou dilbit para o aprimorador 18. O betume seco cru é tratado para tratamento primário e secundário para criar um petróleo cru sulfuroso (SCO) ou doce. O SCO é transportado para a refinaria de petróleo 22 para ser subsequentemente transformado em produto refinado 24 como indicado acima, exemplos de que incluem transporte de combustível como a gasolina, combustíveis de aviação e diesel, óleos lubrificantes e outras matériasprimas para a conversão de petroquímica.

[00047] Com relação à Figura 2, é mostrado um diagrama de fluxo de processo esquemático de operação de areias petrolíferas para aprimoramento de betume. O processo global neste diagrama de fluxo é indicado por 30. Com exceção da modalidade mostrada, o sistema refere-se a um processo de produção de betume de areais petrolíferas exploráveis onde a

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21/34 combinação de minerais de areias petrolíferas explorados crus, geralmente denotados por 32, da mina são misturados com água 34 em uma unidade de preparação de minério 3 6 e, posteriormente, hidrotransportados de uma planta de extração primária, denotada por 38. Na planta de extração 38, a maior parte da água 34 e rejeitos grossos 40 são separados e retornados para uma lagoa de rejeitos 42.

[00048] Betume parcialmente desidratado, geralmente denotado por 44, é transferido para um 46 de unidade de tratamento de espuma. Lá é onde um solvente, tipicamente nafta altamente aromática (derivado do betume) ou solvente parafínico (derivado de líquidos de gás natural) é adicionado a 48 para separar a água restante e argilas refinadas bem como rejeitos de linha. A espuma é, em seguida, tratada em uma unidade de recuperação de solventes 40 onde a maioria do solvente é recuperada para reciclagem para a unidade de tratamento de espuma. O rejeito bem separado passa por uma unidade de recuperação de solventes de rejeitos 50 para recuperação final do solvente. O rejeito fino é transferido para a lagoa de rejeitos 42. A espuma limpa e seca é então introduzida o aprimorador de betume, geralmente denotado por 54 e ilustrado na Figura 2 na linha tracejada. De um modo geral, o aprimorador de betume 54 incorpora dois processos gerais, um aprimorador primário e secundário. O aprimorador primário normalmente consiste de duas metodologias de processamento. O primeiro, ou seja, rejeição de carbono ou onde a fração pesada do betume é removida como coque.

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Geralmente, o rendimento do petróleo sintético é entre cerca de 80 a cerca de 85%, em volume, e a parte restante convertida principalmente pelo coque é retornada para armazenamento para a mina. Além disso, o processo de coqueificação é um método de processamento rigoroso e leva a um conteúdo aromático mais alto no petróleo bruto sintético. O segundo processo, adição de hidrogênio, usa um sistema de hidroprocessamento catalítico com base em pasta de cimento com a adição de hidrogênio para tratar a mistura de betume e produzir rejeito de asfalteno e produto de petróleo sintético. O rendimento do petróleo bruto sintético normalmente excede 100% devido ao inchaço do produto.

[00049] Os fluxos de produto de hidrocarbonetos do aprimoramento primário são tratados também no aprimorador secundário, constituído por unidades de hidrotratamento, usando hidrogênio para estabilizar produtos sintéticos brutos geralmente indicados por 56 e reduzem as impurezas de enxofre

e de nitrogênio.	O gás	natural é	usado em uma unidade	de
hidrogênio	para	gerar	requisitos	de hidrogênio para	o
aprimorador	e	co-gerar	energia	elétrica para uso	do
aprimorador.	As	operações globais	no aprimorador de betume

são indicadas dentro das linhas tracejadas e essas operações são conhecidas por aqueles versados na técnica.

[00050] Referindo-se à Figura 3, é mostrado um outro processo de aprimoramento parcial no estado da técnica, no presente esquema, o diagrama de fluxo de processo delineia uma unidade de produção de betume in situ. O processo global

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23/34 é denotado por 60. Em tal arranjo, o óleo pesado ou betume in situ é exposto ao vapor para extrair o óleo. O betume cru 62 é tratado em uma planta convencional SAGD ou CSS 64 para remover água 66. O diluente 68 normalmente é adicionado ao betume cru 62 na planta 64 para criar a separação de óleo da água e fornecer ainda uma mistura diluída para o transporte da tubulação, mais comumente referida na técnica, como dilbit, indicada por 70. A dilbit pode ser transportada por longas distâncias em uma tubulação (não mostrada) para refinarias remotas, onde é misturada com petróleo bruto convencional como uma matéria-prima. Configurações mais integradas podem usar destilação, desasfaltagem ou refino, uma transformação para criar um próximo petróleo bruto pesado sulfuroso sem fundo para a alimentação das refinarias. Esta operação cria um fluxo de resíduo de asfalteno ou vácuo que exige a eliminação. Este betume parcialmente aprimorado é apropriado para o transporte em tubulação. Muitas vezes, alguma quantidade de diluente é ainda necessária para atender às especificações da tubulação bruta. A dilbit é processada em um aprimorador parcial de betume, denotado por 72 com as operações que estão sendo mostradas dentro da caixa da linha tracejada. O betume transportável é denotado por 74 na Figura 3.

[00051] Como será apreciado por aqueles versados na técnica, as variações de processo mostradas nas figuras 1 a 3 de instalações de produção de betume e óleo pesado existentes criam um produto de resíduo como coque ou resíduo que leva a

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24/34 perdas significativas ou exige quantidades significativas de hidrogênio ou diluente para aprimorar o produto para ser adequado como uma matéria-prima da refinaria. Essencialmente, os processos existentes não fornecem uma tecnologia capaz de capturar o valor completo intrínseco do betume óleo ou pesado e resultou em impacto ambiental relacionado ao descarte e o gerenciamento de resíduos indesejáveis.

[00052] Referindo-se à Figura 4, é mostrada uma variação no estado da técnica de um processo de atualização avançado de betume. É o assunto da Patente Canadense N° 2.439.038 e seu homólogo dos Estados Unidos, Patente U.S. N° 7, 407.571 emitido para Rettger, et. l. (Ormat Industries Ltd.).

[00053] O processo global é denotado por 80.

[00054] Dilbit ou espuma 70 é introduzida em uma unidade de destilação atmosférica 82 com os fundos pesados não destilados sendo transportados e introduzidos em uma unidade de desasfaltagem de solvente (SDA) 84 e os fundos de asfalteno são então posteriormente alimentados em um gaseificador 86, o que gaseificador está dentro da unidade de gaseificação Ormat, globalmente denotada por 88. O material desasfaltado, comumente denotado como DAO é transferido para a unidade de hidroprocessamento 18 para aprimorar para o petróleo sintético bruto. Como opção, pode haver uma unidade de destilação a vácuo 110 no circuito que pode introduzir gasóleos de vácuo capturados para introdução na unidade de hidroprocessamento 108. Da mesma forma, as partes de baixo do

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25/34 vácuo são introduzidas no SDA 84 para otimizar a configuração do processo.

[00055] O gás de síntese sulfuroso gerado pela unidade de gaseificação é então passado para um tratador de gás de síntese 90 para remoção de gases ácidos. O gás ácido é removido em 92 e tratado na planta de enxofre 94 produzindo pelo menos produtos tais como o enxofre líquido 96 e o CO2 98. O gás de síntese doce ou tratado é então processado em um processo de reação de deslocamento gás água (WGS) conforme indicado na Figura 4 e denominado como um reator de deslocamento CO 100. O vapor é aumentado no reator 100. A reação de deslocamento gás água é meramente uma mudança da CO para CO2 para criar um gás de síntese rico em hidrogênio. O gás de síntese rico em hidrogênio pode ser então tratado em uma unidade de balanço de pressão típica (PSA) ou uma unidade de membrana onde o hidrogênio está concentrado a mais que 99 por cento. Isso ocorre na unidade 104. O hidrogênio gerado por 104, denotado por 106 é então a matéria-prima para a unidade de hidroprocessamento 108. Uma vez que o hidroprocessamento ocorre, o resultado é petróleo sintético (SCO) indicado por 116 e gás combustível indicado por 114.

[00056] Retornando brevemente à unidade de recuperação de hidrogênio 104, um subproduto da unidade 104 é um gás residual ou um gás de síntese de BTU baixo que é usado em geradores de vapor hernial SAGD como combustível para compensar a necessidade de gás natural como combustível primário. O processo tem mérito em que se o gás natural está

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em falta ou	pode haver	variação significativa	de	preço
histórico,	o	processo do	aprimorador reforçado	é	menos
dependente	do	gás natural	e pode contar com o combustível
sintetizado	para o processo	global de benefícios.
[00057]		Referindo-se	à Figura 5, mostrada	como uma

primeira modalidade de um processo de circuito de aprimoramento betume melhorado incorporando a síntese hidrogênio e a tecnologia de Fischer-Tropsch. A modalidade do processo global é denotada por 120. O processo global é particularmente benéfico em relação aos processos que anteriormente foram propostos no estado da técnica em que o gás de síntese rico em carbono doce não é passado através de uma reação de deslocamento gás água, como denotado como 100 na Figura 4, mas é suplementado com hidrogênio externo 138 para criar a composição do gás de síntese ideal, normalmente, uma proporção de hidrogênio para monóxido de carbono superior a 1,8: 1 a 2.2: 1, e de preferência como 2:1 como alimentador de reator de Fischer-Tropsch para a produção de líquidos de Fischer-Tropsch parafínicos de alta qualidade.

[00058] É pelo reconhecimento da utilidade do reator Fischer-Tropsch juntamente com a precaução da geração de resíduos e coque e a adição de fonte de hidrogênio subsequente para maximizar a conversão de carbono gasificado, que desenha a tecnologia temporária proposta pensando ser econômica, conveniente e altamente eficiente, tendo em conta os rendimentos que são gerados para o petróleo bruto sintético (SCO).

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27/34 [00059] Como é evidente, há uma série de operações unitárias que são comuns com aqueles no estado da técnica, nomeadamente a destilação atmosférica, destilação a vácuo, desasfaltagem solvente, hidroprocessamento, gaseificação e tratamento de gás de síntese.

[00060] Na modalidade mostrada, a gaseificação Ormat, comumente denotada como unidade 88 e discutida em relação à

Figura 4	é substituída	com	uma sequência	adicional	de
operações	(as	operações	de	XTL)	mostradas	em linhas
tracejadas	e	indicadas	por	122.	Nesta modalidade,	o
gaseificador 86	converte o	resíduo de	fundo não	destilado	com
o oxigênio	(O2)	típico 124	para	gerar	um gás de	síntese rico
em carbono	ou	pobre em hidrogênio 88	com uma	proporção	de
hidrogênio	para	dióxido de	carbono no	intervalo	de 0,5:	1 a

1.5: 1, mais especificamente cerca de 1:1, um exemplo do que é mostrado na Tabela 1.

Tabela 1 Composições de Gás de Síntese Finas de

Hidrogênio de Gaseificador XTL Típico

Tipo de Matéria-Prima	Óleo Combustível Pesado	Resíduo de Vácuo	Asfalteno
Composição do Gás de Síntese (mole %)
Dióxido de Carbono (CO₂)	2,75%	2,30%	5,0%
Monóxido de	49,52%	52,27%	50,4%

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Carbono (CO)
Hidrogênio (H2)	46,40%	43,80%	42,9%
Metano (CH₄)	0,30%	0,30%	0,30%
Nitrogênio (+Argônio) (N2)	0,23%	0,25%	0,4%
Sulfeto de Hidrogênio (H2S)	0,78%	1,08%	1,0%

[00061] Um subproduto comum, que contém metais pesados e cinzas, a partir da gaseificação é descarregado como escória denotada como 126. O gás de síntese pobre em hidrogênio 88 é então passado para a unidade de tratamento de gás de síntese 98 para a remoção de gases ácidos 92 para criar um gás de síntese pobre em hidrogênio doce 91. Tecnologias de limpeza, adsorção e lavagem adicionais (não mostradas), bem conhecidas pelos versados na técnica, normalmente são empregadas para assegurar que o gás de síntese doce é livre de contaminantes, tais como compostos de enxofre que terão significativo impacto prejudicial sobre o catalisador de Fischer-Tropsch. O gás ácido é tratado ainda na planta de enxofre 92 para gerar o enxofre elementar 96 e dióxido de carbono (CO₂), como foi o caso no que diz respeito ao processo da Figura 4. O gás de síntese pobre em hidrogênio

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29/34 doce 91 é então passado em um reator de unidade de FischerTropsch denotado por 128. Como uma possibilidade, os derivados de hidrocarbonetos que se formam posteriormente à reação dentro do reator de Fischer-Tropsch 128 inclui vapores de Fischer-Tropsch 184 (CO + H₂ + C_l + C₂ + C₃ + C₄); nafta 130, líquidos leves de Fischer-Tropsch 132 (LFTL) e líquidos pesados de Fischer-Tropsch (HFTL) 134 ou comumente conhecido como cera de FT.

[00062] Para adaptar ou melhorar a eficiência do processo global, a unidade de XTL 122 e especificamente com antecedência à unidade de tratamento de gás de síntese 90 e/ou o reator de Fischer-Tropsch 128 pode ser aumentada com um suprimento externo de hidrogênio, indicado por 136 e 138, respectivamente. Além disso, pelo menos alguns de vapores do reator de Fischer-Tropsch podem ser restabelecidos com antecedência à unidade de tratamento de gás de síntese 90, como indicado por 140 e/ou ser utilizado um combustível 114 no aprimorador. Os líquidos 130, 132 e 134 são introduzidos na unidade de hidroprocessamento 108. Isso também pode ser aumentado por nafta destilada de destilação direta 14 pode ser introduzida de operação de destilação atmosférica 82, gasóleo de vácuo leve (LVGO) 142 da operação de destilação a vácuo 110 e opcionalmente, óleo desasfaltado 112 (DAO) da unidade SDA 84. Uma variedade de tratamentos de hidroprocessamento 108, como um exemplo, hidrocraqueamento, termocraqueamento, isomerização, hidrotratamento e fracionamento, pode ser aplicada para os fluxos combinados,

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30/34 individualmente ou em combinações desejadas, bem conhecidas para aqueles versados na técnica, para criar, pelo menos, o produto de petróleo sintético bruto 116. Como ainda mais opções, qualquer parte da nafta de Fischer-Tropsch 130 particularmente a nafta parafínica indicada por 150 pode ser reintroduzida na unidade de desasfaltagem 84 em 152 ou distribuída como composto de solvente 156 para introdução da unidade de tratamento de espuma de areias petrolíferas (não mostradas, mas geralmente marcadas por 158).

[00063] Além disso, hidrogênio adicional pode ser introduzido na unidade de hidroprocessamento 108 e unidade de hidrotratamento 160 a 166 e 164. O fornecimento de hidrogênio pode ser tomado do abastecimento de hidrogênio observado neste documento anteriormente. De cada um dos fracionadores, hidrotratamento 160, unidade de hidroprocessamento 108 e unidade de Fischer-Tropsch 128, o produto de cada uma dessas operações, denotado por 170 ou 172, 174 respectivamente é introduzido ao gás combustível 114. Além disso, uma porção de 172 e 170 rica em hidrogênio pode ser combinada com o gás de síntese pobre em hidrogênio em 88 ou 91 para enriquecer este fluxo para um melhor desempenho da unidade de FischerTropsch.

[00064] Referindo-se à Figura 6, mostrada no diagrama de fluxo do processo é ainda outra variação sobre a metodologia da invenção instantânea. O processo global nesta modalidade é denotado por 180. Operações unitárias

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31/34 semelhantes daquelas estabelecidas nas Figuras 4 e 5 são aplicáveis na Figura 6.

[00065] As alterações primárias em relação à Figura 5 versus Figura 6, inclui a modificação do XTL, unidade 122 e incorporação de geração de gás de síntese rico em hidrogênio e reciclar o gás de síntese rico em hidrogênio gerado na unidade de Fischer-Tropsch 128.

[00066] Em maior detalhe, o XTL, unidade 122 é modificado para incorporar um gerador de gás de síntese rico em hidrogênio, denotado por 182. O gerador de gás de síntese rico em hidrogênio 182 é tipicamente composto por um reformador de metano de vapor (SMR) (não mostrado) ou um reformador térmico automático (AT) (não mostrado) e suas combinações. Gás natural 188, vapores de Fischer-Tropsch 184, gás combustível rico em hidrogênio 174, etc. do hidroprocessador 108 e unidade de fracionamento 160 e nafta de Fischer-Tropsch 186 podem ser fornecidos individualmente ou em combinação para unidade 122 para gerar gás de síntese rico em hidrogênio 190, onde a relação entre o hidrogênio e o monóxido de carbono está no intervalo de 2:5 a 6:1. Este é um aspecto importante da invenção e funciona em conjunto com o Fischer-Tropsch 128 para fornecer os resultados eficazes que percebeu, praticando a tecnologia como discutido neste documento com relação às Figuras 5 a 6. Gás natural 188, dependendo da situação atual do mercado em qualquer local ou tempo, pode ser utilizado como matéria-prima principal para o gerador de gás de síntese rico em hidrogênio 182 e os vapores

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174, 130 e 184 podem ser usados para maximizar a operação aprimorador. Como alternativa, se o mercado de gás natural é menos favorável, fluxos 174, 130 e 184 podem ser utilizados totalmente para compensar a necessidade de gás natural. O gás de síntese rico em hidrogênio 190 pode ser introduzido com

antecedência	à unidade de tratamento gás	de síntese 90 em
190, se é	necessário tratamento ou,	como alternativa,
qualquer parte do mesmo o gás de síntese	rico em hidrogênio
190 pode ser Tropsch 128.	roteado diretamente para a	unidade de Ficher-
[00067]	Dessa maneira, o gás de	síntese rico em
hidrogênio 190 é combinado com o gás de síntese rico em

carbono para criar uma síntese de Fischer-Tropsch ideal onde a proporção de hidrogênio para monóxido de carbono preferencial é 2: 1. Os fluxos de alimentação combinados para unidade 122 reduzem a quantidade de gás natural necessários para atingir o fluxo ideal de alimentação de Fischer-Tropsch, oferecendo assim uma vantagem comercial da dependência de aprimoradores em gás natural, mas também aproveita o baixo custo atual de fornecimento de gás natural.

[00068] Além disso, uma parte do gás de síntese rico em hidrogênio 190 pode ser introduzido à unidade hidrogênio 192 onde um fluxo de hidrogênio purificado 164 é gerado para uso em unidades de hidroprocessamento 108 e 170. A unidade de hidrogênio 192 pode consistir de uma tecnologia de adsorção de balanço de pressão (PSA), de membrana ou de absorção, bem conhecida para aqueles versados na técnica.

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33/34 [00069] Referindo-se à Figura 7, o diagrama de fluxo de processo ilustra uma variação do conceito global da presente invenção e, desta forma, a unidade do XTL 122 sofre maior variação onde a unidade de hidrogênio 192 e o gerador de gás de síntese rico em hidrogênio 182 inerente à modalidade da Figura 6 são substituídos com uma operação de unidade de reação de deslocamento gás água (WGS). O processo global da Figura 7 é denotado por 200. A unidade de deslocamento gás água é denotada por 202 e é colocada entre a unidade de tratamento de gás de síntese 90 e a unidade de Fischer-Tropsch 128. Como é conhecido na técnica e particularmente por aqueles versados, o reator de descolamento gás água é útil para enriquecer o gás de síntese cru que, por sua vez, resulta na otimização da proporção de hidrogênio e monóxido de carbono para a síntese de FischerTropsch. Fornecimento de vapor para a unidade de reação de WGS 202 pode ser fornecido do gaseificador 86 mostrado como 204. Além disso, gás rico em hidrogênio 171 e 173, das unidades de hidroprocessamento podem ser combinadas com os vapores FT 140 para enriquecer o alimentador de gás de síntese de FT.

[00070] Enquanto as modalidades preferenciais da invenção foram mostradas e descritas, suas modificações podem ser feitas por um versado na técnica sem abandonar o espírito e ensinamentos da invenção. Critérios de projeto do reator, hidrocarbonetos, processamento, equipamentos e similares para qualquer determinada implementação da invenção serão

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34/34 prontamente determináveis para uma pessoa versada na técnica com base nesta divulgação. As modalidades aqui descritas são exemplares apenas e não se destinam a ser um fator restritivo. Muitas variações e modificações da invenção divulgadas neste documento são possíveis e estão dentro do escopo da invenção. Uso do termo opcionalmente em relação a qualquer elemento de uma reivindicação destina-se a dizer que o elemento do assunto é necessário, ou em alternativa, não é necessário. Ambas as alternativas são destinadas a estar no âmbito da reivindicação.

[00071] Nesse sentido, o escopo de proteção não é limitado pela descrição acima enunciada, mas é apenas limitado pelas reivindicações que seguem, nesse escopo, incluindo todos os equivalentes do assunto das reivindicações. Toda e qualquer reivindicação é incorporada à especificação como uma modalidade da presente invenção. Assim, as reivindicações são uma descrição adicional e um complemento para as modalidades preferenciais da presente invenção. A discussão de uma referência aos fundamentos da invenção não é uma confissão que é o estado da técnica para a presente invenção, especialmente qualquer referência que possa ter uma data de publicação após a data de prioridade desta aplicação. As divulgações de todas as patentes, pedidos de patentes e publicações citadas neste documento fornecem detalhes exemplares, processuais ou outros detalhes complementares àquelas aqui estabelecidas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para o aprimoramento de betume e óleo pesado para formular subprodutos de hidrocarbonetos caracterizado pelo fato de que compreende:

(a) prover uma matéria-prima compreendendo betume ou óleo pesado;

(b) tratar a dita matéria-prima por destilação atmosférica seguida por destilação a vácuo e, opcionalmente, seguida por desasfaltagem de solvente, para formar uma fração de fundo não destilada;

(c) alimentar a dita fração de fundo para um circuito de geração de gás de síntese para gerar uma corrente de gás de síntese pobre em hidrogênio através de uma reação de oxidação parcial não catalítica, e reagir o dito gás de síntese em um reator de Fischer-Tropsch para sintetizar subprodutos de hidrocarbonetos;

(d) adicionar uma fonte externa de hidrogênio ao dito gás de síntese pobre em hidrogênio antes do reator de Fischer-Tropsch para gerar uma corrente de gás de síntese rica em hidrogênio com razão H₂: CO de 1,8: 2,2: 1 ótima para a reação de Fischer-Tropsch; e (e) reagir a referida corrente de gás de síntese rico em hidrogênio no reator de Fischer-Tropsch para otimizar a síntese de hidrocarbonetos, pelo menos um dos quais é óleo cru sintético.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita fonte de hidrogênio compreende uma corrente de gás de síntese rica em hidrogênio

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2/3 produzida a partir de um gerador de gás de síntese rico em hidrogênio.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito gerador de gás de síntese rico em hidrogênio é selecionado a partir do grupo que consiste de um reformador de metano vapor (SMR), um reformador autotérmico (ATR) e combinações dos mesmos.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito gerador de gás de síntese rico em hidrogênio utiliza alimentação rica em hidrogênio para gerar a dita corrente de gás de síntese rica em hidrogênio.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita alimentação rica em hidrogênio é selecionada a partir do grupo que consiste de gás natural, vapores de FT, nafta de FT, vapores de hidroprocessador e combinações dos mesmos.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que adicionalmente inclui purificar pelo menos uma porção do dito gás de síntese rico em hidrogênio.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a purificação do dito gás de síntese rico em hidrogênio é realizada por adsorção de oscilação de pressão, membrana ou absorção líquida.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende submeter pelo menos uma porção da referida corrente de gás

Petição 870190042466, de 06/05/2019, pág. 30/66

3/3 de síntese pobre em hidrogênio para uma reação de deslocamento gás-água (WGS).
9. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende submeter pelo menos uma porção da referida corrente de gás de síntese pobre em hidrogênio para uma reação de deslocamento gás água (WGS).