BR112015015085B1 - Processo para aprimorar óleo - Google Patents

Abstract

instalação de processamento central integrada (cpf) no aprimoramento de campo de óleo (ofu) um processo para o aprimoramento de óleo incluindo, opcionalmente, pré-tratar um óleo pesado, incluindo pelo menos um gás dissolvido, asfaltenos, água e sólidos minerais; reduzir pelo menos um teor de gás dissolvido a partir do referido óleo pesado, opcionalmente, ainda reduzir o teor de água a partir do referido óleo pesado; adicionar um solvente parafínico ao referido óleo pesado, em uma razão predeterminada de solvente parafínico:óleo pesado, facilitando a separação dos asfaltenos, água e sólidos minerais a partir do óleo pesado, resultando em uma corrente de solvente parafínico de óleo parcialmente desfaltado ou desfaltado ("dao"), compreendendo uma corrente de solvente parafínico dao de baixo teor de asfaltenos e uma corrente de suspensão água e solvente parafínico de sólidos minerais de asfaltenos; opcionalmente separar o solvente parafínico e a água a partir da corrente de suspensão água e solvente parafínico de sólidos minerais de asfaltenos; opcionalmente, separar a corrente de solvente parafínico dao em uma corrente rica em solvente parafínico e uma corrente dao; e, opcionalmente, adicionar diluente à corrente de dao resultando em óleo transportável.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se à recuperação melhorada de óleo pesado e/ou betume e processos aprimorados e sistemas resultando em óleo aprimorado.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] É bem conhecido que o óleo pesado e/ou betume é difícil para transportar a partir de suas áreas de produção devido às suas altas viscosidades em temperaturas típicas de manuseamento. Por outro lado, óleos leves têm, geralmente, valores de viscosidade muito menores e, por conseguinte, fluem mais facilmente através das tubulações. Independentemente do método de recuperação usado para a sua extração, o óleo pesado e/ou betume, geralmente, necessitam ser diluídos por misturar o óleo pesados e/ou betume com pelo menos um diluente de baixa densidade e de baixa viscosidade para tornar o óleo pesado e/ou betume transportáveis, em particular, em longas distâncias. Os diluentes utilizados são tipicamente condensados de gás, nafta, óleo mais leve, ou uma combinação de qualquer um dos três. Por exemplo, no Canadá, quando tornando óleo transportável e utilizando condensado de gás como um diluente, o volume de condensado de gás adicionado ao betume é tipicamente 30 a 35% do produto total.

[0003] Existem várias desvantagens de adicionar o diluente ao óleo pesado e/ou betume para produzir óleo transportável incluindo: • Distância dos poços torna a construção de tubulações para enviar ou devolver os diluentes à zona de produção de hidrocarbonetos pesados consideravelmente cara; e • Disponibilidade de diluentes, tipicamente hidrocarbonetos leves, como condensados de gás, está em constante diminuição em todo o mundo, tornando-os mais caros de adquirir.

[0004] O processamento químico tornou-se uma alternativa atrativa para a conversão de óleo pesado e/ou betume em óleo transportável, e em alguns casos, processamento químico é a única alternativa viável para o transporte de óleo pesado e/ou betume para as refinarias e os locais de mercado.

[0005] A maioria dos processos químicos para a conversão de óleo pesado e/ou betume em óleo transportável são sistemas baseados em craqueamento térmico. Sistemas baseados em craqueamento térmico variam a partir do craqueamento térmico moderado, tais como a viscorredução para craqueamento térmico mais grave, tais como os sistemas de produção de coque. Estes processos são, geralmente, aplicados aos hidrocarbonetos mais pesados no óleo pesado e/ou betume, tipicamente a fração chamada de resíduo a vácuo ("VR"), a qual contém uma concentração elevada de asfaltenos.

[0006] Uma desvantagem dos processos químicos acima é a conversão limitada de hidrocarbonetos pesados em hidrocarbonetos leves, devido à instabilidade e geração de asfaltenos durante esses processos. Esses processos reduzem a estabilidade do óleo pesado devido à interrupção das interações de asfaltenos e resinas. Esta instabilidade aumenta com o aumento dos níveis de conversão, resultando na precipitação de asfaltenos e a formação de depósitos problemáticos no equipamento e tubulações.

[0007] Em sistemas de produção de coque, os asfaltenos são convertidos em coque, que requer a adição de equipamento complexo e caro para lidar com o coque.

[0008] Outra desvantagem dos processos químicos acima é a produção de subprodutos de material craqueado (por exemplo, olefinas e diolefinas). Se deixada sem tratamento, as olefinas e as diolefinas podem reagir com o oxigênio (tal como o oxigênio no ar) ou outros compostos reativos (por exemplo, ácidos orgânicos, carbonilas, aminas, etc.) para formar polímeros de cadeia longa, normalmente referidos como gomas, os quais ainda incrustam nos equipamentos de processo a jusante. Para reduzir as olefinas e as diolefinas no produto final, infraestruturas dispendiosas de geração de hidrogênio e hidrotratamento devem ser utilizadas para tratar o material de craqueamento.

[0009] As desvantagens descritas acima se traduzem em custos significativos e complexidade, tornando as aplicações de pequena escala destas tecnologias antieconômicas. Em Long Lake, Alberta, Canadá, tecnologia de Drenagem por Gravidade com Vapor Assistido - Steam Assisted Gravity Drainage ("SAGD") é usada para recuperar o betume. O betume é misturado com um hidrocarboneto leve como um diluente, que dilui o betume espesso e permite que ele flua ("DilBit"). O DilBit é, então, aperfeiçoado em óleo bruto prêmio na unidade de aperfeiçoamento no local usando um solvente parafínico da unidade do desasfaltamento ("SDA"), seguido de tecnologias térmicas de craqueamento e hidrocraqueamento. O betume é aperfeiçoado em óleo sintético 40 API e os asfaltenos rejeitados são alimentados a um gaseificador para gerar o hidrogênio por hidrocraqueamento, bem como a energia necessária para extrair o betume a partir do reservatório. Tal complexidade é típica dos atuais processos tecnológicos no estado da técnica na recuperação e tratamento de betume.

[0010] Várias patentes foram publicadas que discutem as tentativas para resolver estes problemas (US7981277, US4443328, US2009/0200209, CA2232929, CA2217300, e CA2773000). Cada uma destas referências, no entanto, sofre de uma ou mais das seguintes desvantagens: • A remoção simultânea de água e asfaltenos não são contempladas, resultando nos asfaltenos que causam problemas de entupimento no equipamento conforme discutido acima; • Não há água na alimentação dos asfaltenos, deste modo hidrocarbonetos mais leves e valiosos devem ser precipitados com os asfaltenos para atuar como um diluente de redução de viscosidade. Isso reduz substancialmente a recuperação que reduz o lucro; • Só é aplicável às aplicações em minas; • Super craqueamento do betume no reator cilíndrico vertical (US 4,443,328) não é abordada; e • Produção de olefinas e diolefinas no material de craqueamento térmico não é abordada.

[0011] Há uma necessidade de melhorar o óleo pesado e/ou recuperação de betume e de processos de aperfeiçoamento.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0012] O termo "óleo pesado", tal como aqui utilizado compreende hidrocarbonetos que são altamente viscosos e não fluem facilmente. Em um exemplo, o óleo pesado foi definido como tendo um grau médio API de 20° ou inferior. Em alguns casos, dependendo das condições de reservatório, referido óleo pesado compreende ainda pelo menos um gás, asfaltenos, água, e sólidos minerais dissolvidos. Em outro exemplo, dependendo dos métodos de produção, o referido óleo pesado compreende ainda pelo menos um solvente e/ou qualquer outro aditivo de produção ou similares. "Betume" é um subconjunto de óleo pesado e é tipicamente caracterizado por ter um grau API de 12° ou inferior. Em seu estado natural, como nas Areias Oleosas (Oil Sands) no Canadá ou Zonas Oleosas (Oil Belt) de Orinoco na Venezuela, betume, geralmente, inclui sólidos finos, tais como sólidos minerais e asfaltenos C5- insolúveis na faixa de 10 a 18% p/p.

[0013] O termo "asfaltenos", tal como aqui utilizado, refere-se ao componente mais pesado e moléculas mais polares de um material carbônico, tais como óleo bruto, betume ou carvão e são definidos como uma classe de solubilidade dos materiais que são insolúveis em um n- alcano (geralmente, n-pentano ou n-heptano), mas solúvel em solventes aromáticos, tais como tolueno. Em óleo bruto, asfaltenos são encontrados, juntamente com hidrocarbonetos e resinas saturadas e aromáticas ("SARA"). Os asfaltenos consistem, principalmente, em carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, e enxofre, bem como pequenas quantidades de vanádio e níquel. A densidade é de aproximadamente 1,2 g/cc e a razão atômica de hidrogênio para carbono é de cerca de 1,2, dependendo da fonte de asfaltenos e do solvente utilizado para a extração. A fração de asfaltenos também é responsável por uma grande percentagem dos contaminantes contidos no betume (por exemplo, betume Athabasca é tipicamente 72%- 76% p/p de metais, 53%-58% p/p de precursores do coque, e 26%-31% p/p dos heteroátomos - enxofre, nitrogênio e oxigênio), fazendo o betume muito difícil de processar em produtos valiosos e limpos.

[0014] Os termos "sólidos minerais" como aqui utilizados referem-se aos minerais sólidos não voláteis e diferentes dos hidrocarbonetos. Dependendo do reservatório de hidrocarbonetos, esses sólidos minerais podem ter uma densidade de 2,0 g/cc até cerca de 3,0 g/cc e podem compreender silício, alumínio (por exemplo, sílicas e argilas), ferro, enxofre, e titânio e variam em tamanho a partir de menos de 1 mícron a cerca de 1000 mícrons de diâmetro.

[0015] O termo "solvente parafínico" (também conhecido como alcano ou solvente alifático), tal como aqui utilizado, significa um solvente contendo parafinas normais, as isoparafinas e as suas misturas na faixa de C3 a C20 de carbono, de preferência, na faixa de C4 a C8 de carbono e, mais preferencialmente, na faixa de carbono de C5 a C7. Estes solventes parafínicos podem ser produzidos a partir do processamento de correntes de gás comumente referidas como condensados de gás natural ou de frações de hidrocarbonetos de refinaria comumente referidas como naftas. A presença de hidrocarbonetos não parafínicos em referido solvente parafínico, tais como aromáticos, olefinas e naftenos (bem como outros compostos indesejáveis, tais como, mas não limitados às moléculas contendo heteroátomo), neutralizam a função do solvente parafínico e, portanto, deve ser, de preferência, limitada a menos do que 20% p/p, de preferência, menos do que 10% p/p e, mais preferencialmente, para menos de 5% p/p do teor total de solvente parafínico. Em uma modalidade, o solvente parafínico compreende um condensado de gás natural, de preferência, tendo cerca de 1,8% p/p de n-butano, 25,1% p/p de n- pentano, 27,7% p/p de iso-pentano, 22,3% p/p de n- hexano, 13,7% p/p de n-heptano, 5,4% p/p de n- octano e 4% p/p dos componentes neutralizantes mencionados anteriormente. Em outra modalidade, o solvente parafínico compreende 1,4% p/p de n- butano, 96,8% p/p de n-pentano, 1,5% p/p de iso pentano e 0,3% p/p de componentes neutralizantes mencionados anteriormente. Em outra modalidade, o solvente parafínico compreende 95% p/p de n- hexano, 3,3% p/p de iso-hexano e 1,7% p/p de componentes neutralizantes mencionados anteriormente. Em ainda outra modalidade, o solvente parafínico compreende 99% p/p de n- heptano, 0,1% p/p de iso-octano e 0,9% p/p de componentes neutralizantes mencionados anteriormente. De preferência, a escolha do solvente parafínico é ditada pela situação econômica preferida.

[0016] Os termos "óleo aperfeiçoado" ou "óleo transportável", tal como aqui utilizado, são utilizados alternadamente e referem-se a um óleo de hidrocarboneto tendo a coleção de especificações de qualidade dos produtos de tal modo que o óleo encontra pelo menos uma tubulação e/ou especificação de operação, de preferência, de tal modo que o óleo deve atender para que ele seja enviado através de uma tubulação (incluindo, mas não limitado ao veículo comum, privado, coleta, e tubulações de instalações). Essas especificações variam de região para região e de operador para operador, levando em conta a localização, bem como as condições de clima/sazonais e os requisitos finais do usuário. Por exemplo, no Canadá, uma tubulação transportadora comum requer que o óleo transportável ou aperfeiçoado para ter uma temperatura não superior a 38°C, uma pressão de vapor Reid não superior a 103 quilopascal, um teor de sedimento e de água não superior a 0,5%v, uma densidade não superior a 940 quilogramas por metro cúbico em 15°C, uma viscosidade cinemática não superior a 350 milímetros quadrados por segundo determinada na temperatura da linha de referência do veículo e teor de olefinas, tal como determinado por um ensaio de RMN de H, não maior do que 1,0% de olefinas, em massa, como 1-deceno equivalente.

[0017] O termo "gota de água", como aqui utilizado refere-se a um volume de água, de preferência, um pequeno volume de água que tem uma forma predeterminada, de um modo preferido uma forma aproximadamente esférica. As gotas de água são introduzidas na fase contínua de hidrocarboneto pesado + solvente parafínico facilitando a aglomeração das partículas de asfaltenos desestabilizados aumentando o tamanho do floco, preferencialmente, pela ligação do local de carga e pela ponte molecular. Em um exemplo, a adição de gotas de água para o sistema da presente invenção aumenta a velocidade de deposição dos asfaltenos desestabilizados e diminui o tamanho e custo do equipamento separador utilizado. De preferência, a adição de gotas de água no processo é tal que o arraste é reduzido, de preferência minimizado, mais preferencialmente, evitado. Em uma modalidade, as gotas de água são introduzidas na proximidade da entrada da mistura do óleo pesado e solventes parafínicos do separador e distante da saída do solvente parafínico e óleo desasfaltado ("DAO") do separador, reduzindo o arraste na corrente de solvente DAO parafínico.

[0018] O diâmetro médio preferido de gota de água varia de acordo com as características do sistema específico; preferencialmente, o referido diâmetro médio está na faixa a partir de cerca de 5 a cerca de 500 mícrons, mais preferencialmente, a partir de cerca de 50 a cerca de 150 mícrons.

[0019] De preferência, a quantidade e a especificação de gotas de água adicionadas à fase de hidrocarboneto pesado + solvente parafínico é tal que ela facilita a aglomeração de partículas de asfaltenos desestabilizadas, resultando no aumento do tamanho do floco. Mais preferencialmente, a quantidade de gotas de água pode ser de cerca de 0,5 a cerca de 1,5 vol/vol de C5 - insolúveis sendo rejeitada a partir do hidrocarboneto pesado original ou betume. A quantidade e temperatura das gotículas de água adicionadas à fase pode ser ajustada em função das características de alimentação e de processo (por exemplo, temperatura, densidade e viscosidade da fase contínua de hidrocarboneto pesado + solvente parafínico, distribuição de tamanho de gotícula de água, localização do ponto de injeção de gotas de água em relação ao nível de fase contínua, a energia de mistura, a qualidade da água, etc).

[0020] Outro benefício da adição de gotas de água para a fase contínua de hidrocarboneto pesado + solvente parafínico é um aumento da colisão entre as gotas de água devido ao aumento da população de gotículas de água na fase contínua do hidrocarboneto pesado + solvente parafínico, facilitando a coalescência e a remoção de contaminantes no óleo, em uma modalidade, a coalescência e a remoção de água mais elevada de salinidade originalmente presente no óleo.

[0021] A água utilizada para as gotas de água para serem adicionadas à fase hidrocarboneto pesado + de solvente parafínico, na presente invenção, pode ser qualquer fonte de água conhecida por uma pessoa com conhecimentos ordinários na técnica, que não é prejudicial para o processo tal como aqui descrito. Em uma modalidade, a gotícula de água a ser adicionada à fase, tem a seguinte especificação:

[0022] Gotas podem ser formadas utilizando bicos de pulverização ou qualquer outro método de produzir gotículas conhecidas para uma pessoa com conhecimentos ordinários na técnica.

[0023] De acordo com um aspecto, a presente invenção é direcionada a um sistema para a recuperação e aperfeiçoamento de óleo pesado a um óleo transportável, o referido sistema compreende combinar separação de óleo- água-sólido mineral, solvente desasfaltado e fracionamento, e opcionalmente, craqueamento térmico e conversão de olefina, de preferência, em uma unidade de processamento integrada, com maior preferência em uma única unidade de processamento integrada.

[0024] Em uma modalidade, o referido sistema aumenta o valor de recuperação de hidrocarbonetos e aperfeiçoa óleo pesado e/ou betume, pela combinação de separação de óleo-água- sólidos de minerais, solvente desasfaltado e fracionamento, e opcionalmente, craqueamento térmico e conversão de olefinas, de tal modo que o aperfeiçoamento do campo de pequena escala torna-se economicamente viável.

[0025] A presente invenção é também direcionada pelo menos a um processo, de preferência, uma pluralidade de processos para produção de óleo aperfeiçoado que satisfaz pelo menos uma especificação da tubulação e/ou operação.

[0026] Além disso, a presente invenção é, particularmente, adequada para óleo pesado gerado a partir de areias oleosas que contêm betume, gás, asfaltenos, água e sólidos minerais. Estes métodos de produção de óleo pesado incluem, mas não estão limitados a, Drenagem por Gravidade com Vapor Assistido - Steam Assisted Gravity Drainage ("SAGD"), Estimulação Cíclica de Vapor - Cyclic Steam Stimulation ("CSS"), mineração, combinações de vapor- solvente ou à base de extração de solvente puro (por exemplo, um processo de extração de vapor ("VAPEX"), N- Solv™, expandindo a Drenagem por Gravidade com Vapor Assistido do solvente - expanding solvente Steam Assisted Gravity Drainage ("ES-SAGD"), extração com solvente aperfeiçoado incorporando aquecimento eletromagnético ("ESEIEH")), ou qualquer outra tecnologia de recuperação de óleo conhecida por uma pessoa com conhecimentos ordinários na técnica.

[0027] Além disso, esta invenção é aplicável aos métodos de produção de óleo pesado, incluindo a produção de óleo offshore (operado no mar) e semelhantes.

[0028] De acordo com uma modalidade da invenção, proporciona-se, pelo menos, um processo para o aperfeiçoamento de óleo compreendendo: a) opcionalmente pré-tratar um óleo pesado (compreende pelo menos um gás dissolvido, asfaltenos, água e sólidos minerais) para remover pelo menos um gás dissolvido e, opcionalmente, uma quantidade predeterminada de água a partir do óleo pesado, b) adicionar um solvente parafínico ao óleo pesado, em uma razão predeterminada de solvente parafínico:óleo pesado, facilitando a separação dos asfaltenos, água e sólidos minerais a partir do óleo pesado, resultando em uma corrente de solvente parafínico de óleo parcialmente desasfaltado ou desasfaltado ("DAO"), de preferência, uma corrente de solvente parafínico DAO de baixo teor de asfaltenos e uma corrente de suspensão de água-solvente parafínico, sólidos minerais e asfaltenos, opcionalmente, uma alimentação de água é introduzida para a geração de gotículas de água para facilitar ainda a separação dos asfaltenos, água e sólidos minerais a partir do óleo pesado; c) opcionalmente, separar o solvente parafínico e água a partir da corrente de suspensão de água, solvente parafínico, sólidos minerais e asfaltenos, de preferência, referido solvente parafínico pode ser utilizado no referido processo; d) opcionalmente, separar a corrente de solvente parafínico DAO em uma corrente rica em solvente parafínico e uma corrente DAO; e e) opcionalmente, adicionar diluente para a corrente de DAO resultando em óleo transportável, em uma modalidade referido diluente sendo selecionado a partir do solvente parafínico utilizado na etapa (b) ou em qualquer outro diluente conhecido para uma pessoa ordinária na técnica, e suas combinações.

[0029] Em uma modalidade, a etapa (d) compreende ainda pelo menos uma etapa de fracionamento, de preferência, pelo menos, uma etapa de recuperação supercrítica de solvente parafínico seguida por pelo menos uma etapa de fracionamento.

[0030] De acordo ainda com outra modalidade da invenção, subsequente à etapa (c), o referido processo compreende ainda (f) fracionar referida corrente de solvente parafínico DAO, resultando em uma corrente rica em solvente parafínico, pelo menos uma corrente da fração destilada de hidrocarboneto, de preferência, pelo menos duas correntes da fração de hidrocarbonetos destilada, e pelo menos uma corrente da fração de resíduo pesado; referido processo compreende ainda: craquear uma porção da referida pelo menos uma corrente da fração de resíduo pesado, de preferência, em uma unidade de craqueamento térmico ou uma unidade de craqueamento catalítico, e em uma modalidade, um unidade de craqueamento catalítico a vapor, compreendendo um aquecedor, opcionalmente, referida unidade de craqueamento térmico ou unidade de craqueamento catalítico a vapor compreende ainda uma imersão, referida unidade de craqueamento térmico ou referida unidade de craqueamento catalítica a vapor formando pelo menos uma corrente de craqueada, em que referida pelo menos uma corrente craqueada é misturada com referida corrente de solvente parafínico DAO para ser fracionada; em uma modalidade, referida unidade de imersão compreende uma unidade de imersão convencional de fluxo ascendente; em outra modalidade, referida unidade de imersão compreende uma imersão de alta eficiência; (g) tratar referida pelo menos uma fração destilada de hidrocarbonetos, para a redução de olefinas e diolefinas e, opcionalmente, redução de heteroátomo, em que referido tratamento compreende hidrotratamento ou alquilação de aromáticos e olefinas, e combinações dos mesmos, resultando em pelo menos uma corrente da fração destilada de hidrocarbonetos tratada; h) misturar referida pelo menos uma corrente da fração destilada de hidrocarbonetos tratada com a porção não craqueada da referida pelo menos uma corrente da fração do resíduo pesado formando um óleo aperfeiçoado; opcionalmente, quando há pelo menos duas correntes de fração destilada de hidrocarbonetos, em que pelo menos uma corrente da fração destilada de hidrocarboneto é não tratada, referida pelo menos uma corrente da fração destilada de hidrocarboneto não tratada é ainda adicionada ao referido óleo aperfeiçoado.

[0031] Em uma modalidade, quando referida unidade de imersão é uma unidade de imersão de alta eficiência, referida pelo menos uma corrente da fração de resíduo pesado é craqueada em uma corrente de craqueado leve e uma corrente de craqueado pesado. Em que referida corrente de craqueado pesado é reciclada para a etapa (b) e referida corrente de craqueado leve é misturada com referida corrente de solvente parafínico DAO.

[0032] Em uma modalidade, referido processo compreende ainda pelo menos uma etapa de fracionamento, de preferência, pelo menos uma etapa de recuperação supercrítica de solvente parafínico seguida por pelo menos uma etapa de fracionamento.

[0033] De acordo com outra modalidade da invenção, a) opcionalmente tratar um óleo pesado (compreendendo pelo menos um gás dissolvido, asfaltenos, água e sólidos minerais), para reduzir pelo menos um gás dissolvido e, opcionalmente, uma quantidade predeterminada de água a partir do óleo pesado, compreende introduzir referido óleo pesado para um separador de gravidade, uma centrífuga e/ou meios de separação entendidos pelos peritos na técnica.

[0034] De acordo com ainda outra modalidade da invenção, é proporcionado um processo para o aperfeiçoamento de óleo pesado, em que quando utilizando uma unidade de craqueamento catalítico a vapor, adiciona-se pelo menos um catalisador para referida corrente da fração de resíduo pesado para ser craqueada. Em uma modalidade, referido pelo menos um catalisador é um nano-catalisador. Em ainda outra modalidade, referido nano-catalisador tem um tamanho de partícula de cerca de 20 a cerca de 120 nanômetros, de preferência, referido nano-catalisador está compreendido a partir de um metal selecionado a partir de óxidos de terras raras, metais do grupo IV, e suas misturas, em combinação com NiO, CoOx, metais alcalinos e MoO3.

[0035] Em uma modalidade preferida, na etapa (b), a presença de água dentro do óleo pesado é vantajosa, uma vez que a água forma uma suspensão com os asfaltenos rejeitados, reduzindo limitações hidráulicas no manuseio de asfaltenos e permitindo uma maior recuperação de DAO no presente processo.

[0036] De um modo preferido, em qualquer uma das modalidades acima, a razão de solvente parafínicos:óleo pesado é a partir de cerca de 0,6 a cerca de 10,0 p/p, mais preferencialmente, a partir de cerca de 1,0 a cerca de 6,0 p/p.

[0037] De preferência, a separação dos asfaltenos, água e sólidos minerais a partir do óleo pesado, resultando em uma corrente de solvente parafínico de óleo desasfaltado ou óleo parcialmente desasfaltado ("DAO") e uma corrente de suspensão de asfaltenos, sólidos minerais, solvente parafínico, água é realizada em uma temperatura a partir de cerca da temperatura ambiente até cerca da temperatura crítica do referido solvente parafínico. Mais preferencialmente, em uma temperatura a partir de cerca de 35°C a cerca de 267°C, mais preferencialmente, a partir de cerca de 60°C até cerca de 200°C. Preferencialmente, a referida separação é realizada em uma pressão a partir de cerca da pressão de vapor de solvente parafínico para mais elevada do que a pressão crítica do solvente parafínico, mais preferencialmente a partir de cerca de 10% superior à pressão de vapor de solvente parafínico até cerca de 20% superior à pressão crítica do solvente parafínico. Preferencialmente, a referida separação é realizada em pelo menos uma unidade de solvente desasfaltado ("SDA").

[0038] De um modo preferido, em qualquer uma das modalidades acima, a referida separação remove pelo menos uma quantidade mínima de asfaltenos resultando em um óleo transportável de acordo com a presente invenção.

[0039] Preferencialmente, em qualquer uma das modalidades acima, quando uma etapa de craqueamento está envolvida, a referida separação remove pelo menos uma quantidade mínima de asfaltenos, permitindo craqueamento para proceder por reduzir a formação de depósitos problemáticos no equipamento e tubulações, de acordo com a presente invenção.

[0040] De um modo preferido, em qualquer uma das modalidades anteriores, quando uma etapa de craqueamento catalítico está envolvida, referida separação remove pelo menos uma quantidade mínima de asfaltenos, permitindo prosseguimento do craqueamento catalítico.

[0041] Em uma modalidade, quando uma etapa de craqueamento catalítico está envolvida, craqueamento catalítico é craqueamento catalítico a vapor.

[0042] Em uma modalidade, pelo menos cerca de 30% de asfaltenos insolúveis n-C5 são removidos para reduzir qualquer impacto negativo sobre os catalisadores utilizados no fracionamento catalítico de vapor.

[0043] Preferencialmente, referida etapa de craqueamento, compreende um aquecedor e uma opcional unidade de imersão convencional ou uma unidade de imersão de alta eficiência ("HES"), em que referida etapa de craqueamento é realizada em uma faixa de temperatura a partir de cerca de 300°C a cerca de 480°C, mais preferencialmente a partir de cerca de 400°C a cerca de 465°C. Preferencialmente, referida etapa de craqueamento é realizada em uma faixa de pressão a partir de cerca da pressão atmosférica a cerca de 4500kPa, mais preferencialmente, de cerca de 1000kPa a cerca de 4000kPa. Preferencialmente, referida etapa de craqueamento possui uma velocidade espacial horária líquida ("LHSV") de cerca de 0,1 h-1 a cerca de 10 h-1, mais preferencialmente, a partir de cerca de 0,5 h-1 até cerca de 5 h-1. Preferencialmente, a referida fase de craqueamento é realizada em pelo menos uma unidade de craqueamento térmico ou, pelo menos uma unidade de craqueamento catalítico a vapor.

[0044] Em qualquer das modalidades acima, o referido processo compreende ainda, pelo menos, uma etapa de mistura, em que referida pelo menos uma etapa de mistura, é selecionada a partir daquelas que são conhecidas para uma pessoa com conhecimentos ordinários na técnica. Em ainda outra modalidade preferida, referida pelo menos uma etapa da mistura compreende mistura sônica.

[0045] Em uma modalidade, a imersão de alta eficiência (HES) é um tambor de imersão, onde é proporcionado tempo de permanência suficiente para craquear uma corrente aquecida de fração de resíduo pesado (alimentação) para uma conversão desejada, enquanto melhorando a seletividade para produtos destilados mais valiosos, e reduzido o teor de asfaltenos a partir do óleo aperfeiçoado. Depois de ser processado através de um aquecedor de alimentação, a corrente da fração de resíduo pesado quente é introduzida em HES, de preferência, por meio de um distribuidor na proximidade da seção de topo do tambor e a corrente da fração de resíduo pesado quente flui para baixo em direção à seção inferior do tambor para o craqueamento adicional. A seção de reação HES, de preferência, permite fluxo do tipo tamponado. Em uma modalidade, a seção de reação HES compreende bandejas resultando em fluxo do tipo tamponado, de preferência, evitando a volta da mistura e desvio. Estas bandejas são, de preferência, bandejas de peneiras perfuradas, mas outro tipo de bandejas conhecidas por uma pessoa com conhecimentos ordinários na técnica, tais como, mas não limitados a bandejas vazadas e aleatórias (por exemplo, selas de Berl ou anéis de Raschig) ou embalagens estruturadas, podem também ser usadas. O número de bandejas ou a altura da embalagem é uma função da conversão desejada. À medida que a reação da fração de resíduo pesado quente é exposta a um maior tempo de residência, a conversão para frações mais leves de hidrocarboneto também aumenta. Vapor, de preferência, na faixa de 0,01 a 0,10 p/p de alimentação, é introduzido, de preferência, injetado no tambor, de preferência, por meio de um distribuidor na proximidade da parte inferior deste, mais preferencialmente localizado por baixo da bandeja inferior, fluindo para cima e em contracorrente para a fração de resíduo pesado reagindo. Para evitar o resfriamento brusco da reação e/ou formação de espuma no interior de HES, o vapor injetado é, de preferência, superaquecido à mesma temperatura ou superior, à medida que reagindo à fração de resíduo pesado quente. O vapor injetado reduz ainda a pressão parcial dos hidrocarbonetos presentes, promovendo o desengate, de preferência, desengate rápido das frações mais leves de hidrocarboneto a partir da fração de resíduo pesado quente reagindo, ajudando a recuperar essas frações mais leves de hidrocarboneto a partir da corrente de craqueado pesado de fundo. Outra vantagem do vapor injetado é a redução do tempo de permanência, pelo qual as frações mais leves de destilados estão expostas às condições de craqueamento.

[0046] Quando um catalisador é utilizado, tal como em uma unidade de craqueamento a vapor catalítica, o vapor também reage para saturar olefinas reduzindo teor de olefinas na corrente de craqueamento leve de topo. Os hidrocarbonetos leves resultando a partir do fluxo ascendente da reação com o vapor e saída no topo de HES como uma corrente de craqueado leve de topo, enquanto os hidrocarbonetos não convertidos pesados fluem para baixo, resultando em uma corrente de craqueado pesado de fundo e é enviada para um novo tratamento.

[0047] Preferencialmente, referida pelo menos uma fração destilada de hidrocarbonetos é tratada para reduzir as olefinas e as diolefinas e, opcionalmente, heteroátomos, em que referido tratamento compreende hidrotratamento ou alquilação de aromáticos e olefinas. Preferencialmente, referida alquilação de aromáticos e olefinas compreende ainda o contato do material de alimentação com pelo menos um catalisador. Preferencialmente, referida alquilação de aromáticos e olefinas é realizada em uma temperatura a partir de cerca de 50°C até cerca de 350°C, mais preferencialmente, a partir de cerca de 150°C a cerca de 320°C. De preferência, referida alquilação de aromáticos e olefinas é realizada em uma pressão a partir de cerca da pressão atmosférica até cerca de 8000 kPa, mais preferencialmente, referida pressão é de cerca de 2000 kPa a cerca de 5000 kPa, mais preferencialmente, referida pressão é de cerca de 10% mais elevada do que a pressão de vapor da fração destilada de hidrocarbonetos a ser tratada. De preferência, a referida alquilação de aromáticos e olefinas é realizada em uma velocidade espacial horária mássica ("WHSV") de cerca de 0,1 h-1 até cerca de 20 h-1, mais preferencialmente, de cerca de 0,5 h-1 a cerca 2 h-1.

[0048] De preferência, referido pelo menos um catalisador é um catalisador ácido. Preferencialmente, o referido pelo menos um catalisador ácido é um catalisador heterogêneo. Em uma modalidade, referido catalisador heterogêneo é selecionado a partir do grupo que consiste em sílica-alumina amorfa, peneiras moleculares estruturadas de sílica-alumina, MCM-41, zeólitos cristalinas de sílica- alumina, zeólitos das famílias MWW, BEA, MOR, MFI e FAU, ácido fosfórico sólido (SPA), aluminofosfase e silico- aluminofosfatos, zeólitos da família AEL, heteropoliácidos, resinas ácidas, metais acidificados e suas misturas. A preferência para um catalisador heterogêneo facilita a separação do líquido e catalisador do processo. De acordo com a invenção, referido pelo menos um catalisador de ácido deve ser selecionado de modo que tenha força suficiente ácido para catalisar a reação de alquilação de olefinas e aromáticos, bem como uma distribuição de força do ácido para reter atividade suficiente em contato com um material de alimentação que pode conter compostos básicos. Referido pelo menos um catalisador ácido deve ser ainda selecionado de modo que os sítios ácidos sejam acessíveis às moléculas grandes, o que é típico da fração destilada de hidrocarbonetos. A temperatura de operação e a distribuição da força do catalisador ácido devem ser selecionadas em combinação para obter o melhor compromisso entre a atividade mais elevada de alquilação de aromáticos e olefinas e menos inibição do catalisador por compostos na alimentação que são fortemente adsorventes, ou são de natureza básica.

[0049] Em ainda outra modalidade, a invenção compreende ainda pelo menos uma etapa de recuperação supercrítica de solvente parafínico. Preferencialmente, referida etapa é realizada em uma temperatura superior à temperatura crítica do referido solvente parafínico para ser recuperado; mais preferencialmente, referida etapa é realizada em uma temperatura a partir de cerca de 20°C até cerca de 50°C acima da referida temperatura crítica do solvente parafínico. Preferencialmente, referida etapa é realizada em uma pressão superior à pressão crítica do referido solvente parafínico a ser recuperado, mais preferencialmente, de cerca de 10% a cerca de 20% mais elevada do que a referida pressão crítica do solvente parafínico. BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0050] A Figura 1 representa a presente invenção, em uma modalidade preferida em uma instalação de campo aperfeiçoada.

[0051] A Figura 2 representa o sistema da Figura 1 com a adição de uma etapa de recuperação supercrítica de solvente parafínico.

[0052] A Figura 3 representa o sistema da Figura 1 com a adição de uma etapa de craqueamento e uma etapa de tratamento de olefinas.

[0053] A Figura 4 representa o sistema da Figura 3 com a adição de uma etapa de recuperação supercrítica de solvente parafínico.

[0054] A Figura 5 representa o sistema da Figura 3 com a substituição da unidade de imersão com a unidade de imersão de alta eficiência.

[0055] A Figura 6 representa o sistema da Figura 5 com a adição de uma etapa de recuperação supercrítica de solvente parafínico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[0056] Referindo-nos agora à Figura 1, uma corrente de alimentação de óleo pesado, compreendendo ainda gás, asfaltenos, água e minerais sólidos 10, é alimentada em um separador 20 separando a corrente de alimentação 10 em uma corrente de gás 30, um óleo pesado, asfaltenos, corrente de água e sólidos minerais 40 e uma corrente de água 50. A corrente de gás 30 é enviada para tratamento adicional. A corrente de água 50 é enviada para o tratamento. Corrente de óleo pesado, asfaltenos, água e minerais sólidos 40 é misturada com um solvente parafínico 60, formando um óleo pesado, asfaltenos, água, sólidos minerais e corrente de solvente parafínico 70 e introduzida em um misturador 80. A saída do misturador 80, uma corrente de viscosidade reduzida 90, é combinada com o solvente parafínico adicional 100 e uma corrente de excesso de fluxo de reciclo 110, contendo óleo desasfaltados e solvente parafínico a partir do separador secundário 340, resultando em uma corrente de óleo pesado, água, asfaltenos, sólidos minerais, solventes parafínicos e óleos desasfaltados 120. A corrente 120 é introduzida no misturador 130 resultando em uma corrente mista de óleo pesado, água, asfaltenos, sólidos minerais, solventes parafínicos e óleo desasfaltados 140. A corrente 140 é alimentada em um separador primário 150 produzindo uma corrente de excesso de fluxo de óleo desasfaltado e solvente parafínico 160 e uma corrente de excesso de fluxo de asfaltenos, água, sólidos minerais, óleo pesado residual e solvente parafínico residual 170. Opcionalmente, o separador primário 150 inclui um aquecedor localizado (não mostrado), próximo à saída da corrente com excesso de fluxo de óleo desasfaltado e solvente parafínico 160, criando um aumento de temperatura localizada resultando ainda em uma corrente de asfaltenos com excesso de fluxo reduzido de óleo desasfaltado e solvente parafínico 160.

[0057] A corrente de excesso de fluxo de óleo desasfaltado e solvente parafínico 160, a partir do separador primário 150, é despressurizada através de uma válvula de controle 445 e alimentada em um aquecedor 180 e, em seguida, alimentada em um fracionador 190. Uma corrente de vapor 200 é também introduzida no fracionador 190. Os resultados de fracionamento em um solvente parafínico de topo, corrente de água 210 e uma corrente de óleo desasfaltado no fundo 220. O solvente parafínico de topo, a corrente de água 210 é processada em um tambor de refluxo 230 para produzir uma corrente de água 235 e uma corrente de solvente parafínico 240. A corrente da água 235 é enviada para tratamento adicional. A corrente de solvente parafínico 240 é dividida em uma corrente de solvente parafínico 250 e uma corrente de solvente parafínico 260. A corrente de solvente parafínico 250 é misturada com a corrente de óleo desasfaltado 220 resultando em uma corrente de óleo parafínico aperfeiçoado 270. A corrente de solvente 260 é combinada com o solvente parafínico constituído 280 e solvente parafínico adicional recuperado 410 (resultante a partir do fracionador 370) para formar uma corrente de solvente parafínico 290.

[0058] A corrente de asfaltenos com fluxo baixo, água, sólidos minerais, óleo pesado residual e solvente parafínico residual 170 é combinada com a corrente de solvente parafínico 300, resultando em uma corrente de asfaltenos, água, sólidos minerais, óleo residual pesado, solvente parafínico residual e solvente parafínico adicional 310, que é introduzida em um misturador 320, resultando em uma corrente misturada de asfaltenos, água, de sólidos minerais, óleo pesado residual, solvente parafínico residual e solvente parafínico adicional 330. A corrente 330 é alimentada em um separador secundário 340 produzindo uma corrente de excesso de fluxo de óleo desasfaltado e solvente parafínico 110 uma corrente de fluxo baixo de asfaltenos, água, sólidos minerais, óleo pesado residual e solvente parafínico residual 350.

[0059] A corrente de baixo fluxo 350 é despressurizada através da válvula de controle 355 e misturada com vapor 360 e introduzida ao fracionador 370 produzindo uma corrente de água e solvente parafínico 380 e uma corrente de fundo de asfaltenos, água, sólidos minerais, óleo pesado residual, solvente parafínico residual 390. A corrente 390 é ainda enviada para o tratamento. A corrente de solvente parafínico e água 380 é processada em tambor de fluxo 400, produzindo corrente de solvente parafínico 410 e corrente de água 405. A corrente de água 405 é enviada para tratamento adicional. A corrente 410 é combinada com a corrente adicional de solvente parafínico recuperado 260 e corrente de solvente parafínico constituído 280, resultando na corrente de solvente parafínico 290. A corrente de solvente parafínico 290 é dividida em correntes de solvente parafínico 60, 100 e 300.

[0060] Referindo-nos agora à Figura 2, o processo é semelhante ao processo da Figura 1 com a adição de uma etapa de recuperação supercrítica de solvente parafínico entre o separador primário 150 e aquecedor 180. A etapa de recuperação supercrítica de solvente parafínico é um modo eficiente de energia de recuperação de solvente parafínico resultando em uma corrente reduzida de solvente parafínico em fracionador 190. A corrente em excesso de fluxo 160 a partir do separador primário 150 é aquecida através do aquecedor 425 e alimentada em uma unidade de recuperação supercrítica de solvente parafínico 430, produzindo uma corrente de solvente parafínico 440 e um óleo desasfaltado, uma corrente de solvente parafínico residual 450. A corrente 450 é alimentada no aquecedor 180 de acordo com a Figura 1. A corrente de solvente parafínico 440 é combinada com a corrente de solvente parafínico 260.

[0061] Para uma descrição de outros componentes representados na Figura 2, referência é feita à Figura 1.

[0062] Referindo-nos agora à Figura 3, o processo é semelhante ao processo da Figura 1 com a adição de uma etapa de craqueamento e uma etapa de tratamento de olefinas, bem como a remoção do aquecedor 180. A corrente 160 nesta Figura é misturada com outra corrente resultante de uma unidade de craqueamento, consistindo em um aquecedor 490 e uma imersão 510 antes de entrar no fracionador 190'. O fracionador 190' resulta em duas correntes da fração de resíduo pesado de fundo, 220 e 460. A corrente 460 e o vapor 470 são alimentados em um aquecedor 490 resultando em uma corrente aquecida 500, a qual é alimentada para dentro da unidade da imersão 510, resultando em uma corrente de corrente de craqueado 520. A corrente de craqueado 520 é misturada na corrente de excesso de fluxo 160 formando a corrente 530, a qual é introduzida no fracionador 190' resultando em corrente de água e solvente parafínico 210, corrente de destilado leve 540, corrente de destilado pesado (HGO) 580, e as duas correntes de fração de resíduo pesado do fundo 220 e 460. A corrente de destilado leve 540 é combinada com uma corrente de solvente parafínico 250 formando corrente 550. A corrente 550 é alimentada em uma unidade de tratamento de olefinas 560, resultando em uma corrente de baixo teor de olefina e baixo teor diolefina 570. As correntes 570, 580 e 220 são combinadas, formando uma corrente de óleo aperfeiçoada 270.

[0063] Para uma descrição de outros componentes representados na Figura 3 é feita referência à Figura 1.

[0064] Referindo-nos agora à Figura 4, o sistema é semelhante ao da Figura 3, exceto uma etapa de recuperação supercrítica de solvente parafínico que é adicionada entre o separador primário 150 e o fracionador 190' da Figura 3. A corrente de excesso defluxo 160 a partir do separador primário 150 é aquecida através do aquecedor 425 e alimentada em uma unidade de recuperação supercrítica de solvente parafínico 430, produzindo uma corrente de solvente parafínico 440 e um óleo desasfaltado, corrente de solvente parafínico residual 450. A corrente 450 é combinada com a corrente craqueada 520 resultando na corrente 530. Corrente 440 é adicionada à corrente de solvente parafínico 260.

[0065] Para uma descrição de outros componentes representados na Figura 4 é feita referência às Figuras 1, 2 e 3 acima descritas.

[0066] Referindo-nos agora à Figura 5, o processo é semelhante ao processo da Figura 3 com a substituição de unidade de imersão 510 com uma unidade de imersão de alta eficiência 590, resultando em uma corrente de teor reduzido de asfaltenos, gases e olefinas no fracionador 190'. Corrente aquecida 500 e o vapor 600 são alimentados em uma unidade de imersão de alta eficiência 590, resultando em uma corrente de craqueado leve de topo 520 e uma corrente de craqueado pesado de fundo 610. A corrente de craqueado leve de topo 520 é misturada na corrente de excesso de fluxo 160 formando a corrente 530, que é introduzida no fracionador 190', resultando em uma corrente de água e solvente parafínico 210, a corrente de destilado leve 540, a corrente de destilado pesado (HGO) 580, e as duas correntes de fração de resíduo pesado de fundo 220 e 460. A corrente de craqueado pesado de fundo 610 é combinada com a corrente 110 antes do misturador 130 e alimentada em um separador primário 150.

[0067] Para uma descrição de outros componentes representados na Figura 5 é feita referência à Figura 3 descrita acima.

[0068] Referindo-nos agora à Figura 6, o sistema é semelhante ao da Figura 5, exceto uma etapa de recuperação supercrítica de solvente parafínico que é adicionada entre o separador primário 150 e o fracionador 190' da Figura 5. A corrente de excesso de fluxo 160 do separador primário 150 é aquecida através de aquecedor 425 e alimentada em uma unidade de recuperação supercrítica de solvente parafínico 430, produzindo uma corrente de solvente parafínico 440 e um óleo desasfaltado, corrente de solvente parafínico residual 450. A corrente 450 é combinada com a corrente de craqueado leve 520 resultando na corrente 530, que é alimentada para dentro do fracionador 190'. A corrente 440 é adicionada à corrente de solvente parafínico 260.

[0069] Para uma descrição de outros componentes representados na Figura 6, é feita referência à Figura 5 acima descrita.

[0070] Em qualquer uma das Figuras acima, para a geração de gotas de água, uma alimentação de água 65 é introduzida no separador primário 150 e separador secundário 340 (ver Figura 1). EXEMPLOS

[0071] A presente invenção é ainda ilustrada nos exemplos seguintes.

[0072] Exemplos 1,1-4,4, listados na Tabela 1 demonstram a separação de asfaltenos, água, sólidos minerais e óleos pesados, sob diferentes condições. Os exemplos ilustram a separação usando quatro solventes parafínicos (n- C5, condensado de gás, n-C6 e n-C7) em quatro temperaturas (80°C, 100°C, 130°C e 180°C). Os resultados indicam que para um alvo preferido de remoção completa da fração de asfaltenos, geralmente, uma razão inferior de solvente parafínico para betume é necessária quando a temperatura aumenta, como é representado na Figura 7. Os resultados mostram também uma melhora significativa nas propriedades do óleo desasfaltados ("DAO") a partir da alimentação original, resultando em um óleo asfaltado mento com um aumento da API, viscosidade reduzida, e teor reduzido de micro-carbono, enxofre, nitrogênio, níquel e vanádio. As propriedades do óleo desasfaltados foram semelhantes nos exemplos acima.

[0073] Exemplo 5 mostrado na Tabela 2, compara o sistema da Figura 1 com o sistema do estado da técnica. A Tabela 2 mostra o sistema da Figura 1, o betume Athabasca tratado para a separação de óleo pesado, asfaltenos, água, sólidos minerais utilizando condensado de gás como o solvente parafínico para a etapa de desasfaltamento do solvente e o sistema do estado da técnica de aperfeiçoar o betume Athabasca utilizando condensado de gás como um diluente, formando Dilbit (34%v de condensado). Como é mostrado, o sistema da presente invenção resulta em um óleo aperfeiçoado contendo uma menor quantidade de condensado de gás (23% V) satisfazendo os valores da densidade e da viscosidade consistentes com as especificações das tubulações, como aqui discutidas, bem como tendo uma vantagem econômica (por exemplo, volume inferior de condensado de gás no óleo aperfeiçoado), em comparação com o estado da técnica.

[0074] Exemplo 6, mostrado na Tabela 3, representa o sistema da Figura 3. O betume Athabasca foi tratado para separação de óleo pesado, água, asfaltenos, sólidos minerais utilizando condensado de gás como o solvente parafínico com uma razão solvente parafínico para betume de 2,48 p/p e uma temperatura de 180°C resultando em um DAO.

[0075] 93%p da fração pesada 454°C + do DAO foi tratada por meio de craqueamento térmico em uma LHSV de 5 h-1 e uma temperatura média ponderada do leito ("WABT") de 442°C resultando em 55% p de conversão da fração 560°C + por passe. Qualquer porção da fração remanescente 454°C + subsequente ao craqueamento térmico foi reciclada para a unidade de craqueamento térmico para submeter ainda a conversão até 95% p da conversão total determinada da fração 560°C + na alimentação do pesado original 454°C+ foi alcançada. Esta reciclagem eventualmente resultou em uma alimentação total para a unidade de craqueamento térmico de 4,5 vezes o original de 93%p da fração pesada 454°C+.

[0076] O produto craqueado leve C4-343°C em conjunto com a fração leve C4-343°C de DAO foram enviados para alquilação de aromáticos e olefinas para atingir essencialmente 100% da conversão de olefinas. O produto resultante da alquilação de olefinas e aromáticos foi misturado com a fração restante 343°C+ a partir tanto da unidade de craqueamento térmico quanto da fração desviando a unidade de craqueamento térmico resultando no óleo aperfeiçoado final.

[0077] Exemplo 7, mostrado na Tabela 4, representa o sistema da Figura 5. O betume Athabasca foi tratado para separação de óleo pesado, água, asfaltenos, sólidos minerais utilizando condensado de gás como o solvente parafínico com uma razão de solvente parafínico para betume de 3,09 p/p e uma temperatura de 80°C, resultando em um DAO.

[0078] 93% p da fração pesada 454°C+ do DAO foi tratada por meio de craqueamento térmico em uma LHSV de 1 h-1 e uma temperatura média ponderada do leito ("WABT") de 407°C resultando em 45% p de conversão da fração 560°C+ por passe. Em contraste com o Exemplo 6, a incorporação de uma unidade de imersão de alta eficiência resultou em uma corrente de craqueado leve de topo e uma corrente de craqueado pesado de fundo. A corrente de craqueado pesado de fundo, consistindo tanto em asfaltenos gerados craqueados termicamente quanto outros hidrocarbonetos pesados, foi reciclada através do processo de separação do óleo pesado, asfaltenos, água, sólidos minerais permitindo a rejeição adicional de asfaltenos e para a recuperação de outros hidrocarbonetos pesados. Qualquer porção da fração 454°C + restante foi reciclada para o craqueamento térmico para submeter conversão adicional até 95% p conversão total determinada da fração 560°C + na alimentação do pesado original 454°C + foi atingida. Esta reciclagem, eventualmente, resultou em uma alimentação total para o craqueamento térmico de 4,7 vezes o 93%p original da fração pesada 454°C+.

[0079] O produto craqueado leve C4-343°C em conjunto com a fração leve C4-343°C do DAO foram enviados para alquilação de aromáticos e olefinas para atingir essencialmente 100% de conversão de olefinas. O produto da alquilação de aromáticos e olefinas resultante foi misturado com a fração restante 343°C+ a partir tanto da unidade de craqueamento térmico quanto da fração desviando da unidade de craqueamento térmico resultando no óleo aperfeiçoado final.

[0080] Os dados nos Exemplos 5 a 7 mostram uma melhora para as propriedades do óleo aperfeiçoado, a partir da alimentação original, com um aumento do API, viscosidade reduzida, e redução de teor de micro-carbono, enxofre, nitrogênio, níquel, vanádio e olefinas, enquanto continua exibindo elevados rendimentos de produtos em volume de líquidos, bem como uma vantagem econômica, relativamente ao estado da técnica.

[0081] Como muitas alterações podem ser feitas para a modalidade preferida da presente invenção sem se afastar do escopo da invenção, pretende-se que toda a matéria aqui contida seja considerada ilustrativa da invenção e não em um sentido limitativo.

Claims (22)

1. Processo para aprimorar óleo, caracterizado por compreender: adicionar um solvente parafínico a um óleo pesado, em uma razão predeterminada de solvente parafínico: óleo pesado, para facilitar a separação de asfaltenos, água e sólidos minerais a partir do óleo pesado, em que o óleo pesado compreende adicionalmente pelo menos um gás dissolvido, asfaltenos, água e sólidos minerais, e em que os produtos de separação compreendem: uma corrente de solvente parafínico de óleo parcialmente desasfaltado ou desasfaltado ("DAO"), compreendendo uma corrente de solvente parafínico DAO de baixo teor de asfaltenos, e uma corrente pastosa de água, solvente parafínico, sólidos minerais e asfaltenos; separar a corrente de solvente parafínico DAO por fracionamento usando pelo menos uma etapa de fracionamento, resultando em uma corrente rica em solvente parafínico, pelo menos uma corrente de fração destilada de hidrocarboneto, e pelo menos uma corrente de fração de resíduo pesado, e craquear uma parte da pelo menos uma corrente de fração de resíduo pesado formando pelo menos uma corrente de craqueamento.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente pré-tratar o óleo pesado ao reduzir pelo menos um teor de gás dissolvido do óleo pesado e reduzindo o teor de água a partir do óleo pesado.

3. Processo, de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender adicionalmente adicionar um diluente à pelo menos uma corrente de fração de resíduo pesado, resultando em óleo transportável.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por misturar a pelo menos uma corrente de craqueamento com a corrente de solvente parafínico DAO para pelo menos uma etapa de fracionamento.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por realizar o craqueamento em uma unidade de craqueamento catalítico a vapor, e adicionar pelo menos um catalisador à corrente de fração de resíduo pesado para ser craqueada, em que o catalisador é um nano- catalisador tendo um tamanho de partícula de 20 a 120 nanômetros, em que o nano-catalisador compreende adicionalmente um metal selecionado a partir de óxidos de terras raras, metais do grupo IV e suas misturas em combinação com NiO, CoOX, metais alcalinos e MoO3.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por realizar a etapa de craqueamento em uma faixa de temperatura a partir de 300°C a 480°C, em que a etapa de craqueamento é realizada em uma faixa de pressão a partir da pressão atmosférica até 4500kPa.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a etapa de craqueamento ter uma LHSV a partir de 0,1 h-1 a 10 h- 1 .

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender adicionalmente pelo menos uma etapa de recuperação supercrítica de solvente parafínico realizada em uma temperatura superior à temperatura crítica do solvente parafínico a ser recuperado.

9. Processo para aprimorar óleo, caracterizado por compreender: adicionar um solvente parafínico a um óleo pesado, em uma razão predeterminada de solvente parafínico: óleo pesado, para facilitar a separação de asfaltenos, água e sólidos minerais a partir do óleo pesado, em que o óleo pesado compreende adicionalmente pelo menos um gás dissolvido, asfaltenos, água e sólidos minerais, e em que os produtos de separação compreendem: uma corrente de solvente parafínico de óleo parcialmente desasfaltado ou desasfaltado ("DAO"), compreendendo uma corrente de solvente parafínico DAO de baixo teor de asfaltenos, e uma corrente pastosa de água, solvente parafínico, sólidos minerais e asfaltenos; separar a corrente de solvente parafínico DAO por fracionamento usando pelo menos uma etapa de fracionamento, resultando em uma corrente rica em solvente parafínico, pelo menos uma corrente de fração destilada de hidrocarboneto, e pelo menos uma corrente de fração de resíduo pesado, e tratar pelo menos uma fração destilada de hidrocarbonetos, para a redução de olefinas e diolefinas.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender adicionalmente pré-tratar o óleo pesado, reduzindo pelo menos um teor de gás dissolvido do óleo pesado, em que o pré-tratamento compreende reduzir o teor de água a partir do óleo pesado.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado por compreender adicionalmente adicionar um diluente à pelo menos uma corrente de fração de resíduo pesado, resultando em óleo transportável.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado por compreender adicionalmente redução de heteroátomo, resultando em pelo menos uma corrente de fração destilada de hidrocarbonetos tratada.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado por compreender adicionalmente misturar a pelo menos uma corrente de fração destilada de hidrocarbonetos tratada com a parte não craqueada da pelo menos uma corrente da fração de resíduo pesada formando um óleo aprimorado; opcionalmente, se pelo menos uma fração destilada de hidrocarboneto é pelo menos duas correntes de fração destilada de hidrocarbonetos em que pelo menos uma corrente da fração destilada de hidrocarboneto é não tratada, a pelo menos uma corrente de fração destilada de hidrocarboneto não tratada é ainda adicionada ao óleo aprimorado.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado por tratar a pelo menos uma fração destilada de hidrocarbonetos compreender alquilação de aromáticos e oleofinas.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por a alquilação de aromáticos e olefinas compreender adicionalmente pelo menos um catalisador ácido.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o pelo menos um catalisador ácido ser um catalisador heterogêneo.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por selecionar o catalisador heterogêneo a partir do grupo consistindo em sílica-alumina amorfa, peneiras moleculares estruturadas de sílica-alumina, MCM-41, zeólitos cristalinos de sílica-alumina, zeólitos das famílias MWW, BEA, MOR, MFI e FAU, ácido fosfórico sólido (SPA), aluminofosfase e silico- aluminofosfatos, zeólitos da família AEL, heteropoliácidos, resinas ácidas, metais acidificados e suas misturas.

18. Processo para aprimorar óleo, caracterizado por compreender: adicionar um solvente parafínico e gotículas de água a um óleo pesado, em uma razão predeterminada de solvente parafínico: óleo pesado, para facilitar a separação de asfaltenos, água e sólidos minerais a partir do óleo pesado, em que o óleo pesado compreende adicionalmente pelo menos um gás dissolvido, asfaltenos, água e sólidos minerais, e em que os produtos de separação compreendem: uma corrente de solvente parafínico de óleo parcialmente desasfaltado ou desasfaltado ("DAO"), compreendendo uma corrente de solvente parafínico DAO de baixo teor de asfaltenos, e uma corrente pastosa de água, solvente parafínico, sólidos minerais e asfaltenos; separar a corrente de solvente parafínico DAO por fracionamento usando pelo menos uma etapa de fracionamento, resultando em uma corrente rica em solvente parafínico, pelo menos uma corrente de fração destilada de hidrocarboneto, e pelo menos uma corrente de fração de resíduo pesado.

19. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por compreender adicionalmente pré-tratar o óleo pesado, reduzindo pelo menos um teor de gás dissolvido do óleo pesado, em que o pré-tratamento compreende adicionalmente reduzir o teor de água a partir do óleo pesado.

20. Processo, de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizado por compreender adicionalmente adicionar um diluente à pelo menos uma corrente de fração de resíduo pesado, resultando em óleo transportável.

21. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado por cada uma das gotículas de água ter um diâmetro médio de gotícula de água na faixa a partir de 5 a 500 mícrons.

22. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado por adicionar as gotículas de água em uma quantidade a partir de 0,5 a 1,5 vol/vol de C5-insolúveis rejeitados a partir do óleo pesado.

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