BR112020020796B1 - METHOD FOR PRODUCING A MIXTURE OF HYDROCARBONS - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UMA MISTURA DE HIDROCARBONETOS. Um método para a produção de uma mistura de hidrocarbonetos; uma mistura para a produção de uma mistura de hidrocarbonetos; uma mistura de hidrocarbonetos; e uso da mistura de hidrocarbonetos para a produção de produtos químicos e/ou polímeros.METHOD FOR PRODUCING A MIXTURE OF HYDROCARBONS. A method for producing a mixture of hydrocarbons; a mixture for producing a mixture of hydrocarbons; a mixture of hydrocarbons; and use of the hydrocarbon mixture for the production of chemicals and/or polymers.
Description
[0001] A presente invenção refere-se em geral a um método para produzir hidrocarbonetos. A invenção refere-se particularmente, embora não exclusivamente, a um método para produzir hidrocarbonetos por craqueamento térmico de uma mistura contendo uma composição de hidrocarboneto fóssil e uma composição de hidrocarboneto derivada de matéria prima renovável.[0001] The present invention generally relates to a method for producing hydrocarbons. The invention relates particularly, although not exclusively, to a method for producing hydrocarbons by thermal cracking of a mixture containing a fossil hydrocarbon composition and a hydrocarbon composition derived from renewable feedstock.
[0002] Essa seção ilustra informações antecedentes úteis sem admissão de qualquer técnica descrita na presente invenção representativa do estado da técnica.[0002] This section illustrates useful background information without admitting any technique described in the present invention representative of the prior art.
[0003] Craqueamento a vapor é um método importante para produzir matérias primas para a indústria petroquímica. Os exemplos de tais matérias primas são monômeros, tais como eteno, propeno, 1,3-butadieno e BTX (benzeno, tolueno, xilenos). Os monômeros podem, por exemplo, ser usados como matéria prima para polímeros principais como polieteno (PE), polipropeno (PP) e tereftalato de polietileno (PET).[0003] Steam cracking is an important method for producing raw materials for the petrochemical industry. Examples of such raw materials are monomers such as ethene, propylene, 1,3-butadiene and BTX (benzene, toluene, xylenes). Monomers can, for example, be used as raw materials for main polymers such as polyethene (PE), polypropene (PP) and polyethylene terephthalate (PET).
[0004] O processo de craqueamento a vapor se baseia no craqueamento térmico de hidrocarbonetos na presença de vapor. Dependendo da alimentação e das condições de craqueamento, tais como temperatura de saída de bobina e razão de vapor para hidrocarboneto, esperam-se rendimentos diferentes de produto. Na Europa, alimentações de craqueador a vapor típicos são LPG (gás de petróleo líquido ou liquefeito) e nafta fóssil. Produtos químicos de alto valor (HVCs), como eteno, propeno e aromáticos (benzeno, tolueno e xilenos), obtidos a partir do processo de craqueamento a vapor são utilizados para fabricar vários produtos químicos.[0004] The steam cracking process is based on the thermal cracking of hydrocarbons in the presence of steam. Depending on the feed and cracking conditions, such as coil exit temperature and vapor to hydrocarbon ratio, different product yields are expected. In Europe, typical steam cracker feeds are LPG (liquid or liquefied petroleum gas) and fossil naphtha. High value chemicals (HVCs) such as ethylene, propylene and aromatics (benzene, toluene and xylenes) obtained from the steam cracking process are used to manufacture various chemical products.
[0005] A substituição de matérias primas fósseis com matérias primas renováveis mais sustentáveis é de interesse crescente devido a considerações ambientais. WO2016184893A1 e WO2016184894A1 revelam alimentações de hidrocarboneto de craqueamento a vapor derivadas de fontes renováveis. Alimentações de craqueamento a vapor compreendendo hidrocarbonetos derivados de fontes renováveis e hidrocarbonetos fósseis não são mencionadas. SUMÁRIO[0005] The replacement of fossil raw materials with more sustainable renewable raw materials is of increasing interest due to environmental considerations. WO2016184893A1 and WO2016184894A1 disclose steam cracking hydrocarbon feeds derived from renewable sources. Steam cracking feeds comprising hydrocarbons derived from renewable sources and fossil hydrocarbons are not mentioned. SUMMARY
[0006] É um objetivo da presente invenção fornecer um método mais flexível para produzir uma mistura de hidrocarbonetos pelo uso de uma combinação contendo tanto uma composição de hidrocarboneto fóssil como uma composição de hidrocarboneto derivada de matéria prima renovável. Outro objetivo da presente invenção é fornecer um método mais ambientalmente favorável para produzir uma mistura de hidrocarbonetos, em comparação com métodos convencionais usando matéria prima fóssil pura substituindo uma porção da matéria prima fóssil por matéria prima derivada de fontes renováveis. Um objetivo adicional da presente invenção é fornecer uma tecnologia alternativa à tecnologia já existente.[0006] It is an object of the present invention to provide a more flexible method for producing a hydrocarbon mixture by using a combination containing both a fossil hydrocarbon composition and a hydrocarbon composition derived from renewable raw materials. Another object of the present invention is to provide a more environmentally favorable method for producing a mixture of hydrocarbons, compared to conventional methods using pure fossil feedstock by replacing a portion of the fossil feedstock with feedstock derived from renewable sources. A further objective of the present invention is to provide an alternative technology to existing technology.
[0007] De acordo com um primeiro aspecto da invenção é fornecido um método para produzir uma mistura de hidrocarbonetos, o método compreendendo as etapas de: (a) fornecer uma composição de parafina renovável contendo pelo menos 75% em peso de isoparafinas, (b) combinar nafta fóssil com a composição de parafina renovável para formar uma mistura; e (c) craquear termicamente a mistura para produzir uma mistura de hidrocarbonetos.[0007] According to a first aspect of the invention there is provided a method for producing a mixture of hydrocarbons, the method comprising the steps of: (a) providing a renewable paraffin composition containing at least 75% by weight of isoparaffins, (b ) combine fossil naphtha with the renewable paraffin composition to form a mixture; and (c) thermally cracking the mixture to produce a hydrocarbon mixture.
[0008] Os presentes inventores desenvolveram um processo para produzir uma mistura de hidrocarbonetos por craqueamento térmico de uma mistura contendo uma composição de parafina renovável e nafta fóssil. De modo surpreendentemente, verificou-se que o fornecimento de uma composição de parafina altamente isomerizada melhora a capacidade de mistura da composição de parafina renovável e a nafta fóssil em temperaturas acima do ponto de escoamento da mistura. Devido às diferenças em densidades e composições químicas, a composição de parafina renovável tende a formar sistemas de duas ou múltiplas fases quando combinada com nafta fóssil, se o tempo ou a mistura não forem suficientes. Em geral, tanques de alimentação de craqueamentos térmicos não são equipados com misturadores. Consequentemente, a capacidade de mistura da composição de parafina renovável e nafta fóssil é importante. O craqueamento térmico de uma mistura uniforme fornece uma distribuição de produto de craqueamento previsível, ou constante. Pelos mesmos motivos, a estabilidade da mistura formada também é importante para a capacidade de operação da planta.[0008] The present inventors have developed a process for producing a mixture of hydrocarbons by thermal cracking a mixture containing a composition of renewable paraffin and fossil naphtha. Surprisingly, it has been found that providing a highly isomerized paraffin composition improves the mixability of the renewable paraffin composition and the fossil naphtha at temperatures above the pour point of the mixture. Due to differences in densities and chemical compositions, renewable paraffin composition tends to form two- or multi-phase systems when combined with fossil naphtha if time or mixing is not sufficient. In general, thermal cracking feed tanks are not equipped with mixers. Consequently, the mixability of the renewable paraffin and fossil naphtha composition is important. Thermal cracking of a uniform mixture provides a predictable, or constant, cracking product distribution. For the same reasons, the stability of the mixture formed is also important for the plant's operating capacity.
[0009] Em uma modalidade, a composição de parafina renovável contém pelo menos 80% em peso, de preferência pelo menos 85% em peso, mais preferivelmente pelo menos 90% em peso de isoparafinas. Em uma modalidade, a composição de parafina renovável contém de preferência pelo menos 90% em peso de parafinas, mais preferivelmente pelo menos 95% em peso de parafinas e ainda mais preferivelmente pelo menos 99% em peso de parafinas. O aumento do teor de parafina da composição de parafina renovável promove a formação de produtos químicos de alto valor na etapa de craqueamento.[0009] In one embodiment, the renewable paraffin composition contains at least 80% by weight, preferably at least 85% by weight, more preferably at least 90% by weight isoparaffins. In one embodiment, the renewable paraffin composition preferably contains at least 90% by weight paraffins, more preferably at least 95% by weight paraffins, and even more preferably at least 99% by weight paraffins. Increasing the paraffin content of the renewable paraffin composition promotes the formation of high-value chemicals in the cracking stage.
[00010] Em uma modalidade, a composição de parafina renovável compreende pelo menos 25% em peso de isoparafinas ramificadas múltiplas, de preferência pelo menos 30% em peso de isoparafinas ramificadas múltiplas, mais preferivelmente pelo menos 35% de isoparafinas ramificadas múltiplas e ainda mais preferivelmente pelo menos 40% em peso de isoparafinas ramificadas múltiplas. Isoparafinas ramificadas múltiplas promovem a formação de produtos C5+, tais como gasolina de pirólise e aromáticos como benzeno, tolueno e xilenos na etapa de craqueamento térmico. Além disso, isoparafinas ramificadas múltiplas promovem a capacidade de mistura da composição de parafina renovável com nafta fóssil.[00010] In one embodiment, the renewable paraffin composition comprises at least 25% by weight of multiple branched isoparaffins, preferably at least 30% by weight of multiple branched isoparaffins, more preferably at least 35% of multiple branched isoparaffins and even more preferably at least 40% by weight multiple branched isoparaffins. Multiple branched isoparaffins promote the formation of C5+ products such as pyrolysis gasoline and aromatics such as benzene, toluene and xylenes in the thermal cracking step. Additionally, multiple branched isoparaffins promote the mixability of the renewable paraffin composition with fossil naphtha.
[00011] Em uma modalidade, a nafta fóssil é combinada com a composição de parafina renovável de modo que a mistura contenha pelo menos 1% em peso, de preferência pelo menos 5% em peso, mais preferivelmente pelo menos 10% em peso, e ainda mais preferivelmente pelo menos 20% em peso de nafta fóssil. Uma mistura de nafta fóssil e a composição de parafina renovável melhorou as propriedades frias em comparação com uma composição de parafina renovável não misturada (100% em peso). O aperfeiçoamento em propriedades frias é mais acentuado quando a mistura compreende pelo menos 20% em peso de nafta fóssil. Em uma modalidade, a nafta fóssil é combinada com a composição de parafina renovável de modo que a mistura contenha no máximo 99% em peso, de preferência no máximo 95% em peso, mais preferivelmente no máximo 90% em peso e ainda mais preferivelmente no máximo 80% em peso de nafta fóssil. Verificou-se que o craqueamento térmico da mistura da composição de parafina renovável e nafta fóssil melhora o rendimento de produtos químicos de alto valor (HVCs), como eteno, propeno e aromáticos (benzeno, tolueno e xilenos), em comparação com o craqueamento térmico de nafta fóssil pura, ou não misturada. Além disso, o craqueamento térmico da mistura pode reduzir a taxa de coqueificação em comparação com o craqueamento térmico da nafta fóssil pura. Os efeitos são mais acentuados quando a mistura compreende no máximo 80% em peso de nafta fóssil. Em uma modalidade, a soma das quantidades em % em peso da composição de parafina renovável e da nafta fóssil na mistura formada na etapa b) é de pelo menos 90% em peso, de preferência pelo menos 95% em peso, mais preferivelmente pelo menos 99% em peso do peso total da mistura. Em uma modalidade adicional, o restante da mistura, isto é, a porção (% em peso) da mistura que não é nafta fóssil, é a composição de parafina renovável (isto é, o restante da mistura consiste na composição de parafina renovável).[00011] In one embodiment, the fossil naphtha is combined with the renewable paraffin composition so that the mixture contains at least 1% by weight, preferably at least 5% by weight, more preferably at least 10% by weight, and even more preferably at least 20% by weight of fossil naphtha. A mixture of fossil naphtha and renewable paraffin composition has improved cold properties compared to an unblended renewable paraffin composition (100% by weight). The improvement in cold properties is most pronounced when the mixture comprises at least 20% by weight fossil naphtha. In one embodiment, the fossil naphtha is combined with the renewable paraffin composition so that the mixture contains at most 99% by weight, preferably at most 95% by weight, more preferably at most 90% by weight, and even more preferably at maximum 80% by weight of fossil naphtha. Thermal cracking of the mixture of renewable paraffin and fossil naphtha composition was found to improve the yield of high value chemicals (HVCs) such as ethylene, propylene and aromatics (benzene, toluene and xylenes) compared to thermal cracking pure or unmixed fossil naphtha. Furthermore, thermal cracking of the mixture can reduce the coking rate compared to thermal cracking of pure fossil naphtha. The effects are more pronounced when the mixture comprises a maximum of 80% by weight of fossil naphtha. In one embodiment, the sum of the weight % amounts of the renewable paraffin composition and the fossil naphtha in the mixture formed in step b) is at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably at least 99% by weight of the total weight of the mixture. In a further embodiment, the remainder of the mixture, i.e., the portion (wt%) of the mixture that is not fossil naphtha, is the renewable paraffin composition (i.e., the remainder of the mixture consists of the renewable paraffin composition).
[00012] Em uma modalidade, a composição de parafina renovável e a nafta fóssil formam uma fase líquida acima do ponto de escoamento da mistura (e em pressão atmosférica). Verificou-se que a composição de parafina renovável e nafta fóssil pode ser combinada de modo que a composição de parafina renovável e nafta fóssil formem uma fase líquida em temperaturas acima do ponto de escoamento da mistura (e na pressão atmosférica). O craqueamento térmico de uma mistura uniformemente distribuída permite uma distribuição de produto de craqueamento previsível ou constante.[00012] In one embodiment, the renewable paraffin composition and fossil naphtha form a liquid phase above the yield point of the mixture (and at atmospheric pressure). It has been found that the composition of renewable paraffin and fossil naphtha can be combined such that the composition of renewable paraffin and fossil naphtha forms a liquid phase at temperatures above the yield point of the mixture (and at atmospheric pressure). Thermal cracking of a uniformly distributed mixture allows for predictable or constant cracking product distribution.
[00013] Em uma modalidade, o craqueamento térmico é craqueamento a vapor. Em uma modalidade preferencial, o craqueamento térmico da mistura é realizado com um craqueador para o craqueamento térmico de alimentações de fósseis líquidos, como nafta fóssil. A etapa de craqueamento do método de acordo com o primeiro aspecto da invenção pode ser realizada usando craqueadores de nafta convencionais sem investir em infraestrutura. Em uma modalidade, o craqueamento a vapor é realizado em uma razão de taxa de fluxo entre água e a mistura (taxa de fluxo de H2O [kg/h] / taxa de fluxo de HC [kg/h]) de 0,05 a 1,20, e/ou em um COT selecionado a partir da faixa de 700 a 960 °C. Os parâmetros de processo da etapa de craqueamento térmico podem ser selecionados em amplas faixas. Em uma modalidade, o craqueamento a vapor é realizado em uma razão de taxa de fluxo entre água e a mistura (taxa de fluxo de H2O [kg/h] / taxa de fluxo de HC [kg/h]) de 0,35 a 0,6, e/ou em um COT selecionado a partir da faixa de 780 a 880°C. Um rendimento particularmente bom de HVCs é obtido usando uma razão de taxa de fluxo entre água e a mistura ou temperatura de saída de bobina selecionada a partir das faixas acima. O rendimento de HVCs é adicionalmente aumentado usando uma razão de taxa de fluxo entre água e a mistura e uma temperatura de saída de bobina selecionada das faixas acima.[00013] In one embodiment, thermal cracking is steam cracking. In a preferred embodiment, thermal cracking of the mixture is carried out with a cracker for thermal cracking of liquid fossil feeds, such as fossil naphtha. The cracking step of the method according to the first aspect of the invention can be carried out using conventional naphtha crackers without investing in infrastructure. In one embodiment, steam cracking is performed at a flow rate ratio of water to the mixture (H2O flow rate [kg/h] / HC flow rate [kg/h]) of 0.05 to 1.20, and/or at a TOC selected from the range 700 to 960 °C. The process parameters of the thermal cracking step can be selected in wide ranges. In one embodiment, steam cracking is performed at a flow rate ratio of water to the mixture (H2O flow rate [kg/h] / HC flow rate [kg/h]) of 0.35 to 0.6, and/or at a TOC selected from the range 780 to 880°C. Particularly good efficiency of HVCs is obtained using a flow rate ratio of water to mixture or coil outlet temperature selected from the above ranges. The efficiency of HVCs is further increased using a water to mixture flow rate ratio and a coil outlet temperature selected from the above ranges.
[00014] Em uma modalidade, o fornecimento de uma composição de parafina renovável compreende (i) preparar uma matéria prima de hidrocarboneto a partir de uma matéria prima renovável, e (ii) submeter pelo menos hidrocarbonetos de cadeia reta na matéria prima de hidrocarboneto a um tratamento de isomerização para preparar a composição de parafina renovável e em que submeter hidrocarbonetos pelo menos de cadeia reta na matéria prima de hidrocarboneto a um tratamento de isomerização compreende controlar o grau de isomerização da composição de parafina renovável sendo preparada e controlar opcionalmente a produção de isoparafinas monoramificadas e isoparafinas multiplamente ramificadas durante o tratamento de isomerização. Uma composição de parafina renovável fornecida tal como na modalidade descrita anteriormente melhora particularmente a capacidade de mistura com nafta fóssil e promove a formação de HVCs na etapa de craqueamento térmico. Em uma modalidade, a preparação de uma matéria prima de hidrocarboneto compreende submeter a matéria prima renovável a um tratamento de desoxigenação, em que o tratamento de desoxigenação é preferivelmente hidrotratamento, de preferência hidrodesoxigenação; e/ou hidrocraqueamento de hidrocarbonetos na matéria prima de hidrocarboneto. Uma composição de parafina renovável fornecida tal como na modalidade descrita anteriormente promove, particularmente, a formação de HVCs na etapa de craqueamento térmico.[00014] In one embodiment, providing a renewable paraffin composition comprises (i) preparing a hydrocarbon feedstock from a renewable feedstock, and (ii) subjecting at least straight-chain hydrocarbons in the hydrocarbon feedstock to an isomerization treatment for preparing the renewable paraffin composition and wherein subjecting at least straight-chain hydrocarbons in the hydrocarbon raw material to an isomerization treatment comprises controlling the degree of isomerization of the renewable paraffin composition being prepared and optionally controlling the production of monobranched isoparaffins and multiply branched isoparaffins during isomerization treatment. A renewable paraffin composition provided as in the previously described embodiment particularly improves the blendability with fossil naphtha and promotes the formation of HVCs in the thermal cracking step. In one embodiment, preparing a hydrocarbon feedstock comprises subjecting the renewable feedstock to a deoxygenation treatment, wherein the deoxygenation treatment is preferably hydrotreatment, preferably hydrodeoxygenation; and/or hydrocracking of hydrocarbons in the hydrocarbon feedstock. A renewable paraffin composition provided as in the previously described embodiment particularly promotes the formation of HVCs in the thermal cracking step.
[00015] Em uma modalidade, a composição de parafina renovável compreende pelo menos uma dentre uma fração pesada tendo um ponto de ebulição que varia de 180 a 360°C (medido de acordo com EN-ISO-3405 (2011)) e uma fração leve tendo um ponto de ebulição que varia de 30 a 180°C (medido de acordo com EN-ISO-3405 (2011)) e em que a mistura compreende a fração pesada e/ou a fração leve. A fração pesada e/ou a fração leve se misturam bem com nafta fóssil e melhoram o rendimento de HVCs na etapa de craqueamento térmico. Em uma modalidade, a composição de parafina renovável é selecionada dentre uma das frações A e B, em que: a fração A compreende mais de 50% em peso, de preferência pelo menos 75% em peso, mais preferivelmente pelo menos 90% em peso de hidrocarbonetos C10-C20, o teor de hidrocarbonetos de número par na faixa C10-C20 sendo de preferência mais que 50% em peso e a fração A contendo no máximo 1,0% em peso, de preferência no máximo 0,5% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,2% em peso de aromáticos e menos de 2,0, de preferência no máximo 1,0% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,5% em peso de olefinas e menos de 10% em peso, de preferência menos de 5% em peso e mais preferivelmente menos de 3% em peso de naftenos; e a fração B compreende mais de 50% em peso, de preferência pelo menos 75% em peso, mais preferivelmente pelo menos 90% em peso de hidrocarbonetos C5-C10, e a fração B contendo no máximo 1,0% em peso, de preferência no máximo 0,5% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,2% em peso de aromáticos, e menos de 2,0, de preferência no máximo 1,0% em peso, mais preferivelmente no máximo 0,5% em peso de olefinas, e menos de 10% em peso, de preferência menos de 5% em peso e mais preferivelmente menos de 3% em peso de naftenos. Em uma modalidade, a composição de parafina renovável é a fração A. Em outra modalidade, a composição de parafina renovável é a fração B. Um rendimento particularmente bom de HVCs é obtido pelo craqueamento térmico das frações mencionadas acima.[00015] In one embodiment, the renewable paraffin composition comprises at least one of a heavy fraction having a boiling point ranging from 180 to 360°C (measured in accordance with EN-ISO-3405 (2011)) and a light having a boiling point ranging from 30 to 180°C (measured according to EN-ISO-3405 (2011)) and wherein the mixture comprises the heavy fraction and/or the light fraction. The heavy fraction and/or light fraction mix well with fossil naphtha and improve the yield of HVCs in the thermal cracking stage. In one embodiment, the renewable paraffin composition is selected from one of fractions A and B, wherein: fraction A comprises more than 50% by weight, preferably at least 75% by weight, more preferably at least 90% by weight of C10-C20 hydrocarbons, the content of even numbered hydrocarbons in the range C10-C20 being preferably more than 50% by weight and the A fraction containing at most 1.0% by weight, preferably at most 0.5% by weight. weight, more preferably at most 0.2% by weight aromatics and less than 2.0, preferably at most 1.0% by weight, more preferably at most 0.5% by weight olefins and less than 10% by weight weight, preferably less than 5% by weight and more preferably less than 3% by weight naphthenes; and fraction B comprises more than 50% by weight, preferably at least 75% by weight, more preferably at least 90% by weight of C5-C10 hydrocarbons, and fraction B containing at most 1.0% by weight, of preferably at most 0.5% by weight, more preferably at most 0.2% by weight aromatics, and less than 2.0, preferably at most 1.0% by weight, more preferably at most 0.5% by weight weight of olefins, and less than 10% by weight, preferably less than 5% by weight and more preferably less than 3% by weight of naphthenes. In one embodiment, the renewable paraffin composition is fraction A. In another embodiment, the renewable paraffin composition is fraction B. A particularly good yield of HVCs is obtained by thermal cracking of the above-mentioned fractions.
[00016] De acordo com um segundo aspecto da invenção é fornecida uma mistura para produzir uma mistura de hidrocarbonetos por craqueamento térmico, a mistura contendo uma composição de parafina renovável e nafta fóssil, em que a razão da quantidade de % em peso de isoparafinas da composição de parafina renovável para a quantidade de % em peso de n-parafinas da composição de parafina renovável é de pelo menos 2,5, de preferência pelo menos 4,0, mais preferencialmente pelo menos 5,5 e ainda mais preferencialmente pelo menos 9,0. De modo surpreendente, verificou-se que misturas de composição de parafina renovável e nafta fóssil nas quais a composição de parafina renovável tem uma razão alta da quantidade de % em peso de isoparafinas da composição de parafina renovável para a quantidade % em peso de n-parafinas da composição de parafina renovável formam misturas mais estáveis, uniformes, com nafta fóssil em comparação com misturas nas quais a composição de parafina renovável é menos isomerizada (isto é, a quantidade de % em peso de isoparafinas é baixa). Uma mistura uniforme é particularmente adequada para craqueamento térmico, uma vez que fornece uma distribuição de produtos uniforme, previsível ou constante quando craqueada termicamente. Além disso, as misturas são mais estáveis, isto é, menos prováveis de formar sistemas de duas fases ou multifases na ausência de mistura suficiente da mistura em comparação com misturas nas quais a composição de parafina renovável contém uma quantidade alta (% em peso) de n-parafinas (ou quantidade baixa (% em peso) de isoparafinas). A estabilidade da mistura em que a composição de parafina renovável tem uma razão alta da quantidade de % em peso de isoparafinas da composição de parafina renovável para a quantidade de % em peso de n-parafinas da composição de parafina renovável é particularmente aperfeiçoada em temperaturas ambiente baixas em comparação com misturas onde a composição de parafina renovável contém uma quantidade alta (% em peso) de n-parafinas. O aperfeiçoamento em estabilidade é benéfico, por exemplo, quando a mistura do segundo aspecto é usada como uma alimentação do craqueador térmico fornecendo uma distribuição de produtos mais uniforme.[00016] According to a second aspect of the invention there is provided a mixture for producing a mixture of hydrocarbons by thermal cracking, the mixture containing a composition of renewable paraffin and fossil naphtha, in which the ratio of the amount of % by weight of isoparaffins of the renewable paraffin composition for the weight % amount of n-paraffins of the renewable paraffin composition is at least 2.5, preferably at least 4.0, more preferably at least 5.5 and even more preferably at least 9 ,0. Surprisingly, it has been found that mixtures of renewable paraffin composition and fossil naphtha in which the renewable paraffin composition have a high ratio of the wt% amount of isoparaffins of the renewable paraffin composition to the wt% amount of n- Paraffins from the renewable paraffin composition form more stable, uniform mixtures with fossil naphtha compared to mixtures in which the renewable paraffin composition is less isomerized (i.e., the weight % amount of isoparaffins is low). A uniform mixture is particularly suitable for thermal cracking as it provides a uniform, predictable or constant product distribution when thermally cracked. Furthermore, the mixtures are more stable, that is, less likely to form two-phase or multi-phase systems in the absence of sufficient mixing of the mixture compared to mixtures in which the renewable paraffin composition contains a high amount (wt%) of n-paraffins (or low amount (% by weight) of isoparaffins). The stability of the mixture in which the renewable paraffin composition has a high ratio of the wt% amount of isoparaffins of the renewable paraffin composition to the wt% amount of n-paraffins of the renewable paraffin composition is particularly improved at ambient temperatures. low compared to mixtures where the renewable paraffin composition contains a high amount (wt%) of n-paraffins. The improvement in stability is beneficial, for example, when the second aspect mixture is used as a thermal cracker feed providing a more uniform product distribution.
[00017] Em uma modalidade, a razão da quantidade de % em peso de isoparafinas ramificadas múltiplas da composição de parafina renovável para as quantidades de % em peso combinadas de n-parafinas e isoparafinas mono ramificadas da composição de parafina renovável é pelo menos 0,30, de preferência pelo menos 0,40, mais preferivelmente pelo menos 0,50, ainda com maior preferência pelo menos 0,65. Isoparafinas multiplamente ramificadas promovem a formação de produtos C5+, tais como gasolina de pirólise e aromáticos como benzeno, tolueno e xilenos na etapa de craqueamento térmico. Além disso, isoparafinas multiplamente ramificadas promovem a estabilidade da mistura ao melhorar a capacidade de mistura da composição de parafina renovável com nafta fóssil.[00017] In one embodiment, the ratio of the weight % amount of multiple branched isoparaffins of the renewable paraffin composition to the combined weight % amounts of n-paraffins and single-branched isoparaffins of the renewable paraffin composition is at least 0. 30, preferably at least 0.40, more preferably at least 0.50, even more preferably at least 0.65. Multiply branched isoparaffins promote the formation of C5+ products, such as pyrolysis gasoline and aromatics such as benzene, toluene and xylenes in the thermal cracking step. Additionally, multiply branched isoparaffins promote mixture stability by improving the mixability of the renewable paraffin composition with fossil naphtha.
[00018] Em uma modalidade, a mistura compreende pelo menos 1% em peso, de preferência pelo menos 5% em peso, mais preferivelmente pelo menos 10% em peso, e ainda com maior preferência pelo menos 20% em peso de nafta fóssil. Uma mistura de nafta fóssil e composição de parafina renovável melhorou as propriedades frias em comparação com uma composição de parafina renovável não misturada (100% em peso). O aperfeiçoamento em propriedades frias é mais acentuado quando a mistura compreende pelo menos 20% em peso de nafta fóssil. Em uma modalidade, a mistura contém no máximo 99% em peso, de preferência no máximo 95% em peso, mais preferivelmente no máximo 90% em peso e ainda mais preferivelmente no máximo 80% em peso de nafta fóssil. A mistura da modalidade acima é particularmente bem adequada para o craqueamento térmico, uma vez que melhora o rendimento de produtos químicos de alto valor (HVCs), tais como eteno, propeno e aromáticos (benzeno, tolueno e xilenos), em comparação com o craqueamento térmico de nafta fóssil pura, ou não misturada. Além disso, o craqueamento térmico da mistura pode reduzir a taxa de coqueificação em comparação com o craqueamento térmico de nafta fóssil pura. Os efeitos são mais acentuados quando a mistura compreende no máximo 80% em peso de nafta fóssil. Em uma modalidade, a soma das quantidades de % em peso da composição de parafina renovável e de nafta fóssil na mistura é de pelo menos 90% em peso, de preferência pelo menos 95% em peso, mais preferivelmente pelo menos 99% em peso do peso total da mistura.[00018] In one embodiment, the mixture comprises at least 1% by weight, preferably at least 5% by weight, more preferably at least 10% by weight, and even more preferably at least 20% by weight of fossil naphtha. A mixture of fossil naphtha and renewable paraffin composition has improved cold properties compared to an unblended renewable paraffin composition (100% by weight). The improvement in cold properties is most pronounced when the mixture comprises at least 20% by weight of fossil naphtha. In one embodiment, the mixture contains a maximum of 99% by weight, preferably a maximum of 95% by weight, more preferably a maximum of 90% by weight and even more preferably a maximum of 80% by weight of fossil naphtha. Mixing of the above embodiment is particularly well suited for thermal cracking, as it improves the yield of high value chemicals (HVCs), such as ethylene, propylene and aromatics (benzene, toluene and xylenes), compared to cracking. pure, or unmixed, fossil naphtha. Furthermore, thermal cracking of the mixture can reduce the coking rate compared to thermal cracking of pure fossil naphtha. The effects are more pronounced when the mixture comprises a maximum of 80% by weight of fossil naphtha. In one embodiment, the sum of the wt% amounts of the renewable paraffin composition and the fossil naphtha in the mixture is at least 90 wt%, preferably at least 95 wt%, more preferably at least 99 wt% of the total weight of the mixture.
[00019] De acordo com um terceiro aspecto da invenção é fornecida uma mistura de hidrocarbonetos obtenível pelo método de acordo com o primeiro aspecto da invenção. A mistura de hidrocarbonetos é derivada de uma mistura contendo parafinas renováveis e parafinas de origem fóssil. Desse modo, a mistura de hidrocarbonetos é mais sustentável do que hidrocarbonetos derivados de nafta fóssil pura.[00019] According to a third aspect of the invention, a mixture of hydrocarbons obtainable by the method according to the first aspect of the invention is provided. The hydrocarbon mixture is derived from a mixture containing renewable paraffins and fossil paraffins. In this way, the hydrocarbon mixture is more sustainable than hydrocarbons derived from pure fossil naphtha.
[00020] De acordo com um quarto aspecto da invenção é fornecido o uso da mistura de hidrocarbonetos de acordo com o terceiro aspecto para produzir produtos químicos e/ou polímeros. Os exemplos de tais produtos químicos são óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de monoetileno, óxido de monopropileno, ácido acrílico, cloreto de vinila, ácido tereftálico, estireno e polímeros tais como polietileno, polipropileno, poliestireno, tereftalato de polietileno, acrilonitrila butadieno estireno, borracha de butadieno estireno, poliestireno e cloreto de polivinila. O uso da mistura de hidrocarbonetos para produzir produtos químicos e/ou polímeros fornece a produção de produtos químicos e/ou polímeros mais sustentáveis, uma vez que a mistura de hidrocarbonetos é derivada de uma mistura contendo parafinas renováveis e parafinas de origem fóssil (em comparação com hidrocarbonetos derivados de parafinas somente de origem fóssil).[00020] According to a fourth aspect of the invention, the use of the hydrocarbon mixture according to the third aspect to produce chemical products and/or polymers is provided. Examples of such chemicals are ethylene oxide, propylene oxide, monoethylene oxide, monopropylene oxide, acrylic acid, vinyl chloride, terephthalic acid, styrene and polymers such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, acrylonitrile butadiene styrene, styrene butadiene rubber, polystyrene and polyvinyl chloride. The use of the hydrocarbon mixture to produce chemicals and/or polymers provides the production of more sustainable chemicals and/or polymers, since the hydrocarbon mixture is derived from a mixture containing renewable paraffins and fossil paraffins (in comparison with hydrocarbons derived from paraffins only of fossil origin).
[00021]Aspectos diferentes de exemplos não limitadores e modalidades da presente invenção foram ilustrados acima. As modalidades acima são usadas meramente para explicar aspectos ou etapas selecionadas que podem ser utilizadas nas implementações da presente invenção. Algumas modalidades podem ser apresentadas somente com referência a certos aspectos de exemplos da invenção. Deve ser reconhecido que modalidades correspondentes podem se aplicar também a outros aspectos de exemplos. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS[00021] Different aspects of non-limiting examples and embodiments of the present invention have been illustrated above. The above embodiments are used merely to explain selected aspects or steps that may be used in implementations of the present invention. Some embodiments may be presented only with reference to certain exemplary aspects of the invention. It should be recognized that corresponding embodiments may also apply to other aspects of examples. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[00022] Algumas modalidades de exemplos da invenção serão descritas com referência aos desenhos em anexo, nos quais: A figura 1 mostra um gráfico apresentando os pontos de escoamento (°C) de misturas de composição de parafina renovável e nafta fóssil descritas nos Exemplos como uma função da quantidade de % em peso de nafta fóssil nas misturas (as linhas cheias indicam misturas de nafta N1, e as linhas pontilhadas indicam misturas de nafta N2; os triângulos indicam misturas de composição de parafina renovável P3, os círculos indicam misturas de composição de parafina renovável P2, e os quadrados indicam misturas de composição de parafina renovável P1); A figura 2a) mostra uma imagem da mistura 1 após 66 minutos de mistura como descrito nos Exemplos; A figura 2b) mostra uma imagem da mistura 2 após 66 minutos de mistura como descrito nos Exemplos; e A figura 2c) mostra uma imagem da mistura 3 após 70 minutos de mistura como descrito nos Exemplos. A figura 3 mostra um desenho esquemático de uma montagem de craqueamento a vapor de escala de bancada usada em um Exemplo.[00022] Some exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the attached drawings, in which: Figure 1 shows a graph showing the yield points (°C) of mixtures of renewable paraffin and fossil naphtha composition described in the Examples as a function of the wt% amount of fossil naphtha in the blends (solid lines indicate N1 naphtha blends, and dotted lines indicate N2 naphtha blends; triangles indicate P3 renewable paraffin composition blends, circles indicate P3 composition blends of P2 renewable paraffin, and the squares indicate mixtures of P1 renewable paraffin composition); Figure 2a) shows an image of mixture 1 after 66 minutes of mixing as described in the Examples; Figure 2b) shows an image of mixture 2 after 66 minutes of mixing as described in the Examples; and Figure 2c) shows an image of mixture 3 after 70 minutes of mixing as described in the Examples. Figure 3 shows a schematic drawing of a bench-scale steam cracking assembly used in an Example.
[00023] Na descrição a seguir, os sinais de referência similares indicam etapas ou elementos similares.[00023] In the following description, similar reference signs indicate similar steps or elements.
[00024] Como usado na presente invenção, o termo “compreendendo” inclui os significados mais amplos de “incluindo”, “contendo” e “abrangendo”, bem como as expressões mais restritas “consistindo em” e “consistindo somente em”.[00024] As used in the present invention, the term “comprising” includes the broader meanings of “including”, “containing” and “encompassing”, as well as the narrower expressions “consisting of” and “consisting only of”.
[00025] Como usado na presente invenção, “composição de parafina renovável” se refere a uma composição derivada de uma matéria prima renovável ou fonte ou fontes renováveis, a composição contendo principalmente parafinas e compreendendo isoparafinas.[00025] As used in the present invention, “renewable paraffin composition” refers to a composition derived from a renewable raw material or renewable source or sources, the composition containing mainly paraffins and comprising isoparaffins.
[00026] Como usado na presente invenção, o termo “fração pesada” se refere a uma fração ou composição tendo um ponto de ebulição que varia de 180 a 360°C, obtida pelo método EN-ISO-3405 (2011). Como usado na presente invenção, o termo “fração leve” se refere a uma fração ou composição tendo um ponto de ebulição que varia de 30 a 180°C, obtida pelo método EN-ISO-3405 (2011).[00026] As used in the present invention, the term “heavy fraction” refers to a fraction or composition having a boiling point ranging from 180 to 360°C, obtained by the EN-ISO-3405 method (2011). As used in the present invention, the term “light fraction” refers to a fraction or composition having a boiling point ranging from 30 to 180°C, obtained by the EN-ISO-3405 method (2011).
[00027] Como usado na presente invenção, “teor de parafina” são as quantidades de % em peso combinadas de n- parafinas e isoparafinas. Como usado na presente invenção, o “teor de isoparafina” são as quantidades de % em peso combinadas de isoparafinas monoramificadas e isoparafinas multiplamente ramificadas.[00027] As used in the present invention, “paraffin content” is the combined weight % amounts of n-paraffins and isoparaffins. As used in the present invention, “isoparaffin content” is the combined weight % amounts of monobranched isoparaffins and multiply branched isoparaffins.
[00028] O termo “grau de isomerização” é usado na presente invenção para se referir à quantidade de parafinas isomerizadas relativas ao teor total de parafina em uma composição. A quantidade pode ser expressa em % em peso.[00028] The term “degree of isomerization” is used in the present invention to refer to the amount of isomerized paraffins relative to the total paraffin content in a composition. The quantity can be expressed in % by weight.
[00029] O termo “fóssil” é usado na presente invenção para indicar componentes ou composições que são derivadas de fontes não renováveis. Na presente invenção, o termo “fóssil” também pode se referir aos refugos, frações e fluxos de fontes não renováveis e seus derivados.[00029] The term “fossil” is used in the present invention to indicate components or compositions that are derived from non-renewable sources. In the present invention, the term “fossil” can also refer to waste, fractions and flows from non-renewable sources and their derivatives.
[00030] Como usado na presente invenção, “miscibilidade” se refere à capacidade de um composto ou composição formar uma mistura uniforme, ou uniformemente distribuída com pelo menos um outro composto ou composição. O uso de “miscibilidade” na presente invenção não pretende ser limitado somente à miscibilidade completa, isto é, somente se referindo a compostos ou composições que dissolvem totalmente um no outro em quaisquer proporções. Ao invés, miscibilidade é usada na presente invenção em um significado mais amplo como um sinônimo para “capacidade de mistura”, isto é, descrevendo quão bem os compostos ou composições se misturam ou dissolvem um no outro. MISTURA DE COMPOSIÇÃO DE PARAFINA RENOVÁVEL E NAFTA FÓSSIL[00030] As used in the present invention, “miscibility” refers to the ability of a compound or composition to form a uniform, or evenly distributed mixture with at least one other compound or composition. The use of “miscibility” in the present invention is not intended to be limited only to complete miscibility, that is, only referring to compounds or compositions that completely dissolve in each other in any proportions. Instead, miscibility is used in the present invention in a broader meaning as a synonym for “mixability”, that is, describing how well compounds or compositions mix or dissolve in each other. MIXTURE OF RENEWABLE PARAFFIN AND FOSSIL NAPHTHA COMPOSITION
[00031]A presente invenção fornece uma mistura contendo uma composição de parafina renovável e nafta fóssil. A mistura pode ser usada como uma alimentação de craqueador térmico, isto é, pode ser submetida a craqueamento térmico. A mistura pode ser usada para produzir uma mistura de hidrocarbonetos por craqueamento térmico da mesma em um craqueador térmico (vapor) convencional para alimentação de fóssil líquido sem modificar o craqueador convencional, e somente com algumas poucas modificações em condições de craqueamento estabelecidas.[00031] The present invention provides a mixture containing a composition of renewable paraffin and fossil naphtha. The mixture can be used as a thermal cracker feed, that is, it can be subjected to thermal cracking. The mixture can be used to produce a hydrocarbon mixture by thermally cracking it in a conventional thermal (steam) cracker for liquid fossil feed without modifying the conventional cracker, and with only a few modifications to established cracking conditions.
[00032] Átomos de carbono de origem renovável compreendem um número mais alto de isótopos 14C em comparação com átomos de carbono de origem fóssil. Portanto, é possível distinguir, a partir da mistura, hidrocarbonetos (parafinas) de origem renovável e hidrocarbonetos não renováveis (parafinas) pela análise da razão de isótopos 12C e 14C. Desse modo, uma razão específica dos isótopos pode ser usada como um “tag” para identificar hidrocarbonetos renováveis e diferenciar os mesmos de hidrocarbonetos não renováveis. A razão de isótopos não muda no curso de reações químicas.[00032] Carbon atoms of renewable origin comprise a higher number of 14C isotopes compared to carbon atoms of fossil origin. Therefore, it is possible to distinguish, from the mixture, hydrocarbons (paraffins) of renewable origin and non-renewable hydrocarbons (paraffins) by analyzing the ratio of 12C and 14C isotopes. In this way, a specific isotope ratio can be used as a “tag” to identify renewable hydrocarbons and differentiate them from non-renewable hydrocarbons. The isotope ratio does not change in the course of chemical reactions.
[00033] A mistura pode ser formada ao (a) fornecer uma composição de parafina renovável e (b) combinar nafta fóssil com a composição de parafina renovável para formar uma mistura. De preferência, a soma das quantidades de % em peso da composição de parafina renovável e de nafta fóssil na mistura é de pelo menos 90% em peso, mais preferivelmente pelo menos 95% em peso, e ainda mais preferivelmente pelo menos 99% em peso do peso total da mistura. Em uma modalidade adicional, a mistura não contém outros componentes além da composição de parafina renovável e nafta fóssil. A composição de parafina renovável da mistura contém isoparafinas (i-parafinas) e parafinas normais (n-parafinas). A composição de parafina renovável tem, de preferência, um alto teor de parafina, uma vez que um alto teor de parafina promove um alto rendimento de produtos químicos de alto valor (HVCs), tais como eteno, propeno, butadieno e aromáticos (benzeno, tolueno, xilenos). Desse modo, a composição de parafina renovável compreende, de preferência, pelo menos 90% em peso de parafinas. Com mais preferência, a composição de parafina renovável compreende pelo menos 95% em peso de parafinas. Com a máxima preferência, a composição de parafina renovável contém pelo menos 99% em peso de parafinas.[00033] The mixture can be formed by (a) providing a renewable paraffin composition and (b) combining fossil naphtha with the renewable paraffin composition to form a mixture. Preferably, the sum of the wt% amounts of the renewable paraffin composition and the fossil naphtha in the mixture is at least 90 wt%, more preferably at least 95 wt%, and even more preferably at least 99 wt%. of the total weight of the mixture. In a further embodiment, the mixture contains no components other than the renewable paraffin and fossil naphtha composition. The renewable paraffin composition of the blend contains isoparaffins (i-paraffins) and normal paraffins (n-paraffins). The renewable paraffin composition preferably has a high paraffin content, since a high paraffin content promotes a high yield of high value chemicals (HVCs) such as ethylene, propylene, butadiene and aromatics (benzene, toluene, xylenes). Thus, the renewable paraffin composition preferably comprises at least 90% by weight of paraffins. More preferably, the renewable paraffin composition comprises at least 95% by weight paraffins. Most preferably, the renewable paraffin composition contains at least 99% by weight paraffins.
[00034] As isoparafinas da composição de parafina renovável compreendem isoparafinas monoramificadas e/ou isoparafinas multiplamente ramificadas. Isoparafinas monoramificadas são parafinas, ou alcanos tendo uma ramificação ou cadeia lateral. Isoparafinas multiplamente ramificadas, ou isoparafinas multi-ramificadas, são parafinas ou alcanos, tendo pelo menos duas ramificações ou cadeias laterais. As isoparafinas multiplamente ramificadas podem ter duas, três ou mais ramificações ou cadeias laterais. Em uma modalidade preferencial, as isoparafinas multiplamente ramificadas têm pelo menos duas cadeias laterais. Com mais preferência, as isoparafinas multiplamente ramificadas têm duas, três ou mais cadeias laterais.[00034] The isoparaffins of the renewable paraffin composition comprise monobranched isoparaffins and/or multiply branched isoparaffins. Monobranched isoparaffins are paraffins, or alkanes having one branch or side chain. Multiply branched isoparaffins, or multi-branched isoparaffins, are paraffins or alkanes, having at least two branches or side chains. Multiply branched isoparaffins may have two, three or more branches or side chains. In a preferred embodiment, the multiply branched isoparaffins have at least two side chains. More preferably, the multiply branched isoparaffins have two, three or more side chains.
[00035] Verificou-se que o aumento da quantidade de isoparafinas na composição de parafina renovável promove a capacidade de mistura da composição de parafina renovável com nafta fóssil. Quanto mais alta a quantidade de % em peso de isoparafinas, mais facilmente a composição de parafina renovável se mistura com nafta fóssil. Uma composição de parafina renovável tendo um alto grau de isomerização é menos provável de formar sistemas de duas ou múltiplas fases com nafta fóssil na ausência de mistura suficiente da mistura. Além disso, uma composição de parafina renovável tendo um alto grau de isomerização forma com nafta fóssil uma mistura tendo propriedades frias melhores, isto é, um valor de temperatura mais baixo do ponto de escoamento, em comparação com uma mistura em que a composição de parafina renovável tem um baixo grau de isomerização. A mistura contendo uma composição de parafina renovável altamente isomerizada é mais estável, isto é, menos provável de formar sistemas de duas ou múltiplas fases, particularmente em temperaturas ambiente baixas e têm melhor capacidade de processamento, por exemplo, capacidade de bombeamento, em comparação com misturas em que a composição de parafina renovável tem um baixo grau de isomerização. Portanto, a composição de parafina renovável contém de preferência mais de 70% em peso de isoparafinas. Em modalidades em que a mistura não contém outros componentes além da composição de parafina renovável e nafta fóssil, o grau de isomerização da composição de parafina renovável é mais alto que 70% em peso para assegurar a operabilidade da mistura em todas as razões de mistura em baixas temperaturas ambiente, tal como -20°C. Ainda com preferência, a composição de parafina renovável contém pelo menos 75% em peso de isoparafinas. Com mais preferência, a composição de parafina renovável contém pelo menos 80% em peso de isoparafinas. Ainda com mais preferência a composição de parafina renovável contém pelo menos 85% em peso de isoparafinas. Com mais preferência, a composição de parafina renovável contém pelo menos 90% em peso de isoparafinas. Em uma modalidade, a composição de parafina renovável contém pelo menos 93% em peso de isoparafinas. Em uma modalidade, o teor de isoparafina da composição de parafina renovável está compreendido na faixa de 73% em peso a 95% em peso, de preferência de 76% em peso a 95% em peso, ainda de preferência de 78% em peso a 87% em peso e com mais preferência de 83% em peso a 91% em peso. O restante das parafinas na composição de parafina renovável são n-parafinas.[00035] It was found that increasing the amount of isoparaffins in the renewable paraffin composition promotes the mixing capacity of the renewable paraffin composition with fossil naphtha. The higher the weight % of isoparaffins, the more easily the renewable paraffin composition mixes with fossil naphtha. A renewable paraffin composition having a high degree of isomerization is less likely to form two- or multi-phase systems with fossil naphtha in the absence of sufficient mixing of the mixture. Furthermore, a renewable paraffin composition having a high degree of isomerization forms with fossil naphtha a mixture having better cold properties, i.e. a lower temperature value of the pour point, compared to a mixture in which the paraffin composition renewable has a low degree of isomerization. The mixture containing a highly isomerized renewable paraffin composition is more stable, i.e., less likely to form two- or multi-phase systems, particularly at low ambient temperatures, and has improved processability, e.g., pumpability, compared to mixtures in which the renewable paraffin composition has a low degree of isomerization. Therefore, the renewable paraffin composition preferably contains more than 70% by weight of isoparaffins. In embodiments where the mixture contains no components other than the renewable paraffin and fossil naphtha composition, the degree of isomerization of the renewable paraffin composition is higher than 70% by weight to ensure operability of the mixture at all mixing ratios in low ambient temperatures, such as -20°C. Still preferably, the renewable paraffin composition contains at least 75% by weight isoparaffins. More preferably, the renewable paraffin composition contains at least 80% by weight isoparaffins. Even more preferably the renewable paraffin composition contains at least 85% by weight isoparaffins. More preferably, the renewable paraffin composition contains at least 90% by weight isoparaffins. In one embodiment, the renewable paraffin composition contains at least 93% by weight isoparaffins. In one embodiment, the isoparaffin content of the renewable paraffin composition is in the range of 73% by weight to 95% by weight, preferably 76% by weight to 95% by weight, more preferably 78% by weight to 87% by weight and more preferably from 83% by weight to 91% by weight. The remainder of the paraffins in the renewable paraffin composition are n-paraffins.
[00036] Em uma modalidade a razão da quantidade de % em peso de isoparafinas da composição de parafina renovável para a quantidade de % em peso de n-parafinas da composição de parafina renovável é pelo menos 2,5, de preferência pelo menos 3,0, com mais preferência pelo menos 4,0, ainda com mais preferência pelo menos 5,5 e com a máxima preferência pelo menos 9,00. Os benefícios de uma razão alta da quantidade de % em peso de isoparafinas para a quantidade de % em peso de n-parafinas, isto é, das parafinas na composição de parafina renovável sendo predominantemente isoparafinas, são explicados acima.[00036] In one embodiment the ratio of the amount of % by weight of isoparaffins of the renewable paraffin composition to the amount of % by weight of n-paraffins of the renewable paraffin composition is at least 2.5, preferably at least 3. 0, more preferably at least 4.0, even more preferably at least 5.5 and most preferably at least 9.00. The benefits of a high ratio of the weight % amount of isoparaffins to the weight % amount of n-paraffins, that is, of the paraffins in the renewable paraffin composition being predominantly isoparaffins, are explained above.
[00037] Em uma modalidade, a composição de parafina renovável compreende pelo menos 85% em peso de isoparafinas, a quantidade total de parafinas na composição de parafina renovável sendo pelo menos 95% em peso. Em uma modalidade preferencial, a composição de parafina renovável compreende pelo menos 90% em peso de isoparafinas, a quantidade total de parafinas na composição de parafina renovável sendo pelo menos 99% em peso. Uma composição de parafina renovável tendo um alto grau de isomerização e um alto teor total de parafinas tem uma boa miscibilidade com nafta fóssil, boas propriedades frias e promove a formação de HVCs na etapa de craqueamento térmico.[00037] In one embodiment, the renewable paraffin composition comprises at least 85% by weight of isoparaffins, the total amount of paraffins in the renewable paraffin composition being at least 95% by weight. In a preferred embodiment, the renewable paraffin composition comprises at least 90% by weight of isoparaffins, the total amount of paraffins in the renewable paraffin composition being at least 99% by weight. A renewable paraffin composition having a high degree of isomerization and a high total paraffin content has good miscibility with fossil naphtha, good cold properties and promotes the formation of HVCs in the thermal cracking step.
[00038] Em uma modalidade, a composição de parafina renovável compreende mais de 20% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas. De preferência, o teor de isoparafinas multiplamente ramificadas na composição de parafina renovável é pelo menos 25% em peso. Ainda de preferência, o teor de isoparafinas multiplamente ramificadas na composição de parafina renovável é pelo menos 30% em peso. Com mais preferência, o teor de isoparafinas multiplamente ramificadas na composição de parafina renovável é pelo menos 35% em peso. Ainda com mais preferência, o teor de isoparafinas multiplamente ramificadas na composição de parafina renovável é pelo menos 40% em peso. Ainda com preferência, o teor de isoparafinas multiplamente ramificadas na composição de parafina renovável não é maior que 65% em peso. Ainda com mais preferência, o teor de isoparafinas multiplamente ramificadas na composição de parafina renovável não é maior que 60% em peso. Ainda mais preferivelmente, o teor de isoparafinas multiplamente ramificadas na composição de parafina renovável não é maior que 55% em peso. O restante das isoparafinas da composição de parafina renovável são isoparafinas monoramificadas. A quantidade de isoparafinas multiplamente ramificadas na composição de parafina renovável influencia a distribuição de produto da mistura de hidrocarbonetos formados na etapa de craqueamento térmico. Isoparafinas multiplamente ramificadas promovem a formação de produtos (C5+) mais pesados, tais como gasolina de pirólise, aromáticos benzeno, tolueno e xilenos e reduzem o rendimento de eteno. Isoparafinas multiplamente ramificadas craqueiam também em temperaturas mais baixas em comparação com parafinas mais lineares. Adicionalmente, parafinas multiplamente ramificadas melhoram a capacidade de mistura da composição de parafina renovável com nafta fóssil.[00038] In one embodiment, the renewable paraffin composition comprises more than 20% by weight of multiply branched isoparaffins. Preferably, the content of multiply branched isoparaffins in the renewable paraffin composition is at least 25% by weight. Still preferably, the content of multiply branched isoparaffins in the renewable paraffin composition is at least 30% by weight. More preferably, the content of multiply branched isoparaffins in the renewable paraffin composition is at least 35% by weight. Even more preferably, the content of multiply branched isoparaffins in the renewable paraffin composition is at least 40% by weight. Still preferably, the content of multiply branched isoparaffins in the renewable paraffin composition is not greater than 65% by weight. Even more preferably, the content of multiply branched isoparaffins in the renewable paraffin composition is not greater than 60% by weight. Even more preferably, the content of multiply branched isoparaffins in the renewable paraffin composition is not greater than 55% by weight. The remainder of the isoparaffins in the renewable paraffin composition are monobranched isoparaffins. The amount of multiply branched isoparaffins in the renewable paraffin composition influences the product distribution of the hydrocarbon mixture formed in the thermal cracking step. Multiply branched isoparaffins promote the formation of heavier (C5+) products such as pyrolysis gasoline, aromatic benzene, toluene and xylenes and reduce the ethylene yield. Multiply branched isoparaffins also crack at lower temperatures compared to more linear paraffins. Additionally, multiply branched paraffins improve the mixability of the renewable paraffin composition with fossil naphtha.
[00039] Em uma modalidade, a razão da quantidade de % em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas da composição de parafina renovável para as quantidades de % em peso combinadas de n-parafinas e isoparafinas monoramificadas da composição de parafina renovável é de pelo menos 0,25, de preferência pelo menos 0,30, ainda com preferência pelo menos 0,40, com mais preferência pelo menos 0,45, ainda com mais preferência pelo menos 0,50 e com a máxima preferência pelo menos 0,65. Além disso, em uma modalidade, a razão da quantidade de % em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas da composição de parafina renovável para a quantidade de % em peso combinada de n-parafinas e isoparafinas monoramificadas da composição de parafina renovável não é maior que 1,25, de preferência não maior que 1,20, com mais preferência não maior que 1,00 e ainda com mais preferência não maior que 0,80. Os benefícios de uma composição de parafina renovável contendo suficientemente isoparafinas multiplamente ramificadas são explicados acima.[00039] In one embodiment, the ratio of the weight % amount of multiply branched isoparaffins of the renewable paraffin composition to the combined weight % amounts of n-paraffins and monobranched isoparaffins of the renewable paraffin composition is at least 0. 25, preferably at least 0.30, even more preferably at least 0.40, more preferably at least 0.45, even more preferably at least 0.50 and most preferably at least 0.65. Furthermore, in one embodiment, the ratio of the weight % amount of multiply branched isoparaffins of the renewable paraffin composition to the combined weight % amount of n-paraffins and monobranched isoparaffins of the renewable paraffin composition is not greater than 1. 25, preferably not greater than 1.20, most preferably not greater than 1.00, and most preferably not greater than 0.80. The benefits of a renewable paraffin composition containing sufficient multiply branched isoparaffins are explained above.
[00040] Em uma modalidade preferencial, a composição de parafina renovável compreende pelo menos 25% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas, a quantidade total de isoparafinas na composição de parafina renovável sendo de pelo menos 75% em peso. Em uma modalidade preferencial, a composição de parafina renovável compreende pelo menos 25% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas, a quantidade total de isoparafinas na composição de parafina renovável sendo de pelo menos 85% em peso. Em uma modalidade preferencial adicional, a composição de parafina renovável compreende pelo menos 30% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas, a quantidade total de isoparafinas na composição de parafina renovável sendo de pelo menos 90% em peso. Em uma modalidade mais preferencial, a composição de parafina renovável compreende pelo menos 40% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas, a quantidade total de isoparafinas na composição de parafina renovável sendo de pelo menos 90% em peso. Uma composição de parafina renovável contendo suficientemente isoparafinas multiplamente ramificadas e tendo um alto grau de isomerização, isto é quantidade total alta (% em peso) de isoparafinas, têm uma boa miscibilidade com nafta fóssil, boas propriedades frias e promove a formação de HVCs, particularmente propileno, benzeno, tolueno e xilenos, na etapa de craqueamento térmico.[00040] In a preferred embodiment, the renewable paraffin composition comprises at least 25% by weight of multiply branched isoparaffins, the total amount of isoparaffins in the renewable paraffin composition being at least 75% by weight. In a preferred embodiment, the renewable paraffin composition comprises at least 25% by weight of multiply branched isoparaffins, the total amount of isoparaffins in the renewable paraffin composition being at least 85% by weight. In a further preferred embodiment, the renewable paraffin composition comprises at least 30% by weight of multiply branched isoparaffins, the total amount of isoparaffins in the renewable paraffin composition being at least 90% by weight. In a more preferred embodiment, the renewable paraffin composition comprises at least 40% by weight of multiply branched isoparaffins, the total amount of isoparaffins in the renewable paraffin composition being at least 90% by weight. A renewable paraffin composition containing sufficiently multiply branched isoparaffins and having a high degree of isomerization, i.e. high total quantity (% by weight) of isoparaffins, has good miscibility with fossil naphtha, good cold properties and promotes the formation of HVCs, particularly propylene, benzene, toluene and xylenes, in the thermal cracking stage.
[00041] Em uma modalidade, a composição de parafina renovável contém mais de 20% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas, a quantidade total de isoparafinas na composição de parafina renovável sendo mais de 70% em peso e a quantidade total de parafinas na composição de parafina renovável sendo de pelo menos 90% em peso. Em uma modalidade preferencial, a composição de parafina renovável contém pelo menos 25% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas, a quantidade total de isoparafinas na composição de parafina renovável sendo de pelo menos 75% em peso e a quantidade total de parafinas na composição de parafina renovável sendo de pelo menos 95% em peso. Em uma modalidade preferencial adicional, a composição de parafina renovável contém pelo menos 35% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas, a quantidade total de isoparafinas na composição de parafina renovável sendo de pelo menos 90% em peso e a quantidade total de parafinas na composição de parafina renovável sendo de pelo menos 99% em peso. Uma composição de parafina renovável contendo suficientemente isoparafinas multiplamente ramificadas, uma quantidade total alta (% em peso) de isoparafinas, e uma quantidade total alta (% em peso) de parafinas têm uma boa miscibilidade com nafta fóssil, boas propriedades frias e fornece um rendimento particularmente bom de HVCs, tais como propileno benzeno, tolueno e xilenos na etapa de craqueamento térmico.[00041] In one embodiment, the renewable paraffin composition contains more than 20% by weight of multiply branched isoparaffins, the total amount of isoparaffins in the renewable paraffin composition being more than 70% by weight and the total amount of paraffins in the composition of renewable paraffin being at least 90% by weight. In a preferred embodiment, the renewable paraffin composition contains at least 25% by weight of multiply branched isoparaffins, the total amount of isoparaffins in the renewable paraffin composition being at least 75% by weight, and the total amount of paraffins in the paraffin composition being renewable being at least 95% by weight. In a further preferred embodiment, the renewable paraffin composition contains at least 35% by weight of multiply branched isoparaffins, the total amount of isoparaffins in the renewable paraffin composition being at least 90% by weight, and the total amount of paraffins in the composition of renewable paraffin being at least 99% by weight. A renewable paraffin composition containing sufficiently multiply branched isoparaffins, a high total amount (wt%) of isoparaffins, and a high total amount (wt%) of paraffins has good miscibility with fossil naphtha, good cold properties, and provides a yield Particularly good use of HVCs such as propylene benzene, toluene and xylenes in the thermal cracking step.
[00042] Em geral, qualquer composição de parafina renovável como definida acima pode ser usada na presente invenção. Não obstante, duas frações de parafina específicas (A e B) devem ser mencionadas, uma vez que provê em distribuição de produto particularmente desejável. As frações A e B são também favoráveis em vista de saúde, ambiente e segurança (HSE) . O que é definido acima para a composição de parafina renovável se aplica também para frações A e B. A fração A compreende mais de 50% em peso, de preferência 75% em peso ou mais, com mais preferência 90% em peso ou mais de hidrocarbonetos C10-C20 (com base nos componentes orgânicos). O teor de hidrocarbonetos com número par na faixa C10-C20 (isto é, C10, C12, C14, C16, C18 e C20) é de preferência maior que 50% em peso. A fração A contém não mais que 1,0% em peso, de preferência 0,5% em peso ou menos, com mais preferência 0,2% em peso ou menos de aromáticos e menos de 2,0, de preferência 1,0% em peso ou menos, com mais preferência 0,5% em peso ou menos de olefinas e não mais que 5,0% em peso, de preferência 2,0% em peso ou menos de naftenos. A fração B compreende mais de 50% em peso, de preferência 75% em peso ou mais, com mais preferência 90% em peso ou mais de hidrocarbonetos C5-C10 (com base nos componentes orgânicos). A fração B contém não mais que 1,0% em peso, de preferência 0,5% em peso ou menos, com mais preferência 0,2% em peso ou menos de aromáticos e menos de 2,0% em peso, de preferência 1,0% em peso ou menos, com mais preferência 0,5% em peso ou menos de olefinas e não mais que 5,0% em peso, de preferência 2,0% em peso ou menos de naftenos. Uma quantidade baixa de aromáticos, olefinas e naftenos na composição de parafina renovável melhora a distribuição de produtos do processo de craqueamento. Em outras palavras, quanto menor a quantidade (% em peso) de aromáticos, olefinas e naftenos na composição de parafina renovável, melhor a distribuição de produtos do processo de craqueamento. “Melhor distribuição de produtos” se refere nesse contexto a uma distribuição de produtos contendo mais produtos de valor alto.[00042] In general, any renewable paraffin composition as defined above can be used in the present invention. Nevertheless, two specific paraffin fractions (A and B) should be mentioned, as they provide particularly desirable product distribution. Fractions A and B are also favorable in terms of health, environment and safety (HSE). What is defined above for the renewable paraffin composition also applies to fractions A and B. Fraction A comprises more than 50% by weight, preferably 75% by weight or more, more preferably 90% by weight or more C10-C20 hydrocarbons (based on organic components). The content of even numbered hydrocarbons in the range C10-C20 (i.e. C10, C12, C14, C16, C18 and C20) is preferably greater than 50% by weight. Fraction A contains no more than 1.0% by weight, preferably 0.5% by weight or less, more preferably 0.2% by weight or less of aromatics and less than 2.0, preferably 1.0 % by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less of olefins and not more than 5.0% by weight, preferably 2.0% by weight or less of naphthenes. Fraction B comprises more than 50% by weight, preferably 75% by weight or more, more preferably 90% by weight or more of C5-C10 hydrocarbons (based on the organic components). Fraction B contains no more than 1.0% by weight, preferably 0.5% by weight or less, more preferably 0.2% by weight or less of aromatics, and preferably less than 2.0% by weight, preferably 1.0% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less of olefins and not more than 5.0% by weight, preferably 2.0% by weight or less of naphthenes. A low amount of aromatics, olefins and naphthenes in the renewable paraffin composition improves the distribution of products from the cracking process. In other words, the lower the amount (% by weight) of aromatics, olefins and naphthenes in the renewable paraffin composition, the better the distribution of products from the cracking process. “Better product distribution” refers in this context to a product distribution containing more high-value products.
[00043] Em uma modalidade, a composição de parafina renovável compreende pelo menos uma dentre uma fração pesada tendo um ponto de ebulição que varia de 180 a 360°C (medido de acordo com EN-ISO-3405 (20110)) e uma fração leve tendo um ponto de ebulição que varia de 30 a 180°C (medido de acordo com EN-ISO-3405 (2011)). As frações influenciam a distribuição de produto das misturas de hidrocarbonetos formados na etapa de craqueamento e promovem as formações de HVCs. Em uma modalidade, a composição de parafina renovável compreende a fração pesada sem compreender a fração leve. Em uma modalidade alternativa, a composição de parafina renovável compreende a fração leve sem compreender as frações pesadas.[00043] In one embodiment, the renewable paraffin composition comprises at least one of a heavy fraction having a boiling point ranging from 180 to 360°C (measured in accordance with EN-ISO-3405 (20110)) and a mild having a boiling point ranging from 30 to 180°C (measured according to EN-ISO-3405 (2011)). The fractions influence the product distribution of the hydrocarbon mixtures formed in the cracking stage and promote the formation of HVCs. In one embodiment, the renewable paraffin composition comprises the heavy fraction without comprising the light fraction. In an alternative embodiment, the renewable paraffin composition comprises the light fraction without comprising the heavy fractions.
[00044] Na presente invenção, a quantidade total (% em peso) de parafinas na composição de parafina renovável é determinada em relação a todo material orgânico na composição de parafina renovável. As quantidades (% em peso) de isoparafinas monoramificadas, parafinas multiplamente ramificadas e n-parafinas são determinadas em relação ao teor total de parafina na composição de parafina renovável. As quantidades (% em peso) de isoparafinas monoramificadas, isoparafinas multiplamente ramificadas e n-parafinas podem ser determinadas usando análise GC combinada com detectores adequados como FID/MS, como explicado nos Exemplos, ou por qualquer outro método adequado. Em qualquer caso, a composição de parafina renovável contém de preferência no máximo 1% em peso de oxigênio com base em todos os elementos constituindo a composição de parafina renovável, como determinado por análise elementar. Um teor baixo de oxigênio da composição de parafina renovável permite a realização do craqueamento em um modo mais controlado, resultando, desse modo, em uma distribuição de produto mais favorável e melhor operabilidade da planta.[00044] In the present invention, the total amount (% by weight) of paraffins in the renewable paraffin composition is determined in relation to all organic material in the renewable paraffin composition. The amounts (% by weight) of monobranched isoparaffins, multiply branched paraffins and n-paraffins are determined in relation to the total paraffin content in the renewable paraffin composition. The amounts (% by weight) of monobranched isoparaffins, multiply branched isoparaffins and n-paraffins can be determined using GC analysis combined with suitable detectors such as FID/MS, as explained in the Examples, or by any other suitable method. In any case, the renewable paraffin composition preferably contains no more than 1% by weight of oxygen based on all elements constituting the renewable paraffin composition, as determined by elemental analysis. A low oxygen content of the renewable paraffin composition allows cracking to be carried out in a more controlled manner, thereby resulting in more favorable product distribution and improved plant operability.
[00045] A nafta fóssil da mistura é nafta fóssil convencional. A nafta fóssil pode ser selecionada de vários tipos de nafta fóssil, como nafta pesada e nafta leve, ou combinações das mesmas. De preferência, a faixa de ponto de ebulição (ponto de ebulição inicial até ponto final) da nafta fóssil está compreendida na faixa de temperatura de 30°C a 360°C. A nafta fóssil pode ser nafta de petróleo obtida do processo de refino de óleo cru. Em uma modalidade, a faixa de ponto de ebulição da nafta fóssil está compreendida na faixa de 30°C a 220°C. Em uma modalidade adicional, a faixa de ponto de ebulição da nafta fóssil está compreendida na faixa de 30°C a 90°C, de preferência de 35°C a 85°C. Em outra modalidade, a faixa de ponto de ebulição da nafta fóssil está compreendida na faixa de 50°C a 200°C, de preferência de 50°C a 187°C. Ainda em outra modalidade, a faixa de ponto de ebulição da nafta fóssil está compreendida na faixa de 180°C a 360°C. As faixas de ponto de ebulição são dadas como medidas de acordo com EN-ISO-3405 (2011) . Em uma modalidade, a nafta fóssil compreende 20-85% em peso de parafinas, 0-35% em peso de olefinas (alquenos), 5-30% em peso de naftenos (cicloalcanos) e 0-30% em peso de aromáticos (hidrocarbonetos aromáticos). As quantidades de % em peso se baseiam no peso total da nafta fóssil. De preferência, a quantidade de % em peso total de hidrocarbonetos na nafta fóssil é pelo menos 95% em peso, de preferência pelo menos 99% em peso.[00045] The fossil naphtha in the mixture is conventional fossil naphtha. Fossil naphtha can be selected from various types of fossil naphtha, such as heavy naphtha and light naphtha, or combinations thereof. Preferably, the boiling point range (initial boiling point to end point) of fossil naphtha is within the temperature range of 30°C to 360°C. Fossil naphtha can be petroleum naphtha obtained from the crude oil refining process. In one embodiment, the boiling point range of fossil naphtha is in the range of 30°C to 220°C. In a further embodiment, the boiling point range of fossil naphtha is in the range of 30°C to 90°C, preferably 35°C to 85°C. In another embodiment, the boiling point range of fossil naphtha is in the range of 50°C to 200°C, preferably 50°C to 187°C. In yet another embodiment, the boiling point range of fossil naphtha is in the range of 180°C to 360°C. Boiling point ranges are given as measurements according to EN-ISO-3405 (2011). In one embodiment, the fossil naphtha comprises 20-85% by weight paraffins, 0-35% by weight olefins (alkenes), 5-30% by weight naphthenes (cycloalkanes), and 0-30% by weight aromatics ( aromatic hydrocarbons). Weight % amounts are based on the total weight of fossil naphtha. Preferably, the total weight % amount of hydrocarbons in the fossil naphtha is at least 95% by weight, preferably at least 99% by weight.
[00046]A composição de parafina renovável como descrita acima pode ser fornecida na etapa (a) do método de acordo com o primeiro aspecto da invenção. Além disso, a composição de parafina renovável como descrita acima pode estar contida na mistura de acordo com o segundo aspecto da invenção. O uso da mistura contendo a composição de parafina renovável e nafta fóssil como uma alimentação de craqueamento térmico permite a produção flexível de polímeros e blocos de construção química a partir de uma matéria prima com teor de hidrocarboneto renovável. As propriedades, como propriedades frias, da mistura e distribuição de produtos da mistura de hidrocarbonetos a partir do craqueamento térmico podem ser controladas pela alteração das quantidades (% em peso) da composição de parafina renovável e nafta fóssil na mistura. Ainda, adicionalmente, a mistura e o método fornecidos pela presente invenção melhoram a sustentabilidade (ambiental) do processo de craqueamento térmico e dos produtos de craqueamento em comparação com os processos de craqueamento térmico usando nafta pura como matéria prima.[00046] The renewable paraffin composition as described above can be provided in step (a) of the method according to the first aspect of the invention. Furthermore, the renewable paraffin composition as described above may be contained in the mixture according to the second aspect of the invention. The use of the mixture containing the composition of renewable paraffin and fossil naphtha as a thermal cracking feed allows the flexible production of polymers and chemical building blocks from a raw material with renewable hydrocarbon content. The properties, such as cold properties, of the mixing and distribution of hydrocarbon mixture products from thermal cracking can be controlled by changing the amounts (wt%) of the renewable paraffin and fossil naphtha composition in the mixture. Still further, the mixture and method provided by the present invention improve the (environmental) sustainability of the thermal cracking process and cracking products compared to thermal cracking processes using pure naphtha as raw material.
[00047] Em uma modalidade, a mistura contém pelo menos 1% em peso, de preferência pelo menos 5% em peso, ainda de preferência pelo menos 10% em peso, com mais preferência pelo menos 15% em peso, ainda com mais preferência pelo menos 20% em peso e, com maior preferência pelo menos 30% em peso de nafta fóssil. Em uma modalidade adicional, a mistura contém pelo menos 3% em peso, de preferência pelo menos 6% em peso, ainda de preferência pelo menos 8% em peso, com maior preferência pelo menos 12% em peso, ainda com maior preferência pelo menos 17% em peso de nafta fóssil. Ainda, em uma modalidade adicional, a mistura contém pelo menos 25% em peso, de preferência pelo menos 25% em peso, com mais preferência pelo menos 27% em peso de nafta fóssil. Em uma modalidade, a mistura contém no máximo 99% em peso, de preferência no máximo 95% em peso, ainda de preferência no máximo 90% em peso, com mais preferência no máximo 85% em peso, ainda com mais preferência no máximo 80% em peso e com a máxima preferência no máximo 75% em peso de nafta fóssil. Em uma modalidade, a mistura contém no máximo 97% em peso, de preferência no máximo 93% em peso, ainda de preferência no máximo 87% em peso, com mais preferência no máximo 83% e peso e ainda com mais preferência no máximo 77% em peso de nafta fóssil. De preferência, a soma das quantidades de % em peso da composição de parafina renovável e de nafta fóssil na mistura é pelo menos 90% em peso, com mais preferência pelo menos 95% em peso, e ainda com mais preferência pelo menos 99% em peso do peso total da mistura.[00047] In one embodiment, the mixture contains at least 1% by weight, preferably at least 5% by weight, even more preferably at least 10% by weight, more preferably at least 15% by weight, even more preferably at least 20% by weight and, more preferably, at least 30% by weight of fossil naphtha. In a further embodiment, the mixture contains at least 3% by weight, preferably at least 6% by weight, further preferably at least 8% by weight, more preferably at least 12% by weight, even more preferably at least 17% by weight of fossil naphtha. Still, in a further embodiment, the mixture contains at least 25% by weight, preferably at least 25% by weight, more preferably at least 27% by weight of fossil naphtha. In one embodiment, the mixture contains at most 99% by weight, preferably at most 95% by weight, further preferably at most 90% by weight, more preferably at most 85% by weight, even more preferably at most 80% by weight. % by weight and most preferably a maximum of 75% by weight of fossil naphtha. In one embodiment, the mixture contains at most 97% by weight, preferably at most 93% by weight, further preferably at most 87% by weight, more preferably at most 83% by weight, and even more preferably at most 77% by weight. % by weight of fossil naphtha. Preferably, the sum of the weight % amounts of the renewable paraffin and fossil naphtha composition in the mixture is at least 90% by weight, more preferably at least 95% by weight, and even more preferably at least 99% by weight. weight of the total weight of the mixture.
[00048] A mistura contendo 1% em peso a 99% em peso de nafta fóssil pode ser termicamente craqueada resultando em um bom rendimento de HVCs. A distribuição de produtos pode ser controlada ao variar a quantidade (% em peso) de nafta fóssil na mistura. Nafta fóssil diminui o ponto de escoamento da mistura em comparação com o ponto de escoamento da composição de parafina renovável pura. A diminuição do ponto de escoamento é vista particularmente para misturas contendo pelo menos 10% em peso de nafta fóssil. O aperfeiçoamento em propriedades frias também melhora a estabilidade e capacidade de processamento da mistura em temperaturas ambiente baixas. Além disso, verificou-se que a composição de parafina renovável melhora o rendimento de HVCs produzidos a partir da mistura por craqueamento térmico em comparação com o rendimento de HVCs de nafta fóssil pura. Esse efeito é particularmente visto para misturas contendo pelo menos 15% em peso da composição de parafina renovável. Ainda, adicionalmente, o uso da mistura compreendendo composição de parafina renovável como uma alimentação de craqueamento térmico pode reduzir a taxa de coqueificação em comparação com o craqueamento térmico de nafta fóssil pura.[00048] The mixture containing 1% by weight to 99% by weight of fossil naphtha can be thermally cracked resulting in a good yield of HVCs. Product distribution can be controlled by varying the amount (% by weight) of fossil naphtha in the mixture. Fossil naphtha lowers the pour point of the mixture compared to the pour point of the pure renewable paraffin composition. The decrease in pour point is seen particularly for mixtures containing at least 10% by weight fossil naphtha. The improvement in cold properties also improves the stability and processability of the mixture at low ambient temperatures. Furthermore, the renewable paraffin composition was found to improve the yield of HVCs produced from thermal cracking blending compared to the yield of HVCs from pure fossil naphtha. This effect is particularly seen for mixtures containing at least 15% by weight of the renewable paraffin composition. Still further, the use of the mixture comprising renewable paraffin composition as a thermal cracking feed can reduce the coking rate compared to thermal cracking of pure fossil naphtha.
[00049] Em uma modalidade preferencial, a mistura contém de 25% em peso a 70% em peso, de preferência 30% em peso a 70% em peso, mais preferencialmente de 35% em peso a 65% em peso, ainda mais preferencialmente de 40% em peso a 55% em peso e com a máxima preferência de 45 a 50% em peso de nafta fóssil. Misturas contendo moderadamente nafta fóssil equilibram os benefícios da composição de parafina renovável e da nafta fóssil. Isto é, misturas contendo moderadamente nafta fóssil têm propriedades frias muito boas, e fornecem um rendimento melhorado de HVCs e podem reduzir a taxa de coqueificação em comparação com nafta fóssil pura.[00049] In a preferred embodiment, the mixture contains from 25% by weight to 70% by weight, preferably 30% by weight to 70% by weight, more preferably from 35% by weight to 65% by weight, even more preferably from 40% by weight to 55% by weight and most preferably from 45 to 50% by weight of fossil naphtha. Blends containing moderate amounts of fossil naphtha balance the benefits of renewable paraffin composition and fossil naphtha. That is, blends containing moderately fossil naphtha have very good cold properties, and provide an improved yield of HVCs and can reduce the coking rate compared to pure fossil naphtha.
[00050] Em uma modalidade preferencial, a mistura contém de 30% em peso a 70% em peso de nafta fóssil e uma composição de parafina renovável contendo pelo menos 75% em peso de isoparafinas. Em uma modalidade particularmente preferencial, a mistura compreende 30% em peso a 70% em peso de nafta fóssil e uma composição de parafina renovável contendo pelo menos 90% em peso de isoparafinas. Em uma modalidade particularmente preferencial, a mistura compreende 25-70% em peso, de preferência 25-65% em peso, nafta fóssil compreendendo 20-85% em peso de parafinas, 035% em peso de olefinas, 5-30% em peso de naftenos, e 0-30% em peso de aromáticos e uma composição de parafina renovável contendo pelo menos 25% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas, a quantidade total de isoparafinas na composição de parafina renovável sendo pelo menos 75% em peso, a soma das quantidades de % em peso da composição de parafina renovável e da nafta fóssil na mistura sendo pelo menos 95% em peso do peso total da mistura. Os componentes de tais misturas têm boa miscibilidade um com o outro (isto é, boa capacidade de mistura um no outro formando uma mistura uniformemente distribuída), excelentes propriedades frias e promovem a formação de HVCs.[00050] In a preferred embodiment, the mixture contains from 30% by weight to 70% by weight fossil naphtha and a renewable paraffin composition containing at least 75% by weight isoparaffins. In a particularly preferred embodiment, the mixture comprises 30% by weight to 70% by weight fossil naphtha and a renewable paraffin composition containing at least 90% by weight isoparaffins. In a particularly preferred embodiment, the mixture comprises 25-70% by weight, preferably 25-65% by weight, fossil naphtha comprising 20-85% by weight paraffins, 0.35% by weight olefins, 5-30% by weight of naphthenes, and 0-30% by weight of aromatics and a renewable paraffin composition containing at least 25% by weight of multiply branched isoparaffins, the total amount of isoparaffins in the renewable paraffin composition being at least 75% by weight, the sum of the amounts of % by weight of the renewable paraffin composition and fossil naphtha in the mixture being at least 95% by weight of the total weight of the mixture. The components of such mixtures have good miscibility with each other (i.e., good mixing ability with each other forming a uniformly distributed mixture), excellent cold properties and promote the formation of HVCs.
[00051] Devido às diferenças em densidades e composições químicas, as composições de parafina renovável e nafta fóssil tendem a formar sistemas de duas fases ou múltiplas fases se o tempo ou a mistura aplicados não forem suficientes. Tanques de alimentação de craqueador típicos não são equipados com equipamento de mistura eficiente. Portanto, a capacidade de mistura dos componentes é de alta importância. Em uma modalidade, a diferença entre a densidade da composição de parafina renovável contendo mais de 70% em peso, de preferência pelo menos 75% em peso, ainda de preferência pelo menos 80% em peso, com mais preferência pelo menos 85% e ainda com mais preferência pelo menos 90% em peso, isoparafinas e a nafta fóssil é pelo menos 20 kg/m3, de preferência pelo menos 50 kg/m3, ainda de preferência pelo menos 70 kg/m3, e com mais preferência pelo menos kg/m3, como medido a 15°C de acordo com EN-ISO-12185 (1996). De modo surpreendente, verificou- se que apesar da diferença em densidades os componentes da mistura têm boa miscibilidade um com o outro.[00051] Due to differences in densities and chemical compositions, renewable paraffin and fossil naphtha compositions tend to form two-phase or multi-phase systems if the time or mixing applied is not sufficient. Typical cracker feed tanks are not equipped with efficient mixing equipment. Therefore, the mixing ability of the components is of high importance. In one embodiment, the difference between the density of the renewable paraffin composition containing more than 70% by weight, preferably at least 75% by weight, further preferably at least 80% by weight, more preferably at least 85% and further more preferably at least 90% by weight, isoparaffins and fossil naphtha is at least 20 kg/m3, preferably at least 50 kg/m3, further preferably at least 70 kg/m3, and most preferably at least kg/m3 m3, as measured at 15°C according to EN-ISO-12185 (1996). Surprisingly, it was found that despite the difference in densities the components of the mixture have good miscibility with each other.
[00052] Em uma modalidade, a composição de parafinas renovável e a nafta fóssil formam uma fase líquida acima do ponto de escoamento da mistura. Verificou-se que a composição de parafina renovável e nafta fóssil podem ser combinadas de modo que a composição de parafina renovável e nafta fóssil formem uma fase líquida em temperaturas acima do ponto de escoamento da mistura (em pressão atmosférica). O craqueamento térmico de uma mistura uniformemente distribuída permite uma distribuição de produtos de craqueamento previsível ou constante. As propriedades como propriedades frias e propriedades de processamento de uma mistura uniformemente distribuída são mais previsíveis do que as propriedades de sistemas multifásicos. Além disso, a formação de camadas ou regiões tendo pontos de escoamento diferentes é evitada. “Uma fase líquida” é utilizada na presente invenção para indicar misturas contendo líquidos, que após inspeção visual (a olho nu) compreendem uma fase líquida única, isto é, não mais que uma fase líquida. Em outras palavras, nenhuma separação de fase líquida ou regiões de líquido distinguíveis se desviam do restante (líquido) da mistura são observadas.[00052] In one embodiment, the renewable paraffin composition and fossil naphtha form a liquid phase above the yield point of the mixture. It has been found that the composition of renewable paraffin and fossil naphtha can be combined such that the composition of renewable paraffin and fossil naphtha forms a liquid phase at temperatures above the yield point of the mixture (at atmospheric pressure). Thermal cracking of a uniformly distributed mixture allows for predictable or constant distribution of cracking products. Properties such as cold properties and processing properties of a uniformly distributed mixture are more predictable than the properties of multiphase systems. Furthermore, the formation of layers or regions having different yield points is avoided. "A liquid phase" is used in the present invention to indicate liquid-containing mixtures, which upon visual inspection (by eye) comprise a single liquid phase, that is, no more than one liquid phase. In other words, no liquid phase separation or distinguishable regions of liquid deviating from the remainder (liquid) of the mixture are observed.
[00053] Em uma modalidade, a composição de parafina renovável e a nafta fóssil são combinadas em um tanque de alimentação de craqueamento térmico sem misturadores. Em uma modalidade, a combinação de nafta fóssil com a composição de parafina renovável para formar uma mistura é realizada sem mistura adicional. Em outras palavras, em uma modalidade a combinação de nafta fóssil com a composição de parafina renovável para formar uma mistura é realizada sem misturadores ou equipamento de mistura. “Mistura adicional” como usado na presente invenção se refere à mistura realizada além da mistura inerente da combinação. Tal mistura inerente pode ser uma mistura causada ao derramar um componente da mistura em um receptáculo compreendendo outro componente da mistura, ou entrada dos componentes da mistura em um receptáculo em taxas de fluxo acima de zero. MATÉRIA PRIMA RENOVÁVEL[00053] In one embodiment, the renewable paraffin composition and fossil naphtha are combined in a thermal cracking feed tank without mixers. In one embodiment, combining fossil naphtha with the renewable paraffin composition to form a mixture is carried out without additional mixing. In other words, in one embodiment the combination of fossil naphtha with the renewable paraffin composition to form a mixture is carried out without mixers or mixing equipment. “Additional mixing” as used in the present invention refers to mixing carried out in addition to the inherent mixing of the combination. Such inherent mixing may be mixing caused by pouring a mixture component into a receptacle comprising another mixture component, or entering the mixture components into a receptacle at flow rates above zero. RENEWABLE RAW MATERIAL
[00054] Na presente invenção, a matéria prima renovável pode ser obtida ou derivada de qualquer fonte renovável, tais como plantas ou animais, incluindo fungos, levedura, alga e bactérias. As plantas e fontes microbianas podem ser de gene manipulado. De preferência, a matéria prima renovável compreende ou é obtida ou derivada de óleo (em particular óleo graxo), tal como óleo vegetal ou de planta, incluindo óleo à base de madeira, óleo de animal, óleo de peixe, óleo de algas e/ou óleo microbiano, ou gordura, tal como gordura vegetal ou de planta, gordura de animal e/ou gordura de peixe, gorduras recicladas de indústria alimentícia e/ou combinações das mesmas. A matéria prima renovável pode compreender ou ser obtida de ou derivado de qualquer outra matéria prima que pode ser submetida à gaseificação de biomassa ou métodos de biomassa para líquido (BTL).[00054] In the present invention, the renewable raw material can be obtained or derived from any renewable source, such as plants or animals, including fungi, yeast, algae and bacteria. Plants and microbial sources can be gene manipulated. Preferably, the renewable raw material comprises or is obtained or derived from oil (in particular fatty oil), such as vegetable or plant oil, including wood-based oil, animal oil, fish oil, algal oil and/or or microbial oil, or fat, such as vegetable or plant fat, animal fat and/or fish fat, recycled fats from the food industry and/or combinations thereof. The renewable feedstock may comprise or be obtained from or derived from any other feedstock that can be subjected to biomass gasification or biomass-to-liquid (BTL) methods.
[00055] A matéria prima renovável pode ser submetida a um pré-tratamento opcional antes da preparação de uma matéria prima de hidrocarboneto ou da composição de parafina renovável. Tal pré-tratamento pode compreender purificação e/ou modificação química, como saponificação ou transesterificação. Se a matéria prima renovável, isto é, a matéria prima da matéria prima renovável for um material sólido (em condições ambiente), é útil modificar quimicamente o material de modo a derivar uma matéria prima renovável líquida. Em uma modalidade preferencial, a matéria prima renovável é uma matéria prima renovável líquida (em condições ambiente).[00055] The renewable raw material can be subjected to an optional pre-treatment before preparing a hydrocarbon raw material or renewable paraffin composition. Such pretreatment may comprise purification and/or chemical modification, such as saponification or transesterification. If the renewable feedstock, that is, the raw material of the renewable feedstock is a solid material (at ambient conditions), it is useful to chemically modify the material so as to derive a liquid renewable feedstock. In a preferred embodiment, the renewable raw material is a liquid renewable raw material (at ambient conditions).
[00056] De preferência, a matéria prima renovável compreende pelo menos um dentre óleo vegetal, gordura vegetal, óleo animal e gordura animal. Esses materiais são preferidos, uma vez que permitem a provisão de matéria prima renovável tendo uma composição previsível que pode ser ajustada conforme necessário por seleção e/ou mistura apropriada do(s) óleo(s) e/ou gordura(s) natural(is). MATÉRIA PRIMA DE HIDROCARBONETO E PREPARAÇÃO DA MESMA[00056] Preferably, the renewable raw material comprises at least one of vegetable oil, vegetable fat, animal oil and animal fat. These materials are preferred as they allow for the provision of renewable raw materials having a predictable composition that can be adjusted as necessary by appropriate selection and/or blending of the natural oil(s) and/or fat(s). ). HYDROCARBON RAW MATERIAL AND PREPARATION THEREOF
[00057] A composição de parafina renovável da presente invenção pode ser fornecida pela isomerização de uma matéria prima de hidrocarboneto obtida ou derivada da matéria prima renovável.[00057] The renewable paraffin composition of the present invention can be provided by the isomerization of a hydrocarbon raw material obtained or derived from the renewable raw material.
[00058] Em geral, a matéria prima de hidrocarboneto pode ser produzida da matéria prima renovável usando qualquer método conhecido. Exemplos específicos de um método para produzir a matéria prima de hidrocarboneto são providos no pedido de patente europeia EP 1741768 A1. Também outros métodos podem ser empregados, particularmente outro método BTL pode ser escolhido, por exemplo, gaseificação de biomassa seguido por um método Fischer- Tropsch.[00058] In general, hydrocarbon feedstock can be produced from renewable feedstock using any known method. Specific examples of a method for producing the hydrocarbon feedstock are provided in European patent application EP 1741768 A1. Also other methods can be employed, particularly another BTL method can be chosen, for example biomass gasification followed by a Fischer-Tropsch method.
[00059] Em uma modalidade preferencial, a preparação de uma matéria prima de hidrocarboneto a partir de uma matéria prima renovável compreende submeter a matéria prima renovável a um tratamento de desoxigenação. A maior parte da matéria prima renovável compreende materiais tendo um alto teor de oxigênio. Em uma modalidade, a matéria prima renovável compreende ácidos graxos, ou derivados de ácido graxo, como triglicerídeos ou uma combinação dos mesmos. Na presente invenção, o método de desoxigenação não é particularmente limitado e qualquer método adequado pode ser empregado. Métodos adequados são, por exemplo, hidrotratamento, como hidrodesoxigenação (HDO), hidrodesoxigenação catalítica (HDO catalítica) , craqueamento catalítico (CC) ou uma combinação dos mesmos. Outros métodos adequados incluem descarboxilação e reações de descarboxilação, individualmente ou em combinação com hidrotratamento.[00059] In a preferred embodiment, the preparation of a hydrocarbon raw material from a renewable raw material comprises subjecting the renewable raw material to a deoxygenation treatment. Most renewable raw materials comprise materials having a high oxygen content. In one embodiment, the renewable raw material comprises fatty acids, or fatty acid derivatives, such as triglycerides or a combination thereof. In the present invention, the deoxygenation method is not particularly limited and any suitable method can be employed. Suitable methods are, for example, hydrotreating, such as hydrodeoxygenation (HDO), catalytic hydrodeoxygenation (catalytic HDO), catalytic cracking (CC) or a combination thereof. Other suitable methods include decarboxylation and decarboxylation reactions, individually or in combination with hydrotreatment.
[00060] Em uma modalidade preferencial, o tratamento de desoxigenação ao qual a matéria prima renovável é submetida, é hidrotratamento. De preferência, a matéria prima renovável é submetida a hidrodesoxigenação (HDO) que usa de preferência um catalisador HDO. HDO (catalítico) é o modo mais comum de remover oxigênio e foi extensamente estudado e otimizado. Entretanto, a presente invenção não é limitada ao mesmo. Como o catalisador HDO, um catalisador HDO compreendendo metal de hidrogenação suportado em um carreador pode ser usado. Os exemplos incluem um catalisador HDO compreendendo um metal de hidrogenação selecionado de um grupo que consiste em Pd, Pt, Ni, Co, Mo, Ru, Rh, W ou uma combinação desses. Alumina ou sílica são adequadas como um carreador, entre outros. A etapa de hidrodesoxigenação pode, por exemplo, ser conduzida em uma temperatura de 100-500°C e uma pressão de 1000-15000 kPa (10-150 bar) (absoluta).[00060] In a preferred embodiment, the deoxygenation treatment to which the renewable raw material is subjected is hydrotreatment. Preferably, the renewable raw material is subjected to hydrodeoxygenation (HDO) which preferably uses an HDO catalyst. HDO (catalytic) is the most common way to remove oxygen and has been extensively studied and optimized. However, the present invention is not limited thereto. As the HDO catalyst, an HDO catalyst comprising hydrogenation metal supported on a carrier can be used. Examples include an HDO catalyst comprising a hydrogenation metal selected from a group consisting of Pd, Pt, Ni, Co, Mo, Ru, Rh, W or a combination thereof. Alumina or silica are suitable as a carrier, among others. The hydrodeoxygenation step can, for example, be conducted at a temperature of 100-500°C and a pressure of 1000-15000 kPa (10-150 bar) (absolute).
[00061]A preparação de uma matéria prima de hidrocarboneto a partir da matéria prima renovável pode compreender uma etapa de hidrocraquear hidrocarbonetos na matéria prima de hidrocarboneto. Desse modo, o comprimento de cadeia da matéria prima de hidrocarboneto pode ser ajustado e a distribuição de produto da mistura produzida de hidrocarbonetos pode ser indiretamente controlada. TRATAMENTO DE ISOMERIZAÇÃO[00061] The preparation of a hydrocarbon feedstock from the renewable feedstock may comprise a step of hydrocracking hydrocarbons in the hydrocarbon feedstock. In this way, the chain length of the hydrocarbon feedstock can be adjusted and the product distribution of the produced hydrocarbon mixture can be indirectly controlled. ISOMERIZATION TREATMENT
[00062]A composição de parafina renovável da presente invenção pode ser fornecida ao submeter pelo menos hidrocarbonetos de cadeia linear na matéria prima de hidrocarboneto a um tratamento de isomerização para preparar a composição de parafina renovável. A matéria prima de hidrocarboneto e sua preparação é descrita acima.[00062] The renewable paraffin composition of the present invention can be provided by subjecting at least straight-chain hydrocarbons in the hydrocarbon feedstock to an isomerization treatment to prepare the renewable paraffin composition. The hydrocarbon raw material and its preparation are described above.
[00063] Em uma modalidade, o fornecimento da composição de parafina renovável compreende submeter pelo menos uma parte dos alcanos de cadeia linear, ou parafinas, na matéria prima de hidrocarboneto a um tratamento de isomerização para preparar a composição de parafina renovável. O alcano de cadeia linear, ou uma porção do mesmo, pode ser separado do restante da matéria prima de hidrocarboneto, os alcanos de cadeia linear separados então são submetidos ao tratamento de isomerização e então opcionalmente reunificados com o restante da matéria prima de hidrocarboneto. Alternativamente, toda matéria prima de hidrocarboneto pode ser submetida a tratamento de isomerização.[00063] In one embodiment, providing the renewable paraffin composition comprises subjecting at least a portion of the straight-chain alkanes, or paraffins, in the hydrocarbon feedstock to an isomerization treatment to prepare the renewable paraffin composition. The straight-chain alkane, or a portion thereof, may be separated from the remainder of the hydrocarbon feedstock, the separated straight-chain alkanes then being subjected to isomerization treatment and then optionally reunified with the remainder of the hydrocarbon feedstock. Alternatively, all hydrocarbon raw materials can be subjected to isomerization treatment.
[00064] O tratamento de isomerização não é particularmente limitado. De preferência, o tratamento de isomerização é um tratamento de isomerização catalítico. Prefere-se que somente uma parte da matéria prima de hidrocarboneto seja submetida a uma etapa de isomerização. Em uma modalidade preferida, a parte da matéria prima de hidrocarboneto correspondendo a uma fração pesada em ebulição em ou acima de uma temperatura de 300°C medida, por exemplo, pelo método EN-ISO-3405 (2011) é submetida a uma etapa de isomerização, de preferência combinada com uma etapa de craqueamento catalítico. A parte de ponto de ebulição alto da matéria prima de hidrocarboneto, após craqueamento catalítico opcional, resulta principalmente em uma fração pesada após isomerização. O craqueamento térmico da fração pesada leva à distribuição aperfeiçoada do produto.[00064] Isomerization treatment is not particularly limited. Preferably, the isomerization treatment is a catalytic isomerization treatment. It is preferred that only a portion of the hydrocarbon feedstock is subjected to an isomerization step. In a preferred embodiment, the part of the hydrocarbon feedstock corresponding to a boiling heavy fraction at or above a temperature of 300°C measured, for example, by the EN-ISO-3405 method (2011) is subjected to a step of isomerization, preferably combined with a catalytic cracking step. The high-boiling part of the hydrocarbon feedstock, after optional catalytic cracking, mainly results in a heavy fraction after isomerization. Thermal cracking of the heavy fraction leads to improved product distribution.
[00065] A etapa de isomerização pode ser realizada na presença de um catalisador de isomerização e opcionalmente na presença de hidrogênio adicionado ao processo de isomerização. Catalisadores de isomerização adequados contêm uma peneira molecular e/ou um metal selecionado do grupo VIII da tabela periódica e opcionalmente um carreador. De preferência, o catalisador de isomerização contém SAPO-11, ou SAPO-41, ou ZSM-22, ou ZSM-23, ou ferrierita, e Pt, Pd, ou Ni, e Al2O3, ou SiO2. Catalisadores de isomerização típicos são, por exemplo, Pt/SAPO-11/Al2O3, Pt/ZSM-22/Al2Oa, Pt/ZSM-23/Al2O2, e Pt/SAPO-11/SiO2. Os catalisadores podem ser usados individualmente ou em combinação. A presença de hidrogênio adicionado é particularmente preferível para reduzir a desativação de catalisador. Em uma modalidade preferencial, o catalisador de isomerização é um catalisador bifuncional de metal nobre, como catalisador Pt-SAPO e/ou Pt-ZSM, que é usado em combinação com hidrogênio. A etapa de isomerização pode, por exemplo, ser conduzida em uma temperatura de 200-500°C, de preferência 280-400°C, e em uma pressão de 2000- 15000 kPa (20-150 bar), de preferência 3000-10000 kPa (30100 bar) (absoluta). A etapa de isomerização pode compreender ainda etapas intermediárias como uma etapa de purificação e uma etapa de fracionamento.[00065] The isomerization step can be carried out in the presence of an isomerization catalyst and optionally in the presence of hydrogen added to the isomerization process. Suitable isomerization catalysts contain a molecular sieve and/or a metal selected from group VIII of the periodic table and optionally a carrier. Preferably, the isomerization catalyst contains SAPO-11, or SAPO-41, or ZSM-22, or ZSM-23, or ferrierite, and Pt, Pd, or Ni, and Al2O3, or SiO2. Typical isomerization catalysts are, for example, Pt/SAPO-11/Al2O3, Pt/ZSM-22/Al2Oa, Pt/ZSM-23/Al2O2, and Pt/SAPO-11/SiO2. Catalysts can be used individually or in combination. The presence of added hydrogen is particularly preferable to reduce catalyst deactivation. In a preferred embodiment, the isomerization catalyst is a bifunctional noble metal catalyst, such as Pt-SAPO and/or Pt-ZSM catalyst, which is used in combination with hydrogen. The isomerization step can, for example, be conducted at a temperature of 200-500°C, preferably 280-400°C, and at a pressure of 2000-15000 kPa (20-150 bar), preferably 3000-10000 kPa (30100 bar) (absolute). The isomerization step may further comprise intermediate steps such as a purification step and a fractionation step.
[00066] O tratamento de isomerização causa ramificação de cadeias de hidrocarboneto (isto é, isomerização) da matéria prima de hidrocarboneto. A ramificação de cadeias de hidrocarboneto melhora as propriedades frias, isto é, a composição de parafina renovável formada pelo tratamento de isomerização tem propriedades frias melhores em comparação com a matéria prima de hidrocarboneto. Propriedades frias melhores se referem a um valor de temperatura mais baixo do ponto de escoamento. Além disso, verificou-se que a ramificação de cadeias de hidrocarboneto melhora a capacidade de mistura da composição de parafina renovável com nafta fóssil. Os hidrocarbonetos isoméricos, ou isoparafinas, formadas pelo tratamento de isomerização podem ter uma ou mais cadeias laterais ou ramificações. Em uma modalidade preferencial, as isoparafinas formadas têm uma ou mais ramificações C1C9, de preferência C1-C2. Normalmente, a isomerização da matéria prima de hidrocarboneto produz predominantemente ramificações de metila. A gravidade de condições de isomerização e escolha de catalisador controla a quantidade de ramificações de metila formadas e sua distância uma da outra e, desse modo, influencia a distribuição de produto obtida após craqueamento térmico.[00066] Isomerization treatment causes branching of hydrocarbon chains (i.e., isomerization) of the hydrocarbon feedstock. The branching of hydrocarbon chains improves the cold properties, that is, the renewable paraffin composition formed by the isomerization treatment has better cold properties compared to the hydrocarbon raw material. Better cold properties refer to a lower yield point temperature value. Furthermore, branching of hydrocarbon chains was found to improve the mixability of the renewable paraffin composition with fossil naphtha. Isomeric hydrocarbons, or isoparaffins, formed by isomerization treatment may have one or more side chains or branches. In a preferred embodiment, the isoparaffins formed have one or more C1C9 branches, preferably C1-C2. Typically, isomerization of hydrocarbon feedstock predominantly produces methyl branches. The severity of isomerization conditions and catalyst choice controls the amount of methyl branches formed and their distance from each other and thereby influences the product distribution obtained after thermal cracking.
[00067] O tratamento de isomerização é uma etapa que serve predominantemente para isomerizar a matéria prima de hidrocarboneto. Isto é, enquanto a maioria das conversões térmicas ou catalíticas (como HDO) resulta em um grau menor de isomerização (normalmente menos de 5% em peso), a etapa de isomerização que pode ser empregada na presente invenção é uma etapa que leva a um aumento significativo no teor de isoparafinas na composição de parafina renovável. O tratamento de isomerização também é a etapa que controla predominantemente as quantidades de isoparafinas multiplamente ramificadas e monoramificadas nas composições de parafina renovável preparadas.[00067] Isomerization treatment is a step that predominantly serves to isomerize the hydrocarbon raw material. That is, while most thermal or catalytic conversions (such as HDO) result in a lesser degree of isomerization (typically less than 5% by weight), the isomerization step that can be employed in the present invention is a step that leads to a significant increase in the content of isoparaffins in the renewable paraffin composition. The isomerization treatment is also the step that predominantly controls the amounts of multiply branched and monobranched isoparaffins in the prepared renewable paraffin compositions.
[00068] Em uma modalidade, submeter pelo menos hidrocarbonetos de cadeia linear na matéria prima de hidrocarboneto a um tratamento de isomerização compreende controlar a formação de isoparafinas multiplamente ramificadas durante o tratamento de isomerização. De preferência, o teor de isoparafinas multiplamente ramificadas do produto intermediário após isomerização é maior que 20% em peso, de preferência pelo menos 25% em peso, ainda de preferência pelo menos 30% em peso, com mais preferência pelo menos 35% em peso e ainda com mais preferência pelo menos 40% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas. Ainda com preferência, o teor de isoparafinas multiplamente ramificadas do produto intermediário após isomerização não é mais que 65% em peso, de preferência não mais que 60% em peso, com mais preferência não mais que 55% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas. A quantidade de isoparafinas multiplamente ramificadas formadas na etapa de isomerização contribui para controlar a distribuição de produto da mistura de hidrocarbonetos formados na etapa de craqueamento térmico.[00068] In one embodiment, subjecting at least straight-chain hydrocarbons in the hydrocarbon raw material to an isomerization treatment comprises controlling the formation of multiply branched isoparaffins during the isomerization treatment. Preferably, the multiply branched isoparaffin content of the intermediate product after isomerization is greater than 20% by weight, preferably at least 25% by weight, further preferably at least 30% by weight, more preferably at least 35% by weight. and even more preferably at least 40% by weight of multiply branched isoparaffins. Still preferably, the content of multiply branched isoparaffins of the intermediate product after isomerization is not more than 65% by weight, preferably not more than 60% by weight, more preferably not more than 55% by weight of multiply branched isoparaffins. The amount of multiply branched isoparaffins formed in the isomerization step contributes to controlling the product distribution of the hydrocarbon mixture formed in the thermal cracking step.
[00069] Prefere-se que o teor de isoparafina (% em peso) seja aumentado pelo tratamento de isomerização em pelo menos 30 pontos percentuais, com mais preferência pelo menos 50 pontos percentuais, ainda com maior preferência pelo menos 60 pontos percentuais e com máxima preferência pelo menos 70 pontos percentuais. Mais especificamente, assumindo que o teor de isoparafina da matéria prima de hidrocarboneto (material orgânico no componente líquido) é de 1% em peso, então o teor de isoparafina do produto intermediário após isomerização é com mais preferência de pelo menos 71% em peso (um aumento de 70 pontos percentuais) . Em uma modalidade, o teor de isoparafina do produto intermediário após isomerização é de pelo menos 75% em peso, de preferência pelo menos 80% em peso, com mais preferência pelo menos 85% em peso e ainda com mais preferência pelo menos 90%.[00069] It is preferred that the isoparaffin content (% by weight) is increased by the isomerization treatment by at least 30 percentage points, more preferably at least 50 percentage points, even more preferably at least 60 percentage points and with maximum preference at least 70 percentage points. More specifically, assuming that the isoparaffin content of the hydrocarbon raw material (organic material in the liquid component) is 1% by weight, then the isoparaffin content of the intermediate product after isomerization is more preferably at least 71% by weight ( an increase of 70 percentage points). In one embodiment, the isoparaffin content of the intermediate product after isomerization is at least 75% by weight, preferably at least 80% by weight, more preferably at least 85% by weight, and even more preferably at least 90%.
[00070] Uma composição de parafina renovável obtida por um tratamento de isomerização como descrito acima pode ser alimentada diretamente para o procedimento de craqueamento térmico. Em outras palavras, nenhuma purificação é necessária após a etapa de isomerização, de modo que a eficiência do processo possa ser adicionalmente aperfeiçoada.[00070] A renewable paraffin composition obtained by an isomerization treatment as described above can be fed directly to the thermal cracking procedure. In other words, no purification is required after the isomerization step, so that the process efficiency can be further improved.
[00071]A etapa de hidrotratamento descrita anteriormente e a etapa de isomerização podem ser conduzidas no mesmo reator. Alternativamente, a etapa de hidrotratamento e a etapa de isomerização podem ser conduzidas em reatores separados. Água e gases leves, como monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrogênio, metano, etano, propano e butano podem ser separados da composição hidrotratada ou hidrocraqueada e/ou a partir da composição de parafina renovável por qualquer meio convencional, tal como destilação, antes de craqueamento térmico. Após ou juntamente com a remoção de água e gases leves, a composição pode ser fracionada em uma ou mais frações, cada uma das quais podendo ser fornecida como a composição de parafina renovável na etapa de craqueamento térmico. O fracionamento pode ser conduzido por qualquer meio convencional, tal como destilação. Além disso, a composição de parafina renovável pode ser opcionalmente purificada. A purificação e/ou fracionamento permitem melhor controle das propriedades da composição de parafina renovável e, desse modo, das propriedades da mistura de hidrocarboneto produzida na etapa de craqueamento térmico.[00071] The previously described hydrotreatment step and the isomerization step can be conducted in the same reactor. Alternatively, the hydrotreating step and the isomerization step can be conducted in separate reactors. Water and light gases such as carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen, methane, ethane, propane and butane can be separated from the hydrotreated or hydrocracked composition and/or from the renewable paraffin composition by any conventional means, such as distillation, before thermal cracking. After or together with the removal of water and light gases, the composition may be fractionated into one or more fractions, each of which may be supplied as the renewable paraffin composition in the thermal cracking step. Fractionation can be conducted by any conventional means, such as distillation. Furthermore, the renewable paraffin composition may optionally be purified. Purification and/or fractionation allows better control of the properties of the renewable paraffin composition and, therefore, of the properties of the hydrocarbon mixture produced in the thermal cracking step.
[00072] Em uma modalidade preferencial, uma matéria prima renovável compreendendo pelo menos um dentre óleo vegetal, gordura vegetal, óleo animal e gordura animal é submetida a hidrotratamento e isomerização, a isomerização compreendendo controlar o grau de isomerização da composição de parafina renovável sendo preparada. Opcionalmente, a isomerização compreende controlar a produção de isoparafinas monoramificadas e multiplamente ramificadas durante o tratamento de isomerização. De preferência, a composição de parafina renovável compreendendo pelo menos uma dentre uma fração pesada (ponto de ebulição: 180-360°C medido de acordo com EN-ISO- 3405 (2011)) e uma fração leve (ponto de ebulição: 30-180°C medido de acordo com EN-ISO-3 4 05 (2011)) . Em uma modalidade, a composição de parafina renovável compreende a fração pesada. Em outra modalidade, a composição de parafina renovável compreende a fração leve. A composição de parafina renovável compreendendo a fração pesada e/ou a fração leve é então submetida a craqueamento térmico, de preferência craqueamento a vapor. Em uma modalidade, somente a fração pesada é submetida a craqueamento térmico, em que uma modalidade alternativa compreende submeter somente a fração leve a craqueamento térmico. Ainda em uma modalidade, uma mistura da fração pesada e da fração leve é submetida a craqueamento térmico. Com a máxima preferência, a fração pesada é submetida a craqueamento térmico. O uso dessas frações e, em particular, de tais frações derivadas do óleo renovável e/ou gordura permite bom controle da composição da composição de parafina renovável, e desse modo da mistura de hidrocarbonetos produzida pelo método do primeiro aspecto da invenção.[00072] In a preferred embodiment, a renewable raw material comprising at least one of vegetable oil, vegetable fat, animal oil and animal fat is subjected to hydrotreatment and isomerization, the isomerization comprising controlling the degree of isomerization of the renewable paraffin composition being prepared. . Optionally, isomerization comprises controlling the production of monobranched and multiply branched isoparaffins during the isomerization treatment. Preferably, the renewable paraffin composition comprising at least one of a heavy fraction (boiling point: 180-360°C measured in accordance with EN-ISO-3405 (2011)) and a light fraction (boiling point: 30- 180°C measured according to EN-ISO-3 4 05 (2011)). In one embodiment, the renewable paraffin composition comprises the heavy fraction. In another embodiment, the renewable paraffin composition comprises the light fraction. The renewable paraffin composition comprising the heavy fraction and/or the light fraction is then subjected to thermal cracking, preferably steam cracking. In one embodiment, only the heavy fraction is subjected to thermal cracking, in which an alternative embodiment comprises subjecting only the light fraction to thermal cracking. In still one embodiment, a mixture of the heavy fraction and the light fraction is subjected to thermal cracking. With utmost preference, the heavy fraction is subjected to thermal cracking. The use of these fractions and, in particular, such fractions derived from renewable oil and/or fat allows good control of the composition of the renewable paraffin composition, and thus of the hydrocarbon mixture produced by the method of the first aspect of the invention.
[00073] A etapa de craqueamento do método de acordo com o primeiro aspecto da invenção pode ser executada usando craqueadores de nafta convencionais. Desse modo, o investimento em infraestrutura, como craqueadores ou instalações de craqueador novas, pode ser evitado. De preferência, o craqueamento térmico da etapa (c) do método de acordo com o primeiro aspecto da invenção é o craqueamento a vapor. Instalações de craqueamento a vapor são amplamente usadas em indústrias petroquímicas e as condições de processamento são bem conhecidas, desse modo, exigindo somente poucas modificações em processos estabelecidos. Um craqueador de nafta convencional (vapor), isto é, um craqueador comumente usado para termicamente craquear alimentações de fóssil líquido, é preferivelmente usado para conduzir a etapa de craqueamento térmico. O craqueamento térmico é preferivelmente realizado sem catalisador. Entretanto, aditivos tais como dissulfeto de dimetil (DMDS), podem ser usados na etapa de craqueamento para reduzir a formação de coque.[00073] The cracking step of the method according to the first aspect of the invention can be carried out using conventional naphtha crackers. In this way, investment in infrastructure such as crackers or new cracker installations can be avoided. Preferably, the thermal cracking of step (c) of the method according to the first aspect of the invention is steam cracking. Steam cracking plants are widely used in petrochemical industries and the processing conditions are well known, thus requiring only few modifications to established processes. A conventional (steam) naphtha cracker, that is, a cracker commonly used to thermally crack liquid fossil feeds, is preferably used to conduct the thermal cracking step. Thermal cracking is preferably carried out without a catalyst. However, additives such as dimethyl disulfide (DMDS) can be used in the cracking step to reduce coke formation.
[00074] Um bom rendimento de produtos químicos de alto valor pode ser obtido executando a etapa de craqueamento térmico em uma temperatura de saída de bobina (COT) selecionada a partir de uma ampla faixa de temperaturas. A COT é normalmente a temperatura mais alta no craqueador. Na presente invenção, o craqueamento térmico da mistura é preferivelmente realizado em uma COT selecionada da faixa de 700°C a 960°C. Ainda de preferência, o craqueamento térmico é conduzido em uma COT selecionada da faixa de 760°C a 890°C. Com mais preferência, a COT é selecionada da faixa de 780°C a 860°C. Ainda com mais preferência, a COT é selecionada da faixa de 800°C a 860°C. Um rendimento particularmente bom de HVCs é obtido selecionando a COT a partir das faixas acima. O rendimento de HVCs pode ser adicionalmente melhorado ao selecionar a COT a partir da faixa de 800°C a 860°C, de preferência de 820°C a 840°C.[00074] A good yield of high value chemicals can be obtained by performing the thermal cracking step at a coil outlet temperature (COT) selected from a wide range of temperatures. The TOC is typically the highest temperature in the cracker. In the present invention, thermal cracking of the mixture is preferably carried out at a TOC selected from the range of 700°C to 960°C. Still preferably, thermal cracking is conducted at a TOC selected from the range of 760°C to 890°C. More preferably, the TOC is selected from the range of 780°C to 860°C. Even more preferably, the TOC is selected from the range of 800°C to 860°C. A particularly good yield of HVCs is obtained by selecting the TOC from the above ranges. The yield of HVCs can be further improved by selecting the TOC from the range of 800°C to 860°C, preferably 820°C to 840°C.
[00075] A COT influencia a distribuição de produto da mistura de hidrocarbonetos, isto é, a COT é um parâmetro que controla o rendimento do craqueamento térmico. Verificou-se que uma COT selecionada a partir da extremidade inferior da faixa de temperatura promove a formação de propeno, que é um produto de craqueamento térmico valioso. Em uma modalidade, a COT é selecionada da faixa de 700°C a 840°C, de preferência de 760°C a 830°C, com mais preferência de 800°C a 820°C. Ainda em uma modalidade, a COT é selecionada da faixa de 700°C a 790°C, de preferência de 700°C a 780°C, com mais preferência de 725°C a 775°C. Verificou-se também que uma COT selecionada da extremidade mais alta da faixa de temperaturas promove a formação de eteno e aromáticos, tais como benzeno, tolueno e xilenos, que são produtos de craqueamento térmico valiosos. Em uma modalidade, a COT é selecionada da faixa de 850°C a 900°C, de preferência de 855°C a 890°C, com mais preferência de 860°C a 880°C. Ainda em uma modalidade, a COT é selecionada da faixa de 910°C a 960°C, de preferência de 920°C a 960°C, com mais preferência de 925°C a 950°C.[00075] The TOC influences the product distribution of the hydrocarbon mixture, that is, the TOC is a parameter that controls the thermal cracking performance. A TOC selected from the lower end of the temperature range was found to promote the formation of propylene, which is a valuable thermal cracking product. In one embodiment, the TOC is selected from the range of 700°C to 840°C, preferably 760°C to 830°C, more preferably 800°C to 820°C. In still one embodiment, the TOC is selected from the range of 700°C to 790°C, preferably 700°C to 780°C, more preferably 725°C to 775°C. It was also found that a TOC selected from the higher end of the temperature range promotes the formation of ethylene and aromatics, such as benzene, toluene and xylenes, which are valuable thermal cracking products. In one embodiment, the TOC is selected from the range of 850°C to 900°C, preferably 855°C to 890°C, more preferably 860°C to 880°C. In still one embodiment, the TOC is selected from the range of 910°C to 960°C, preferably 920°C to 960°C, more preferably 925°C to 950°C.
[00076] O craqueamento térmico compreende, de preferência, o craqueamento a vapor. O craqueamento a vapor é realizado, de preferência, em uma razão de taxa de fluxo entre água e a mistura (taxa de fluxo de H2O [kg/h] / taxa de fluxo de HC [kg/h]) de 0,05 a 1,20. Em uma modalidade preferida, a razão de taxa de fluxo entre água e a mistura é selecionada de 0,10 a 1,00. Ainda em uma modalidade preferencial, a razão de taxa de fluxo entre água e mistura é selecionada de 0,20 a 0,80. Com mais preferência, a razão de taxa de fluxo entre água e a mistura é selecionada de 0,25 a 0,70. Ainda com mais preferência, a razão de taxa de fluxo entre água e a mistura é selecionada de 0,25 a 0,60. Ainda com maior preferência, a razão de taxa de fluxo entre água e a mistura é selecionada de 0,40 a 0,60. A razão de taxa de fluxo entre água e a mistura influencia a distribuição de produtos da mistura de hidrocarbonetos, isto é, a razão é um parâmetro que controla o rendimento do craqueamento térmico. O aumento da razão de vapor para hidrocarboneto promove o rendimento de hidrocarbonetos insaturados. Reações bimoleculares podem ser promovidas ao selecionar uma razão de taxa de fluxo baixa entre água e a mistura. A matéria prima mais pesada, isto é, matéria prima compreendendo cadeias de carbono longas, é favorecida por um aumento na razão de vapor para hidrocarboneto.[00076] Thermal cracking preferably comprises steam cracking. Steam cracking is preferably carried out at a flow rate ratio between water and the mixture (H2O flow rate [kg/h] / HC flow rate [kg/h]) of 0.05 to 1.20. In a preferred embodiment, the flow rate ratio between water and the mixture is selected from 0.10 to 1.00. Still in a preferred embodiment, the flow rate ratio between water and mixture is selected from 0.20 to 0.80. More preferably, the flow rate ratio between water and the mixture is selected from 0.25 to 0.70. Even more preferably, the flow rate ratio between water and the mixture is selected from 0.25 to 0.60. Even more preferably, the flow rate ratio between water and the mixture is selected from 0.40 to 0.60. The flow rate ratio between water and the mixture influences the distribution of products from the hydrocarbon mixture, that is, the ratio is a parameter that controls the thermal cracking yield. Increasing the steam to hydrocarbon ratio promotes the yield of unsaturated hydrocarbons. Bimolecular reactions can be promoted by selecting a low flow rate ratio between water and the mixture. Heavier feedstock, that is, feedstock comprising long carbon chains, is favored by an increase in the vapor to hydrocarbon ratio.
[00077] Em geral, a pressão na etapa de craqueamento térmica está compreendida na faixa de 90 a 300 kPa (0,9 a 3,0 bar) (absoluta), de preferência pelo menos 100 kPa (1,0 bar), com mais preferência pelo menos 110 kPa (1,1 bar) ou 120 kPa (1,2 bar) e de preferência no máximo 250 kPa (2,5 bar), com mais preferência no máximo 220 kPa (2,2 bar) ou 200 kPa (2,0 bar). Em uma modalidade, a pressão na etapa de craqueamento térmico está na faixa de 150 a 250 kPa (1,5 a 2,5 bar), de preferência de 190 a 250 kPa (1,9 a 2,5 bar). A seleção de uma pressão a partir da extremidade superior da faixa favorece reações secundárias que promovem a formação de olefinas leves.[00077] In general, the pressure in the thermal cracking step is in the range of 90 to 300 kPa (0.9 to 3.0 bar) (absolute), preferably at least 100 kPa (1.0 bar), with more preferably at least 110 kPa (1.1 bar) or 120 kPa (1.2 bar) and preferably at most 250 kPa (2.5 bar), more preferably at most 220 kPa (2.2 bar) or 200 kPa (2.0 bar). In one embodiment, the pressure in the thermal cracking step is in the range of 150 to 250 kPa (1.5 to 2.5 bar), preferably 190 to 250 kPa (1.9 to 2.5 bar). Selecting a pressure from the upper end of the range favors secondary reactions that promote the formation of light olefins.
[00078] Em uma modalidade, o craqueamento a vapor é realizado em uma razão de taxa de fluxo entre água e a mistura (taxa de fluxo de H2O [kg/h] / taxa de fluxo de HC [kg/h]) de 0,20 a 0,80, e em uma COT selecionada da faixa de 700°C a 960 °C. Em uma modalidade adicional, o craqueamento a vapor é realizado em uma razão de taxa de fluxo entre água e a mistura (taxa de fluxo de H2O [kg/h] / taxa de fluxo de HC [kg/h]) de 0,30 a 0,60, e em uma COT selecionada da faixa de 780°C a 860°C. Uma distribuição de produto particularmente favorável é obtida usando os parâmetros de processo acima.[00078] In one embodiment, steam cracking is carried out at a flow rate ratio between water and the mixture (H2O flow rate [kg/h] / HC flow rate [kg/h]) of 0 .20 to 0.80, and at a TOC selected from the range of 700°C to 960°C. In a further embodiment, steam cracking is carried out at a flow rate ratio of water to the mixture (H2O flow rate [kg/h] / HC flow rate [kg/h]) of 0.30 to 0.60, and at a TOC selected from the range 780°C to 860°C. A particularly favorable product distribution is achieved using the above process parameters.
[00079] Em uma modalidade preferencial, o método compreende fornecer uma composição de parafina renovável contendo pelo menos 25% em peso de isoparafinas multiplamente ramificada, a quantidade total de isoparafinas na composição de parafina renovável sendo de pelo menos 75% em peso, combinar nafta fóssil compreendendo 20-85% em peso de parafinas, 0-35% em peso de olefinas, 530% em peso de naftenos e 0-30% em peso de aromáticos com a composição de parafina isomérica renovável para formar uma mistura compreendendo 25-70% em peso, de preferência 25-65% em peso de nafta fóssil, a soma das quantidades de % em peso da composição de parafina renovável e da nafta fóssil na mistura sendo pelo menos 95% em peso do peso total da mistura e craquear termicamente a mistura em uma COT selecionada da faixa de 820°C a 840°C, uma razão de taxa de fluxo entre água e a mistura (taxa de fluxo de H2O [kg/h] / taxa de fluxo de HC [kg/h]) selecionada da faixa de 0,30 a 0, 60 e uma pressão selecionada da faixa de 150 a 250 kPa (1,5 a 2,5 bar) absoluta (0,15 - 0,25 MPa). A realização do método de acordo com essa modalidade produz uma mistura de hidrocarbonetos compreendendo pelo menos 60% em peso, como pelo menos 63% em peso de HVCs (propeno, eteno, 1,3- butadieno, benzeno, tolueno e xilenos) do peso total da mistura de hidrocarbonetos.[00079] In a preferred embodiment, the method comprises providing a renewable paraffin composition containing at least 25% by weight of multiply branched isoparaffins, the total amount of isoparaffins in the renewable paraffin composition being at least 75% by weight, combining naphtha fossil comprising 20-85% by weight paraffins, 0-35% by weight olefins, 530% by weight naphthenes and 0-30% by weight aromatics with the renewable isomeric paraffin composition to form a mixture comprising 25-70 % by weight, preferably 25-65% by weight of fossil naphtha, the sum of the amounts of % by weight of the renewable paraffin composition and the fossil naphtha in the mixture being at least 95% by weight of the total weight of the mixture and thermally crack the mixture at a TOC selected from the range 820°C to 840°C, a flow rate ratio between water and the mixture (H2O flow rate [kg/h] / HC flow rate [kg/h] ) selected from the range 0.30 to 0.60 and a pressure selected from the range 150 to 250 kPa (1.5 to 2.5 bar) absolute (0.15 - 0.25 MPa). Carrying out the method in accordance with this embodiment produces a mixture of hydrocarbons comprising at least 60% by weight, such as at least 63% by weight of HVCs (propene, ethene, 1,3-butadiene, benzene, toluene and xylenes) of the weight total hydrocarbon mixture.
[00080] Em uma modalidade particularmente preferida, o método compreende fornecer uma composição de parafina renovável contendo pelo menos 25% em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas, a quantidade total de isoparafinas na composição de parafina renovável sendo pelo menos 75% em peso, combinar nafta fóssil compreendendo 2085% em peso de parafinas, 0-35% em peso de olefinas, 5-30% em peso de naftenos e 0-30% em peso de aromáticos com a composição de parafina isomérica renovável para formar uma mistura compreendendo 25-65% em peso de nafta fóssil, a soma das quantidades de % em peso da composição de parafina renovável e da nafta fóssil na mistura sendo pelo menos 95% em peso do peso total da mistura e craquear termicamente a mistura em uma COT de aproximadamente a 840°C, uma razão de taxa de fluxo entre água e a mistura (taxa de fluxo de H2O [kg/h] / taxa de fluxo de HC [kg/h]) selecionada da faixa de 0,30 a 0,60 e uma pressão selecionada da faixa de 150 a 250 kPa (1,5 a 2,5 bar) absoluta (0,15 - 0,25 Mpa). A execução do método de acordo com essa modalidade produz uma mistura de hidrocarbonetos compreendendo pelo menos 65% em peso, como pelo menos 66% em peso de HVCs (propeno, eteno, 1,3-butadieno, benzeno, tolueno e xilenos) do peso da mistura de hidrocarbonetos. Além disso, a execução do método de acordo com essa modalidade produz uma mistura de hidrocarbonetos compreendendo pelo menos 10% em peso de BTX (benzeno, tolueno e xilenos) do peso total da mistura de hidrocarbonetos.[00080] In a particularly preferred embodiment, the method comprises providing a renewable paraffin composition containing at least 25% by weight of multiply branched isoparaffins, the total amount of isoparaffins in the renewable paraffin composition being at least 75% by weight, combining naphtha fossil comprising 2085% by weight paraffins, 0-35% by weight olefins, 5-30% by weight naphthenes and 0-30% by weight aromatics with the renewable isomeric paraffin composition to form a mixture comprising 25-65 % by weight of fossil naphtha, the sum of the amounts of % by weight of the renewable paraffin composition and the fossil naphtha in the mixture being at least 95% by weight of the total weight of the mixture, and thermally cracking the mixture to a TOC of approximately 840 °C, a flow rate ratio between water and the mixture (H2O flow rate [kg/h] / HC flow rate [kg/h]) selected from the range 0.30 to 0.60 and a pressure selected from the range of 150 to 250 kPa (1.5 to 2.5 bar) absolute (0.15 - 0.25 Mpa). Carrying out the method in accordance with this embodiment produces a mixture of hydrocarbons comprising at least 65% by weight, such as at least 66% by weight HVCs (propene, ethene, 1,3-butadiene, benzene, toluene and xylenes) of the weight of the hydrocarbon mixture. Furthermore, carrying out the method in accordance with this embodiment produces a hydrocarbon mixture comprising at least 10% by weight of BTX (benzene, toluene and xylenes) of the total weight of the hydrocarbon mixture.
[00081] O termo “produtos de craqueamento” pode se referir a produtos obtidos diretamente após uma etapa de craqueamento térmico, ou a derivados dos mesmos, isto é, “produtos de craqueamento” como usados na presente invenção se refere à espécie de hidrocarboneto na mistura de hidrocarbonetos e seus derivados. “Obtido diretamente após uma etapa de craqueamento térmico” pode ser interpretado como incluindo etapas opcionais de separação e/ou purificação. Como usado na presente invenção, o termo “produto de craqueamento” também pode se referir à mistura de hidrocarbonetos obtidos diretamente após a etapa de craqueamento térmico como tal.[00081] The term “cracking products” may refer to products obtained directly after a thermal cracking step, or to derivatives thereof, that is, “cracking products” as used in the present invention refers to the hydrocarbon species in the mixture of hydrocarbons and their derivatives. “Obtained directly after a thermal cracking step” may be interpreted to include optional separation and/or purification steps. As used in the present invention, the term “cracking product” can also refer to the mixture of hydrocarbons obtained directly after the thermal cracking step as such.
[00082]A presente invenção fornece uma mistura de hidrocarbonetos obteníveis pelo método de acordo com o primeiro aspecto da invenção. A mistura de hidrocarbonetos corresponde à mistura que é diretamente obtida após o craqueamento térmico sem purificação adicional.[00082] The present invention provides a mixture of hydrocarbons obtainable by the method according to the first aspect of the invention. The hydrocarbon mixture corresponds to the mixture that is directly obtained after thermal cracking without additional purification.
[00083] Átomos de carbono de origem renovável compreendem um número mais alto de isótopos 14C em comparação com átomos de carbono de origem fóssil. Portanto, é possível distinguir hidrocarbonetos de origem renovável a partir de hidrocarbonetos não renováveis ao analisar a razão de isótopos 12C e 14C. Ao analisar a razão de isótopos 12C e 14C também pode ser determinado se a matéria prima compreendendo parafinas de origem renovável foi usada ou não em craqueamento térmico. Desse modo, uma razão específica dos isótopos pode ser usada como um “tag” para identificar hidrocarbonetos de origem renovável e diferenciar os mesmos dos hidrocarbonetos não renováveis. Como a razão de isótopo não muda no curso de reações químicas, a razão de isótopo e, consequentemente, de origem renovável dos hidrocarbonetos, pode ser detectada também em produtos químicos e/ou polímeros derivados dos hidrocarbonetos obteníveis pelo método do primeiro aspecto.[00083] Carbon atoms of renewable origin comprise a higher number of 14C isotopes compared to carbon atoms of fossil origin. Therefore, it is possible to distinguish hydrocarbons of renewable origin from non-renewable hydrocarbons by analyzing the ratio of 12C and 14C isotopes. By analyzing the ratio of 12C and 14C isotopes it can also be determined whether the raw material comprising paraffins of renewable origin was used or not in thermal cracking. In this way, a specific isotope ratio can be used as a “tag” to identify hydrocarbons of renewable origin and differentiate them from non-renewable hydrocarbons. As the isotope ratio does not change during chemical reactions, the isotope ratio and, consequently, the renewable origin of hydrocarbons, can also be detected in chemical products and/or polymers derived from hydrocarbons obtainable by the first aspect method.
[00084]A presente invenção fornece ainda o uso da mistura de hidrocarbonetos para produzir produtos químicos e/ou polímeros. O uso da mistura de hidrocarbonetos para a produção de produtos químicos e/ou polímeros pode compreender uma etapa de separação para separar pelo menos um composto de hidrocarboneto a partir da mistura de hidrocarbonetos.[00084] The present invention further provides the use of the hydrocarbon mixture to produce chemical products and/or polymers. The use of the hydrocarbon mixture for the production of chemicals and/or polymers may comprise a separation step to separate at least one hydrocarbon compound from the hydrocarbon mixture.
[00085] Os produtos de craqueamento descritos na presente invenção são exemplos de produtos de craqueamento obteníveis com a presente invenção. Os produtos de craqueamento de certa modalidade podem incluir um ou mais dos produtos de craqueamento descritos a seguir.[00085] The cracking products described in the present invention are examples of cracking products obtainable with the present invention. Cracking products of a certain embodiment may include one or more of the cracking products described below.
[00086] Em uma modalidade preferida, os produtos de craqueamento incluem um ou mais dentre hidrogênio, metano, etano, eteno, propano, propeno, propadieno, butano e butilenos, tal como buteno, iso-buteno, e butadieno, hidrocarbonetos C5+, tal como aromáticos, benzeno, tolueno, xilenos e parafinas C5-C18 ou olefinas, e seus derivados.[00086] In a preferred embodiment, the cracking products include one or more of hydrogen, methane, ethane, ethene, propane, propylene, propadiene, butane and butylenes, such as butene, iso-butene, and butadiene, C5+ hydrocarbons, such such as aromatics, benzene, toluene, xylenes and C5-C18 paraffins or olefins, and their derivatives.
[00087] Tais derivados são, por exemplo, derivados de metano, derivados de eteno, derivados de propeno, derivados de benzeno, derivados de tolueno e derivados de xileno e seus derivados.[00087] Such derivatives are, for example, methane derivatives, ethene derivatives, propene derivatives, benzene derivatives, toluene derivatives and xylene derivatives and their derivatives.
[00088] Derivados de metano incluem, por exemplo, amônia, metanol, fosgênio, hidrogênio, oxoquímicos e seus derivados, tal como derivados de metanol. Derivados de metanol incluem, por exemplo, metacrilato de metila, metacrilato de polimetila, formaldeído, resinas fenólicas, poliuretanos, éter de metil-terc-butila, e seus derivados.[00088] Methane derivatives include, for example, ammonia, methanol, phosgene, hydrogen, oxochemicals and their derivatives, such as methanol derivatives. Methanol derivatives include, for example, methyl methacrylate, polymethyl methacrylate, formaldehyde, phenolic resins, polyurethanes, methyl tert-butyl ether, and derivatives thereof.
[00089] Derivados de eteno incluem, por exemplo, óxido de etileno, dicloreto de etileno, acetaldeído, etil benzeno, alfa-olefinas, e polietileno, e seus derivados, tal como derivados de óxido de etileno, derivados de etil benzeno e derivados de acetaldeído. Derivados de óxido de etileno incluem, por exemplo, etileno glicóis, éteres de etileno glicol, acetatos de éteres de etileno glicol, poliésteres, etanolaminas, carbonatos de etila e seus derivados. Derivados de etil benzeno incluem, por exemplo, estireno, acrilonitrila butadieno estireno, resina de estireno-acrilonitrila, poliestireno, poliésteres insaturados e borracha de estireno-butadieno e seus derivados. Derivados de acetaldeído incluem, por exemplo, ácido acético, monômero de acetato de vinila, polímeros de acetato de polivinila e seus derivados. Derivados de álcool de etila incluem, por exemplo, etilaminas, acetato de etila, acrilato de etila, elastômeros de acrilato, borracha sintética e seus derivados. Além disso, derivados de eteno incluem polímeros, tal como cloreto de polivinila, álcool de polivinila, poliéster, tal como tereftalato de polietileno, cloreto de polivinila, poliestireno e seus derivados.[00089] Ethene derivatives include, for example, ethylene oxide, ethylene dichloride, acetaldehyde, ethyl benzene, alpha-olefins, and polyethylene, and derivatives thereof, such as ethylene oxide derivatives, ethyl benzene derivatives and derivatives of acetaldehyde. Ethylene oxide derivatives include, for example, ethylene glycols, ethylene glycol ethers, ethylene glycol ether acetates, polyesters, ethanolamines, ethyl carbonates and derivatives thereof. Ethyl benzene derivatives include, for example, styrene, acrylonitrile butadiene styrene, styrene-acrylonitrile resin, polystyrene, unsaturated polyesters and styrene-butadiene rubber and derivatives thereof. Acetaldehyde derivatives include, for example, acetic acid, vinyl acetate monomer, polyvinyl acetate polymers and derivatives thereof. Ethyl alcohol derivatives include, for example, ethylamines, ethyl acetate, ethyl acrylate, acrylate elastomers, synthetic rubber and their derivatives. Furthermore, ethene derivatives include polymers such as polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyester such as polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polystyrene and derivatives thereof.
[00090] Derivados de propeno incluem, por exemplo, isopropanol, acrilonitrila, polipropileno, óxido de propileno, ácido acrílico, cloreto de alila, oxoálcoois, cumenos, acetona, acroleína, hidroquinona, isopropil fenóis, 4-heptil penteno-1, alquilatos, butiraldeído, elastômeros de etileno-propileno e seus derivados. Derivados de óxido de propileno incluem, por exemplo, carbonatos de propileno, álcoois de alila, isopropanol aminas, propileno glicóis, éteres de glicol, poliéter poliois, polioxipropileno aminas, 1,4-butanodiol e seus derivados. Derivados de cloreto de alquila incluem, por exemplo, resinas de epóxi e epicloroidrina. Derivados de isopropanol incluem, por exemplo, acetona, acetato de isopropila, isoforona, metacrilato de metila, metacrilato de polimetila e seus derivados. Derivados de butiraldeído incluem, por exemplo, ácido acrílico, ésteres de ácido acrílico, isobutanol, isobutilacetato, n-butanol, n- butilacetato, etilhexanol e seus derivados. Derivados de ácido acrílico incluem, por exemplo, ésteres de acrilato, poliacrilatos e polímeros de absorção de água, como super absorventes e seus derivados.[00090] Propylene derivatives include, for example, isopropanol, acrylonitrile, polypropylene, propylene oxide, acrylic acid, allyl chloride, oxoalcohols, cumenes, acetone, acrolein, hydroquinone, isopropyl phenols, 4-heptyl pentene-1, alkylates, butyraldehyde, ethylene-propylene elastomers and their derivatives. Propylene oxide derivatives include, for example, propylene carbonates, allyl alcohols, isopropanol amines, propylene glycols, glycol ethers, polyether polyols, polyoxypropylene amines, 1,4-butanediol and derivatives thereof. Alkyl chloride derivatives include, for example, epoxy resins and epichlorohydrin. Isopropanol derivatives include, for example, acetone, isopropyl acetate, isophorone, methyl methacrylate, polymethyl methacrylate and derivatives thereof. Butyraldehyde derivatives include, for example, acrylic acid, acrylic acid esters, isobutanol, isobutyl acetate, n-butanol, n-butylacetate, ethylhexanol and derivatives thereof. Acrylic acid derivatives include, for example, acrylate esters, polyacrylates and water-absorbing polymers such as superabsorbents and their derivatives.
[00091] Derivados de butileno incluem, por exemplo, alquilados éter de metil terc-butila, éter etil terc- butila, copolímero de polietileno, polibutenos, valeraldeído, óxido de 1,2-butileno, propileno, octenos, álcool sec-butila, borracha de butileno, metacrilato de metila, isobutilenos, poliisobutilenos, fenóis substituídos, tal como p-terc-butilfenol, di-terc-butil-p- cresol e 2,6-di-terc-butilfenol, poliois e seus derivados. Outros derivados de butadieno podem ser borracha de estireno butileno, polibutadieno, nitrila, policloropreno, adiponitrila, acrilonitrila butadieno estireno, látex de copolímero de estireno-butadieno, copolímeros de bloco de estireno, borracha de estireno-butadieno.[00091] Butylene derivatives include, for example, alkylated methyl tert-butyl ether, ethyl tert-butyl ether, polyethylene copolymer, polybutenes, valeraldehyde, 1,2-butylene oxide, propylene, octenes, sec-butyl alcohol, butylene rubber, methyl methacrylate, isobutylenes, polyisobutylenes, substituted phenols, such as p-tert-butylphenol, di-tert-butyl-p-cresol and 2,6-di-tert-butylphenol, polyols and their derivatives. Other butadiene derivatives may be styrene butylene rubber, polybutadiene, nitrile, polychloroprene, adiponitrile, acrylonitrile butadiene styrene, styrene-butadiene copolymer latex, styrene block copolymers, styrene-butadiene rubber.
[00092] Derivados de benzeno incluem, por exemplo, etil benzeno, estireno, cumeno, fenol, cicloexano, nitrobenzeno, alquil benzeno, anidrido maleico, clorobenzeno, ácido benzeno sulfônico, bifenila, hidroquinona, resorcinol, poliestireno, resina de estireno- acrilonitrila, borracha de estireno-butadieno, resina de acrilonitrila-butadieno-estireno, copolímeros de bloco de estireno, bisfenol A, policarbonato, diisocianato de metil difenila e seus derivados. Derivados de cicloexano incluem, por exemplo, ácido adípico, caprolactama e seus derivados. Derivados de nitrobenzeno incluem, por exemplo, anilina, diisocianato de metileno difenila, poliisocianatos e poliuretanos. Derivados de alquil benzeno incluem, por exemplo, alquilbenzeno linear. Derivados de clorobenzeno incluem, por exemplo, polissulfona, sulfeto de polifenileno e nitrobenzeno. Derivados de fenol incluem, por exemplo, bisfenol A, resinas de aldeído de forma fenol, mistura de cicloexanona-cicloexenol (óleo-Ka), caprolactama, poliamidas, alquil fenóis como p-nonoílfenol e p-dedocil fenol, orto-xilenol, fosfatos de arila, o-cresol e cicloexanol.[00092] Benzene derivatives include, for example, ethyl benzene, styrene, cumene, phenol, cyclohexane, nitrobenzene, alkyl benzene, maleic anhydride, chlorobenzene, benzene sulfonic acid, biphenyl, hydroquinone, resorcinol, polystyrene, styrene-acrylonitrile resin, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, styrene block copolymers, bisphenol A, polycarbonate, methyl diphenyl diisocyanate and its derivatives. Cyclohexane derivatives include, for example, adipic acid, caprolactam and their derivatives. Nitrobenzene derivatives include, for example, aniline, methylene diphenyl diisocyanate, polyisocyanates and polyurethanes. Alkyl benzene derivatives include, for example, linear alkylbenzene. Chlorobenzene derivatives include, for example, polysulfone, polyphenylene sulfide and nitrobenzene. Phenol derivatives include, for example, bisphenol A, phenol form aldehyde resins, cyclohexanone-cyclohexenol mixture (Ka-oil), caprolactam, polyamides, alkyl phenols such as p-nonoylphenol and p-dedocyl phenol, ortho-xylenol, phosphates of aryl, o-cresol and cyclohexanol.
[00093] Derivados de tolueno incluem, por exemplo, benzeno, xilenos, diisocianato de tolueno, ácido benzóico e seus derivados.[00093] Toluene derivatives include, for example, benzene, xylenes, toluene diisocyanate, benzoic acid and their derivatives.
[00094] Derivados de xileno incluem, por exemplo, diácidos aromáticos e anidratos, tal como ácido tereftálico, ácido isoftálico, e anidrato ftálico e ácido ftálico e seus derivados. Derivados de ácido tereftálico incluem, por exemplo, ésteres de ácido tereftálico, tal como tereftalato de dimetila, e poliésteres, tal como tereftalato de polietileno, tereftalato de politrimetileno, tereftalato de polibutileno e poliois de poliéster. Derivados de ácido ftálico incluem, por exemplo, poliésteres insaturados e plastificantes de PVC. Derivados de ácido isoftálico incluem, por exemplo, poliésteres insaturados, copolímeros de tereftalato de polietileno e poliois de poliéster.[00094] Xylene derivatives include, for example, aromatic diacids and anhydrates, such as terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydrate and phthalic acid and their derivatives. Derivatives of terephthalic acid include, for example, esters of terephthalic acid, such as dimethyl terephthalate, and polyesters, such as polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyester polyols. Phthalic acid derivatives include, for example, unsaturated polyesters and PVC plasticizers. Isophthalic acid derivatives include, for example, unsaturated polyesters, polyethylene terephthalate copolymers and polyester polyols.
[00095] Os hidrocarbonetos obtidos ou obteníveis com o método de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção são particularmente adequados como matérias primas para petroquímica convencional e indústria de polímeros. Especificamente, a mistura de hidrocarbonetos obtidos da presente invenção mostra uma distribuição de produtos que é similar, e mesmo favorável, em relação à distribuição de produtos obtida por craqueamento térmico (vapor) de matéria prima convencional, isto é, matéria prima fóssil pura. Desse modo, esses hidrocarbonetos podem ser adicionados à cadeia de valor acrescentado conhecida, embora nenhuma modificação significativa de processos de produção seja requerida.[00095] The hydrocarbons obtained or obtainable with the method according to the first aspect of the present invention are particularly suitable as raw materials for conventional petrochemicals and polymer industry. Specifically, the mixture of hydrocarbons obtained from the present invention shows a product distribution that is similar, and even favorable, in relation to the product distribution obtained by thermal cracking (steam) of conventional raw material, that is, pure fossil raw material. In this way, these hydrocarbons can be added to the known value-added chain, although no significant modification of production processes is required.
[00096] Os produtos de craqueamento da presente invenção podem ser usados em uma ampla variedade de aplicações. Tais aplicações são, por exemplo, meios eletrônicos de consumidor, compósitos, automotivo, embalagem, equipamento médico, agroquímicos, refrigerantes, calçados, papel, revestimentos, adesivos, tintas, produtos farmacêuticos, aparelhos elétricos e eletrônicos, equipamento esportivo, descartáveis, tintas, artigos têxteis, super absorventes, formação e construção, combustíveis, detergentes, móveis, artigos esportivos, solventes, plastificantes e tensoativos. EXEMPLOS ANÁLISE DE COMPOSIÇÃO DAS COMPOSIÇÕES DE PARAFINA RENOVÁVEL[00096] The cracking products of the present invention can be used in a wide variety of applications. Such applications are, for example, consumer electronics, composites, automotive, packaging, medical equipment, agrochemicals, refrigerants, footwear, paper, coatings, adhesives, paints, pharmaceuticals, electrical and electronic appliances, sports equipment, disposables, inks, textile articles, super absorbent, training and construction, fuels, detergents, furniture, sporting goods, solvents, plasticizers and surfactants. EXAMPLES COMPOSITION ANALYSIS OF RENEWABLE PARAFFIN COMPOSITIONS
[00097] Teores de N- e i-parafina na composição de parafina renovável foram analisados por cromatografia a gás (GC). As amostras de composição de parafina renovável foram analisadas como tal, sem nenhum pré-tratamento. O método é adequado para hidrocarbonetos C2-C36. N-alcanos e grupos de isoalcanos (substituídos por C1-, C2-, C3- e substituídos por mais de C3) foram identificados usando espectrometria de massa e uma mistura de n-alcanos conhecidos na faixa de C2-C36. Os cromatogramas foram integrados e compostos ou grupos de compostos foram quantificados por normalização usando fator de resposta relativa de 1,0 para todos os hidrocarbonetos. O limite de quantificação para compostos individuais foi de 0,01% em peso. Definições da GC são mostradas na Tabela 1. Tabela 1. Definições da determinação de GC de n- e i- parafinas GC [00097] N- and i-paraffin contents in the renewable paraffin composition were analyzed by gas chromatography (GC). The renewable paraffin composition samples were analyzed as such, without any pretreatment. The method is suitable for C2-C36 hydrocarbons. N-alkanes and isoalkane groups (substituted by C1-, C2-, C3- and substituted by more than C3) were identified using mass spectrometry and a mixture of known n-alkanes in the range of C2-C36. The chromatograms were integrated and compounds or groups of compounds were quantified by normalization using a relative response factor of 1.0 for all hydrocarbons. The limit of quantification for individual compounds was 0.01 wt%. GC definitions are shown in Table 1. Table 1. GC determination definitions of n- and i-paraffins GC
[00098] Uma mistura (composição de parafina renovável) compreendendo 11% em peso de isoparafinas (iP total, isto é, as quantidades de % em peso combinadas de isoparafinas monoramificadas e isoparafinas multiplamente ramificadas) e 89% em peso de n-parafinas foi fornecida. A quantidade de isoparafinas multiplamente ramificadas na composição P1 foi de aproximadamente 10% em peso. A razão da quantidade de % em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas para as quantidades de % em peso combinadas de n-parafinas e isoparafinas monoramificadas da composição P1 foi 0,11. A composição foi analisada como descrito acima. Os resultados da análise são mostrados na Tabela 2.[00098] A mixture (renewable paraffin composition) comprising 11 wt% isoparaffins (total iP, i.e., the combined wt% amounts of monobranched isoparaffins and multiply branched isoparaffins) and 89 wt% n-paraffins was provided. The amount of multiply branched isoparaffins in composition P1 was approximately 10% by weight. The ratio of the weight % amount of multiply branched isoparaffins to the combined weight % amounts of n-paraffins and monobranched isoparaffins of composition P1 was 0.11. The composition was analyzed as described above. The results of the analysis are shown in Table 2.
[00099] A composição P1 corresponde a uma composição de hidrocarboneto (fração pesada) derivada de uma matéria prima renovável com base em óleos e gorduras submetida a hidrotratamento e isomerização.[00099] Composition P1 corresponds to a hydrocarbon composition (heavy fraction) derived from a renewable raw material based on oils and fats subjected to hydrotreatment and isomerization.
[000100] Uma mistura (composição de parafina renovável) compreendendo aproximadamente 69% em peso de isoparafinas (iP total) e aproximadamente 31% em peso de n- parafinas foi fornecida. A quantidade de isoparafinas multiplamente ramificadas na composição P2 foi de aproximadamente 15% em peso. A razão da quantidade de % em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas para as quantidades de % em peso combinadas de n-parafinas e isoparafinas monoramificadas da composição P2 foi de 0,18. A composição foi analisada como descrito acima. Os resultados da análise são mostrados na Tabela 2.[000100] A mixture (renewable paraffin composition) comprising approximately 69% by weight of isoparaffins (total iP) and approximately 31% by weight of n-paraffins was provided. The amount of multiply branched isoparaffins in composition P2 was approximately 15% by weight. The ratio of the weight % amount of multiply branched isoparaffins to the combined weight % amounts of n-paraffins and monobranched isoparaffins of composition P2 was 0.18. The composition was analyzed as described above. The results of the analysis are shown in Table 2.
[000101] A composição P2 corresponde a uma composição de hidrocarboneto (fração pesada) derivada de uma matéria prima renovável com base em óleos e gorduras submetida a hidrotratamento e isomerização. A isomerização foi realizada de modo que uma composição tendo um grau mais alto (quantidade de % em peso) de isoparafinas e uma quantidade mais alta (% em peso) de isoparafinas multiplamente ramificadas do que P1 foi obtida.[000101] Composition P2 corresponds to a hydrocarbon composition (heavy fraction) derived from a renewable raw material based on oils and fats subjected to hydrotreatment and isomerization. Isomerization was carried out so that a composition having a higher degree (wt% amount) of isoparaffins and a higher amount (wt%) of multiply branched isoparaffins than P1 was obtained.
[000102] Uma mistura (composição de parafina renovável) compreendendo aproximadamente 93% em peso de isoparafinas (iP total) e 7% em peso de n-parafinas foi fornecida. A quantidade de isoparafinas multiplamente ramificadas na composição P3 foi de aproximadamente 52% em peso. A razão da quantidade de % em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas para as quantidades de % em peso combinadas de n-parafinas e isoparafinas monoramificadas da composição P3 é de 1,08. A composição foi analisada como descrito acima. Os resultados da análise são mostrados na Tabela 2.[000102] A mixture (renewable paraffin composition) comprising approximately 93% by weight of isoparaffins (total iP) and 7% by weight of n-paraffins was provided. The amount of multiply branched isoparaffins in composition P3 was approximately 52% by weight. The ratio of the weight % amount of multiply branched isoparaffins to the combined weight % amounts of n-paraffins and monobranched isoparaffins of composition P3 is 1.08. The composition was analyzed as described above. The results of the analysis are shown in Table 2.
[000103] A composição P3 corresponde a uma composição de hidrocarboneto (fração pesada) derivada de uma matéria prima renovável que é submetida a hidrotratamento e isomerização. A isomerização foi realizada de modo que uma composição tendo um grau mais alto (quantidade de % em peso) de isoparafinas e uma quantidade mais alta (% em peso) de isoparafinas multiplamente ramificadas do que P1 e P2 foi obtida. Tabela 2. Composição de parafina das amostras P1, P2 e P3 [000103] Composition P3 corresponds to a hydrocarbon composition (heavy fraction) derived from a renewable raw material that is subjected to hydrotreatment and isomerization. Isomerization was carried out so that a composition having a higher degree (wt% amount) of isoparaffins and a higher amount (wt%) of multiply branched isoparaffins than P1 and P2 was obtained. Table 2. Paraffin composition of samples P1, P2 and P3
[000104] Na Tabela 2, iP total indica todas as isoparafinas, iP múltiplo indica isoparafinas multiplamente ramificadas e nP indica n-parafinas. ANÁLISE DE COMPOSIÇÃO DE NAFTA FÓSSIL[000104] In Table 2, total iP indicates all isoparaffins, multiple iP indicates multiply branched isoparaffins and nP indicates n-paraffins. COMPOSITION ANALYSIS OF FOSSIL NAPHTHA
[000105] A composição das amostras de nafta fóssil foi analisada por cromatografia a gás de acordo com o método EN ISO 22854-2016 (ASTM D 6839-2016) . O método é adequado para analisar hidrocarbonetos saturados, olefínicos e aromáticos em combustíveis de gasolina. A densidade das amostras de nafta foi analisada de acordo com o método EN-ISO-12185 (2011) . O ponto de ebulição das amostras de nafta foi analisado de acordo com o método EN- ISO-3405 (2011) . Nafta N1 e Nafta N2[000105] The composition of the fossil naphtha samples was analyzed by gas chromatography according to the EN ISO 22854-2016 (ASTM D 6839-2016) method. The method is suitable for analyzing saturated, olefinic and aromatic hydrocarbons in gasoline fuels. The density of naphtha samples was analyzed according to the EN-ISO-12185 (2011) method. The boiling point of the naphtha samples was analyzed according to the EN-ISO-3405 (2011) method. Naphtha N1 and Naphtha N2
[000106] Nafta N1 é uma matéria prima de nafta leve fóssil típica para craqueadores a vapor. Nafta N2 representa a matéria prima de nafta fóssil mais pesada. Características das matérias primas de nafta fóssil N1 e N2 são mostradas na Tabela 3. Tabela 3. Características das amostras de nafta fóssil [000106] Naphtha N1 is a typical light fossil naphtha feedstock for steam crackers. N2 naphtha represents the heaviest fossil naphtha feedstock. Characteristics of fossil naphtha feedstocks N1 and N2 are shown in Table 3. Table 3. Characteristics of fossil naphtha samples
[000107] As medições de ponto de escoamento foram realizadas de acordo com o padrão ASTM D5950-14 e usando um analisador ISL CPP 5G. A frequência de medição foi de 3°C. Os pontos de escoamento reportados são uma média de três medições individuais.[000107] Yield point measurements were carried out in accordance with the ASTM D5950-14 standard and using an ISL CPP 5G analyzer. The measurement frequency was 3°C. Reported yield points are an average of three individual measurements.
[000108] Ponto de escoamento é a temperatura abaixo da qual um líquido perde suas características de fluxo. Craqueadores de vapor típicos não têm tanques de matéria prima aquecidos ou tubulações de alimentação. Portanto, o ponto de escoamento da matéria prima é um fator importante para assegurar a operabilidade dos craqueadores em todas as condições climáticas. Para assegurar a operabilidade do craqueador durante o ano inteiro em locais onde a temperatura muda com as estações, isto é, em temperaturas frias, uma matéria prima tendo seu ponto de escoamento bem abaixo de 0°C, deve ser escolhida.[000108] Yield point is the temperature below which a liquid loses its flow characteristics. Typical steam crackers do not have heated raw material tanks or feed piping. Therefore, the raw material flow point is an important factor in ensuring the operability of crackers in all weather conditions. To ensure year-round operability of the cracker in locations where the temperature changes with the seasons, i.e. in cold temperatures, a raw material having its yield point well below 0°C must be chosen.
[000109] A Tabela 4 mostra as temperaturas de ponto de escoamento para as composições de parafina renovável P1, P2 e P3 e as amostras de nafta fóssil N1 e N2. Os pontos de escoamento para P1, P2 e P3 são 21°C, -3 °C, e -54°C, respectivamente. Como pode ser visto, um aumento no grau de isomerização melhora as propriedades frias da composição de parafina renovável. De modo correspondente, um teor de n-parafinas mais alto (% em peso) da composição de parafina renovável resulta em temperaturas mais altas de ponto de escoamento. Um ponto de escoamento bem abaixo de 0°C, de preferência -20°C e abaixo, pode ser considerado adequado para matéria primas de craqueador de nafta usadas durante o tempo do inverno. Devido aos seus pontos de escoamento, P1 e P2 podem ser consideradas matéria primas inadequadas como tal para craqueadores típicos sem investimentos significativos em logística de matéria prima em baixas temperaturas ambiente, tal como -20°C. Amostras de nafta fóssil N1 e N2 têm pontos de escoamento que estão abaixo de -105°C. Tais pontos de escoamento baixos são bem adequados para uso como matéria prima para craqueadores de nafta.[000109] Table 4 shows the pour point temperatures for the renewable paraffin compositions P1, P2 and P3 and the fossil naphtha samples N1 and N2. The yield points for P1, P2, and P3 are 21°C, -3°C, and -54°C, respectively. As can be seen, an increase in the degree of isomerization improves the cold properties of the renewable paraffin composition. Correspondingly, a higher n-paraffin content (wt%) of the renewable paraffin composition results in higher pour point temperatures. A pour point well below 0°C, preferably -20°C and below, may be considered suitable for naphtha cracker feedstocks used during winter weather. Due to their yield points, P1 and P2 may be considered unsuitable raw materials as such for typical crackers without significant investments in raw material logistics at low ambient temperatures, such as -20°C. Fossil naphtha samples N1 and N2 have yield points that are below -105°C. Such low yield points are well suited for use as feedstock for naphtha crackers.
[000110] A densidade a 15°C de amostras P1, P2, P3, N1 e N2 foi analisada de acordo com o método EN-ISO- 12815 (1996), e os resultados são mostrados na Tabela 4. Como pode ser visto, a 15°C as composições P2 e P3 em forma líquida têm uma densidade mais alta do que N1 e N2. Tabela 4. Pontos de escoamento e densidades de P1, P2, P3, N1 e N2 EXEMPLO 1 - PONTO DE ESCOAMENTO[000110] The density at 15°C of samples P1, P2, P3, N1 and N2 was analyzed according to the EN-ISO-12815 (1996) method, and the results are shown in Table 4. As can be seen, at 15°C compositions P2 and P3 in liquid form have a higher density than N1 and N2. Table 4. Yield points and densities of P1, P2, P3, N1 and N2 EXAMPLE 1 - DRAIN POINT
[000111] Características de desempenho em temperatura baixa de misturas contendo uma composição de parafina renovável e nafta fóssil foram estudadas em uma montagem de escala de laboratório em pressão atmosférica.[000111] Low temperature performance characteristics of mixtures containing a composition of renewable paraffin and fossil naphtha were studied in a laboratory scale setup at atmospheric pressure.
[000112] Nafta fóssil foi derramada no topo de uma composição de parafina renovável em um frasco de vidro. O frasco foi agitado até a formação de uma mistura uniforme (após inspeção visual). As amostras foram feitas de modo que uma das amostras de nafta N1 e N2, e uma das composições de parafina renovável P1, P2 e P3 foram escolhidas por frasco. P1, P2 e P3 formaram misturas de fase única com N1 e N2 em razões de mistura de 0% em peso a 100% em peso de nafta após mistura e tempo suficientes serem aplicados e quando a temperatura estava acima do ponto de escoamento da mistura.[000112] Fossil naphtha was poured on top of a renewable paraffin composition in a glass vial. The bottle was shaken until a uniform mixture was formed (after visual inspection). The samples were made so that one of the naphtha samples N1 and N2, and one of the renewable paraffin compositions P1, P2 and P3 were chosen per vial. P1, P2 and P3 formed single phase mixtures with N1 and N2 at mixing ratios of 0 wt% to 100 wt% naphtha after sufficient mixing and time were applied and when the temperature was above the pour point of the mixture.
[000113] A figura 1 mostra os pontos de escoamento das misturas. Como pode ser observado, a partir da figura 1, todas as misturas compreendendo P3 tinham um ponto de escoamento abaixo de -50°C confirmando boa operabilidade em baixa temperatura, ou propriedades frias em todas as razões de mistura de P3/N1 e P3/N2. Com relação a P2, tendo um grau mais baixo de isomerização do que P3, isto é, compreendendo menos (% em peso) isoparafinas, as propriedades frias das misturas de P2/N1 e P2/N2 se beneficiaram com um aumento na quantidade de % em peso de nafta fóssil nas misturas. Misturas compreendendo P2 e contendo mais de 50% em peso de nafta fóssil N1 ou N2 tiveram um ponto de escoamento abaixo de -20°C. Misturas nas quais a composição de parafina renovável era P1 tiveram as propriedades frias piores, visto que as misturas obtiveram um ponto de escoamento abaixo de -20°C somente quando a quantidade de nafta N1 ou N2 era de pelo menos 90% em peso. EXEMPLO 2 - CAPACIDADE DE MISTURA[000113] Figure 1 shows the flow points of the mixtures. As can be seen from figure 1, all mixtures comprising P3 had a yield point below -50°C confirming good low temperature operability, or cold properties at all mixture ratios of P3/N1 and P3/ N2. With respect to P2, having a lower degree of isomerization than P3, i.e., comprising less (% by weight) isoparaffins, the cold properties of P2/N1 and P2/N2 mixtures benefited from an increase in the amount of % by weight of fossil naphtha in the mixtures. Mixtures comprising P2 and containing more than 50% by weight of N1 or N2 fossil naphtha had a yield point below -20°C. Blends in which the renewable paraffin composition was P1 had the worst cold properties, as the blends achieved a yield point below -20°C only when the amount of N1 or N2 naphtha was at least 90% by weight. EXAMPLE 2 - MIXING CAPACITY
[000114] Uma série de testes foi realizada para demonstrar as características de mistura das composições de parafina renovável P1, P2 e P3 tendo graus diferentes de isomerização, isto é, contendo quantidades de % em peso diferentes de isoparafinas, com nafta fóssil N1 e N2.[000114] A series of tests were carried out to demonstrate the mixing characteristics of renewable paraffin compositions P1, P2 and P3 having different degrees of isomerization, that is, containing different weight % amounts of isoparaffins, with fossil naphtha N1 and N2 .
[000115] A montagem de testes é mostrada na figura 2. A nafta fóssil foi tingida de vermelho (Euromarker RED MCNY 25) para facilitar a inspeção visual dos sistemas. O teste foi realizado ao derramar cuidadosamente uma camada (50 ml) de nafta fóssil no topo de uma composição de parafina renovável (100 ml) em um béquer de vidro em temperatura ambiente. Mistura constante (100 rpm) foi introduzida com um misturador de pás no fundo do béquer, isto é, inicialmente no fundo da fase de composição de parafina renovável. O béquer foi coberto com folha de alumínio para reduzir a evaporação da fase de nafta fóssil. O tempo para misturar totalmente as duas fases separadas, isto é, formar uma mistura vermelha de fase única de cor uniforme, foi determinado por inspeção visual. Os tempos até mistura completa são mostrados na Tabela 3.[000115] The test setup is shown in figure 2. The fossil naphtha was dyed red (Euromarker RED MCNY 25) to facilitate visual inspection of the systems. The test was performed by carefully pouring a layer (50 ml) of fossil naphtha on top of a renewable paraffin composition (100 ml) in a glass beaker at room temperature. Constant mixing (100 rpm) was introduced with a paddle mixer at the bottom of the beaker, i.e. initially at the bottom of the renewable paraffin compounding phase. The beaker was covered with aluminum foil to reduce evaporation of the fossil naphtha phase. The time to fully mix the two separate phases, i.e., to form a single-phase red mixture of uniform color, was determined by visual inspection. Times until complete mixing are shown in Table 3.
[000116] Os testes realizados demonstraram que um grau aumentado de isomerização, isto é, quantidade aumenta em % e peso de isoparafinas, da composição de parafina renovável melhora a miscibilidade da composição de parafina renovável em nafta fóssil e reduz o risco de formação de sistemas de duas ou múltiplas fases. Em outras palavras, um aumento no grau de isomerização da composição de parafina renovável melhora a sua miscibilidade em nafta fóssil e reduz a tendência das misturas em formar sistemas de duas ou múltiplas fases. A Tabela 3 mostra que a mistura da composição de parafina renovável com amostras de nafta fóssil N1 e N2 é mais rápida para P3, seguido por P2 contendo menos isoparafinas do que P3. A composição de parafina renovável menos isomerizada P1 tem a miscibilidade pior em ambas as amostras de nafta fóssil N1 e N2. Tabela 3. Tempos de mistura [000116] The tests carried out demonstrated that an increased degree of isomerization, that is, quantity increases in % and weight of isoparaffins, of the renewable paraffin composition improves the miscibility of the renewable paraffin composition in fossil naphtha and reduces the risk of system formation two or multiple phases. In other words, an increase in the degree of isomerization of the renewable paraffin composition improves its miscibility in fossil naphtha and reduces the tendency of mixtures to form two- or multi-phase systems. Table 3 shows that mixing of the renewable paraffin composition with fossil naphtha samples N1 and N2 is fastest for P3, followed by P2 containing less isoparaffins than P3. The least isomerized renewable paraffin composition P1 has the worst miscibility in both fossil naphtha samples N1 and N2. Table 3. Mixing times
[000117] Os exemplos mostram que um aumento na quantidade de % em peso de isoparafinas na composição de parafina renovável aumenta a capacidade de mistura da composição de parafina renovável com nafta fóssil e reduz o tempo de mistura, isto é, o tempo necessário para formar uma mistura de fase única, uniforme da composição de parafina renovável e nafta fóssil. Particularmente, o aumento na quantidade de % em peso de isoparafinas multiplamente ramificadas é considerado para aumentar a mistura de composição de parafina renovável e nafta fóssil. Além disso, as misturas contendo uma composição de parafina renovável e nafta fóssil têm um ponto de escoamento mais baixo que a composição de parafina renovável não misturada (100% em peso) . O aumento da quantidade de % em peso de nafta fóssil na mistura reduz o ponto de escoamento da mistura. Desse modo, é benéfico usar uma mistura de uma composição de parafina renovável altamente isomerizada e nafta fóssil em um tanque de alimentação de craqueador. A provisão de uma composição de parafina renovável altamente isomerizada derivada de óleos e gorduras e combinação da mesma com nafta fóssil para formar uma mistura reduz o risco de separação de fase na mistura formada, bem como solidificação da mistura em temperaturas ambiente baixas. Tais misturas são benéficas como alimentações de craqueador térmico. EXEMPLO 3 - CRAQUEAMENTO A VAPOR[000117] The examples show that an increase in the amount of % by weight of isoparaffins in the renewable paraffin composition increases the mixing capacity of the renewable paraffin composition with fossil naphtha and reduces the mixing time, that is, the time required to form a single phase, uniform mixture of renewable paraffin and fossil naphtha composition. Particularly, the increase in the amount of wt% of multiply branched isoparaffins is considered to increase the mixture composition of renewable paraffin and fossil naphtha. Furthermore, blends containing a renewable paraffin composition and fossil naphtha have a lower pour point than the unblended renewable paraffin composition (100% by weight). Increasing the amount of wt% fossil naphtha in the mixture reduces the pour point of the mixture. Therefore, it is beneficial to use a mixture of a highly isomerized renewable paraffin composition and fossil naphtha in a cracker feed tank. Providing a highly isomerized renewable paraffin composition derived from oils and fats and combining the same with fossil naphtha to form a mixture reduces the risk of phase separation in the mixture formed, as well as solidification of the mixture at low ambient temperatures. Such mixtures are beneficial as thermal cracker feeds. EXAMPLE 3 - STEAM CRACKING
[000118] Misturas para craqueamento a vapor foram preparadas ao misturar N1 com P1, P2 e P3, respectivamente. Tempo e mistura suficientes foram aplicados de modo que todas as misturas tivessem uma fase líquida única. As misturas preparadas e suas composições são mostradas na Tabela 4. Tabela 4. Composição das misturas para craqueamento a vapor [000118] Steam cracking mixtures were prepared by mixing N1 with P1, P2 and P3, respectively. Sufficient time and mixing were applied so that all mixtures had a single liquid phase. The prepared mixtures and their compositions are shown in Table 4. Table 4. Composition of mixtures for steam cracking
[000119] Craqueamento a vapor das misturas 7-9 e de nafta fóssil não misturada N1 foi realizado em um equipamento de craqueamento a vapor de escala de bancada. As partes principais da unidade de craqueamento a vapor, o equipamento analítico e o procedimento de calibragem usados no Exemplo 3 foram descritos em detalhe nas seguintes publicações K.M. Van Geem, S.P. Pyl, M.F. Reyniers, J. Vercammen, J. Beens, G.B. Marin, On-line analysis of complex hydrocarbon mixtures using comprehensive twodimensional gas chromatography, Journal of Chromatography A. 1217 (2010) 6623-6633 e J.B. Beens, U. A. T. Comprehensive two-dimensional gas chromatography - a powerful and versatile technique. Analyst. 130 (2005) 123 127.[000119] Steam cracking of mixtures 7-9 and unmixed fossil naphtha N1 was carried out on bench-scale steam cracking equipment. The main parts of the steam cracking unit, the analytical equipment and the calibration procedure used in Example 3 have been described in detail in the following publications K.M. Van Geem, S. P. Pyl, M. F. Reyniers, J. Vercammen, J. Beens, G. B. Marin, On-line analysis of complex hydrocarbon mixtures using comprehensive two-dimensional gas chromatography, Journal of Chromatography A. 1217 (2010) 6623-6633 and J. B. Beens, U. A. T. Comprehensive two-dimensional gas chromatography - a powerful and versatile technique. Analyst. 130 (2005) 123 127.
[000120] A montagem do craqueamento a vapor de escala de bancada do Exemplo 3 é brevemente descrita a seguir com referência à figura 3. A seção de alimentação controla o fornecimento da matéria prima e água a partir dos reservatórios 1 e 2, respectivamente, para a bobina do reator 3. O fluxo de líquidos foi regulado por bombas controladas pelo medidor de fluxo coriolis, 4 (Bronkhorst, Holanda) equipadas com instrumentos de medição de fluxo de massa da série CORI-FLOW™ Bronkhorst™ para fornecer alta precisão: ±0,2% de leitura. Instrumentos de medição de fluxo de massa CORI-FLOW™ utilizam um sensor de fluxo de massa do tipo Coriolis avançado para obter um desempenho seguro, mesmo com condições operacionais em alteração, por exemplo, pressão, temperatura, densidade, condutividade e viscosidade. A frequência de bombeamento foi automaticamente ajustada pelo controlador do instrumento de medição de fluxo CORI-FLOW™. A taxa de fluxo de massa, que contrário à taxa de fluxo de volume, não é afetada por alterações em temperatura ou pressão, de todas as alimentações foi medida a cada segundo, isto é, substancialmente continuamente. Vapor foi usado como um diluente e foi aquecido até a mesma temperatura que a matéria prima evaporada. Tanto a matéria prima como o vapor foram aquecidos em fornos eletricamente aquecidos 5 e 6, respectivamente. A jusante dos fornos 5 e 6, a matéria prima e o vapor foram misturados em um forno eletricamente aquecido 7 cheio de contas de quartzo que permitiu uma mistura eficiente e uniforme de matéria prima e diluente antes de entrar na bobina do reator 3. A mistura de matéria prima e vapor diluente entrou na bobina do reator 3 colocada verticalmente em um forno eletricamente aquecido retangular 8. Oito termopares T posicionados ao longo da coordenada de reator axial mediram a temperatura de gás de processo em posições diferentes. O forno retangular 8 foi dividido em oito seções separadas que poderiam ser controladas independentemente para definir um perfil de temperatura específico. A pressão na bobina do reator 3 foi controlada por um regulador de contrapressão (não mostrado) posicionado à jusante da saída da bobina do reator 3. Dois transdutores de pressão (não mostrados), colocados na entrada e saída do reator, indicaram a pressão de entrada de bobina (CIP) e de saída de bobina (COP) , respectivamente. Na saída do reator, nitrogênio foi injetado no efluente de reator como um padrão interno para medições analíticas e até certo ponto contribui para o resfriamento brusco do efluente de reator. O efluente de reator foi amostrado online, isto é, durante a operação da montagem de craqueamento a vapor, em uma alta temperatura (350°C). A saber, através de um sistema de amostragem baseado em válvula e linhas de transferência uniformemente aquecidas uma amostra gasosa do efluente de reator foi injetada em um cromatógrafo a gás bidimensional abrangente (GC x GC) 9 acoplado a um detector de Ionização de Chama (FID) e um Espectrômetro de Massa (MS). Uma válvula de amostragem de 2 vias 6 orifícios de alta temperatura do sistema de amostragem baseado em válvula foi colocada em um forno, onde a temperatura foi mantida acima do ponto de condensação da amostra de efluente. Ainda a jusante, o efluente de reator foi resfriado até aproximadamente 80°C. Água e produtos mais pesados condensados (gasolina de pirólise (PyGas) e óleo combustível de pirólise (PFO)) foram removidos por meio de um recipiente de vazamento 10 e um ciclone 11, enquanto o restante do fluxo de efluente foi enviado diretamente para um respiradouro. Antes de atingir o respiradouro, uma fração do efluente foi retirada para análise em um Analisador de Gás de refinaria (RGA) 12. Após remoção de toda água restante usando um permutador de calor resfriado a água e desidratador, essa fração de efluente foi injetada automaticamente sobre o denominado Analisador de Gás de refinaria (RGA) 12 usando um sistema de válvula de amostragem de gás embutido (80°C). Exemplo de craqueamento a vapor S1-S3[000120] The bench-scale steam cracking assembly of Example 3 is briefly described below with reference to figure 3. The feed section controls the supply of raw material and water from reservoirs 1 and 2, respectively, to the reactor coil 3. Liquid flow was regulated by coriolis flow meter controlled pumps, 4 (Bronkhorst, Netherlands) equipped with CORI-FLOW™ Bronkhorst™ series mass flow measuring instruments to provide high accuracy: ± 0.2% reading. CORI-FLOW™ mass flow measurement instruments utilize an advanced Coriolis-type mass flow sensor to achieve reliable performance even with changing operating conditions, e.g. pressure, temperature, density, conductivity and viscosity. The pumping frequency was automatically adjusted by the CORI-FLOW™ flow measuring instrument controller. The mass flow rate, which unlike the volume flow rate, is not affected by changes in temperature or pressure, of all feeds was measured every second, that is, substantially continuously. Steam was used as a diluent and was heated to the same temperature as the evaporated raw material. Both the raw material and the steam were heated in electrically heated ovens 5 and 6, respectively. Downstream of furnaces 5 and 6, the raw material and steam were mixed in an electrically heated furnace 7 filled with quartz beads which allowed efficient and uniform mixing of raw material and diluent before entering the reactor coil 3. The mixing of raw material and diluent vapor entered the reactor coil 3 placed vertically in a rectangular electrically heated furnace 8. Eight thermocouples T positioned along the axial reactor coordinate measured the process gas temperature at different positions. Rectangular oven 8 was divided into eight separate sections that could be controlled independently to set a specific temperature profile. The pressure in the reactor 3 coil was controlled by a backpressure regulator (not shown) positioned downstream of the reactor 3 coil outlet. Two pressure transducers (not shown), placed at the inlet and outlet of the reactor, indicated the pressure of coil input (CIP) and coil output (COP), respectively. At the reactor outlet, nitrogen was injected into the reactor effluent as an internal standard for analytical measurements and to some extent contributes to the quench cooling of the reactor effluent. The reactor effluent was sampled online, that is, during the operation of the steam cracking assembly, at a high temperature (350°C). Namely, through a valve-based sampling system and uniformly heated transfer lines a gaseous sample of the reactor effluent was injected into a comprehensive two-dimensional gas chromatograph (GC x GC) 9 coupled to a Flame Ionization detector (FID ) and a Mass Spectrometer (MS). A high-temperature 2-way 6-hole sampling valve of the valve-based sampling system was placed in an oven, where the temperature was maintained above the dew point of the effluent sample. Still downstream, the reactor effluent was cooled to approximately 80°C. Water and heavier condensed products (pyrolysis gasoline (PyGas) and pyrolysis fuel oil (PFO)) were removed via a leaking vessel 10 and a cyclone 11, while the remainder of the effluent stream was sent directly to a vent . Before reaching the vent, a fraction of the effluent was removed for analysis on a Refinery Gas Analyzer (RGA) 12. After removing all remaining water using a water-cooled heat exchanger and dehydrator, this fraction of effluent was automatically injected about the so-called Refinery Gas Analyzer (RGA) 12 using a built-in gas sampling valve system (80°C). Steam Cracking Example S1-S3
[000121] O craqueamento a vapor de escala de bancada foi realizado usando a mistura 7 como matéria prima em três temperaturas de saída de bobina (COTs), 800°C, 820°C, e 840°C. A diluição foi de 0,5 (razão de taxa de fluxo de água para matéria prima; água [kg/h] / matéria prima [kg/h]) e a pressão era 170 kPa (1,7 bar absoluta) (0,17 MPa) em todas as COTs. O reator de craqueamento a vapor era um reator tubular com 1,475 m de comprimento feito de aço Incoloy 800HT™ (30-35 % em peso de Ni, 19-23 % em peso de Cr, >39.5 % em peso de Fe) tendo um diâmetro interno de 6 mm. A taxa de fluxo da matéria prima foi de 150 g/h. As misturas de produto (misturas de hidrocarbonetos, efluentes de reator) foram analisadas por GC x GC, como descrito acima. Os resultados da análise de efluente são mostrados na Tabela 5. Exemplos de craqueamento a vapor S4 a S6[000121] Bench-scale steam cracking was carried out using mixture 7 as raw material at three coil outlet temperatures (COTs), 800°C, 820°C, and 840°C. The dilution was 0.5 (flow rate ratio of water to raw material; water [kg/h] / raw material [kg/h]) and the pressure was 170 kPa (1.7 bar absolute) (0. 17 MPa) in all TOCs. The steam cracking reactor was a 1.475 m long tubular reactor made of Incoloy 800HT™ steel (30-35 wt% Ni, 19-23 wt% Cr, >39.5 wt% Fe) having a internal diameter of 6 mm. The raw material flow rate was 150 g/h. Product mixtures (hydrocarbon mixtures, reactor effluents) were analyzed by GC x GC as described above. Effluent analysis results are shown in Table 5. Steam Cracking Examples S4 to S6
[000122] Craqueamento a vapor foi realizado similar aos exemplos de craqueamento a vapor S1-S3, exceto por alterar a matéria prima para a mistura 8, como indicado na Tabela 5. As misturas de produto (misturas de hidrocarbonetos, efluentes de reator) foram analisadas por GC x GC, como descrito acima. Os resultados das análises de efluente são mostrados na Tabela 5. Exemplos de craqueamento a vapor S4 a S6[000122] Steam cracking was performed similar to steam cracking examples S1-S3, except for changing the raw material to mixture 8, as indicated in Table 5. The product mixtures (hydrocarbon mixtures, reactor effluents) were analyzed by GC x GC, as described above. The results of effluent analyzes are shown in Table 5. Steam Cracking Examples S4 to S6
[000123] Craqueamento a vapor foi realizado similar aos exemplos de craqueamento a vapor S1-S3, exceto por alterar a matéria prima para a mistura 9, como indicado na Tabela 5. As misturas de produto (misturas de hidrocarbonetos, efluentes de reator) foram analisadas por GC x GC, como descrito acima. Os resultados das análises de efluente são mostrados na Tabela 5. Exemplos de craqueamento a vapor S10 a S12[000123] Steam cracking was performed similar to steam cracking examples S1-S3, except for changing the raw material to mixture 9, as indicated in Table 5. The product mixtures (hydrocarbon mixtures, reactor effluents) were analyzed by GC x GC, as described above. The results of effluent analyzes are shown in Table 5. Steam Cracking Examples S10 to S12
[000124] Craqueamento a vapor foi realizado similar aos exemplos de craqueamento a vapor S1-S3, exceto por alterar a matéria prima para N1 e as COTs para 820 °C, 850 °C, e 880 °C como indicado na Tabela 6. As misturas de produto (efluentes de reator) foram analisadas por GC x GC como descrito acima. Os resultados das análises de efluente são mostrados na Tabela 6. Tabela 5. Condições de craqueamento a vapor e resultados de análise de efluente para exemplos de craqueamento a vapor S1 a S9. Tabela 6. Condições de craqueamento a vapor e resultados de análise de efluente para exemplos de craqueamento a vapor S10 a S12. [000124] Steam cracking was performed similar to steam cracking examples S1-S3, except for changing the raw material to N1 and the TOCs to 820 °C, 850 °C, and 880 °C as indicated in Table 6. Product mixtures (reactor effluents) were analyzed by GC x GC as described above. Effluent analysis results are shown in Table 6. Table 5. Steam Cracking Conditions and Effluent Analysis Results for Steam Cracking Examples S1 to S9. Table 6. Steam Cracking Conditions and Effluent Analysis Results for Steam Cracking Examples S10 to S12.
[000125] Como pode ser visto a partir das Tabelas 5 e 6, o rendimento mais alto de HVCs (eteno, propeno, 1,3-butadieno, benzeno, tolueno e xilenos) foi obtido com a mistura 9 como matéria prima em COT 840°C. Também o rendimento de BTX mais alto (benzeno, tolueno e xilenos) foi obtido com a mistura 9 como matéria prima em COT 840°C. O craqueamento a vapor da mistura 9 em COTs 820°C e 840°C resultou em um rendimento mais alto de HVCs em comparação com o rendimento de HVCs obtidos com N1 como matéria prima em qualquer um dos COTs nos exemplos de craqueamento a vapor S10-S12.[000125] As can be seen from Tables 5 and 6, the highest yield of HVCs (ethylene, propylene, 1,3-butadiene, benzene, toluene and xylenes) was obtained with mixture 9 as raw material in COT 840 °C. Also the highest yield of BTX (benzene, toluene and xylenes) was obtained with mixture 9 as raw material at COT 840°C. Steam cracking of mixture 9 at TOCs 820°C and 840°C resulted in a higher yield of HVCs compared to the yield of HVCs obtained with N1 as raw material at either TOC in the steam cracking examples S10- S12.
[000126] A descrição acima forneceu por meio de exemplos não limitadores de implementações específicas e modalidades da invenção uma descrição completa e informativa do melhor modo atualmente considerado pelos inventores para realizar a invenção. Entretanto, é claro para um técnico no assunto que a invenção não é limitada a detalhes das modalidades apresentadas acima, porém que pode ser implementada em outras modalidades usando meios equivalentes ou em combinações diferentes de modalidades sem se desviar das características da invenção.[000126] The above description provided by way of non-limiting examples of specific implementations and embodiments of the invention a complete and informative description of the best way currently considered by the inventors to carry out the invention. However, it is clear to a person skilled in the art that the invention is not limited to details of the modalities presented above, but that it can be implemented in other modalities using equivalent means or in different combinations of modalities without deviating from the characteristics of the invention.
[000127] Além disso, alguns dos aspectos das modalidades acima reveladas dessa invenção podem ser usados vantajosamente sem uso correspondente de outros aspectos. Como tal, a descrição acima será considerada como meramente ilustrativa dos princípios da presente invenção e não em limitação da mesma. Consequentemente, o escopo da invenção é somente limitado pelas reivindicações de patente apensas.[000127] Furthermore, some of the aspects of the above-disclosed embodiments of this invention can be used advantageously without corresponding use of other aspects. As such, the above description will be considered as merely illustrative of the principles of the present invention and not as a limitation thereof. Consequently, the scope of the invention is only limited by the appended patent claims.
Claims (22)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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