BRPI0615643A2 - métodos para produção de olefina e para operar uma planta de produção de olefina - Google Patents

Abstract

MéTODOS PARA PRODUçãO DE OLEFINA E PARA OPERAR UMA PLANTA DE PRODUçãO DE OLEFINA. A presente invenção refere-se a um método para utilização de óleo bruto integral, como uma carga de alimentação para forno de pirólise de uma planta de produção de olefina, em que a carga de alimentação é submetida às condições de vaporização até ser substancíalmente vaporizada com craqueamento brando mínimo, porém deixando algum liquido restante da carga de alimentação, os vapores assim formados sendo submetidos ao craqueamento severo na seção radiante do forno e o líquido restante da carga de alimentação sendo misturado com pelo menos um óleo de saturação

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOSPARA PRODUÇÃO DE OLEFINA E PARA OPERAR UMA PLANTA DEPRODUÇÃO DE OLEFINA".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se à formação de olefinas por cra-queamento térmico de óleo bruto integral. Mais especificamente, a presenteinvenção refere-se à utilização de óleo bruto integral como uma carga dealimentação para uma planta de produção de olefina, que emprega um pro-cesso de craqueamento de hidrocarboneto, tal como, craqueamento em va-por em um forno de pirólise.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

O craqueamento térmico de hidrocarbonetos é um processo pe-troquímico amplamente utilizado para produzir olefinas, tais como, etileno,propileno, butenos, butadieno, e aromáticos tais como benzeno, tolueno, exilenos.

Basicamente, uma carga de alimentação de hidrocarboneto talcomo, nafta, óleo de gás ou outras frações de óleo bruto integral que sãoproduzidas por destilação ou de outra forma fracionamento de óleo brutointegral, é misturada com vapor que serve como um diluente para manter asmoléculas de hidrocarboneto separadas. A mistura de vapor/hidrocarbonetoé pré-aquecida a cerca de 482°C (900°F)a 538°C (1000°F) e então entra nazona de reação, onde é rapidamente aquecida a uma temperatura de cra-queamento de hidrocarboneto severa, na faixa de cerca de 788°C (1452°F)a cerca de 843°C (1550°F).

Esse processo é realizado em um forno de pirólise (craqueadora vapor) em pressões na zona de reação variando de cerca de 69 (10 psig) acerca de 207 kPa (30 psig). Fornos de pirólise possuem em sua parte inter-na, uma seção de convecção e uma seção radiante. O preaquecimento érealizado na seção de convecção, enquanto o craqueamento severo ocorrena seção radiante.

Após craqueamento severo, o efluente do forno de pirólise apre-senta hidrocarbonetos gasosos de grande variedade, por exemplo, um a trin-ta e cinco átomos de carbono por molécula. Esses hidrocarbonetos gasosospodem ser saturados, monossaturados e poliinsaturados e podem ser alifáti-cos, alicíclicos e/ou aromáticos. O gás craqueado também contém quantida-des significativas de hidrogênio molecular (hidrogênio).

Assim, o craqueamento a vapor convencional, conforme realiza-do em uma planta de produção de olefina convencional, emprega uma fra-ção de não refinado integral e vaporiza totalmente aquela fração, enquantocraqueando termicamente a mesma. O produto craqueado pode conter, porexemplo, cerca de 1 por cento em peso (% em peso) de hidrogênio, cerca de10% em peso de metano, cerca de 25% em peso etileno e cerca de 17% empeso propileno, toda porcentagem em peso tendo como base o peso total doproduto, com o restante consistindo em sua maior parte de outras moléculasde hidrocarboneto possuindo de 4 a 35 átomos de carbono por molécula.

O produto craqueado é então processado, adicionalmente, naplanta de produção de olefina para produzir, como produtos da planta, váriascorrentes individuais separadas de alta pureza, tais como, hidrogênio, etileno,propileno, hidrocarbonetos misturados possuindo quatro átomos de carbonopor molécula, óleo combustível e gasolina de pirólise. Cada corrente indivi-dual separada é um produto comercial valioso propriamente. Assim, umaplanta de produção de olefina correntemente utiliza uma parte (fração) deuma corrente bruta integral e gera vários produtos separados, valiosos damesma.

O material de partida, do qual deriva uma carga de alimentaçãopara uma planta de produção de olefina convencional, conforme descritoacima, normalmente é primeiro submetido a um processamento substanciale caro antes de alcançar aquela planta. Normalmente, o não refinado inte-gral é destilado ou de outra forma dividido em várias frações, tais como, ga-solina, querosene, nafta, óleo de gás (vácuo ou atmosférico) e similares, in-cluindo resíduo de ebulição alta. Após isso, qualquer uma dessas frações,diferentes do resíduo, pode se passada a uma planta de produção como acarga de alimentação para aquela planta.É desejável ser capaz de sustentar o custo operacional e de ca-pital de uma unidade de destilação de refinaria (unidade de processamentodo não refinado total) que processa óleo bruto para gerar uma fração de óleobruto que serve como carga de alimentação para plantas de produção con-vencional de olefina. Contudo, a técnica anterior, até recentemente, nãomencionou cortes de hidrocarboneto (frações) que possuem mesmo umadistribuição de faixa de ebulição muito ampla. Por exemplo, vide Patente USnúmero 5.817.226 de Lenglet.

Vide Patente US número 6.743.961 emitida recentemente paraDonald H. Powers. Essa patente refere-se ao craqueamento de óleo brutointegral por emprego de uma zona de vaporização/craqueamento brandoque contém vedação. Essa zona é operada de um modo tal que, a fase lí-quida do óleo bruto que ainda não foi vaporizada seja mantida naquela zona,até o craqueamento/vaporização dos componentes líquidos de hidrocarbo-neto mais tenazes serem maximizados. Isso permite uma formação apenasmínima de resíduo sólido que permanece atrás como um depósito na veda-ção. Esse resíduo é mais tarde queimado e retirado da vedação por desco-quificação em ar de vapor, de modo ideal durante o ciclo de descoquificaçãode forno normal, vide coluna 7, linhas 50-58 daquela patente. Assim, a se-gunda zona 9 daquela patente serve como um sifão para os componentes,incluindo materiais hidrocarbonáceos, da alimentação de óleo bruto que nãopode ser craqueado ou vaporizado de acordo com as condições emprega-das no processo, vide coluna 8, linhas 60-64 daquela patente.

O Pedido de Patente US número de série 10/244.792, deposita-do em 16 de setembro de 2002, com autoria de invenção e cessão comuns àPatente US número 6.743.961, é direcionado ao processo revelado naquelapatente, porém que emprega um catalisador de craqueamento brandamenteácido para direcionar a função total da unidade de vaporiza-ção/craqueamento brando, mais na direção da extremidade de craqueamen-to brando do espectro de vaporização (sem craqueamento brando anterior) -craqueamento brando (seguido por vaporização).

O Pedido de Patente US número de série 10/616.839, deposita-do em 10 de julho de 2003, possuindo autoria de invenção e cessão comunsà Patente US número 6.743.961 é direcionado ao processo revelado naque-la patente, porém que remove pelo menos parte dos hidrocarbonetos líqui-dos que permanecem na unidade de vaporização/craqueamento brando quenão foram ainda vaporizados ou passaram por craqueamento brando. Essescomponentes de hidrocarboneto líquido da alimentação de óleo bruto sãoarrastados de próximo do fundo daquela unidade e passados para um dis-positivo de cavitação controlado e separado, para prover energia de craque-amento adicional aos componentes de hidrocarboneto tenazes que resisti-ram anteriormente à vaporização e craqueamento brando. Assim, aquelainvenção também busca direcionar o processo total na unidade de vaporiza-ção/craqueamento brando mais para a extremidade de craqueamento bran-do do espectro de vaporização - craqueamento brando mencionado anteri-ormente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção é provido um processo parautilização de óleo bruto integral como a carga de alimentação para a plantade produção de olefina, que minimize a função de vaporização e minimize,se não elimine, a função de craqueamento brando mencionada anteriormen-te e dessa forma, direcione o processo total na unidade de vaporização dapresente invenção, fortemente na direção da extremidade de vaporização doespectro mencionado anteriormente.

De acordo com a presente invenção, o óleo bruto integral é pré-aquecido, como em uma planta de produção de olefina convencional (plantade olefina), para produzir uma mistura de vapor de hidrocarboneto e líquidoa partir da carga de óleo bruto com pouca ou nenhuma formação de coque.

O hidrocarboneto vaporoso é então separado do líquido restante e o vaporpassado para uma operação de craqueamento severo. O hidrocarbonetolíquido restante é submetido às condições que favorecem a vaporização emrelação ao craqueamento brando, por introdução de um petróleo de satura-ção na unidade e retirando daquela unidade um resíduo composto de petró-leo de saturação e hidrocarbonetos líquidos restantes da alimentação deóleo bruto.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 mostra um fluxograma simplificado para uma planta decraqueamento de hidrocarboneto típica.

A figura 2 mostra uma concretização dentro da presente inven-ção, essa concretização empregando uma unidade de vaporização única.DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

O termo "óleo bruto integral" conforme usado na presente inven-ção significa óleo cru, conforme o mesmo jorra de uma boca de poço, excetopara qualquer tratamento que tal óleo bruto possa receber, de modo a tornaro mesmo aceitável para transporte a uma refinaria de óleo bruto e/ou desti-lação em tal refinaria. Esse tratamento incluiria etapas, tais como a dessali-nização. Esse óleo bruto é apropriado para destilação ou outro fracionamen-to em uma refinaria, porém não tendo sofrido qualquer tal destilação ou fra-cionamento. Isso incluiria, porém não necessariamente sempre inclui, enti-dades de não ebulição, tais como, asfaltenos ou alcatrão. Como tal, é difícilse não impossível, prover uma faixa de ebulição para o óleo bruto integral.Conseqüentemente, o óleo bruto integral usado como uma alimentação ini-cial para uma planta de olefina, de acordo com a presente invenção, seriaum ou mais óleos brutos diretamente de uma tubulação de campo e/ou ins-talação de armazenamento de óleo bruto convencional, conforme for a dis-ponibilidade, sem qualquer fracionamento prévio do mesmo.

Os termos "hidrocarboneto" e "hidrocarbonetos" conforme usa-dos na presente invenção não significam materiais estritamente ou apenascontendo átomos de hidrogênio e átomos de carbono. Tais termos significammateriais que são hidrocarbonáceos por natureza, pelo que são primária ouessencialmente compostos de hidrogênio e átomos de carbono, porém po-dem conter outros elementos, tais como, oxigênio, enxofre, enxofre, nitrogê-nio, metais, sais inorgânicos, asfaltenos e similares, mesmo em quantidadessignificativas.

Os termos "gás" ou "gases" conforme usados na presente inven-ção significam um ou mais gases em um estado essencialmente vaporoso,por exemplo, vapor sozinho ou mistura de vapor e vapor de hidrocarboneto esimilares.

O termo "coque" conforme usado na presente invenção significaqualquer sólido carbonáceo de peso molecular alto, e inclui compostos for-mados da condensação de aromáticos polinucleares.

Uma planta de produção de olefina útil na presente invençãoincluiria um forno de pirólise (craqueamento) para receber inicialmente ecraquear a alimentação de óleo bruto integral. Os fornos de pirólise paracraqueamento de vapor de hidrocarbonetos são aquecidos por meio de con-vecção e radiação e compreendem uma série de tubos de preaquecimento,circulação e craqueamento, geralmente feixes de tais tubos, para preaque-cimento, transporte e craqueamento da alimentação de hidrocarboneto. Oaquecimento alto para craqueamento é fornecido por queimadores dispostosna seção radiante (algumas vezes denominada "seção de radiação" do forno.O gás residual desses queimadores é circulado através da seção de con-vecção do forno para prover o calor necessário ao preaquecimento da ali-mentação de hidrocarboneto que entra. As seções de convecção e radiantedo forno são unidas no "cruzamento" e os tubos referidos aqui acima paratransportar a alimentação de hidrocarboneto do interior de uma seção para ointerior da próxima.

Os fornos de craqueamento são projetados para aquecimentorápido na seção radiante, começando na entrada do tubo radiante (serpenti-na) onde as constantes de velocidade de reação são baixas em razão datemperatura baixa. A maior parte do calor transferido simplesmente eleva oshidrocarbonetos da temperatura de entrada para a temperatura de reação.Na metade da serpentina, a taxa de elevação de temperatura é baixa, porémas razões de craqueamento são apreciáveis. Na saída da serpentina, a taxade elevação da temperatura aumenta um pouco, porém não tão rapidamentecomo na entrada. A taxa de desaparecimento do reagente é o produto dessaconstante de velocidade de reação vezes sua concentração localizada. Aofinal da serpentina, a concentração do reagente é baixa e o craqueamentoadicional pode ser obtido por aumento da temperatura do gás de processo.A diluição do vapor do hidrocarboneto de alimentação abaixa apressão parcial do hidrocarboneto, melhora a formação de olefina e reduzqualquer tendência na direção de formação de coque nos tubos radiantes.

Os fornos de craqueamento possuem tipicamente câmaras decombustão da caldeira retangulares com tubos verticais localizados central-mente entre as paredes refratárias radiantes. Os tubos são suportados desua parte superior.

A queima da seção radiante é realizada com queimadores mon-tados na parede ou piso ou uma combinação de ambos usando combustí-veis gasosos ou gasosos/líquidos combinados. As câmaras de combustãoda caldeira estão tipicamente sob pressão levemente negativa, mais preferi-velmente com fluxo a montante do gás de combustão. O gás de combustãodentro da seção de convecção é fornecido por pelo menos um dentre venti-ladores de tração natural ou induzida.

Serpentinas radiantes são geralmente penduradas em um planosimples abaixo do centro câmara de combustão da caldeira. Elas podem seraninhadas em um plano simples ou colocadas em paralelo em uma disposi-ção de tubo de fileira dupla em ziguezague. A transferência de calor dosqueimadores para os tubos radiantes ocorre amplamente por radiação, con-seqüentemente, o termo "seção radiante" onde os hidrocarbonetos são a-quecidos a cerca de 788°C (1450°F) a cerca de 843°C (1550°F) e pelo que,submetidos ao craqueamento severo.

A serpentina radiante portanto é um reator químico tubularqueimado. A alimentação do hidrocarboneto para o forno é pré-aquecida emcerca de 482°C (900°F) a cerca de 538°C (1000°F) na seção de convecçãopor aquecimento em convecção do gás de combustão da seção radiante,diluição do vapor da alimentação na seção de convecção ou semelhante.Após o preaquecimento, em um forno comercial convencional, a alimentaçãoestá pronta para entrar na seção radiante.

Em um forno típico, a seção de convecção pode conter múltiplaszonas. Por exemplo, a alimentação pode ser inicialmente pré-aquecida emuma primeira zona superior, a água de alimentação da caldeira aquecida emuma segunda zona, alimentação e vapor misturados e aquecidos em umaterceira zona, vapor superaquecido em uma quarta zona e a mistura de ali-mentação/vapor final pré-aquecida para término na quinta zona inferior. Onúmero de zonas e suas funções pode variar consideravelmente. Assim,fornos de pirólise podem ser complexos e de estruturas variáveis.

Os hidrocarbonetos gasosos, craqueados que deixam a seçãoradiante têm sua temperatura rapidamente reduzida, de mòdo a impedir des-truição do padrão de craqueamento. O resfriamento dos gases craqueadosantes do processamento adicional dos mesmos a jusante na planta de pro-dução de olefina recupera uma grande quantidade de energia como vaporde alta pressão para reutilização no forno e/ou planta de olefina. Isso é reali-zado, freqüentemente, com o emprego de trocadores de linha de transferên-cia que são bem conhecidos na técnica.

Os projetistas de serpentinas radiantes priorizam razão de tem-po de residência curto, temperatura alta e pressão parcial baixa do hidrocar-boneto. Os comprimentos e diâmetros das serpentinas são determinadospela taxa de alimentação por serpentina, metalurgia da serpentina com rela-ção à capacidade de temperatura e a taxa de deposição de coque na ser-pentina. As serpentinas variam de um tubo de diâmetro pequeno, simples,com taxa de alimentação baixa e serpentinas de muitos tubos por forno paratubos de diâmetro grande e compridos com taxa de alimentação alta e pou-cas serpentinas por forno. Serpentinas maiores podem consistir em compri-mentos de tubulação conectada com curvas em U. Várias combinações detubos podem ser empregadas. Por exemplo, quatro tubos estreitos, em para-leio, podem alimentar dois tubos de diâmetro maior, também em paralelo,que então alimentam um tubo ainda maior, conectado em série. Conseqüen-temente, os comprimentos, diâmetros e disposições das serpentinas em sé-rie e/ou fluxo paralelo podem variar amplamente de forno para forno. Os for-nos, em razão dos aspectos de propriedade em seu projeto, são freqüente-mente referidos por meio de seu fabricante. A presente invenção é aplicávela qualquer forno de pirólise, incluindo, porém não limitado aos fabricadospela Lummus, M. W. Kellog & Co., Mitsubishi, Stone & Webster EngineeringCorp., KTI Corp., Linde-Selas1 e similares.

O processamento a jusante dos hidrocarbonetos craqueadosemitidos do forno varia consideravelmente e, especificamente, com base sea alimentação de hidrocarboneto inicial for um gás ou líquido. Uma vez que apresente invenção utiliza como alimentação, apenas um óleo bruto integral,que é um líquido, o processamento a jusante aqui será descrito para umaplanta de olefina de alimentação líquida. O processamento a jusante doshidrocarbonetos gasosos craqueados da carga de alimentação de líquido,nafta através de óleo de gás para a técnica anterior e óleo bruto integral paraa presente invenção é mais complexo que para carga de alimentação gaso-sa, em razão dos componentes de hidrocarboneto mais pesados presentesna carga de alimentação.

Um processamento a jusante de carga de alimentação de hidro-carboneto líquido, embora possa variar de planta para planta, tipicamenteemprega uma saturação de óleo do efluente de forno após troca de calor domesmo, por exemplo, em um trocador de linha de transferência, conformemencionado anteriormente. Após isso, a corrente de hidrocarboneto craque-ada é submetida ao fracionamento primário para remover líquidos pesados,tais como, óleo combustível, por compressão dos hidrocarbonetos não con-densados, e gás ácido e remoção de água da mesma. Vários produtos dese-jados são então individualmente separados, por exemplo, etileno, propileno,uma mistura de hidrocarbonetos possuindo quatro átomos de carbono pormolécula, óleo combustível, gasolina da pirólise e uma corrente de hidrogê-nio de pureza alta.

De acordo com a presente invenção, é provido um processo queutiliza óleo bruto integral líquido (que não foi submetido ao fracionamento,destilação e similares) como a carga de alimentação primária (inicial) para oforno de pirólise da planta de olefina. Dessa forma, a presente invenção eli-mina a necessidade de destilação cara do óleo bruto integral em várias fra-ções, por exemplo, da nafta para óleo de gás, para servir como a carga dealimentação primária para um forno como é primariamente realizado pelatécnica anterior, conforme descrito aqui anteriormente.Conforme aludido acima, o emprego de uma carga de alimenta-ção primária de hidrocarboneto é mais complexo que o emprego de umacarga de alimentação primária de hidrocarboneto gasoso, em razão doscomponentes mais pesados que estão presentes no líquido, que não estãopresentes no gás. Esse é muito mais que o caso onde se utiliza óleo brutointegral como uma carga de alimentação primária, em oposição ao uso denafta líquida ou óleos de gás como a alimentação primária. Com o óleo brutointegral existem mais componentes de hidrocarboneto presentes que sãonormalmente líquidos e cuja tendência termodinâmica natural é permanecernaquele estado. As alimentações líquidas requerem energia térmica paraaquecer o líquido a sua temperatura de vaporização, que pode ser bem altapara componentes mais pesados, mais o aquecimento latente da vaporiza-ção para tais componentes.

Conforme mencionado acima, é necessário que a corrente dehidrocarboneto pré-aquecida passada para a seção radiante esteja no esta-do gasoso para fins de craqueamento e aí repousa o desafio para uso deóleo bruto integral como uma carga primária para um forno. Também é alta-mente desejável manter os componentes mais pesados descritos anterior-mente fora da seção de radiação e mesmo as porções de temperatura maisaltas da seção de convecção, uma vez que, se elas contatarem a parededentro da serpentina radiante, elas podem causar a formação de coque in-desejado naquela serpentina. Com a presente invenção, mesmo que o óleobruto seja usado como uma alimentação primária será evitada a produçãode quantidades excessivas de coque. Isso é contrário à preponderância datécnica anterior que ensina que a alimentação de óleo bruto integral direta-mente a um forno a vapor convencional não é praticável.

Pelo emprego da presente invenção, são evitados os problemasprecedentes com o emprego de óleo bruto integral como uma alimentaçãoprimária a um forno e a vaporização completa da corrente de hidrocarbonetoque é passada na seção adiante do forno é obtida por emprego primeira-mente de uma função de vaporização, oposta à função de vaporiza-ção/craqueamento brando, onde o craqueamento brando não é um objetivoprincipal do processo. A etapa de vaporização da presente invenção podeenvolver quantidades pequenas de craqueamento brando ou mesmo semcraqueamento brando, dependendo dos materiais empregados, por exemplo,alimentação de óleo bruto e óleo de saturação (definido doravante), porém ocraqueamento brando não é um objetivo da presente invenção. O craquea-mento brando a um grau leve é inevitável em algumas circunstâncias commateriais que contêm componentes hidrocarbonáceos.

A presente invenção pode ser realizada empregando uma insta-lação de vaporização autocontida, que opera separada e independentemen-te das seções de convecção e radiante e pode ser empregada como (1) umaseção integral do forno, por exemplo, dentro do forno em ou próximo à seçãode convecção, porém a montante da seção radiante e/ou (2) fora do fornopropriamente, porém em comunicação de fluido com o forno. Quando em-pregada fora do forno, a alimentação primária de óleo bruto integral é pré-aquecida na seção de convecção do forno, passada para fora da seção deconvecção e do forno para uma instalação de vaporização separada. O pro-duto de hidrocarboneto vaporoso dessa instalação única é então passado devolta para o forno, de modo a entrar na seção radiação do mesmo. O prea-quecimento pode ser realizado de outro modo que na seção de convecçãodo forno, caso desejado, ou em combinação dentro e/ou fora do forno e ain-da assim está dentro do escopo da presente invenção.

A unidade de vaporização da presente invenção recebe a ali-mentação primária de óleo bruto integral que foi pré-aquecida, por exemplo,de cerca de 260°C (500°F) a cerca de 404°C (750°F), preferivelmente decerca de 288°C (550F)a cerca de 343°C (650°F). Essa é uma faixa de tem-peratura inferior àquela que é necessária para vaporização completa da ali-mentação, e faz parte das novas características da presente invenção. Essafaixa de temperatura de preaquecimento inferior ajuda a evitar a produçãode fuligem e coque na seção de preaquecimento, quando operada de acordocom a presente invenção. Tal preaquecimento preferivelmente, embora nãonecessariamente, acontece na seção de convecção do mesmo forno, para oqual tal óleo bruto é a alimentação primária.Assim, a primeira zona na etapa de operação de vaporização dapresente invenção emprega separação de vapor/líquido onde os hidrocarbo-netos vaporosos e outros gases, se presentes, na corrente de alimentaçãopré-aquecida são separados daqueles componentes que permanecem líqui-dos após preaquecimento. Os gases mencionados anteriormente são remo-vidos da seção de separação de vapor/líquido e passados para a seção ra-diante do forno.

Separação de vapor/líquido nessa primeira zona, por exemplo,zona superior elimina o líquido para fora de qualquer modo convencional,vários modos e meios são bem conhecidos e óbvios na técnica. Os dispositi-vos apropriados para separação de vapor/líquido incluem separadores deciclone de líquido, schoepentoéteres, separadores de gotículas em ventoi-nha e similares.

O líquido assim separado dos vapores mencionados anterior-mente se move em uma segunda zona, por exemplo, inferior. Isso pode serrealizado por tubulação externa, conforme mostrado na figura 2 a seguir.Alternativamente, isso pode ser realizado internamente à unidade de vapori-zação. O líquido que entra e viaja ao longo do comprimento dessa segundazona encontra, por exemplo, o vapor que chega da área externa. Esse líqui-do, sem os gases removidos, recebe o impacto pleno da energia térmica dovapor que chega e do efeito da diluição.

Essa segunda zona pode transportar, pelo menos, um dispositi-vo de distribuição de líquido, tal como placa(s) perfurada(s), distribuidor emcanal, bandeja(s) de fluxo duplo, bandeja(s) de chaminé, tubeira(s) de as-persão e similares.

Essa segunda zona pode também transportar em uma porção damesma, um ou mais materiais de vedação da torre de destilação para pro-mover a mistura íntima do líquido e vapor na segunda zona.

Conforme o hidrocarboneto líquido viaja (cai) através dessa se-gunda zona, ele é vaporizado em uma parte substancial pelo vapor de ener-gia alta com o qual ele entra em contato. Isso permite que os componentesde hidrocarboneto que são mais difíceis de vaporizar continuem a cair e se-jam submetidos ao vapor mais e mais alto para taxas de hidrocarboneto lí-quido e temperaturas, de modo a permitir que os mesmos sejam vaporiza-dos por ambos energia do vapor e pressão parcial do hidrocarboneto líquidodiminuída com pressão parcial de vapor aumentada. Além disso, com de-terminadas composições de alimentação de óleo bruto, o vapor pode tam-bém prover energia para uma pequena quantidade de craqueamento térmicobrando, de modo a reduzir o peso molecular dos vários materiais no líquido,pelo que, permitindo que os mesmos sejam vaporizados. Contudo, em razãodas novas etapas empregadas na presente invenção, se ocorrer o craquea-mento brando, isso ocorre, mesmo em quantidades insignificantes. Para de-terminados óleos brutos integrais leves usados como uma alimentação pri-mária na presente invenção, a vaporização ocorre essencialmente apenascom pouco ou nenhum craqueamento brando ocorrendo.

Com o emprego da presente invenção e ao contrário da técnicaanterior, a vaporização, essencialmente sem craqueamento brando do hi-drocarboneto líquido na unidade de vaporização da presente invenção, émaximizada e o craqueamento brando dos componentes líquidos é minimi-zado, se não eliminado. Isso é obtido por introdução de óleo de saturação naunidade de vaporização e retirada em uma base regular daquela unidade, deuma mistura de óleo de saturação e hidrocarboneto líquido da alimentaçãobruta. Dessa maneira, com a combinação apropriada de óleo bruto e óleo desaturação, a quantidade desejada de vapor de hidrocarboneto para alimen-tação da seção radiante do forno pode ser gerada pela função de vaporiza-ção sozinha. Com os óleos brutos e/ou líquidos de saturação de outras e decomposições diferentes, uma quantidade pequena de craqueamento brandopode acontecer, mesmo se nessa situação, a grande maioria do vapor dehidrocarboneto desejado for gerada pela função de vaporização sozinha.

A figura 1 mostra uma operação de craqueamento típica (planta)1, onde o forno 2 possui uma seção de convecção superior C e uma seçãoradiante inferior R unidas por um cruzamento (vide a figura 2). A alimentação5 deve ser craqueada no forno 2, porém antes do craqueamento, para ga-rantir essencialmente a vaporização completa, a mesma é primeiro pré-aquecida na zona 6 e então misturada com o vapor de diluição 7, e a misturaresultante aquecida adicionalmente na zona 8 que está em uma área maisquente da seção C que a zona 6. A mistura de vapor resultante é então pas-sada para a seção radiante R e distribuída para uma ou mais serpentinasradiantes 9. O produto de gás craqueado da serpentina 9 é coletado e pas-sado por meio da tubulação 10 para vários trocadores de linha de transfe-rência 11 (TLE na figura 1), onde o produto de gás craqueado é resfriado àmedida que a função de craqueamento térmico é essencialmente terminada.

O produto de gás craqueado é adicionalmente resfriado por injeção do óleode saturação resfriado e reciclado 20, imediatamente a jusante dos 11 doTLE. O óleo de saturação e a mistura gasosa passam através da tubulação12 para a torre de saturação de óleo 13. Na torre 13, o mesmo é contatadocom o material de saturação de líquido hidrocarbonáceo, tal como, gasolinade pirólise, a partir da tubulação 14 para resfriamento adicional do produtogasoso craqueado, bem como, para condensar e recuperar o produto deóleo combustível adicional. Parte do produto reciclado 24 é reciclada, apósalgum resfriamento adicional (não mostrado), através da tubulação 20 para ointerior da tubulação 12. O produto de gás craqueado é removido da torre 13,através da tubulação 15 e passado para a torre de saturação de água 16,onde é contatado com a água reciclada e resfriada 17 que é recuperada daporção inferior da torre 16. A água 17 condensa uma fração de hidrocarbo-neto líquida na torre 16 que é, em parte, empregada como material de satu-ração de líquido 14, e em parte, removida através da tubulação 18 para ou-tro lugar de processamento. A parte da fração de óleo saturado 24 que não épassada para dentro da tubulação 20 é removida como óleo de combustão eprocessada em outro lugar.

O produto de gás craqueado assim processado é removido datorre 16 e passado através da tubulação 19 para a instalação de compres-são e fracionamento 21, onde as correntes de produto individuais menciona-das anteriormente são recuperadas como produtos da planta 1, tais corren-tes de produto individual sendo coletivamente representadas por meio dalinha 23.A figura 2 mostra uma concretização do pedido com relação aoprocesso da presente invenção para o forno da figura 1. A figura 2 é muitodiagramática por questões de simplificação e brevidade, uma vez que, con-forme discutido acima, os fornos atuais são estruturas completas. Na figura 2,o forno 2 é mostrado como possuindo a corrente de alimentação primária 5entrando na seção pré-aquecida 6. A alimentação 1 pode ser misturada como vapor de diluição (não mostrado) pelas razões descritas aqui anteriormen-te, antes de entrar na seção 6 e/ou no interior da seção 6. A seção 6 é a se-ção pré-aquecida de um forno. A alimentação 5 passa através da seção 6 equando aquecida para a faixa de temperatura desejada, mencionada anteri-ormente, deixa a seção 6 por meio da tubulação 25. Em uma planta de olefi-na convencional, a alimentação pré-aquecida seria misturada com o vaporde diluição e então passaria da seção 6, por exemplo, a seção de convecçãoC do forno, para a seção 8 da figura 1, e então para a seção radiante R doforno 2. Contudo, de acordo com a presente invenção, a alimentação pré-aquecida (uma mistura composta principalmente de hidrocarboneto líquido evapor de hidrocarboneto da alimentação 5) passa ao invés de ser pela tubu-lação 25, a uma temperatura de cerca de 260°C (500°F) a cerca de 404°C(750°F), para a unidade de vaporização única 26, isto é, nessa concretiza-ção, fisicamente localizada fora do forno 2. A unidade 26 portanto, está emcomunicação de fluido com o forno 2. A alimentação pré-aquecida entra ini-cialmente na primeira zona superior 27 da unidade 26, onde os componen-tes gasosos presentes são separados dos componentes em conjunto aindalíquidos.

A unidade 26 é uma unidade de vaporização que é um compo-nente das novas características da presente invenção. A unidade 26 não seencontra em conjunto com os fornos de craqueamento convencionais. A uni-dade 26 recebe óleo bruto integral do forno 2 através da tubulação 25 e a -quece o mesmo adicionalmente de cerca de 343°C (650°F) a cerca de593,3°C (1100oF) para obter primariamente a vaporização (predominante-mente) de pelo menos uma porção significativa da alimentação primária quepermanece no estado líquido. Os gases que estão associados à alimentaçãode óleo bruto integral, pré-aquecido, conforme recebido pela unidade 26 sãoremovidos da zona 27 por meio da tubulação 28. Assim, a tubulação 28transporta essencialmente todos os vapores de hidrocarboneto que estãopresentes na zona 27. O líquido presente na zona 27 é removido do mesmoatravés da tubulação 29 e passado para a parte interna superior da zonainferior 30. As zonas 27 e 30, nessa concretização, são separadas da comu-nicação de fluido uma com a outra pela parede impermeável 31, que podeser uma bandeja sólida. A linha 29 representa a comunicação de fluxo a ju-sante de fluido externo entre as zonas 27 e 30. Em vista disso ou além disso,as zonas 27 e 30 podem ter comunicação de fluido interna entre as mesmas,por modificação da parede 31 para ser pelo menos em parte permeável alíquido por uso de uma ou mais bandejas projetadas para permitir que o lí-quido passe a jusante para o interior da zona 30 e o vapor a montante para ointerior da zona 27. Por exemplo, ao invés de uma parede impermeável (oubandeja sólida) 31, uma bandeja de chaminé poderia ser usada, onde o va-por transportado pela tubulação 42 ao invés disso passaria através da ban-deja da chaminé e deixaria a unidade 25 através da tubulação 28, e o líquido32 passaria internamente dentro da unidade 26, a jusante para a seção 30ao invés de externamente a unidade 26 através da tubulação 29. Nesse ca-so de fluxo a jusante interno, o distribuidor 33 se tornaria opcional.

De qualquer modo o líquido é removido da zona 27 para a zona30, aquele líquido se movendo a jusante conforme mostrado pela seta 32 eassim encontrando pelo menos um dispositivo de distribuição de líquido 33,conforme descrito aqui anteriormente. O dispositivo 33 distribui líquido atra-vés da seção transversal da unidade 26, de modo que o líquido flua unifor-memente através da largura da torre, em contato com a vedação 34. Na pre-sente invenção, a vedação 34 é isenta de materiais, tais como, catalisadorque promoverá craqueamento brando de hidrocarbonetos.

O vapor de diluição 7 passa através da zona de superaqueci-mento 35 e, então, através da tubulação 40 para dentro da porção inferior 54da zona 30, abaixo da vedação 34, onde ele surge conforme mostrado pelaseta 41 em contato com a vedação 34. Na vedação 34, o líquido 32 e o va-por 41 se misturam intimamente um com o outro, assim vaporizando umaquantidade substancial de líquido 32. Esse vapor formado recentemente,juntamente com o vapor de diluição 41, é removido da zona 30, através datubulação 42 e adicionado ao vapor na tubulação 28 para formar um produtode vapor de hidrocarboneto combinado na tubulação 43. A corrente 42 podeconter, essencialmente, vapor hidrocarboneto da alimentação 5 e vapor.Contudo, dependendo da composição química do óleo de saturação 51, amesma pode não conter componentes de tal óleo de saturação ou quantida-des pequenas a insignificantes de quaisquer componentes de hidrocarbone-to mais leves, originalmente presentes no óleo 51. Por exemplo, com o óleode saturação pesado, tal como, óleo de combustão pesado, essencialmentenenhum componente vaporizará e terminará a montante na corrente 42, po-rém com óleo de saturação mais leve, tal como, querosene, o(s) óleo(s) pe-sado(s) ou condensado de gás natural, quantidades significantes de compo-nentes mais leves de tais óleos podem terminar a montante na corrente 42.

A corrente 42 assim representa uma parte substancial da corren-te de alimentação 5, mais o vapor de diluição 41, menos um resíduo líquidoda alimentação 5 que está presente na corrente 50. A corrente 43 é passadaatravés de uma zona de preaquecimento de alimentação mista 44 em umaseção mais quente (inferior) da zona de convecção C, para aumentar adicio-nalmente a temperatura de todos materiais presentes e então através datubulação 45 para a serpentina 9 na seção R. A tubulação 45 pode ser inter-na ou externa ao conduto de forno 55.

A corrente 7 pode ser empregada totalmente na zona 30 ou umaparte da mesma pode se empregada tanto na tubulação 28 (via tubulação 52)quanto linha 43 (através da tubulação 53) ou ambas para ajudar na preven-ção de condensação de líquido nas tubulações 28 e 43.

Na seção R, a alimentação vaporosa da tubulação 45 que con-tém vários componentes hidrocarboneto é submetida às condições de cra-queamento severo conforme mencionado anteriormente.

O produto craqueado deixa a seção R por meio da tubulação 10para processamento adicional no restante da planta de olefina a jusante doforno 2, conforme mostrado na figura 1.

A seção 30 da unidade 26 provê área de superfície para contatodo líquido 32 com gás ou gases quentes, por exemplo, vapor 41. O fluxo decontracorrente do líquido e gás dentro da seção 30 permite que líquidos mais pesados (ponto de ebulição mais alto) sejam contatados na razão degás mais aquecido para hidrocarboneto e com o gás de temperatura maisalta ao mesmo tempo. Isso cria um dispositivo e operação mais eficientespara vaporização do resíduo mais pesado da carga de alimentação de óleobruto 5, pelo que, permitindo utilização muito alta de tal óleo bruto como ali-mentação vaporosa 45 para a seção de craqueamento severo R.

Com o emprego da presente invenção, tais líquidos são primari-amente vaporizados, com pouco ou nenhum uso da função de craqueamen-to térmico brando na zona 30. Isso é realizado por remoção do líquido demodo contínuo ou pelo menos semicontínuo ou periódico a partir do ladoinferior 54 da zona 30, através da tubulação 50, e a introdução de óleo desaturação 51 em tal líquido do lado inferior. Assim, um resíduo líquido 50pode ser formado, pelo que é pelo menos inicialmente composto de umamistura de tal líquido do lado inferior e óleo de saturação 51.

O óleo de saturação 51 pode ser, porém não necessariamente, omesmo material que é convencionalmente referido em uma planta de cra-queamento, como óleo de saturação, isto é, o óleo 24 na figura 1. O óleo 51é totalmente hidrocarbonáceo e normalmente líquido em condições ambien-tes de temperatura e pressão. Ele pode conter uma ampla fileira de molécu-las de hidrocarboneto e, portanto, ser difícil, se não impossível de ser carac-terizado por meio de sua composição química. Contudo, não é necessárioinformar a técnica porque ele pode ser caracterizado como uma mistura dehidrocarbonáceos que é líquida em condições ambientes de temperatura epressão. Assim, uma ampla variedade de materiais conhecidos pode serempregada, tal como, óleo de saturação da planta de craqueamento da figu-ra 1, alimentação de óleo bruto 5 da figura 1, condensado de gás natural,óleo diesel, óleo combustível, óleo gasoso, querosene e similares.

O óleo 51 é introduzido na zona 30 a uma temperatura substan-cialmente inferior que o líquido restante da alimentação 5 que está presentena seção inferior 54 da zona 30. A temperatura do óleo 51 pode ser suficien-temente menor que à de tal líquido, como para pelo menos reduzir e preferi-velmente eliminar, quaisquer reações de formação de coque que possamestar acontecendo (presentes) em tal líquido na temperatura prevalecendona seção 54 da zona 30, especificamente aquela porção que está abaixo doponto mais baixo em tal seção na qual o vapor 41 é introduzido. Tal tempe-ratura pode variar amplamente, porém geralmente será inferior a 426,6°C(800°F) preferivelmente inferior a cerca de 371,1 cC (700°F). A pressão doóleo 51 quando introduzida na zona 30 pode ser suficiente para injetar o óleopara o interior daquela zona, por exemplo, de ligeiramente acima da atmos-férica até cerca de 689,4 kPa (100 psig).

O óleo 51 pode ou não conter frações de hidrocarboneto maisleves que cintilam ou de outra forma vaporizam nas condições prevalecentesna zona 30, abaixo do ponto inferior no qual a corrente 41 é introduzida naseção 54. Se o óleo 51 é um condensado de gás natural, por exemplo, oscomponentes do mesmo podem vaporizar e alcançar a tubulação 42. Talvaporização, especificamente por cintilação, pode ajudar a resfriar o líquidocom o qual o óleo 51 é misturado, pelo que, auxiliando no resfriamento de tallíquido, conforme discutido aqui anteriormente. Se o óleo 51 contiver oscomponentes que podem vaporizar sob condições da zona 30 e extremidadesuperior nas tubulações 42 e 43, tais componentes seriam apropriados eoperáveis como alimentação de craqueamento para a serpentina 9. O óleo51, como para sua composição inicial, pode ser escolhido, de modo que va-porize ou não, essencialmente em sua totalidade, na seção 54 da zona 30.

O óleo 51 pode ter uma viscosidade significativamente (mensuravelmente)inferior aquela do hidrocarboneto líquido com a qual ele é misturado na se-ção 54 da zona 30, de modo que a fração do óleo 51, que permanece namistura de resíduo líquido 50, serve adicionalmente para reduzir a viscosi-dade total da mistura 50, pelo que, auxiliando no manuseio da mistura 50 ajusante desse processo.

Assim, utilizando o óleo de saturação 51 da presente invenção ea remoção do resíduo 50, a operação total da unidade 26 pode ser dirigidapara a função de vaporização para exclusão ou exclusão essencial da fun-ção de craqueamento brando. Isso permite um escopo composicional maisamplo dos materiais de alimentação de não refinados integrais 5 que podemser empregados no processo. Também isso permite aquecimento rápido dehidrocarboneto pesado com gás aquecido, de modo oposto à técnica anteri-or de aquecimento com uma superfície de metal quente, seguido por satura-ção rápida, pelo que, evitando a formação indesejável de coque e incrusta-ção e entupimento do sistema. Adicionalmente, o coque na corrente 50 édesejavelmente evitado, uma vez que quanto menos coque presente maior aqualidade petroquímica e o valor daquela corrente.

O óleo 51 não apenas pode ser empregado de modo a resfriar olíquido da parte inferior na seção 54 e reduzir a formação de coque na zona30 e tubulação 50, porém com uma escolha cuidadosa da composição quí-mica para o óleo 51, esse efeito de resfriamento pode ser aumentado porcintilação dos componente mais leves do óleo 51 sob condições operacio-nais da seção 54. Esses materiais cintilados podem também contribuir bene-ficamente para a quantidade de alimentação provida ao processo de cra-queamento nas serpentinas 9, pelo que, melhorando a produtividade daplanta de craqueamento como um todo.

Assim, na concretização ilustrativa da figura 2, o hidrocarbonetolíquido separado 29 cai a jusante da zona 27, para a segunda zona inferiore é vaporizado em parte na zona 30, sem depender de craqueamentobrando. Esses hidrocarbonetos gasosos saem da unidade 26 pela tubulação42, devido à influência do gás aquecido, por exemplo, vapor 41 se elevandoatravés da zona 30 após ser introduzido dentro de uma porção inferior, porexemplo, metade inferior ou um quarto da zona 30 (seção 54) por meio datubulação 40.

A alimentação 5 pode entrar no forno 2, a uma temperatura decerca da ambiente até cerca de 148,8°C (300°F) a uma pressão ligeiramenteacima da atmosférica até cerca de 689,4 kPa (100 psig) (doravante "atmos-férica a 689,4 kPa (100 psig)). A alimentação pré-aquecida 5 pode entrar nazona 27 através da tubulação 25, a uma temperatura de cerca de 260°C(500F) a cerca de 398,8°C (750°F), preferivelmente de cerca de 315,5°C(600°F) a 343,3°C (650°F) a pressão de cerca da atmosférica a 689,4 kPa(100 psig).

A corrente 28 pode ser essencialmente todo vapor de hidrocar-boneto formado da alimentação 5 e está a uma temperatura de cerca de260°C (500°F) a cerca de 398,8°C (750°F), a uma pressão de cerca da at-mosférica a 689,4 kPa (100 psig).

A corrente 29 pode ser essencialmente todo o líquido restanteda alimentação 5, menos o que foi vaporizado no pré-aquecedor 6 e está auma temperatura de cerca de 260°C (500°F) a cerca de 398,8°C(750°F), auma pressão ligeiramente acima da atmosférica até cerca de 689,4 kPa (100psig) (doravante "atmosférica a 689,4 kPa (100 psig)).

A combinação de correntes 28 e 42, conforme representada pelacorrente 43 pode estar a uma temperatura de cerca de 343,3°C (650 a800°F) a 426,6°C, a uma pressão de cerca da atmosférica a 689,4 kPa (100psig) e contém, por exemplo, uma razão de vapor/hidrocarbonetos total decerca de 90,71 g (0,2 Ib) a cerca de 907,18 g (2 Ib) de vapor por grama dehidrocarboneto.

A corrente 45 pode estar a uma temperatura de cerca de482,2°C (900F) a cerca de 593,3°C (1100°F) a uma pressão de cerca daatmosférica a 689,4 kPa (100 psig).

A corrente 51 pode estar a uma temperatura inferior a cerca de426,6°C (800°F), preferivelmente inferior a 371,10C (700°F) e uma pressãosuficiente para injetar o vapor na porção inferior, seção 54, do interior da zo-na 30, abaixo do ponto mais baixo de injeção da corrente 40 na seção 54.Por injeção da corrente 51 abaixo da corrente 40 na zona 30, a redução detemperatura (efeito de saturação rápida) do líquido na seção 54 é maximizada.

Resíduo líquido 50 pode ser compreendido de uma fração, porexemplo, menos de cerca de 50% em peso da alimentação 5, com base nopeso total da alimentação 5, diluída com todo, essencialmente todo ou ne-nhum óleo 51 ou componentes do mesmo. A corrente 50 pode conter essen-cialmente apenas os componentes da alimentação 5 ou pode ser uma mistu-ra de componentes da alimentação 5 com óleo 51 ou componentes do mes-mo. Assim, a corrente 50 pode ser composta 100% dos componentes dealimentação 5, ou qualquer mistura em peso dos componentes de alimenta-ção 5 e óleo de saturação 51 (ou componentes do mesmo) dependendo dascomposições iniciais da alimentação 5 e do óleo 51 inicialmente empregados,e das condições operacionais da unidade 26. Os componentes da alimenta-ção 5 presentes no resíduo 50 podem ter um ponto de ebulição maior quecerca de 537,7°C (1000°F). O resíduo 50 pode estar a uma temperatura infe-rior a cerca de 371,10C (700°F) a uma pressão da atmosférica a 689,4 kPa(100 psig).

Na zona 30, uma razão de diluição alta (gás aquecimen-to/gotículas de líquido) é desejável. Contudo, taxas de diluição variarão am-piamente porque a composição dos óleos brutos integrais varia muito. Demodo geral, a razão de gás aquecido 41, por exemplo, vapor, para hidrocar-boneto na parte superior da zona 30 pode ser de cerca de 0,2/1 a cerca de5/1, preferivelmente de cerca de 0,2/1 a cerca de 1,2/1, mais preferivelmentede cerca de 0,2/1 a cerca de 1/1.

O vapor é um exemplo de um gás aquecido apropriado introdu-zido por meio da tubulação 40. Outros materiais podem estar presentes novapor empregado. A corrente 7 pode ser daquele tipo de vapor normalmenteusado em uma planta de craqueamento convencional. Tais gases estão pre-ferivelmente a uma temperatura suficiente para volatilizar uma fração subs-tancial do hidrocarboneto líquido 32 que entra na zona 30. De modo geral, ogás que entra na zona 30 a partir do conduto 40 estará em pelo menos cercade 426,6°C (800°F), preferivelmente de cerca de 426,6°C (800°F) a 593,3°C(1100oF) na pressão atmosférica a 689,4 kPa (100 psig). Tais gases serão,por questões de clareza, referidos doravante em termos de vapor sozinho.

A corrente 42 pode ser uma mistura de vapor e vapor hidrocar-boneto (derivado primariamente da alimentação 5 e, possivelmente, algumaquantidade menor de óleo 51) que ferveu a uma temperatura inferior a593,3°C (1100 psig). Essa corrente pode estar a uma temperatura de cercade 315,5 (600°F) a cerca de 426,6°C (800°F) a uma pressão da atmosféricaa 689,4 kPa (100 psig).

A vedação da torre de destilação convencional 34 provê área desuperfície para o vapor que entra da tubulação 41. A seção 34 assim provêárea de superfície para contato a jusante de líquido de escoamento com ovapor de escoamento 41 a montante entrando a partir da tubulação 40. Ofluxo de contracorrente dentro da seção 30 permite que os líquidos mais pe-sados (ponto de ebulição mais alto) sejam contatados na razão mais alta devapor para óleo e, ao mesmo tempo, com o vapor em temperatura mais alta.

Isso cria o dispositivo mais eficiente e operação de vaporização da porçãomais pesada das cargas de alimentação de óleo mais pesado, pelo que,permitindo utilização muito alta de tais cargas de alimentação como alimen-tação a vapor para a seção de craqueamento severo R. Assim, as gotículasde líquido mais dificilmente vaporizadas recebem a intensidade térmica ple-na do vapor que entra, em sua razão mais quente e uma razão muito alta dediluição em vapor, de modo que a possibilidade de vaporização desses ma-teriais tenazes é maximizada.

A faixa de temperatura dentro da unidade 26, e especificamentedentro da zona 30, acoplada ao tempo de residência na seção 30, pode seraquela que vaporiza essencialmente a maior parte, pelo menos cerca de90% em peso dos componentes líquidos na alimentação 5, com um ponto deebulição atmosférica de cerca de 537,7°C (1000°F) e menor, com base nopeso total da alimentação 5. Dessa forma, uma porção significativa da ali-mentação primária de não refinados integral líquida é convertida em umacorrente de hidrocarboneto gasosa apropriada como alimentação para intro-dução na seção R.

Pode ser visto que o vapor da tubulação 40 não serve apenascomo um diluente para fins de pressão parcial como o faz o vapor diluenteque pode ser introduzido, por exemplo, no conduto 5 (não mostrado). Aoinvés disso, o vapor da tubulação 40 provê não apenas uma função de dilui-ção, porém também energia de vaporização adicional para os hidrocarbone-tos que permanecem no estado líquido. Isso é realizado com energia sufici-ente para obtenção de vaporização dos componentes de hidrocarbonetomais pesados e por controle da entrada de energia. Por exemplo, utilizandovapor na tubulação 40, vaporização substancial do líquido de alimentação 5é obtida com formação reduzida de coque na seção 30. Isso, em conjuntocom o efeito de saturação de formação de coque do óleo 51, com ou semcintilação dos componentes de óleo 51, provê a minimização da formação decoque na seção 54 e no resíduo 50. A taxa de diluição de vapor muito alta eo vapor de temperatura mais alta são, portanto, providos onde são necessá-rios, em sua maior parte como gotículas de hidrocarboneto líquido que semovem progressivamente a jusante na zona 30. As gotículas de líquido quenão são vaporizadas são rapidamente saturadas pelo óleo 51.

A unidade 26 da figura 2, ao invés de ser um forno externo à u-nidade única 2, pode ser fisicamente contida no interior da zona de convec-ção C, de modo que a zona 30 está integralmente dentro do interior do forno2. Embora a contenção total da unidade 26 dentro de um forno possa serdesejável para várias considerações de projeto de forno, isso não é neces-sário de modo a se obter os benefícios da presente invenção. A unidade 26seria também empregada total ou parcialmente fora do forno e ainda estariadentro do escopo da presente invenção. Combinações de colocação total-mente no interior ou totalmente no exterior da unidade 26, com relação aoforno 2 serão óbvias aos versados na técnica e também estão dentro do es-copo da presente invenção.

A operação da unidade 26 da presente invenção pode servir pa-ra remover os materiais que não podem ser craqueados ou vaporizados,quer sejam hidrocarbonáceos ou não. Exemplos típicos de tais materiais sãometais, sais inorgânicos, alfaltenos não revestidos, e similares. Tais materi-ais podem ser tomados do sistema por meio da tubulação 50.

EXEMPLO

Uma corrente de óleo bruto integral 5 de um tanque de armaze-namento caracterizado como Saharan Blend é alimentada diretamente auma seção de convecção de um forno de pirólise 2, em condições ambientesde temperatura e pressão. Nessa seção de convecção, essa alimentaçãoprimária de óleo bruto integral é pré-aquecida a cerca de 343°C (650°F) ecerca de 482,6 kPa (70 psig) e então passada para uma unidade de vapori-zação 26, onde os gases hidrocarboneto a cerca de 343,3°C (650°F) e 434,3kPa (63 psig) são separados dos líquidos na zona 27 daquela unidade. Osgases separados são removidos da zona 27 e transferidos para a seção ra-diante do mesmo forno, para craqueamento severo em uma faixa de tempe-ratura de 788°C (1450°F) a 815,5°C (1500°F) na saída da serpentina radi-ante 9.

O hidrocarboneto líquido restante da alimentação 5, após sepa-ração dos gases de hidrocarboneto em conjunto mencionados anteriormente,é transferido para a seção inferior 30 e deixado cair a jusante naquela seção,na direção do fundo da mesma. O vapor pré-aquecido 40 a cerca de 593,3°C(1100oF) é introduzido próximo ao fundo da zona 30, para fornecer uma ra-zão de vapor para hidrocarboneto na seção 54, de cerca de 3,8/1. As gotícu-Ias líquidas que caem estão em fluxo de contracorrente com o vapor quesurge do fundo da zona 30, na direção da parte superior da mesma. Comrelação ao líquido que cai a jusante na zona 30, a razão de vapor para hi-drocarboneto líquido aumenta da parte superior para a inferior da zona 30.

Uma mistura de vapor e vapor de hidrocarboneto 42 a cerca de376,6°C (710°F) é retirada de próximo a parte superior da zona 30 e mistu-rada com os gases removidos anteriormente da zona 27, através da tubula-ção 28, para formar uma corrente de vapor compósito/vapor de hidrocarbo-neto contendo cerca de 181,4 g (0,4 Ib) de vapor por grama de hidrocarbo-neto presente. Essa corrente compósita é pré-aquecida na zona 44 a cercade 551,6°C (1025 °F) em pelo menos cerca de 344,7 kPa (50 psig) e intro-duzida na seção radiante R do forno 2.

Claims (16)

1. Método, caracterizado pelo fato de que compreende:(a) separação de uma carga de alimentação de óleo bruto inte-gral aquecido e hidrocarbonetos líquidos em uma unidade que fornece umafunção de vaporização;(b) transferência de pelo menos uma porção dos referidos hidro-carbonetos vaporosos para uma seção de aquecimento radiante de um for-no, de modo a induzir craqueamento térmico severo;(c) retenção de pelo menos parte dos referidos hidrocarbonetoslíquidos na unidade;(d) contato dos referidos hidrocarbonetos líquidos retidos compelo menos um gás aquecido, de modo a formar hidrocarbonetos vaporososadicionais para transferência à referida seção de aquecimento radiante deum forno;(e) introdução, próximo à parte inferior da referida unidade, depelo menos um óleo de saturação para formar uma mistura de hidrocarbone-tos óleo-líquido, o referido óleo de saturação estando a uma temperaturasuficiente para resfriar os hidrocarbonetos líquidos restantes, de modo a mi-nimizar reações de formação de coque; e(f) remoção de pelo menos uma porção da referida mistura dehidrocarbonetos óleo-líquido da unidade; através do que a operação da refe-rida unidade é dirigida para a referida função de vaporização.

2. Método para operar uma planta de produção de olefina, carac-terizado pelo fato de que emprega um forno de pirólise para craquear severae termicamente materiais de hidrocarboneto para processamento subse-qüente dos referidos materiais craqueados na referida planta, o referido for-no possuindo em seu interior pelo menos uma seção de aquecimento porconvecção e uma seção de aquecimento radiante separada, a referida seçãode aquecimento radiante sendo empregada para o referido craqueamentosevero, o aperfeiçoamento compreendendo a provisão de óleo cru integralcomo a carga de alimentação primária para o referido forno, preaquecimentoda referida carga de alimentação para formar uma mistura de hidrocarbone-tos vaporosos e líquidos, coleta da referida mistura em uma unidade de va-porização, na referida unidade ocorrendo a separação dos referidos hidro-carbonetos vaporosos dos referidos hidrocarbonetos líquidos, passagem dosreferidos hidrocarbonetos vaporosos para a referida seção de aquecimentoradiante, retenção dos referidos hidrocarbonetos líquidos na referida unida-de, introdução de pelo menos um gás aquecido na unidade para misturacom os hidrocarbonetos líquidos na referida unidade para diluir os referidoshidrocarbonetos líquidos e aquecimento dos mesmos para formar hidrocar-bonetos vaporosos adicionais deixando os hidrocarbonetos líquidos restan-tes na referida unidade, remoção dos referidos hidrocarbonetos vaporososadicionais para a referida seção de aquecimento radiante, introdução na re-ferida unidade de pelo menos um óleo de saturação, para formar uma mistu-ra do referido óleo de saturação e os referidos hidrocarbonetos líquidos res-tantes na referida unidade, o referido óleo de saturação estando a uma tem-peratura suficiente para resfriar os referidos hidrocarbonetos líquidos restan-tes de modo a minimizar quaisquer reações de formação de coque presen-tes nos referidos hidrocarbonetos líquidos restantes, e remoção da referidaunidade de pelo menos parte dos referidos hidrocarbonetos líquidos restan-tes, por meio do que direciona a operação da referida unidade à função devaporização.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a referida carga de alimentação é aquecida a uma temperaturade cerca de 260°C (500°F) a cerca de 398,8°C (750°F), o referido gás aque-cido esquentando os referidos hidrocarbonetos líquidos à uma temperaturade cerca de 343,3°C (650°F) a cerca de 593,3°C (1100oF) e o referido óleode saturação possuindo uma temperatura inferior a cerca de 426,6°C(800°F).

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o referido óleo de saturação possui uma temperatura inferior acerca de 371,10C (700°F).

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o referido óleo de saturação é um líquido hidrocarbonáceo emcondições ambientes de temperatura e pressão.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o referido óleo de saturação possui uma viscosidade inferior a-quela dos referidos hidrocarbonetos líquidos restantes e produz uma misturade óleo de saturação/hidrocarboneto líquido restante possuindo uma visco-sidade inferior à viscosidade dos referidos hidrocarbonetos líquidos restantessozinhos.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o referido óleo de saturação é pelo menos um selecionado dogrupo consistindo em óleo de saturação de planta de craqueamento de hi-drocarboneto, óleo cru integral, gás natural condensado, gasóleo, óleo diesele querosene.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o referido óleo de saturação possui componentes de hidrocarbo-neto que vaporizam instantaneamente quando misturados com os referidoshidrocarbonetos líquidos restantes para auxiliar no resfriamento dos referi-dos hidrocarbonetos líquidos restantes, e os referidos componentes que va-porizam instantaneamente são operáveis como alimentação para craquea-mento na referida seção de aquecimento radiante.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o referido óleo de saturação é introduzido na referida unidadeabaixo do ponto mais baixo de introdução na referida unidade de pelo menosum referido gás aquecido.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o referido gás aquecido é misturado com pelo menos um dosreferidos hidrocarbonetos vaporosos e hidrocarbonetos vaporosos adicio-nais, após remoção dos mesmos da referida unidade e antes da introduçãodos mesmos na referida seção radiante.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que essencialmente todos os hidrocarbonetos vaporosos são sepa-rados dos referidos hidrocarbonetos líquidos restantes, de modo que prima-riamente, apenas o hid roca rboneto líquido retido na referida unidade é sub-metido a ambas razões de gás aquecido mais altas para hidrocarboneto lí-quido e temperaturas de gás aquecido mais altas para causar vaporizaçãoadicional dos referidos hidrocarbonetos líquidos.

12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o referido gás aquecido é introduzido na referida unidade a umarazão de gás aquecido/diluição de hidrocarboneto de cerca de 0,2 a cerca de-5/1.

13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o referido gás aquecido é introduzido na referida unidade a umatemperatura de pelo menos cerca de 426,6°C (800°F).

14. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o referido gás aquecido é vapor.

15. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a referida unidade éa) no interior da referida seção de aquecimento por convecçãooub) fora do referido forno, porém em comunicação fluida com ointerior do referido forno.

16. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a referida corrente de cru integral é óleo bruto que não foi sub-metido a qualquer fracionamento antes de sua introdução no referido forno.