BRPI0621263A2 - instalação de conversão de hidrocarbonetos de petróleo com instalação de combustão integrada que compreende uma captura do dióxido de carbono - Google Patents

instalação de conversão de hidrocarbonetos de petróleo com instalação de combustão integrada que compreende uma captura do dióxido de carbono Download PDF

Info

Publication number
BRPI0621263A2
BRPI0621263A2 BRPI0621263-8A BRPI0621263A BRPI0621263A2 BR PI0621263 A2 BRPI0621263 A2 BR PI0621263A2 BR PI0621263 A BRPI0621263 A BR PI0621263A BR PI0621263 A2 BRPI0621263 A2 BR PI0621263A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
particles
catalyst particles
reactor
regenerator
carbon dioxide
Prior art date
Application number
BRPI0621263-8A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Xavier Morin
Corinne Beal
Silvestre Suraniti
Original Assignee
Alstom Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology Ltd filed Critical Alstom Technology Ltd
Publication of BRPI0621263A2 publication Critical patent/BRPI0621263A2/pt

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/005—Fluidised bed combustion apparatus comprising two or more beds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/90—Regeneration or reactivation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • C10G11/182—Regeneration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/01—Fluidised bed combustion apparatus in a fluidised bed of catalytic particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/70—Catalyst aspects
    • C10G2300/708—Coking aspect, coke content and composition of deposits
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/80—Additives
    • C10G2300/805—Water
    • C10G2300/807—Steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/99008—Unmixed combustion, i.e. without direct mixing of oxygen gas and fuel, but using the oxygen from a metal oxide, e.g. FeO
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40—Ethylene production

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

INSTALAçãO DE CONVERSãO DE HIDROCARBONETOS DE PETRóLEO COM INSTALAçãO DE COMBUSTãO INTEGRADA QUE COMPREENDE UMA CAPTURA DO DIóXIDO DE CARBONO. A presente invenção refere-se a uma instalação de conversão de hidrocarbonetos de petróleo que compreende um recinto de craqueamento catalítico (1) em presença de partículas de catalisador em fase fluidizada e um regenerador das ditas partículas de catalisador por combustão do coque depositadas sobre essas últimas, o dito catalisador circulando entre o dito recinto de craqueamento e o dito regenerador, o dito regenerador sendo um reator (2) integrado em uma instalação de combustão para a produção de vapor que compreende uma captura do dióxido de carbono. De acordo com a invenção, o dito regenerador é um reator de redução (2) de um suporte de oxigênio, alimentado com combustível sólido que compreende as ditas partículas providas de coque e que é equipado com um ciclone de separação dos sólidos (C2) e com trocadores (E2), esse reator de redução do dito suporte de oxigênio sendo associado a um reator de oxidação (3) do dito suporte de oxigênio e equipado com um ciclone de separação dos sólidos (C3) e com trocadores (E3), o dito suporte de oxigênio circulando entre esses dois reatores e pelo fato de que o dito suporte de oxigênio é constituído por partículas de óxidos metálicos de diâmetro médio diferente do diâmetro médio das ditas partículas de catalisador.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "INSTALA- ÇÃO DE CONVERSÃO DE HIDROCARBONETOS DE PETRÓLEO COM INSTALAÇÃO DE COMBUSTÃO INTEGRADA QUE COMPREENDE UMA CAPTURA DO DIÓXIDO DE CARBONO".
A presente invenção refere-se a uma instalação de conversão de hidrocarbonetos de petróleo acoplada a uma instalação de combustão inte- grada que compreende uma captura do dióxido de carbono.
Uma tal instalação de conversão de hidrocarbonetos de petróleo compreende um recinto no qual é realizado um craqueamento catalítico dos hidrocarbonetos em presença de partículas de catalisador em fase fluidiza- das e dos quais são recuperados cortes de petróleo fracionados por separa- ção balística das partículas e desses cortes de petróleo fracionados. A esse primeiro recinto é classicamente associado um regenerador das partículas de catalisador, nas quais se deposita coque dentro do recinto de craquea- mento. Nesse regenerador, as partículas de catalisador são regeneradas por combustão do coque e são em seguida recicladas na direção da alimentação do recinto de craqueamento.
Instalações desse tipo são descritas nos documentos de patente FR 2 625 509, FR 2 753 453 e FR 2 811 327.
É clássico realizar a combustão do coque dentro do regenerador com o auxílio de ar injetado na base do regenerador e o gás de combustão constituído em parte por dióxido de carbono, que resulta da reação do oxi- gênio do ar e do carbono que constitui o coque, é evacuado na parte alta do regenerador.
O dióxido de carbono é um gás com efeito estufa que deve ser objeto de uma limitação de emissões, o que leva a efetuar uma captura total ou parcial desse dióxido.
É possível realizar essa captura de dióxido de carbono dentro de um reator por uma lavagem com um solvente, por exemplo monoetâno- lamina, que solubiliza de modo seletivo o dióxido de carbono. O solvente é em seguida regenerado por extração do dióxido de carbono graças a um aquecimento por injeção de vapor de água em um outro reator e depois o solvente regenerado é reenviado para o reator de lavagem. No entanto, essa solução obriga a tratar o nitrogênio, que é também evacuado com o dióxido de carbono na parte alta do regenerador de catálise, o que obriga a dimensi- onar a instalação de captura do dióxido de carbono em proporção com a quantidade de nitrogênio presente. Além disso, a regeneração térmica acar- reta o inconveniente de necessitar de grandes quantidades de vapor. Essa solução é portanto muito consumidora de energia.
Pode em conseqüência disso ser considerado substituir o diluen- te de nitrogênio por dióxido de carbono reciclado e efetuar a combustão com um oxidante O2/CO2. No entanto, o oxigênio é produzido a partir do ar gra- ças a uma unidade de separação de ar por um sistema criogênico que con- some muita energia.
Também é conhecido realizar uma combustão de gás com recu- peração integrada de dióxido de carbono utilizando-se para isso um óxido metálico que serve como vetor suporte de oxigênio. Esse óxido circula entre dois reatores nos quais ele é ou oxidado dentro de um reator de leito fluidi- zado circulante por uma colocação em contato com ar, ou reduzido pela co- locação em contato com o combustível gasoso. Esse processo apresenta a vantagem de não necessitar de unidade de separação do ar visto que o óxi- do constitui o suporte de oxigênio.
Esses processos de captura do dióxido de carbono apresentam o inconveniente de aumentar em até duas vezes o custo de investimento e eles necessitam de grandes superfícies no solo.
Foi portanto considerado como descrito no documento de paten- te FR 2 850 156 realizar uma instalação de combustão de matérias sólidas carbonadas que compreende um reator de redução de óxidos, um primeiro ciclone, um trocador de recuperação nas fumaças, um reator de oxidação de óxidos, um segundo ciclone, um trocador de controle de temperatura dos óxidos em circulação nos quais circula um óxido que é reduzido e depois oxidado em cada um dos dois reatores. De acordo com essa arte anterior, a matéria combustível sólida é triturada antes da entrada no reator de redução de óxidos. Os óxidos são reduzidos por colocação em contato primeiramente com o combustível que reage com o oxigênio liberado pelo oxido e depois oxidado por colocação em contato com o ar que regenera o oxido. O tama- nho reduzido das partículas de combustível sólido permite uma combustão mais completa e mais rápida e permite produzir quase 100 % de cinzas vo- lantes.
Esse tipo de instalação de combustão de matérias sólidas car- bonadas que funciona na pressão atmosférica com captura integrada do dió- xido de carbono, não necessita de separação prévia do ar. Devido a sua simplicidade e sua compacidade, esse sistema permite reduzir os custos de captação do dióxido de carbono ao mesmo tempo em que assegura a pro- dução de vapor destinado à geração de eletricidade.
A invenção propõe uma integração de um sistema desse tipo à captura do dióxido de carbono emitido dentro de uma instalação de conver- são de hidrocarbonetos tal como precisado mais acima. Graças à invenção, o dióxido de carbono é capturado, ao mesmo tempo em que assegura a pro- dução de vapor destinado à produção de energia, e isso a um custo e um volume ótimos.
Para fazer isso, a invenção propõe uma instalação de conversão de hidrocarbonetos de petróleo que compreende um recinto de craqueamen- to cataiítico em presença de partículas de catalisador em fase fluidizada e um regenerador das ditas partículas de catalisador por combustão do coque depositadas sobre essas últimas, o dito catalisador circulando entre o dito recinto de craqueamento e o dito regenerador, o dito regenerador sendo um reator integrado em uma instalação de combustão para a produção de vapor que compreende uma captura do dióxido de carbono, caracterizada pelo fato de que o dito regenerador é um reator de redução de um suporte de oxigê- nio, alimentado com combustível sólido que compreende as ditas partículas providas de coque e que é equipado com um ciclone de separação dos sóli- dos e com trocadores, esse reator de redução do dito suporte de oxigênio sendo associado a um reator de oxidação do dito suporte de oxigênio e e- quipado com um ciclone de separação dos sólidos e com trocadores, o dito suporte de oxigênio circulando entre esses dois reatores e pelo fato de que o dito suporte de oxigênio é constituído por partículas de óxidos metálicos de diâmetro médio diferente do diâmetro médio das ditas partículas de catalisa- dor.
Assim é realizada a integração de um laço de circulação das partículas de catalisador, que assegura a conversão dos hidrocarbonetos de petróleo, e de um laço de circulação de um suporte de oxigênio, que assegu- ra uma combustão produtora de energia e que captura o dióxido de carbono.
Por uma escolha cuidadosa do material catalítico de craquea- mento, o sito suporte de oxigênio pode ser constituído pelas ditas partículas de catalisador.
Em um caso mais geral, o dito suporte de oxigênio é constituído por partículas de óxidos metálicos de diâmetro médio diferente do diâmetro médio das ditas partículas de catalisador.
De acordo com um modo de realização preferido, o dito reator de redução é um leito fluidizado circulante fluidizado por vapor de água e/ou dióxido de carbono reciclado e/ou dióxido de enxofre.
Vantajosamente, a instalação compreende na saída do ciclone do reator de redução um sifão que separa as ditas partículas de óxidos me- tálicos dirigidas para o reator de oxidação e as ditas partículas de catalisador dirigidas para o recinto de craqueamento.
Pode ser disposto, entre a dita saída do ciclone do reator de re- dução e o dito recinto de craqueamento, um separador granulométrico que reinjeta as partículas de óxidos metálicos no reator de redução e as partícu- las de catalisador no recinto de craqueamento.
Nesse caso, de preferência, o dito separador granulométrico é constituído por um leito fluidizado circulante equipado de um ciclone de se- paração.
De preferência, as ditas partículas de catalisador são reinjetadas dentro do dito recinto de craqueamento com o auxílio de um conduto ascen- dente de uma altura determinada cuja perda de carga compensa a diferença de pressão entre o dito recinto e o dito separador granulométrico. Assim é equilibrada a diferença de pressão entre o laço de circulação das partículas de catalisador e o laço de circulação das partículas de óxidos metálicos.
A relação entre o diâmetro médio das partículas de óxidos metá- licos e o diâmetro médio das partículas de catalisador é vantajosamente su- perior a dois.
Os ditos óxidos metálicos podem compreender óxido de ferro.
As ditas partículas de catalisador podem compreender óxido de níquel.
A fim de assegurar necessidades em vapor ou em eletricidade, é possível que o dito combustível sólido compreenda também resíduos de pe- tróleo, tais como "brais", betume ou asfalto, de modo a gerar potência útil suficiente.
A invenção é descrita abaixo mais em detalhe com o auxílio de uma figura que só representa um modo de realização preferido da invenção.
Essa figura representa uma instalação de acordo com a invenção.
Essa instalação compreende uma instalação de conversão de hidrocarbonetos de petróleo que compreende um recinto de craqueamento cataiítiço 1 em presença de partículas de catalisador em fase fluidizada que é alimentado por um conduto A1 e um regenerador 2 das partículas de cata- lisador por combustão do coque depositadas sobre essas últimas, o catali- sador circulando entre o recinto de craqueamento 1 e o regenerador 2. As partículas de catalisador são evacuadas do recinto de craqueamento na di- reção do regenerador por um conduto de alimentação 1A e reinjetadas des- se regenerador na direção do recinto de craqueamento por um conduto de reinjeção 2A. Cortes de petróleo fracionados são obtidos na saída do recinto de craqueamento por um conduto de saída 1B. Em um tal recinto de craque- amento, a temperatura é da ordem de 650°C e a pressão da ordem de 0,2 MPa (2 bar).
De acordo com a invenção, o regenerador 2 é um reator integra- do em uma instalação de combustão para a produção de vapor que compre- ende uma captura do dióxido de carbono.
Esse regenerador 2 é um reator de redução de um suporte de oxigênio, de preferência constituído por partículas de óxidos metálicos de diâmetro médio diferente do diâmetro das partículas de catalisador, alimen- tado com combustível sólido que compreende as partículas providas de co- que pelo conduto de alimentação 1A e equipado com um ciclone de separa- ção C2 dos sólidos e trocadores E2. O combustível sólido alimentado pelo conduto A2 pode também compreender resíduos de petróleo.
Esse reator de redução é uma fornalha de leito fluidizado circu- lante fluidizado com vapor de água por um conduto de alimentação 2B e de uma caixa de vento 2C que permite introduzir o vapor de fluidização na parte baixa do reator de redução 2. A esse vapor de água é misturado dióxido de carbono ou dióxido de enxofre reciclado por um conduto complementar 2D que desemboca na mesma caixa de vento 2C. Em um tal reator de combus- tão; a temperatura é da ordem de 900°C e a pressão da ordem da pressão atmosférica.
De modo geral, esse reator de redução 2 é um leito fluidizado circulante fluidizado por vapor de água e/ou dióxido de carbono reciclado e/ou dióxido de enxofre.
Na parte alta do reator de redução 2 é instalado o clone C2 onde as partículas sólidas são separadas das cinzas volantes e dos gases de combustão constituídos de dióxido de carbono, de dióxido de enxofre e de vapor de água.
As cinzas volantes e os gases de combustão são levados para os trocadores de calor E2 geradores de calor para por exemplo a produção de eletricidade. As cinzas volantes são separadas dos gases de combustão em um filtro de mangas F2. Os gases de combustão são em seguida envia- dos para um circuito de resfriamento e de condensação R2 via um ventilador V2. Esse circuito permite extrair a água e o H2SO4 restante do dióxido de carbono que é em seguida parcialmente reintroduzido dentro do reator 2 pe- lo conduto complementar 2D. As cinzas volantes são no que lhes diz respei- to separadas das partículas de óxido metálico por um separador granulomé- trico S2 para serem estocadas em um silo, enquanto que as partículas de óxido metálico são dirigidas para um silo 4. As partículas sólidas na saída do separador C2, constituídas por partículas de óxidos metálicos, por partículas de catalisador regeneradas e por resíduos carbonados, passam por um sifão 5 de onde uma primeira par- te é enviada para um separador granulométrico 6 destinado à separação das partículas de óxidos metálicos e das partículas de catalisador e que será precisado mais adiante. Uma segunda parte na saída do ciclone é dirigida para um dispositivo de eliminação do resíduo carbonado 7.
Esse dispositivo de eliminação 7 é fluidizado por vapor de água por um conduto de admissão 8 em vapor de água, que alimenta também o conduto de alimentação 2B do reator de redução 2. Essa fluidização permite separar as partículas finas e leves tais como o resíduo carbonado das partí- culas de óxidos metálicos e reintroduzir as mesmas no reator de redução 2 por um conduto 7A, enquanto que as partículas mais densas e mais grossas de óxidos metálicos são transferidas por um conduto 7B para um segundo reator 3 que é um reator de oxidação. Um exemplo de constituição de um tal dispositivo de eliminação 7 é descrito no documento de patente FR 2 850 156.
O reator de oxidação 3 é equipado com um sistema de partida D3 que é alimentado com combustível tal como gás, com um sistema de in- tradução das partículas de óxidos metálicos a partir do silo de óxidos 4 e com um sistema de fluidização e de oxidação por um conduto de alimenta- ção com ar 9. Esse sistema de partida D3 permite reaquecer o conjunto dos reatores e dos laços de circulação de sólidos até um limite de temperatura superior a 700°C e lançar o conjunto das reações.
O reator de oxidação 3 do suporte de oxigênio, aqui constituído por partículas de óxidos metálicos de diâmetro médio diferente do diâmetro das partículas de catalisador, é equipado com um ciclone de separação dos sólidos C3 e com trocadores E3.
Um leito composto por óxidos metálicos circula dentro do reator de oxidação 3 que é fluidizado por ar que vem do conduto de entrada 9 que alimenta uma caixa de vento 3C. Em um tal reator de oxidação, a temperatu- ra é da ordem de 1000°C e a pressão da ordem da pressão atmosférica. As partículas de óxidos metálicos e o ar empobrecido, depois de oxidação dentro do reator em questão 3, passam para o ciclone de separa- ção dos sólidos C3 onde as partículas de óxidos metálicos são separadas dos gases constituídos essencialmente por nitrogênio, por oxigênio e por cinzas volantes.
Esses gases quentes são resfriados nos trocadores de calor E3 gerador de vapor para por exemplo a produção de eletricidade. As partículas de óxido arrastadas são separadas do ar por um filtro de manga F3 e rein- troduzidas no silo de óxido 4, enquanto que um ventilador de tiragem reenvia o ar para a atmosfera por uma chaminé 10.
As partículas sólidas que foram extraídas sob o ciclone C3 pas- sam por um sifão 11 de onde uma primeira parte é transferida para a parte de baixo do reator de redução 2, uma segunda parte é recirculada na parte de baixo do reator de oxidação 3 e uma terceira parte é dirigida para um leito exterior 12 onde está colocado um trocador de calor fluidizado por ar alimen- tado pelo conduto de entrada de ar 9, e depois finalmente reintroduzida no reator de oxidação 3. Esse trocador permite regular a temperatura dentro do reator de oxidação 3.
Um complemento de partículas de óxidos metálicos no reator de oxidação 3 é possível via o silo de oxido 4 pelo conduto 13. Um complemen- to de partículas de óxidos pode ser justificado para compensar as perdas por atrição nos diferentes setores 2 e 3, a fim de dispor de óxidos suficientes para assegurar a transferência das matérias e a circulação dos sólidos. As grandes partículas de cinzas ou de aglomerados são extraídas periodica- mente por um conduto de extração 14 na parte de baixo do reator de oxida- ção na direção de um silo de recuperação.
Como já foi evocado, entre a saída do ciclone C2 do reator de redução e o recinto de craqueamento 1, é disposto um separador granulo- métrico 6 que reinjeta as partículas de óxidos metálicos no reator de redução 2 e as partículas de catalisador no recinto de craqueamento 1.
No que precede, de fato, é previsto que o suporte de oxigênio seja constituído por partículas de óxidos metálicos diferentes das partículas de catalisador, que é constituído por exemplo de oxido de níquel. Esse oxido metálico compreende de preferência óxido de ferro e pode também compre- ender óxido de manganês, de cobre ou de níquel.
Também no âmbito da invenção, esse suporte de oxigênio pode ser constituído pelas partículas de catalisador, elas próprias. Nesse caso, o separador granulométrico 6 não é necessário.
Para efetuar de modo eficaz essa separação, quando as partícu- las de óxidos são diferentes das partículas de catalisador, a granulometria dessas partículas é escolhida de modo que a relação entre o diâmetro médio das partículas dè óxidos e o diâmetro médio das partículas de catalisador seja superior a dois. A título de exemplo, as partículas de óxidos têm um di- âmetro médio da ordem de 160 micrometros e as partículas de catalisador um diâmetro médio da ordem de 60 micrometros.
O separador granulométrico 6 é constituído por um leito fIuidiza- do circulante 6A alimentado com vapor de água pelo conduto de entrada 8 e equipado com um ciclone de separação 6B dimensionado para efetuar essa separação. Na parte baixa do ciclone 6B em questão, são evacuadas as par- tículas de óxido que são reinjetadas na parte baixa do reator de redução 2.
Na parte alta do ciclone 6B em questão, as partículas de catalisador são re- enviadas para o recinto de craqueamento 1, com o auxílio de um conduto ascendente 6C de uma altura determinada cuja perda de carga compensa a diferença de pressão entre o recinto de craqueamento 1 e o separador gra- nulométrico 6. Essa transferência é efetuada via uma tremonha 15.
O ciclo das diferentes reações vai agora ser descrito.
Dentro do recinto de craqueamento 1 são introduzidos hidrocar- bonetos de petróleo e partículas de catalisador. Cortes de petróleo fraciona- dos são obtidos e as partículas de catalisador carregadas de coque e portan- to de carbono são evacuadas no reator de redução 2, com eventualmente resíduos de petróleo.
Esse reator de redução 2 sendo um leito fluidizado circulante, é obtido um tempo de permanência dentro desse reator alongado graças à circulação interna dos sólidos nesse reator e à recirculação via seu ciclone C2. As matérias voláteis se desprendem rapidamente em conseqüência do aquecimento do combustível e reagem com o oxigênio desprendido pelos óxidos metálicos vetores de oxigênio para realizar uma combustão parcial que prossegue pela combustão do carbono fixo, assegurando por um lado a eliminação do coque levado pelas partículas de catalisador que são assim regeneradas, e por outro lado a redução das partículas de oxido metálico eventualmente complementares.
Uma parte do leito de óxidos é extraída na base do sifão 5 situa- do sob o ciclone associado a esse reator de redução 2, para ser depurada dos resíduos carbonados que não foram transformados em cinzas volantes, graças ao dispositivo de eliminação 7 que constitui uma barreira ao carbono no conjunto da instalação, e depois reintroduzida dentro do reator de oxida- ção 3 a fim de ser oxidada pelo oxigênio do ar.
Graças a essa barreira ao carbono, nenhum resíduo carbonado é transferido para o reator de oxidação 3. Assim, não é produzido dióxido de carbono, o que reduziria o rendimento de captura do dióxido de carbono da instalação.
O ar empobrecido em oxigênio na saída do reator de oxidação 3 é resfriado no trocador de calor E3, que na prática é constituído por uma plu- ralidade de trocadores, e depois desempoeirado no filtro de mangas F3 e reenviado para a atmosfera.
As partículas de óxido regeneradas no que lhes diz respeito em sua passagem no reator de oxidação 3 são reenviadas para o reator de re- dução 2 para começar um novo ciclo de transporte de oxigênio do reator de oxidação 3 para o reator de redução 2. A quantidade de óxidos reenviada para o reator de redução 2 pode ser controlada por uma válvula de controle de vazão de sólidos não representada.
Uma outra parte do leito de óxidos extraída na base do sifão 5 situado sob o ciclone associado ao reator de redução 2, é dirigida por um lado para a parte de baixo do reator de redução 2 a fim de manter uma circu- lação de sólidos dentro do reator 2, e por outro lado para o separador granu- lométrico 6, que permite separar as partículas de catalisador regeneradas que são reinjetadas dentro do recinto de craqueamento 1 e as partículas de óxidos residuais que são reintroduzidas na parte de baixo do reator de redução.
Como foi evocado mais acima, é possível utilizar como catalisa- dor de craqueamento, um suporte de oxigênio que pode também assegurar ao laço de circulação de oxigênio entre os dois reatores 2 e 3. A instalação é assim simplificada visto que não é mais necessário realizar a separação granulométrica efetuada pelo separador 6.

Claims (10)

1. Instalação de conversão de hidrocarbonetos de petróleo que compreende um recinto de craqueamento catalítico (1) em presença de par- tículas de catalisador em fase fluidizada e um regenerador das ditas partícu- las de catalisador por combustão do coque depositadas sobre essas últimas, o dito catalisador circulando entre o dito recinto de craqueamento e o dito regenerador, o dito regenerador sendo um reator (2) integrado em uma ins- talação de combustão para a produção de vapor que compreende uma cap- tura do dióxido de carbono, caracterizada pelo fato de que o dito regenera- dor é um reator de redução (2) de um suporte de oxigênio, alimentado com combustível sólido que compreende as ditas partículas providas de coque e que é equipado com um ciclone de separação dos sólidos (C2) e com troca- dores (E2), esse reator de redução do dito suporte de oxigênio sendo asso- ciado a um reator de oxidação (3) do dito suporte de oxigênio e equipado com um ciclone de separação dos sólidos (C3) e com trocadores (E3), o dito suporte de oxigênio circulando entre esses dois reatores e pelo fato de que o dito suporte de oxigênio é constituído por partículas de óxidos metálicos de diâmetro médio diferente do diâmetro médio das ditas partículas de catalisador.
2. Instalação de acordo com a reivindicação precedente, carac- terizada pelo fato de que o dito reator de redução (2) é um leito fluidizado circulante fluidizado por vapor de água e/ou dióxido de carbono reciclado e/ou dióxido de enxofre.
3. Instalação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteriza- da pelo fato de que ela compreende na saída do ciclone (C2) do reator de redução um sifão que separa as ditas partículas de óxidos metálicos dirigi- das para o reator de oxidação (3) e as ditas partículas de catalisador dirigi- das para o recinto de craqueamento (1).
4. Instalação de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizada pelo fato de que é disposto, entre a dita saída do ciclone (C2) do reator de redução e o dito recinto de craqueamento (1), um separa- dor granulométrico (6) que reinjeta as partículas de óxidos metálicos no reator de redução (2) e as partículas de catalisador no recinto de craquea- mento (1).
5. Instalação de acordo com a reivindicação precedente, carac- terizada pelo fato de que o dito separador granulométrico é constituído por um leito fluidizado circulante (6A) equipado de um ciclone de separação (6B).
6. Instalação de acordo com a reivindicação precedente, carac- terizada pelo fato de que as ditas partículas de catalisador são reinjetadas dentro do dito recinto de craqueamento (1) com o auxílio de um conduto as- cendente (6C) dé uma altura determinada cuja perda de carga compensa a diferença de pressão entre o dito recinto e o dito separador granulométrico.
7. Instalação de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, ca- racterizada pelo fato de que a relação entre o diâmetro médio das partículas de óxidos metálicos e o diâmetro médio das partículas de catalisador é van- tajosamente superior a dois.
8. Instalação de acordo com a reivindicação precedente, carac- terizada pelo fato de que os ditos óxidos metálicos compreendem óxido de ferro.
9. Instalação de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, ca- racterizada pelo fato de que as ditas partículas de catalisador compreendem óxido de níquel.
10. Instalação de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, ca- racterizada pelo fato de que o dito combustível sólido compreende também resíduos de petróleo.
BRPI0621263-8A 2005-12-27 2006-12-22 instalação de conversão de hidrocarbonetos de petróleo com instalação de combustão integrada que compreende uma captura do dióxido de carbono BRPI0621263A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0554103A FR2895413B1 (fr) 2005-12-27 2005-12-27 Installation de conversion d'hydrocarbures petroliers a installation de combustion integree comprenant une capture du dioxyde de carbone
FR0554103 2005-12-27
PCT/FR2006/051415 WO2007074304A1 (fr) 2005-12-27 2006-12-22 Installation de conversion d'hydrocarbures petroliers a installation de combustion integree comprenant une capture du dioxyde de carbone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BRPI0621263A2 true BRPI0621263A2 (pt) 2011-12-06

Family

ID=36973006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0621263-8A BRPI0621263A2 (pt) 2005-12-27 2006-12-22 instalação de conversão de hidrocarbonetos de petróleo com instalação de combustão integrada que compreende uma captura do dióxido de carbono

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8318101B2 (pt)
EP (1) EP1969092A1 (pt)
JP (1) JP4851538B2 (pt)
KR (1) KR100996373B1 (pt)
CN (1) CN101351530B (pt)
BR (1) BRPI0621263A2 (pt)
CA (1) CA2634129C (pt)
FR (1) FR2895413B1 (pt)
RU (1) RU2418843C2 (pt)
WO (1) WO2007074304A1 (pt)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2483723T3 (es) * 2008-04-01 2014-08-07 Alstom Technology Ltd Procedimiento para usar una instalación para quemar materiales carbonosos e instalación relacionada
US8007681B2 (en) 2008-04-25 2011-08-30 Shell Oil Company Methods, compositions, and burner systems for reducing emissions of carbon dioxide gas into the atmosphere
FR2936301B1 (fr) * 2008-09-23 2010-09-10 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif optimises de combustion par boucle chimique sur des charges hydrocarbonees liquides
FR2937119B1 (fr) * 2008-10-15 2010-12-17 Air Liquide Procede de production d'energie et capture de co2
US20100281769A1 (en) * 2009-03-31 2010-11-11 Alstom Technology Ltd. Hot solids process selectively operable based on the type of application that is involved
ES2421210T3 (es) * 2009-06-12 2013-08-29 Alstom Technology Ltd Sistema para conversión de material combustible
JP5549130B2 (ja) * 2009-07-07 2014-07-16 株式会社Ｉｈｉ 二酸化炭素の回収方法及びその装置
FR2948177B1 (fr) * 2009-07-16 2011-08-05 Inst Francais Du Petrole Procede de combustion en boucle chimique avec controle independant de la circulation des solides
EP2567152A1 (en) * 2010-05-05 2013-03-13 Shell Oil Company Methods, compositions, and burner systems for reducing emissions of carbon dioxide gas into the atmosphere
FR2960941B1 (fr) * 2010-06-02 2014-11-14 Inst Francais Du Petrole Dispositif de separation de particules pour une boucle de combustion chimique
EP2644994B1 (en) 2012-03-30 2015-09-30 Alstom Technology Ltd Methods and apparatus for oxidation of unburnts
US8911673B2 (en) 2012-06-27 2014-12-16 Uop Llc Process and apparatus for distributing hydrocarbon feed to a catalyst stream
US9005431B2 (en) 2012-06-27 2015-04-14 Uop Llc Process and apparatus for distributing hydrocarbon feed to a catalyst stream
RU2496579C1 (ru) * 2012-10-18 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук Способ приготовления катализатора и способ каталитического сжигания топлив в псевдоожиженном слое
US9692069B2 (en) * 2013-03-15 2017-06-27 Ziet, Llc Processes and systems for storing, distributing and dispatching energy on demand using and recycling carbon
US9550680B2 (en) 2013-06-21 2017-01-24 General Electric Technology Gmbh Chemical looping integration with a carbon dioxide gas purification unit
CN103486576A (zh) * 2013-09-25 2014-01-01 上海锅炉厂有限公司 一种三反应器结构的化学链燃烧装置和方法
CN103894239B (zh) * 2014-03-13 2016-09-14 张家港市天源机械制造有限公司 催化剂再生装置
JP5780333B2 (ja) * 2014-04-04 2015-09-16 株式会社Ihi 二酸化炭素の回収方法及びその装置
FR3022611B1 (fr) * 2014-06-19 2016-07-08 Ifp Energies Now Procede et installation de combustion par oxydo-reduction en boucle chimique avec un controle des echanges de chaleur
US9790437B2 (en) 2014-10-09 2017-10-17 Saudi Arabian Oil Company Integrated heavy liquid fuel coking with chemical looping concept
EP3209939B1 (en) * 2014-10-20 2020-07-29 Jeffrey R. Hallowell Combined catalytic converter and cyclonic separator for biofuel-fired furnace
FR3029979B1 (fr) * 2014-12-12 2019-04-05 IFP Energies Nouvelles Procede et installation de combustion par oxydo-reduction en boucle chimique d'une charge hydrocarbonee gazeuse avec reformage catalytique in situ de la charge
US9765961B2 (en) 2015-03-17 2017-09-19 Saudi Arabian Oil Company Chemical looping combustion process with multiple fuel reaction zones and gravity feed of oxidized particles
ES2904509T3 (es) * 2015-08-14 2022-04-05 Orion Eng Carbons Gmbh Métodos y sistemas para la eliminación de materia particulada procedente de una corriente de gas de escape de un proceso
CN112816359B (zh) * 2021-01-06 2022-07-15 西南石油大学 一种确定固相沉积油藏原油沉积固体量的装置及方法
FR3125441B1 (fr) * 2021-07-23 2023-07-14 Ifp Energies Now Procédé et installation CLC avec récupération d’oxygène gazeux produit par un porteur d’oxygène
CN113877371B (zh) * 2021-11-10 2023-04-25 中国石油大学(北京) 一种二氧化碳零排放的催化裂化再生方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2508804A1 (de) 1974-03-14 1975-09-18 Standard Oil Co Verfahren zum katalytischen cracken von kohlenwasserstoffen
US4280898A (en) * 1979-11-05 1981-07-28 Standard Oil Company (Indiana) Fluid catalytic cracking of heavy petroleum fractions
US4542114A (en) * 1982-08-03 1985-09-17 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the recovery and recycle of effluent gas from the regeneration of particulate matter with oxygen and carbon dioxide
US4522704A (en) * 1983-12-09 1985-06-11 Exxon Research & Engineering Co. Passivation of cracking catalysts
US4623443A (en) * 1984-02-07 1986-11-18 Phillips Petroleum Company Hydrocarbon conversion
FR2625509B1 (fr) 1987-12-30 1990-06-22 Total France Procede et dispositif de conversion d'hydrocarbures en lit fluidise
US5147527A (en) * 1989-04-03 1992-09-15 Ashland Oil, Inc. Magnetic separation of high metals containing catalysts into low, intermediate and high metals and activity catalyst
FR2753453B1 (fr) 1996-09-18 1998-12-04 Total Raffinage Distribution Procede et dispositif de craquage catalytique en lit fluidise d'une charge d'hydrocarbures, mettant en oeuvre une zone de mise en contact amelioree
FR2811327B1 (fr) 2000-07-05 2002-10-25 Total Raffinage Distribution Procede et dispositif de craquage d'hydrocarbures mettant en oeuvre deux chambres reactionnelles successives
WO2005026070A1 (en) * 2001-02-12 2005-03-24 Alstom (Switzerland) Ltd Method of producing cement clinker and electricity
FR2850156B1 (fr) * 2003-01-16 2005-12-30 Alstom Switzerland Ltd Installation de combustion avec recuperation de co2
US7347930B2 (en) * 2003-10-16 2008-03-25 China Petroleum & Chemical Corporation Process for cracking hydrocarbon oils
FR2871554A1 (fr) * 2004-06-11 2005-12-16 Alstom Technology Ltd Procede de conversion energetique de combustibles solides minimisant la consommation d'oxygene

Also Published As

Publication number Publication date
CN101351530A (zh) 2009-01-21
RU2418843C2 (ru) 2011-05-20
US20100104482A1 (en) 2010-04-29
JP4851538B2 (ja) 2012-01-11
RU2008130900A (ru) 2010-02-10
CA2634129C (en) 2013-04-02
FR2895413A1 (fr) 2007-06-29
CA2634129A1 (en) 2007-07-05
US8318101B2 (en) 2012-11-27
KR100996373B1 (ko) 2010-11-25
FR2895413B1 (fr) 2011-07-29
JP2009521588A (ja) 2009-06-04
KR20080080666A (ko) 2008-09-04
CN101351530B (zh) 2012-10-03
WO2007074304A1 (fr) 2007-07-05
EP1969092A1 (fr) 2008-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0621263A2 (pt) instalação de conversão de hidrocarbonetos de petróleo com instalação de combustão integrada que compreende uma captura do dióxido de carbono
US7533620B2 (en) Combustion installation with CO2 recovery
US11193074B2 (en) All-steam gasification with carbon capture
US8196532B2 (en) Air-fired CO2 capture ready circulating fluidized bed heat generation with a reactor subsystem
CN103672871B (zh) 加压有氧燃烧功率锅炉和功率设备以及操作其的方法
JP4264525B2 (ja) 有機物質および物質混合物をガス化する方法
AU2012251090B2 (en) Oxycombustion in transport oxy-combustor
JP2018525510A (ja) 都市固形廃棄物（ｍｓｗ）原料に由来する高生物起源濃度のフィッシャー−トロプシュ液体の製造プロセス
CN109073213B (zh) 用于氧载体协助的氧助燃流化床燃烧的系统及方法
CN110312780B (zh) 用于超临界二氧化碳电力循环系统的全蒸汽气化
KR20140101336A (ko) 환원 영역에서 나오는 애시 및 미세물이 제거되는 화학적 순환식 연소 방법 및 그 방법을 이용하는 설비
KR20170021789A (ko) 열교환 제어를 이용한 화학 루핑 레독스 연소를 위한 프로세스 및 장치
US20220073828A1 (en) All-Steam Gasification with Solid Fuel Preparation System
CN114574250A (zh) 一种生物质化学链气化制清洁合成气的方法及装置
JP5535732B2 (ja) ボイラ設備
JP2019203078A (ja) ガス化ガス製造装置、および、ガス化ガスの製造方法
JP6345139B2 (ja) ガスエンジンシステム
CN116672884B (zh) 一种用于煤化工行业VOCs高效转化去除的催化氧化系统及其催化氧化方法
Morin et al. Combustion installation with CO 2 recovery

Legal Events

Date Code Title Description
B07A Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B09B Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette]

Free format text: INDEFIRO O PEDIDO DE ACORDO COM O(S) ARTIGO(S) 8O, 13 E 25 DA LPI

B09B Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette]

Free format text: MANTIDO O INDEFERIMENTO UMA VEZ QUE NAO FOI APRESENTADO RECURSO DENTRO DO PRAZO LEGAL.