BRPI1008465A2

BRPI1008465A2 - processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos e aparelho para separar por destilação um composto hidrocarboneto

Info

Publication number: BRPI1008465A2
Application number: BRPI1008465-7A
Authority: BR
Inventors: Yuichi Tanaka; Yasumasa Morita; Kenichi Kawazuishi
Original assignee: Japan Oil, Gas And Metals National Corporation; Inpex Corporation; Jx Nippon Oil & Energy Corporation; Japan Petroleum Exploration Co.,Ltd.; Cosmo Oil Co., Ltd.; Nippon Steel Engineering Co.,Ltd
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2020-08-25
Also published as: CA2752829C; CA2752829A1; AU2010219003B2; ZA201105998B; JP5367412B2; EP2402419A4; CN102325859A; AU2010219003A1; JP2010202678A; EA201170994A1; US8974660B2; US20110309000A1; EP2402419B1; EA019522B1; US9920256B2; WO2010098127A1; MY159394A; EP2402419A1; US20150191658A1; CN102325859B

Abstract

PROCESSO PARA APRIMORAR COMPOSTOS HIDROCARBONETOS E APARELHO PARA SEPARAR POR DESTILAÇÃO UM COMPOSTO HIDROCARBONETO. A invenção refere-se a um processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos, em que os compostos hidrocarbonetos sintetizados em uma reação de síntese de Fischer-Tropsch são submetidos à destilação fracionada e os compostos hidrocarbonetos que foram submetidos à destilação fracionada são hidrotratados para fornecer produtos combustíveis líquidos. O processo inclui submeter à destilação fracionada compostos hidrocarbonetos pesados sintetizados na reação de síntese de Fischer-Tropsch como um líquido ao primeiro destilado médio e uma fração de cera e submeter à destilação fracionada compostos hidrocarbonetos leves sintetizados na reação de síntese de Fischer-Tropsch como um gás em um segundo destilado médio e em uma fração de gás leve.

Description

Relatório Descritivo da Patente de lnvenção para "PROCESSO " PARA APRIMORAR COMPOSTOS HIDROCARBONETOS E APARELHO

, PARA SEPARAR POR DESTILAÇÃO UM COMPOSTO HIDROCARBO- NETO". 5 Campo Técnico A presente invenção refere-se a um processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos e a um aparelho para separar por destilação um composto hidrocarboneto que separam e refinam compostos hidrocarbone- tos sintetizados por uma reação de sÍntese de Fischer-Tropsch. 10 É reivindicada prioridade para o Pedido de Patente Japonesa N°, 2009-046152, depositado em 27 de fevereiro de 2009, cujo teor é aqui incor- porado como referência.

Técnica Antecedente Como um dos processos para sintetizar combustíveis Iíquidos 15 partindo de um gás natural, foi desenvolvida recentemente uma técnica GTL (Gás a Líquidos: uma sÍntese de combustível líquido). Na técnica GTL um gás natural é reformado para sintetizar um gás de síntese que contém um monóxido de carbono gasoso (CO) e um hidrogênio gasoso (H2) como com- ponentes principais e então, os compostos hidrocarbonetos são sintetizados 20 pela reação de sÍntese de Fischer-Tropsch usando o gás de síntese como um gás de estoque de alimentação- Além disso, na técnica GTL, os compos- tos hidrocarbonetos são hidrogenados e submetidos à destilação fracionada para produzir produtos combustíveis Iíquidos, tais como nafta (gasolina bru- ta), um querosene, um gasóleo e uma cera. 25 Como os produtos combustíveis líquidos provenientes dos com- postos hidrocarbonetos usados como um estoque de alimentação possuem um alto teor de parafina e não incluem componentes de enxofre, por exem- plo, como apresentado no Documento de Patente 1, os produtos combustí- veis líquidos atraem atenção como combustíveis ambientalmente amigáveis. 30 Em um reator de síntese de FT que realiza a reação de sÍntese de FT, os hidrocarbonetos pesados com um número de carbono comparati- vamente alto são produzidos como um líquido e os compostos h idrocarbone-

tos leves com um número de carbono comparativamente baixo (que incluem principalmente hidrocarbonetos equivalentes à nafta) são gerados como um gás.

Como um exemplo de um processo para a obtenção de produtos 5 combustíveis Iíqu idos partindo de compostos hidrocarbonetos leves e pesa- dos, é mencionado o processo a seguir.

Primeiro, os compostos hidrocarbo- netos leves descarregados como um gás do reator de sÍntese são resfriados e liquefeitos por um trocador de calor.

E os compostos hidrocarbonetos leves liquefeitos são separados e recuperados em um separador de gás-líquido.

Então, os compostos hidrocarbonetos Ieves recuperados são misturados com os compostos hidrocarbonetos pesados descarregados como um líqui- do proveniente do reator de sÍntese e levados para um fracionador.

Então, os compostos hidrocarbonetos são submetidos à destila- ção fracionada de acordo com os pontos de ebulição no fracionador e são submetidos à destilação fracionada em uma fração de nafta (cujo ponto de ebulição é menor do que aproximadamente 150 °C), um destilado médio equivalente a um querosene e um gasóleo (cujo ponto de ebulição é de des- de aproximadamente 150 até 360 °C) e un]a fração de cera (cujo ponto de ebulição é mais alto do que aproximadamente 360 "C). A fração de nafta, o destilado médio e a fração de cera são hi- drotratados respectivamente para produzir combustíveis líquidos e outros produtos tais como uma nafta, um querosene, um gasóleo ou uma cera.

Lista de Citação Documento de Patente Documento de Patente 1 Publicação de Patente Japonesa Não Examinada N". 2004-323626 Sumário da lnvenção Problema Técnico No processo acima descrito como um exemplo, os compostos hidrocarbonetos pesados descarregados como um líquido proveniente do reator de sÍntese e os compostos hidrocarbonetos leves recuperados de um componente gasoso descarregados do reator de sÍntese são misturados jun-

tos e são então submetidos a uma destilação fracionada no fracionador, co- . mo citado antes.

Quando uma mistura dos compostos hidrocarbonetos leves e « pesados for submetida a uma destilação fracionada em uma fração de nafta, 5 um destilado médio e uma fração de cera no fracionador, há um problema pelo fato de que os compostos hidrocarbonetos leves que incluem principal- mente a fração de nafta são sujeitos a um aquecimento excessivo que exce- de aquele essencialmente necessário para a destilação fracionada do mes- mo.

Como um resultado, o custo de energia necessário para a destilação 10 pode aumentar.

A presente invenção foi realizada em vista das circunstâncias mencionadas antes e um objetivo da mesma é fornecer um processo para aprimorar os compostos hidrocarbonetos e um aparelho de separação por destilação capaz de recuperar eficazmente os hidrocarbonetos equivalentes 15 à nafta partindo de compostos hidrocarbonetos sintetizados em uma reação de sÍntese de Fischer-Tropsch e reduzir o custo de energia para separar uma fração de nafta, um destilado médio e uma fração de cera dos compos- tos hidrocarbonetos sintetizados em uma reação de sÍntese de Fischer- Tropsch. 20 Solução para o Problema Para resolver o problema acima e atingir tal objetivo, a presente invenção sugere os métodos e aparelhos a seguir. lsto é, um processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos, em que os compostos hidrocarbonetos sintetizados em uma reação de sÍn- 25 tese de Fischer-Tropsch são submetidos à destilação fracionada e os com- postos hidrocarbonetos que foram submetidos à destilação fracionada são hidrotratados para produzir produtos combustíveis líquidos.

O processo inclui submeter à destilação fracionada compostos hidrocarbonetos pesados sintetizados na reação de sÍntese de Fischer- 30 Tropsch como um líquido em um primeiro destilado médio e uma fração de cera e submeter à destilação fracionada compostos hidrocarbonetos leves sintetizados na reação de sÍntese de Fischer-Tropsch como um gás em um « segundo destilado médio e em uma fração de gás leve. e No processo de aprimorar os compostos hidrocarbonetos da presente invenção, a destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos 5 pesados e a destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos leves são realizadas separadamente.

Assim, a destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos leves pode ser conduzida por um aquecimento mínimo ne- cessário e pode reduzir a energia para aquecer os compostos hidrocarbone- . tos leves.

Consequentemente, a energia necessária para a destilação fracio- lo nada dos compostos hidrocarbonetos é reduzida pela presente invenção.

Além disso, embora os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta estejam contidos nos compostos hidrocarbonetos pesados, como o teor do mesmo é muito pequeno, não há grande influência sobre a produção de nafta.

Adicionalmente, na destilação fracionada dos compostos hidrocar- 15 bonetos Ieves, os compostos hidrocarbonetos Ieves que incluem muitos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta são subrnetidos à destila- ção fracionada na fração de gás leve e no segundo destilado médio.

Assim, os hidrocarbonetos equivalentes à nafta podem ser recuperados eficazmen- te. 20 O processo para aprimorar os compostos hidrocarbonetos tam- bém pode incluir a separação de compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta da fração de gás leve.

Neste caso, é possível separar os hidrocarbonetos equivalentes à nafta que existem na fração de gás leve. 25 O processo para aprimorar os compostos hidrocarbonetos tam- bém pode incluir o refluxo de uma parte dos compostos hidrocarbonetos e- quivalentes à nafta para a etapa de submeter à destilação fracionada os compostos hidrocarbonetos leves.

O processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos também 30 pode inciuir a misturação dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta, ao primeiro destilado médio e ao segundo destilado médio e ao hidro- tratamento da mistura dos mesmos.

Uma mistura dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à naf- . ta, ao primeiro destilado médio e ao segundo destilado médio está incluindo

. compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta (C5 to C10), compostos hi- drocarbonetos equivalentes ao querosene (Cjj a C15) e aos compostos hi- 5 drocarbonetos equivalentes ao gasóleo (C16 a C2q). Estes compostos hidro- carbonetos podem ser hidrotratados sob as mesmas condições.

Portanto, o custo necessário para o hidrotratamento pode ser reduzido quando o hidro- tratamento for realizado depois que os compostos hidrocarbonetos equiva- Ientes à nafta, ao primeiro destilado médio e ao segundo destilado médio 10 são misturados entre si.

Na separação dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta, a pressão da fração de gás leve para separar a fração de gás leve e os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta pode ser ajustada até um valor dentro de uma faixa de 200 a 600 kPa. 15 Neste caso, como a pressão da fração do gás Ieve é ajustada até 600 kPa ou menor, pode-se evitar que a umidade na fração de gás leve se condense.

Enquanto isso, como a pressão de uma fração do gás leve é ajustada até 200 kPa ou mais, o teor de compostos hidrocarbonetos equiva- lentes à nafta incluído na fração de gás leve depois da separação do mesmo 20 pode ser diminuída para ser pequena.

Na destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos leves, a temperatura da fração de gás leve pode ser ajustada até um valor dentro dafaixade lOOa 120°C.

Neste caso, como a temperatura da fração de gás leve é ajusta- 25 da até 100 °C ou mais alta, pode-se evitar que a umidade na fração de gás leve se condense, Adicionalmente, como a temperatura da fração de gás Ieve é ajustada até 120 °C ou menor, o trabalho térmico na destilação fracio- nada dos compostos hidrocarbonetos Ieves pode ser diminuído e o custo da energia pode ser reduzido. 30 Na destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos Ieves, a temperatura do segundo destilado médio pode ser ajustada até um valor dentro da faixa de 250 até 270 °C.

Neste caso, como a temperatura do segundo destilado médio é . ajustada até 270 °C ou mais baixa, o trabalho térmico na destilação fracio-

. nada do composto hidrocarboneto leve pode ser diminuido e o custo de e- nergia pode ser reduzido.

Adicionalmente, também é possivel utilizar um 5 vapor d'água a alta pressão que possua uma faixa de temperatura de 260 até 300 °C como uma fonte de calor para aquecimento.

Enquanto isso, como a temperatura do fundo do fracionador que destila os compostos hidrocarbo- netos leves é ajustada até 250 °C ou mais alta, o segundo destilado médio e a fração de gás leve pode sofrer destilação fracionada de modo eficaz. 10 O aparelho para separação por destilação de composto hidro- carboneto de acordo com a presente invenção é um aparelho para realizar destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos descarregados de um reator de sÍntese que produz compostos hidrocarbonetos usando uma rea- ção de sÍntese de Fischer-Tropsch. 15 O aparelho inclui um fracionador para hidrocarboneto pesado para realizar a destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos pesa- dos descarregados do reator de sÍntese em um primeiro destilado médio e em uma fração de cera e em um fracionador de hidrocarboneto leve para realizar destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos leves descar- 20 regados do reator de síntese em uma fração de gás leve e um segundo des- tilado médio.

No aparelho para separação por destilação de compostos hidro- carbonetos da presente invenção, o aparelho inclui o fracionador para hidro- carboneto pesado que realiza a destilação fracionada dos compostos hidro- 25 carbonetos pesados e o fracionador para hidrocarboneto leve que realiza a destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos leves.

Assim, a desti- lação fracionada dos compostos hidrocarbonetos pesados e dos compostos hidrocarbonetos leves pode ser realizada separadamente.

Portanto, é des- necessário aquecer os compostos hidrocarbonetos leves no fracionador para 30 hidrocarboneto leve mais do que necessário e o custo de energia pode ser reduzido significativamente.

Adicionalmente, no fracionador para hidrocarbo-

neto Ieve, os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta podem ser - obtidos eficazmente.

O aparelho para separação por destilação do composto hidro- - carboneto também pode incluir um separador de hidrocarboneto leve para 5 separar os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta da fração de gás leve.

Neste caso, os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta podem ser separados da fração de gás leve, mesmo se a fração de gás leve incluir os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta. 10 No aparelho para separação por destilação do composto hidro- carboneto, o separador para hidrocarboneto Íeve pode incluir uma linha de refluxo que provoca o refluxo de uma parte dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta para o fracionador para hidrocarboneto leve.

O aparelho para separação por destilação do composto hidro- 15 carboneto também pode incluir uma seção para misturação para misturar os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta, o primeiro destilado médio e o segundo destilado médio.

Os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta, o primeiro destilado médio e o segundo destilado médio podem ser hidrotratados sob 20 as mesmas condições.

Consequentemente, é possÍvel hidrotratar uma mis- tura dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta, ao primeiro desti- lado médio e ao segundo destilado médio, obtidos na seção de misturação- Efeitos Vantajosos da lnvenção De acordo com a presente invenção, é possível fornecer um 25 processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos e um aparelho para separação por destilação de um composto hidrocarboneto capaz de recupe- rar eficazmente compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta de compos- tos hidrocarbonetos sintetizados na reação de síntese de Fischer-Tropsch e reduzir o custo de energia para separar uma fração de nafta, um destilado 30 médio e uma fração de cera dos compostos hidrocarbonetos sintetizados na reação de sÍntese de Fischer-Tropsch.

Breve Descrição dos Desenhos

Figura 1- Um diagrama esquemático que apresenta a configura- . ção global de um sistema para sintetização de um hidrocarboneto que inclui um aparelho para separação por destilação de um composto hidrocarboneto de acordo com a modalidade da presente invenção. 5 Figura 2- Uma vista explicativa que apresenta a periferia do apa- relho para separação por destilação do composto hidrocarboneto de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 3- Um fluxograma que apresenta o processo para aprimo- rar compostos hidrocarbonetQs de acordo com uma modalidade da presente 10 invenção.

Descrição das Modalidades Aqui a seguir, será descrita uma modalidade preferida da pre- sente invenção com referência aos desenhos anexos.

Primeiro, com referência à figura 1, serão descritos a configura- 15 ção global e o processo de um sistema de sintetização de combustível Iíqui- do (sistema de reação de sÍntese de hidrocarboneto) que inclui um aparelho para separação por destilação de um composto hidrocarboneto da presente modalidade.

Como apresentado na figura 1, o sistema de sintetização de 20 combustível líquido (sistema de reação de sÍntese de hidrocarboneto) 1 de acordo com a presente modalidade é uma instalação de planta que realiza o processo GTL que converte um estoque de alimentação de hidrocarboneto, tal como gás natural, em combustlveis líquidos.

Este sistema de sintetização de combustível liquido 1 inclui uma unidade de produção de gás de sÍntese 25 3, uma unidade de sÍntese FT 5 e uma unidade de aprimoramento 7. A unidade de produção de gás de sÍntese 3 reforma um gás na- tural, que é um estoque de alimentação de hidrocarboneto, para produzir um gás de sÍntese (um estoque de alimentação gasoso) que inclui um monóxido de carbono gasoso e um hidrogênio gasoso. 30 A unidade de sÍntese de FT 5 sintetiza compostos hidrocarbone- tos Iíquidos partindo do gás de sÍntese produzido (um estoque de alimenta- ção gasoso) pela reação de sÍntese de Fischer-Tropsch.

A unidade de aprimoramento 7 hidrogena e realiza destilação " fracionada dos compostos hidrocarbonetos líquidos sintetizados pela reação

. de sÍntese de Fischer-Tropsch para produzir produtos combustíveis líquidos (uma nafta, um querosene, um gasóleo, cera etc.). Aqui a seguir, serão des- 5 critos componentes destas respectivas unidades.

A unidade de produção de gás de sintese 3 inclui principalmente um reator de dessulfurização 10, um reformador 12, uma caldeira que usa calor perdido 14, separadores de gás-líquido 16 e 18, uma unidade de remo- ção de CO2 20 e um separador de hidrogênio 26. 10 O reator de dessulfurização 10 é composto, por exemplo, de um hidrodessulfurizador e remove componentes de enxofre de um gás natural que é um estoque de alimentação- O reformador 12 reforma o gás natural fornecido pelo reator de dessulfurização 10 para produzir um gás de síntese que inclui um monóxido 15 de carbono gasoso (CO) e um hidrogênio gasoso (H2) como componentes principais.

A caldeira que usa calor perdido 14 recupera o calor perdido do gás de sÍntese produzido no reformador 12 e gera um vapor d'água a alta pressão (desde aproximadamente 260 °C até 300 °C). 20 O separador de gás-líquido 16 separa a água aquecida pela tro- ca de calor com o gás de síntese na caldeira que usa calor perdido 14 em um gás (vapor d'água a alta pressão) e um líquido.

O separador de gásjíquido 18 remove um componente conden- sado do gás de síntese resfriado na caldeira que usa calor perdido 14 e for- 25 nece um componente gasoso para a unidade de remoção de CO2 20. A unidade de remoção de CÕ2 20 possui uma torre de absorção 22 e uma torre de regeneração 24. A torre de absorção 22 permite que um solvente para absorção absorva o dióxido de carbono gasoso proveniente do gás de sÍntese fornecido pelo separador de gás-líquido 18. A torre de rege- 30 neração 24 permite que o solvente para absorção extraia o dióxido de car- bono gasoso e regenere o soIvente para absorção.

O separador de hidrogênio 26 separa uma parte do hidrogênio m gasoso incluido no gás de sÍntese do qual o dióxido carbono gasoso foi se- parado na unidade de remoção de CO2 20. A unidade de sÍntese de FT 5 inclui principalmente, por exemplo, 5 um reator com coluna de borbulhamento 30 (um reator de sÍntese de hidro- carboneto com coluna de borbulhamento) 30, um separador de gás-líquido 34, um separador 36, um separador de gás-líquido 38 e um aparelho para separação por destilação de um composto hidrocarboneto 100 da presente modalidade. 10 O reator com coluna de borbulhamento 30, que é um exemplo de um reator que sintetiza compostos hidrocarbonetos líquidos partindo do gás de sÍntese, funciona como um reator de síntese que sintetiza os com- postos hidrocarbonetos Iíquidos partindo do gás de sÍntese pela reação de síntese de Fischer-Tropsch.

O reator com coIuna de borbulhamento 30 in- 15 clui, por exemplo, um reator com coluna de borbulhamento do tipo de leito com suspensão que contém uma suspensão dentro de um recipiente do tipo com coluna.

O reator com coluna de borbulhamento 30 permite que o monó- xido de carbono gasoso e o hidrogênio gasoso contido no gás de sÍntese produzido na unidade de produção de gás de sÍntese 3 acima reajam entre 20 si para sintetizar os compostos hidrocarbonetos líquidos.

O separador de gás-líquido 34 separa a água circulada e aque- cida através de um tubo para transferência de calor 32 disposto no reator com coluna de borbulhamento 30 em um vapor d'água (vapor d'água a mé- dia pressão: uma temperatura de aproximadamente 200 °C) e um líquido. 25 O separador 36 separa a suspensão descarregada do reator com coluna de borbulhamento 30 nas partículas de catalisador e nos com- postos hidrocarbonetos líquidos.

O separador de gás-líquido 38 está conectado ao topo do reator com coluna de borbulhamen'to 30 para resfriar o gás de sÍntese que não re- 30 agiu e os subprodutos gasosos que incluem os compostos hidrocarbonetos leves.

O aparelho para separação por destilação do composto hidro- . carboneto 100 principalmente inclui um fracionador de hidrocarboneto pesa- a do 110, um fracionador de hidrocarboneto leve (um desbutanizador como um exemplo típico) 120 e um separador de hidrocarboneto leve (tambor de re- 5 fluxo) 132. O fracionador de hidrocarboneto pesado 110 destila os compos- tos hidrocarbonetos pesados fornecidos pelo reator com coluna de borbu- Ihamento 30 pelo separador 36. O fracionador para hidrocarboneto leve 120

- destila os compostos hidrocarbonetos leves fornecidos pelo reator com colu- na de borbulhamento 30 pelo separador de gás-líquido 38. O separador para 10 hidrocarboneto leve 132 separa os hidrocarbonetos equivalentes à nafta proveniente de uma fração de gás leve que foi submetida à destilação fra- cionada no fracionador para hidrocarboneto Ieve 120. A unidade de aprimoramento 7 inclui um reator de hidrocraque- amento 50, um reator de hidrotratamento 52, separadores de gás-líquido 56 15 e 58, um fracionador 70 e um estabilizador de nafta 72. O reator de hidrocraqueamento 50 está conectado ao fraciona- dor de hidrocarboneto pesado 110 de um aparelho para separação por desti- lação do composto hidrocarboneto 100, e um separador de gás-líquido 56 está dotado a jusante do reator de hidrocraqueamento 50. 20 O reator de hidrotratamento 52 está conectado ao fracionador de hidrocarboneto pesado 110, ao fracionador para hidrocarboneto leve 120 e ao separador para hidrocarboneto leve 132 do aparelho para separação por destilação do hidrocarboneto de sÍntese de FT 100. E um separador de gás- liquido 58 é fornecido a jusante do reator de hidrotratamento 52. 25 O fracionador 70 realiza destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos líquidos fornecidos pelos separadores de gás-líquido 56 e 58 de acordo com os pontos de ebulição.

O estabilizador de nafta 72 retifica os compostos hidrocarbone- tos equivalentes à nafta para descarregar um componente leve como um 30 gás de saída e separar e recuperar um componente pesado como um produ- to de nafta.

A. seguir, será descrito um processo para sintetização de com- . bustíveis Iíquidos partindo de um gás natural (processo GTL) pelo sistema

. de sintetização de combustível Iíquido 1 configurado como acima.

Uma fonte externa de suprimento de gás natural (que não apa- 5 rece na figura), tal como um campo de gás natural ou uma planta de gás natural fornece um gás natural (que contém CH4 como um componente prin- cipal) para o sistema de sintetização de combustível líquido 1 como um es- toque de alimentação de hidrocarboneto.

A unidade de produção de gás de síntese acima 3 reforma o gás natural para produzir gás de sÍntese (gás mis- lO to que inclui um monóxido de carbono gasoso e um hidrogênio gasoso como componentes principais). Primeiro, o gás natural fornecido pela fonte externa de gás natu- ral é fornecido para o reator de dessulfurização 10 juntamente com o hidro- gênio gasoso separado pelo separador de hidrogênio 26. O reator de dessul- 15 furização 10 permite a conversão de componentes de enxofre incluídos no gás natural fornecido a um sulfeto de hidrogênio pelo hidrogênio gasoso for- necido e por um catalisador de hidrodessulfurização e permite a absorção e a remoção do sulfeto de hidrogênio gerado, por exemplo, pelo ZnO.

O gás natural dessulfurizado é fornecido ao reformador 12 de- 20 pois do dióxido de carbono (CO2) gasoso fornecido de uma fonte de supri- mento de dióxido de carbono (que não aparece na figura) e o vapor d'água gerado na caldeira que usa calor perdido 14 serem misturados.

O reforma- dor 12 reforma o gás natural pelo vapor d'água e o processo de reforma do dióxido de carbono gasoso que usa o dióxido de carbono gasoso e o vapor 25 d'água e produz um gás de sÍntese a alta temperatura que inclui um monóxi- do de carbono gasoso e um hidrogênio gasoso como componentes princi- pais.

O gás de síntese a alta temperatura (por exemplo, 900 °C, 2,0 MPaG) produzido no reformador 12 desta maneira é fornecido a uma caldei- 30 ra que usa calor perdido 14 e é res'friada (por exemplo, até 350 °C) pela tro- ca de calor com a água que circula através da caldeira que usa calor perdido

14. Desse modo, o calor perdido do gás de sÍntese é recuperado pela água &

que circula através da caldeira que usa calor perdido 14. O gás de sÍntese resfriado na caldeira que usa calor perdido 14 . é fornecido para a torre de absorção 22 da unidade de remoção de CO2 20 5 ou o reator com coluna de borbulhamento 30 depois que os componentes condensados forem separados e removidos no separador de gás-líquido 18. O solvente para absorção dentro da torre de absorção 22 absoNe um dióxi- do de carbono gasoso incluído no gás de sÍntese fornecido para a torre de absorção 22. O solvente para absorção que absorveu o dióxido de carbono 10 gasoso na torre de absorção 22 é levado para a torre de regeneração 24, onde o dióxido de carbono gasoso é extraído do solvente para absorção.

Além disso, o dióxido de carbono gasoso extraído na torre de regeneração 24 é levado para o reformador 12 proveniente da torre de regeneração 24 e reutilizado para a reação de reforma citada antes. 15 O gás de sÍntese produzido na unidade de produção de gás de sÍntese 3 desta maneira é fornecido para o reator com coluna de borbulha- mento 30 de uma unidade de sintese de FT 5 acima.

Nesta ocasião, a pro- porção de composição do gás de sÍntese fornecido ao reator com coIuna de borbulhamento 30 é ajustada até uma proporção de composição adequada 20 para a reação de síntese de Fischer-Tropsch (por exemplo, H2:CO=2:1 (pro- porção molar)). Adicionalmente, o separador de hidrogênio 26 separa o hidrogê- nio gasoso incluído no gás de sÍntese, pela adsorção e dessorção utilizando uma diferença de pressão (PSA de hidrogênio). O hidrogênio gasoso sepa- 25 rado é fornecido continuamente de um retentor de gás (que não aparece na figura), por meio de um compressor (que não aparece na figura) a vários dispositivos para reação que utilizam hidrogênio (por exemplo, o reator de dessulfurização 10, o reator de hidrocraqueamento 50, para o reator de hi- drotratamento 52) que realizam reações que utilizam hidrogênio dentro do 30 sistema de sintetização de combustível líquido 1. A seguir, uma unidade de síntese de FT 5 acima sintetiza com- postos hidrocarbonetos líquidos pela reação de sÍntese de Fischer-Tropsch partindo do gás de sÍntese produzido na unidade de produção de gás de sÍn- . tese acima 3. a O gás de sÍntese produzido na unidade de produção de gás de sÍntese acima 3 escoa para o fundo do reator com coluna de borbulhamento 5 30 e passa em direção ascendente através da suspensão contida no reator com coluna de borbulhamento 30. Nesta ocasião, dentro do reator com colu- na de borbulhamento 30, o monóxido de carbono e o hidrogênio gasoso que estão incluídos no gás de síntese reagem entre si pela reação de sÍntese de Fischer-Tropsch mencionada antes, desse modo sendo sintetizados os 10 compostos hidrocarbonetos. Um componente líquido dos compostos hidrocarbonetos (com- postos hidrocarbonetos pesados) sintetizados no reator com coluna de bor- bulhamento 30 é introduzido no separador 36 juntamente com as partículas de catalisador como uma suspensão. 15 O separador 36 separa a suspensão em um componente sólido, tais como as partículas de catalisador e um componente líquido que inclui os compostos hidrocarbonetos pesados. Uma parte do componente sólido se- parado, tais como as partículas de catalisador, é retornada para o reator com coluna de borbulhamento 30. Os compostos hidrocarbonetos pesados sepa- 20 rados são fornecidos para o fracionador de hidrocarboneto pesado 110 de um aparelho para separação por destilação do composto hidrocarboneto

100. Adicionalmente, os subprodutos da reação de sÍntese de Fis- cher-Tropsch são descarregados pelo topo do reator com coluna de borbu- 25 lhamento 30. Os subprodutos incluem um gás de sÍntese que não reagiu e os compostos hidrocarbonetos leves gerados no reator com coluna de bor- bulhamento 30 e separados em um componente líquido e subprodutos ga- sosos no separador de gás-líquido 38. O componente llquido separado no separador de gás-líquido 38 30 é fornecido para o fracionador para hidrocarboneto leve 120 de um aparelho para separação por destilação do composto hidrocarboneto 100.

Alguns dos subprodutos gasosos separados no separador de + gás-líquido 38 são introduzidos de novo para o fundo do reator com coluna

. de borbulhamento 30 e são reutilizados na reação de sÍntese de Fischer- Tropsch.

O resto dos subprodutos gasosos é descarregado como um gás de 5 saída e é usado como um combustível gasoso e como um combustível equi- valente a LPG (Gás Liquefeito de Petróleo) é recuperado ou é reutilizado como um estoque de alimentação do reformador 12 e uma unidade de pro- dução de gás de sÍntese 3. A seguir, o fracionador de hidrocarboneto pesado 110 aquece e 10 realiza destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos pesados forne- cidos pelo reator com coluna de borbulhamento 30 pelo separador 36 de acordo com os pontos de ebulição.

Desta maneira, o fracionador de hidro- carboneto pesado 110 realiza destilação fracionada dos compostos hidro- carbonetos pesados em uma fração gasosa, um primeiro destilado médio 15 (compostos hidrocarbonetos cujo ponto de ebulição é de aproximadamente 360 °C ou menor) e uma fração de cera (compostos hidrocarbonetos cujo ponto de ebulição excede aproximadamente 360 °C). Adicionalmente, o fracionador para hidrocarboneto leve 120 a- quece e realiza destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos leves 20 fornecidos pelo reator com coIuna de borbulhamento 30 pelo separador de gás-líquido 38 em uma fração de gás leve (compostos hidrocarbonetos de aproximadamente C4 ou menor) e um segundo destilado médio (compostos hidrocarbonetos de aproximadamente C5 ou mais). A fração de gás leve reti- rada do fracionador para hidrocarboneto leve 120 é levada para o separador 25 para hidrocarboneto Ieve 132 onde são separados os compostos hidrocar- bonetos equivalentes à nafta.

Então, a fração de cera (compostos hidrocarbonetos cujo ponto de ebulição excede aproximadamente 360 °C) retirada do fundo do fracio- nador de hidrocarboneto pesado 110 é levada para o reator de hidrocraque- 30 amento 50. O primeiro destilado médio retirado do meio do fracionador de hidrocarboneto pesado 110 é misturado com o segundo destilado médio reti-

rado do fracionador para hidrocarboneto leve 120 e os compostos hidrocar- . bonetos equivalentes à nafta retirados do separador para hidrocarboneto 0 leve 132 e é levado para o reator de hidrotratamento 52. O reator de hidrocraqueamento 50 hidrocraqueia uma fração de 5 cera com um grande número de átomos de carbono (aproximadamente C21 ou mais) pelo uso do hidrogênio gasoso fornecido pelo separados de hidro- gênio 26 acima, para reduzir o número de átomos de carbono até 20 ou me- nos. Nesta reação de hidrocraqueamento, os compostos hidrocarbonetos com um pequeno número de átomos de carbono e com baixo peso molecu- lo Iar são gerados por clivagem das ligações C-C de compostos hidrocarbone- tos com um grande número de átomos de carbono, usando um catalisador e calor. Um produto que inclui os compostos hidrocarbonetos líquidos hidro- craqueados neste reator de hidrocraqueamento 50 é separado em um com- ponente gasoso e em compostos hidrocarbonetos líquidos no separador de 15 gás-líquido 56. Os compostos hidrocarbonetos Iíquidos são levados para o fracionador 70 e o componente gasoso (inclusive hidrogênio gasoso) é leva- do para o reator de hidrotratamento 52. O reator de hidrotratamento 52 hidrotrata um destilado médio com um número médio de átomos de carbono (aproximadamente Cjj a C20) 20 e compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta (aproximadamente de C5 a CjQ), usando-se o hidrogênio gasoso fornecido pelo separador de hidrogê- nio 26 pelo reator de hidrocraqueamento 50. Esta reação de hidrotratamento é composta principalmente de uma reação em que as olefinas e os compos- tos que contêm oxigênio, tais como alcoóis, que são gerados como subpro- 25 dutos na reação de sÍntese de Fischer-Tropsch, são respectivamente hidro- genados e desidroxigenados em compostos hidrocarbonetos saturados e em uma reação em que são produzidos compostos hidrocarbonetos saturados ramificados (isoparafinas) por isomerização de parafinas normais que são o componente principal dos compostos hidrocarbonetos. Um produto que inclui 30 os compostos hidrocarbonetos hidrotratados é separado em um componente gasoso e compostos hidrocarbonetos líquidos no separador de gás-llquido

58. Os compostos hidrocarbonetos Iíquidos separados são levados para o fracionador 70 e o componente gasoso separado (que inclui um hidrogênio ^ gasoso) é reutilizado para as reações de hidrogenação acima.

m A seguir, o fracionador 70 realiza destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos llquidos, que são fornecidos pelo reator de hi- 5 drocraqueamento 50 e para o reator de hidrotratamento 52, em compostos hidrocarbonetos de C5 ou menos (cujo ponto de ebulição é menor do que respectivamente 150 °C), querosene (cujo ponto de ebulição é respectiva- mente de 150 a 250 "C), um gasóleo (cujo ponto de ebulição é respectiva- mente de 250 até 360 °C) e uma fração de cera não craqueada (cujo ponto 10 de ebulição excede 360 °C). A fração de cera não craqueada é obtida pelo fundo do fracionador 70 e é reciclada para a montante do reator de hidrocra- queamento 50. Um querosene e um gasóleo são retirados pelo meio do fra- cionador 70. Enquanto isso, compostos hidrocarbonetos de CjQ ou menos são retirados como um gás pelo topo do fracionador 70 e são fomecidos pa- 15 ra o estabilizador de nafta 72.

Além disso, o estabilizador de nafta 72 destila os compostos hi- drocarbonetos de CjQ ou menos, que foram submetidos à destilação fracio- nada no fracionador 70 acima e assim obtém uma nafta (C5 a Cio) como um produto. Consequentemente, uma nafta de grande pureza é retirada do fun- 20 do do estabilizador de nafta 72. Enquanto isso, um gás de saída sem ser os produtos-alvo, que inclui compostos hidrocarbonetos cujo número de átomos de carbono seja menor do que um número predeterminado como um com- ponente principal, é descarregado pelo topo do estabilizador de nafta 72.

Este gás de saída é usado como um combustível gasoso e um combustível 25 equivalente a LPG é recuperado pelo gás de saída.

O processo do sistema de sintetização de combustível líquido 1 (processo GTL) foi descrito até agora. Pelo processo GTL envolvido, um gás natural é convertido em combustíveis líquidos, tais como nafta de grande pureza (C5 a C10: gasolina bruta), um querosene (Cjj a C15) e um gasóleo 30 (C16 a C20).

A seguir, a configuração da periferia do aparelho para separação

T por destilação do composto hidrocarboneto 100 que é a presente modalida-

W de será descrita em detalhe com referência à figura 2. Este aparelho para separação por destilação de composto hidro- 5 carboneto 100 principalmente inclui o fracionador de hidrocarboneto pesado 110, o fracionador para hidrocarboneto leve 120 e o separador para hidro- carboneto leve 132 como mencionado antes. Um primeiro aquecedor 119 que aquece os compostos hidrocar- bonetos pesados fornecidos é fornecido entre o separador 36 e o fracionador 10 de hidrocarboneto pesado 110. Adicionalmente, uma linha de descarga de fração gasosa 111 está conectada ao topo do fracionador de hidrocarboneto pesado 110, uma Iinha de descarga do primeiro destilado médio 112 está conectada à parte mediana do mesmo, uma linha de descarga de fração de cera 113 está conectada a um fundo da mesma e uma linha de fornecimento 15 114 está conectada a uma parte inferior da mesma. O componente gasoso é descarregado pelo topo do fracionador de hidrocarboneto pesado 110 pela linha de descarga de fração gasosa 111. O primeiro destilado médio é descarregado de uma parte mediana do fracio- nador de hidrocarboneto pesado 110 pela linha de descarga do primeiro des- 20 tilado médio 112. A fração de cera é descarregada pelo fundo do fracionador de hidrocarboneto pesado 110 por uma linha de descarga de fração de cera

113. Um vapor d'água para extração (por exemplo, respectivamente a 150 °C) é fornecido para uma parte inferior do fracionador de hidrocarboneto pe- sado 110 pela linha de suprimento 114. 25 Neste caso, a Iinha de descarga de componente gasoso 111 é dotada de trocador de calor 115 que resfria o componente gasoso e o com- ponente gasoso resfriado é levado para um separador (tambor de refluxo)

116. Neste separador 116, o componente gasoso resfriado é separado em um condensado que inclui compostos hidrocarbonetos Iíquidos e água e um 30 gás de saída. Então, os compostos hidrocarbonetos líquidos são retornados para o fracionador de hidrocarboneto pesado 110 e a água e o gás de saída são respectivamente descarregados para o exterior.

Adicionalmente, a linha de descarga do primeiro destilado médio 112 está conectada ao reator de hidrotratamento 52 por um dispositivo de extração lateral 117 e por uma linha de misturação (seção de misturação)

105. 5 Além disso, a linha de descarga de fração de cera 113 está co- nectada ao reator de hidrocraqueamento 50. Uma linha de descarga de fração gasosa leve 121 está conecta- da para o topo do fracionador para hidrocarboneto leve 120 e uma linha de descarga do segundo destilado médio 122 está conectada a um fundo do mesmo. Uma fração de gás leve descarregada pelo topo da coluna é descar- regada por uma linha de descarga de fração de gás leve 121 e um segundo destilado médio descarregado pelo fundo do fracionador para hidrocarboneto leve 120 é descarregado pela Iinha de descarga do segundo destilado médio

122. A Iinha de descarga do segundo destilado médio 122 está co- nectada ao reator de hidrotratamento 52 pela linha de misturação 105 e é dotada de uma linha de descarga 128. Uma parte do segundo destilado mé- dio é reciclada pela linha de descarga 128 para o fracionador para hidrocar- boneto leve 120. Além disso, esta Iinha de descarga 128 é dotada de um segundo aquecedor 129 que aquece o segundo destilado médio. Adicional- mente, a linha de descarga de componente gasoso leve 121 está conectada ao separador para hidrocarboneto leve 132 através de um trocador de calor

131. Neste caso, no fracionador para hidrocarboneto leve 120, os compostos hidrocarbonetos leves são aquecidos usando o vapor d'água a alta pressão (respectivamente 260 °C a 300 °C) obtido pela troca de calor com o gás de sÍntese na caldeira que usa calor perdido 14. O separador para hidrocarboneto leve 132 separa o componente gasoso Ieve, que foi resfriado pelo trocador de calor 131, em compostos hi- drocarbonetos equivalentes à nafta (fração de nafta), água e um gás de saí- da. Uma parte dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta separa- dos é refluxada para o fracionador para hidrocarboneto Ieve 120 por meio de uma linha de refluxo 133 e o resto é misturado com o primeiro destilado mé- . dio e com o segundo destilado médio pela linha de misturação 105 e é leva- do para o reator de hidrotratamento 52. A seguir, um processo para aprimorar compostos hidrocarbone- 5 tos da presente modalidade usando o aparelho para separação por destila- ção do composto hidrocarboneto 100 citado acima será descrito com refe- rência às figuras 2 e 3, Primeiro, os compostos hidrocarbonetos são sintetizados no rea- tor de coluna com borbulhamento (reator de sÍntese) 30 (etapa de sintetiza- lo ção de composto hidrocarboneto Sl). Os compostos hidrocarbonetos pesados descarregados como um líquido do reator de coIuna com borbulhamento 30 são Ievados para o separador 36 como uma suspensão misturada com um catalisador.

Então, o catalisador e os compostos hidrocarbonetos pesados são separados no se- 15 parador 36 (etapa de separação de composto hidrocarboneto pesado 52). Os compostos hidrocarbonetos pesados separados são aqueci- dos no primeiro aquecedor 119 e são levados para o fracionador de hidro- carboneto pesado 110. Neste fracionador de hidrocarboneto pesado 110, os compostos hidrocarbonetos pesados são submetidos à destilação fracionada 20 em uma fração de gás, um primeiro destilado médio (cujo ponto de ebulição dos compostos hidrocarbonetos é respectivamente de 360 °C ou mais baixo) e uma fração de cera (cujo ponto de ebulição dos compostos hidrocarbone- tos excede respectivamente 360 °C) (etapa de destilação fracionada de composto hidrocarboneto pesado S3). Neste caso, na etapa de destilação 25 fracionada de composto hidrocarboneto pesado S3, a pressão da fração ga- sosa no topo do fracionador de hidrocarboneto pesado 110 é ajustada até 130 até 170 kPa e a temperatura na saida do trocador de calor 115 que es- fria esta fração gasosa é ajustada até 20 a 50 °C.

A destilação fracionada do primeiro destilado médio no fraciona- 30 dor de hidrocarboneto pesado 110 é levada para o reator de hidrotratamento 52 e a fração de cera é levada para o reator de hidrocraqueamento 50.

Enquanto isso, a mistura dos compostos hidrocarbonetos leves, m a umidade e o gás de sÍntese que não reagiu são levados para o separador de gás-líquido 38 e um componente liquido condensado (compostos hidro- carbonetos leves) é separado no separador de gás-líquido 38 (etapa de se- 5 paração de composto hidrocarboneto leve 54). Os compostos hidrocarbonetos leves separados no separador de gás-líquido 38 são levados para o fracionador para hidrocarboneto leve

120. Neste fracionador de hidrocarboneto leve 120, os compostos hidrocar- bonetos leves são submetidos por uma destilação fracionada a uma fração 10 de gás leve (compostos hidrocarbonetos de aproximadamente C4 ou menor) , e a um segundo destilado médio (compostos hidrocarbonetos de aproxima- damente C5 ou mais) (etapa de destilação fracionada de composto hidrocar- boneto leve S5). Neste caso, na etapa de destilação fracionada de composto hidrocarboneto leve S5, a temperatura da fração de gás leve no topo do fra- 15 cionador para hidrocarboneto leve 120 é ajustada para ser de 100 a 120 °C. Além disso, a temperatura do segundo destilado médio no fundo do fracio- nador para hidrocarboneto leve 120 é ajustada até 250 a 270 °C. A fração de gás leve submetida à destilação fracionada no fra- cionador para hidrocarboneto Ieve 120 é esfriada pefo trocador de calor 131 20 (etapa de resfriamento de gás Ieve S6) e os compostos hidrocarbonetos e- quivalentes à nafta condensados são separados no separador para hidro- carboneto leve 132 (etapa de separação de fração de nafta S6). Neste caso, a temperatura da fração de gás leve na saída do trocador de calor 131 que esfria a fração de gás leve é ajustada até 10 a 50 °C. Adicionalmente, a 25 pressão da fração de gás leve dentro do separador para hidrocarboneto leve 132 é ajustada até 200 a 600 kPa. Uma parte dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta separadõs na etapa de separação de fração de nafta S6 é deixada em reflu- xo para o fracionador para hidrocarboneto leve 120 (etapa de refluxo S11). 30 Os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta restantes que não tinham sido fornecidos para a etapa de refluxo S11 e o segundo destilado médio submetido à destilação fracionada no fracionador para hi-

drocarboneto leve 120 são misturados com o primeiro destilado médio sub- . metido à destilação fracionada no fracionador de hidrocarboneto pesado 110 (etapa de misturação S8) e são levados para o reator de hidrotratamento 52. Sob tais condições, a proporção dos compostos hidrocarbonetos 5 equivalentes à nafta misturados com o primeiro destilado médio e com o se- gundo destilado médio sem serem fornecidos para a etapa de refluxo S11 é ajustada até 10 a 25 °/) molar da quantidade total de fornecimento dos com- postos hidrocarbonetos equivalentes à nafta para o fracionador para hidro- carboneto leve 120. 10 Então, os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta, o primeiro destilado médio e o segundo destilado médio são sujeitos ao hidro- tratamento mencionado antes no reator de hidrotratamento 52 (etapa de hi- drotratamento S9). Enquanto isso, a fração de cera trazida para o reator de hidro- 15 craqueamento 50 é sujeita ao hidrocraqueamento mencionado antes no rea- tor de hidrocraqueamento 50 (etapa de hidrocraqueamento SlO). Os compostos hidrocarbonetos que foram sujeitos ao hidrotra- tamento ou ao hidrocraqueamento desta maneira são submetidos à destila- ção fracionada no fracionador 70 e são processados no estabilizador de naf- 20 ta 72 para obter combustíveis líquidos e os outros produtos, tais como uma nafta, um querosene, um gasóleo e uma cera.

De acordo com o aparelho para separação por destilação do composto hidrocarboneto 100 da presente modalidade descrita acima, o fra- cionador de hidrocarboneto pesado 110 que realiza a destilação fracionada 25 dos compostos hidrocarbonetos pesados para o primeiro destilado médio e a fração de cera e o fracionador para hidrocarboneto Ieve 120 que realiza des- tilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos leves para a fração de gás leve e o segundo destilado médio são fornecidos separadamente. lsto é, de acordo com o método para aprimorar os compostos hidrocarbonetos das 30 presentes modalidades, a destilação fracionada dos compostos hidrocarbo- netos pesados para o primeiro destilado médio e a fração de cera e a desti- lação fracionada dos compostos hidrocarbonetos leves para a fração de gás

Ieve e o segundo destilado médio são realizadas separadamente.

Assim, é 4 possÍvel reduzir a energia para aquecer necessária para a destilação fracio- m nada dos compostos hidrocarbonetos leves, comparados com um caso em que os compostos hidrocarbonetos pesados descarregados como um líquido 5 proveniente do reator com coluna de borbulhamento 30 e os compostos hi- drocarbonetos leves descarregados como um gás proveniente do reator com coluna de borbulhamento 30 são misturados e submetidos à destüação fra- cionada nas respectivas frações em um único fracionador. lsto é, no caso em que os compostos hidrocarbonetos leves e pesados forem misturados e 10 a mistura resultante for submetida à destilação fracionada em um único fra- cionador para obter uma fração de nafta do topo do fracionador, um destila- do médio da parte mediana do mesmo e uma fração de cera do fundo do mesmo, é necessário evaporar substancialmente todos os compostos hidro- carbonetos leves inclusive a fração de nafta e o segundo destilado médio. 15 Por outro lado, no fracionador para hidrocarboneto Ieve 120 da presente modalidade, é necessário evaporar apenas a fração de nafta e não é necessário evaporar o segundo destilado rnédio porque o segundo destila- do médio é retirado pelo fundo do fracionador.

Adicionalmente, quando os compostos hidrocarbonetos leves e pesados forem misturados e a mistura 20 resultante for submetida à destilação fracionada em um único fracionador, como a fração de nafta e o segundo destilado médio são aquecidos junta- mente com os compostos hidrocarbonetos pesados, os compostos hidrocar- bonetos leves são aquecidos até uma temperatura mais alta do que aquela essencialmente necessária para a destilação fracionada dos mesmos. 25 De acordo com a presente modalidade, por outro lado, a fração de nafta e o segundo destilado médio são submetidos separadamente à des- tilação fracionada.

Assim, a fração de nafta e o segundo destilado médio podem ser aquecidos até uma temperatura apropriada para a destilação fra- cionada dos mesmos. 30 Como um resultado, de acordo com o aparelho para separação por destilação 100 dos compostos hidrocarbonetos e com o processo para aprimorar os compostos hidrocarbonetos da presente modalidade, é possÍvel reduzir a energia necessária para a destilação dos compostos hidrocarbone- . tos.

Adicionalmente, no fracionador para hidrocarboneto leve 120, os . compostos hidrocarbonetos leves que incluem muitos compostos hidrocar- 5 bonetos equivalentes à nafta são submetidos à destilação fracionada na fra- ção de gás leve e no segundo destilado médio.

Assim, os compostos hidro- carbonetos equivalentes à nafta podem ser recuperados com eficiência.

Adicionalmente, é fornecido o separador para hidrocarboneto le- ve 132 que separa os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta da 10 fração de gás Ieve.

Assim, mesmo se as condições forem estabelecidas de modo que o teor de compostos hidrocarbonetos incluídos na fração de gás leve se torna grande no fracionador para hidrocarboneto leve 120, os com- postos hidrocarbonetos equivalentes à nafta podem ser recuperados com eficiência. 15 Na presente modalidade, a temperatura da fração de gás leve no topo do fracionador para hidrocarboneto leve 120 é ajustada para ser 100 a 120 °C.

Consequentemente, pode-se evitar que a água seja condensada no fracionador para hidrocarboneto leve 120. Portanto, é possÍvel operar esta- velmente o fracionador para hidrocarboneto leve 120. 20 Adicionalmente, a temperatura do segundo destilado médio no furido da coluna é ajustada até 250 a 270 "C- Consequentemente, é possÍvel utilizar o vapor d'água a alta pressão (260 a 300 °C), que é obtido pela troca de calor com o gás de sÍntese na caldeira que usa calor perdido 14, para o aquecimento dos compostos hidrocarbonetos Ieves. 25 Além disso, a pressão da fração de gás leve dentro do separa- dor para hidrocarboneto leve 132 é ajustada até 200 a 600 kPa.

Consequen- temente, pode-se evitar que a água seja condensada no fracionador para hidrocarboneto leve 120. Adicionalmente, os compostos hidrocarbonetos equivalentes à 30 nafta, o primeiro destilado médio e o segundo destilado médio são mistura- dos na linha de misturação 105 e a mistura obtida é sujeita a hidrotratamento no reator de hidrotratamento 52. Consequentemente, os compostos hidro-

carbonetos equivalentes à nafta, o primeiro destilado médio e o segundo ¶

destilado médio, podem ser hidrotratados simultaneamente, de modo que o r hidrotratamento pode ser realizado com eficiência.

Embora a modalidade da presente invenção tenha sido descrita 5 com detalhe com referência aos desenhos, as configurações concretas não são Iimitadas a um espírito da presente invenção.

Por exemplo, embora tenha sido descrita a configuração em que os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta, que foram separados no separador para hidrocarboneto leve, o primeiro destilado médio e o segundo 10 destilado médio são misturados e são sujeitos a hidrotratamento, a invenção não é Iimitada a isso e os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta podem ser sujeitos separadamente a hidrotratamento.

Adicionalmente, a configuração da unidade de produção de gás de sintese 3, a unidade de sÍntese de FT 5 e a unidade de aprimoramento 7 15 não são limitadas àquela descrita na presente modalidade e qualquer confi- guração arbitrária pode ser adotada desde que as destilações fracionadas dos compostos hidrocarbonetos leves e dos compostos hidrocarbonetos pe- sados sintetizados no reator para sÍntese sejam realizadas separadamente.

Além disso, embora tenha sido feita uma descrição que conside- 20 ra o reator para sÍntese do tipo leito com suspensão como um exemplo, a invenção não está limitada a uma configuração do reator para sÍntese e, por exemplo, pode ser adotado um reator para sintese com leito fixo.

Exemplos Os resultados de experimentos de confirmação conduzidos para 25 confirmar os efeitos da presente invenção serão descritos a seguir.

Como um exemplo comparativo, os compostos hidrocarbonetos Ieves descarrega- dos como um gás de um reator para sÍntese de FT e os compostos hidrocar- bonetos pesados descarregados como um líquido do reator para sÍntese de FT foram misturados entre si e foram então submetidos à destilação fracio- 30 nada em um fracionador.

Além disso, a pressão de um separador conectado ao fracionador foi ajustada até 500 kPa e a temperatura de condensação do gás proveniente do topo do fracionador 110 (fração de gás leve) na saída do * trocador de calor foi ajustada a 40 °C.

Como exemplos, os compostos hidrocarbonetos pesados des- . carregados como um líquido proveniente do reator para sÍntese de FT foram 5 submetidos à destilação fracionada no fracionador de hidrocarboneto pesado e os compostos hidrocarbonetos leves descarregados como um gás do rea- tor para síntese de FT foram submetidos à destilação fracionada no fracio- nador para hidrocarboneto leve 120. Além disso, no Exemplo 1, a pressão dentro do separador (separador de hidrocarboneto leve 132) conectado ao 10 fracionador para hidrocarboneto leve 120 foi ajustada em 300 kPa, a tempe- ratura no topo do fracionador para hidrocarboneto leve 120 foi ajustada em 105 °C, a temperatura no fundo do fracionador para hidrocarboneto leve 120 foi ajustada em 250 "C e a temperatura de condensação do gás proveniente do topo do fracionador para hidrocarboneto leve 120 na saída do trocador de 15 calor 131 foi ajustada em 40 °C.

Adicionalmente, a pressão no topo do fra- cionador de hidrocarboneto pesado 110 foi ajustada em 500 kPa e a tempe- ratura de condensação do gás proveniente do topo do fracionador de hidro- carboneto pesado 110 na saída do trocador de calor 115 foi ajustada em 40 °C.

No Exemplo 2, a pressão dentro do separador (separador de hidrocarbo- 20 neto Ieve 132) conectado ao fracionador para hidrocarboneto leve 120 foi ajustada em 300 kPa, a temperatura no topo do fracionador para hidrocar- boneto Ieve 120 foi ajustada em 105 "C, a temperatura no fundo do fraciona- dor para hidrocarboneto leve 120 foi ajustada em 250 °C e a temperatura de condensação do gás proven iente do topo do fracionador para hidrocarboneto 25 leve 120 na saída do trocador de calor 131 foi ajustada em 40 °C.

Adicio- nalmente, a pressão no topo do fracionador de hidrocarboneto pesado 110 foi ajustada em 500 kPa e a temperatura de condensação do gás provenien- te do topo do fracionador de hidrocarboneto pesado 110 na saída do troca- dor de calor 115 foi ajustada em 25 °C. 30 No exemplo comparativo e nos exemplos, foram avaliados os trabalhos de calor necessários para destilação no aparelho para separação por destilação do composto hidrocarboneto e as taxas de perda dos compos-

tos hidrocarbonetos equivalentes à nafta (compostos hidrocarbonetos de C5

W ou mais e com um ponto de ebulição respectivamente de 150 °C ou mais baixa). A taxa de perda (°/0 em massa) dos compostos hidrocarbonetos equi- . valentes à nafta é expressa pela proporção da taxa de descarga de massa 5 dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta incluídos no gás de saída que é separado e descarregado de cada separador,à taxa de alimen- tação em massa dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta incluí- dos nos compostos hidrocarbonetos leves e pesados que são fornecidos para o aparelho para separação por destilação do composto hidrocarboneto.

10 Os resultados da avaliação são apresentados na Tabela 1. [Tabela 1] Trabalho de Taxa de Perda de hidrocarbonetos Ca|or"1 eciu"valentes à Nafta (°/0 em massa) Exemplo 1 0,59 5,2 Exemplo 2 0,59 4,7 ExemMo comoarativo 1 13,6 *1: Comparação quando o trabalho térmico necessário para a- quecer o fracionador no exemplo comparativo for definido como 1 Quando o trabalho térmico no exemplo comparativo foi definido 15 como 1, os trabalhos de calor necessário para a destilação nos Exemplos 1 e 2 se tornam 0,59 e 0,59, respectivamente. Adicionalmente, no exemplo comparativo, a taxa de perda dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta foi de 13,6 °/) em massa. Em contraste, no Exemplo 1, a taxa de perda dos compostos hidrocarbone- 20 tos equivalentes à nafta foi de 5,2 °/) em massa e no Exemplo 2, a taxa de perda dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta foi de 4,7 °/0 em massa. Como um resultado, de acordo com os exemplos, foi confirmado que o trabalho térmico necessário para destilação pode ser reduzido e os 25 compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta podem ser recuperados com eficiência. Aplicabilidade lndustrial

De acordo com o processo para aprimorar os compostos hidro- . carbonetos e o aparelho para separar por destilação os compostos hidrocar- , bonetos da presente invenção, os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta podem ser recuperados eficazmente dos compostos hidrocarbonetos 5 sintetizados no reator de sÍntese de FT e o custo de energia quando forem separados a fração de nafta, o destilado médio e a fração de cera pode ser reduzido. Lista de Sinais de Referência 30: REATOR COM COLUNA DE BORBULHAMENTO (REATOR DE SÍN- lO TESE DE FT) 100: APARELHO PARA SEPARAR POR DESTILAÇÃO O COMPOSTO Hl-

DROCARBONETO 105: LINHA DE MISTURAÇÃO (SEÇÃO DE MISTURAÇÃO) 110: FRACIONADOR DE HIDROCARBONETO PESADO 15 120: FRACIONADOR DE HIDROCARBONETO LEVE 132: SEPARADOR DE HIDROCARBONETO LEVE (TAMBOR DE REFLU- XO)

Claims

REIVINDICAÇÕES W

1. Processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos, em que os compostos hidrocarbonetos sintetizados em uma reação de sÍntese de - Fischer-Tropsch são submetidos à destilação fracionada e os compostos 5 hidrocarbonetos que foram submetidos à destilação fracionada são hidrotra- tados para produzir produtos combustíveis líquidos, o processo compreen- dendo: submeter à destilação fracionada compostos hidrocarbonetos pesados sintetizados na reação de sÍntese de Fischer-Tropsch como um 10 Ilquido em um primeiro destilado médio e uma fração de cera e submeter à destilação fracionada compostos hidrocarbonetos le- ves sintetizados na reação de sÍntese de Fischer-Tropsch como um gás em um segundo destilado médio e em uma fração de gás leve.

2. Processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos de acor- 15 do com a reivindicação 1, que compreende ainda separar os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta da fração de gás leve.

3. Processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos de acor- do com a reivindicação 2, que compreende ainda 20 por em refluxo uma parte dos compostos hidrocarbonetos equi- valentes à nafta para a etapa de submeter à destilação fracionada os com- postos hidrocarbonetos Ieves.

4. Processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos de acor- do com a reivindicação 2 ou 3, que compreende ainda 25 misturar os compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta, o primeiro destilado médio e o segundo destilado médio e hidrotratamento da mistura dos mesmos.

5. Processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos de acor- do com uma das reivindicações 2 a 4, em que 30 a pressão da fração de gás leve é ajustada até um valor dentro da faixa de 200 a 600 kPa na separação dos compostos hidrocarbonetos equivalentes à nafta de uma fração de gás leve.

6. Processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos de acor- . do com uma das reivindicações 1 a 5, em que a temperatura da fração de gás leve é ajustada até um valor . dentro da faixa de 100 a 120 °C na destilação fracionada dos compostos 5 hidrocarbonetos leves.

7. Processo para aprimorar compostos hidrocarbonetos de acor- do com uma das reivindicações 1 a 6, em que a temperatura do segundo destilado médio é ajustada até um valor dentro da faixa de 250 a 270 °C na destilação fracionada dos compostos hidrocarbonetos leves. 10

8. Aparelho para separação por destilação de hidrocarboneto pa- ra submeter à destilação fracionada compostos hidrocarbonetos descarre- gados de um reator para sÍntese que sintetiza compostos hidrocarbonetos que usa uma reação de síntese de Fischer-Tropsch, o aparelho compreen- dendo: 15 fracionador de hidrocarboneto pesado para submeter à destila- ção fracionada compostos hidrocarbonetos líquidos pesados descarregados do reator de sÍntese em um primeiro destilado médio e em uma fração de cera e um fracionador de hidrocarboneto leve para submeter à destila- 20 ção fracionada compostos hidrocarbonetos leves descarregados como um gás do reator proveniente do reator para sintese para um segundo destilado médio e para uma fração de gás leve.

9. Aparelho para separação por destilação de hidrocarboneto de acordo com a reivindicação 8, que compreende ainda 25 um separador de hidrocarboneto leve para separar os compos- tos hidrocarbonetos equivalentes à nafta da fração de gás leve.

10. Aparelho para separação por destilação de hidrocarboneto de acordo com a reivindicação 8, em que o separador para hidrocarboneto leve inclui uma linha de refluxo 30 que deixa em refluxo uma parte dos compostos hidrocarbonetos equivalen- tes à nafta para o fracionador para hidrocarboneto leve.

11. Aparelho para separação por destilação de hidrocarboneto " de acordo com a reivindicação 8, que compreende ainda

W uma seção para misturação para misturar o primeiro destilado médio, o segundo destilado médio e os compostos hidrocarbonetos equiva- 5 lentes à nafta.

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