ES2224238T3 - Procedimiento y dispositivo de craqueo catalitico enlecho fluidizado de una carga de hidrocarburos. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de craqueo catalitico enlecho fluidizado de una carga de hidrocarburos.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN METODO DE CRAQUEO CATALITICO DE HIDROCARBUROS. SEGUN LA INVENCION, UNA PARTE SUSTANCIAL DE LOS HIDROCARBUROS SE PULVERIZA Y SE PONE EN CONTACTO CON EL CATALIZADOR EN UNA ZONA DE CONTACTO ESPECIFICA FORMADA POR UNA CAMARA DE MEZCLA DE SECCION MAXIMA S2 ALIMENTADA POR SU P ARTE SUPERIOR CON CATALIZADOR REGENERADO CALIENTE QUE ENTRA POR UN ORIFICIO QUE DEFINE UNA SECCION DE PASO DEL CATALIZADOR S1 ; Y DE UNA ZONA DE REACCION EN FLUJO DESCENDENTE EN LA CUAL LA MEZCLA DE SOLIDOS Y GASES PROCEDENTE DE LA CAMARA DE MEZCLA PASA POR UN ORIFICIO DE SECCION INTERMEDIA S3 SITUA DO EN LA PARTE INFERIOR DE LA MENCIONADA CAMARA. LAS RELACIONES S2/S1 Y S2/S3 ESTAN COMPRENDIDAS ENTRE 1,5 Y 8.
Description
Procedimiento y dispositivo de craqueo catalítico
en lecho fluidizado de una carga de hidrocarburos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo de craqueo catalítico de una carga
de hidrocarburos en lecho descendente, que pone en práctica una zona
mejorada de puesta en contacto entre la carga y el catalizador.
Se sabe que, en la industria del petróleo, el
craqueo catalítico en lecho fluidizado (en inglés, "Fluid
Catalytic Cracking", o también procedimiento "FCC") ha
tomado un lugar cada vez más importante en la refinación, pues
permite adaptar la constitución de petróleos brutos a la demanda de
los mercados de productos refinados.
En estos procedimientos, el craqueo de la carga
se realiza en ausencia de hidrógeno, en fase gaseosa; la
temperatura de reacción es del orden de 500ºC y la presión
generalmente próxima a la presión atmosférica. Durante la reacción
de craqueo, el catalizador se cubre de coque y de trazas de
hidrocarburos pesados y el calor resultante de la combustión de este
coque, durante la operación de regeneración en presencia de aire o
de oxígeno, permite llevar el catalizador a la temperatura deseada
para aportar las calorías necesarias a la reacción de craqueo,
después de reinyectar catalizador en el reactor.
Estos procedimientos FCC se ponen generalmente en
práctica en unos reactores de flujo ascendente, de ahí el término
sacado del inglés de "reactor en riser". Este modo de
funcionamiento presenta sin embargo cierto número de inconvenientes:
las partículas de catalizador del lecho fluidizado están en
equilibrio inestable porque tienden, de una parte, a elevarse bajo
el efecto de la ascensión del gas que asegura la fluidización y la
vaporización de la carga y, de otra parte, a descender debido a su
masa.
Por consiguiente, la relación C/O, entre el
caudal C de catalizador y el caudal O de carga a tratar está
limitado por un máximo comprendido generalmente entre 3 y 7, en los
reactores actuales, y habitualmente próximo a 5.
Además, en los reactores de flujo ascendente, se
produce una acumulación de partículas cerca de las paredes del
reactor, teniendo por resultado un sobrecraqueo de los hidrocarburos
a este nivel, lo cual se traduce por la formación de coque, de
hidrógeno, de metano y de etano, en lugar de los productos con alto
índice de octano buscados, mientras que en el centro del reactor,
donde están presentes menos partículas, se obtiene una conversión
insuficiente de la carga.
Finalmente, si bien los granos de catalizador se
elevan globalmente en el reactor, algunos pueden descender
localmente de nuevo cerca de la pared, debido a la acumulación
explicada anteriormente. Este fenómeno, conocido con el nombre
inglés de "back-mixing" (retromezcla), se
traduce por una caída local de la conversión, ya que los granos que
vuelven a descender están parcialmente desactivados y tienen menos
efecto sobre la carga que los granos que se elevan. Este fenómeno
es tanto más molesto cuanto que la relación C/O antes mencionada es
más débil.
Al objeto de paliar los inconvenientes del
"riser", se ha propuesto desde hace mucho tiempo utilizar
reactores de flujo descendente de catalizador, o "downer" (ver,
para ello, por ejemplo, la patente americana No. 2 420 558).
Se sabe, en efecto, que la diferencia esencial
entre estos dos tipos de reactores reside en el hecho de que la
posición relativa del catalizador y de la carga permanece
sensiblemente la misma a lo largo del downer, dado que las fases
vapor y sólido son puestas en movimiento bajo el efecto de la
gravedad.
Debido a este hecho, hay ausencia de retromezcla,
se mantiene la homogeneidad radial del catalizador dentro del
reactor y el flujo en este reactor es de tipo pistón. Ello permite
dar una buena selectividad a la reacción de craqueo.
Además, los tiempos de reacción parecen poder
reducirse notablemente con respecto al riser y ser sensiblemente
inferiores a 1 segundo, y parece posible aumentar libremente el
caudal de catalizador, el cual no tiene una influencia nefasta sobre
el desplazamiento de las partículas como en el caso del riser.
Sin embargo, la puesta en obra de un downer
presenta muchas dificultades, lo cual tiene por consecuencia que
nadie ha tomado aún realmente el riesgo de pasar industrialmente del
flujo ascendente al flujo descendente.
En efecto, si se supone que el downer permite
acceder a unos tiempos de reacción muy cortos, es técnicamente muy
difícil efectuar la mezcla, la vaporización y la separación de
hidrocarburos y de granos de catalizador, cuando estas operaciones
deben realizarse en una fracción de segundo con unos caudales del
orden de 1500 toneladas/hora de catalizador y de 300 toneladas/hora
de hidrocarburos con punto de ebullición elevado.
El downer presenta, en particular, un
inconveniente ligado a la mezcla inicial entre catalizador y carga:
en efecto, el catalizador tiende a caer inmediatamente sin reflujo
ni recirculación, lo cual presenta un efecto negativo sobre la
transferencia inicial de masa y de calor con la carga.
Si los flujos de entrada de catalizador y de
carga fueran perfectamente regulares, este efecto sería menor. Sin
embargo, no es el caso, y es por esta razón que en un reactor de
craqueo la mezcla sólidos-gases está constituida por
una alternancia de zonas ricas en catalizador, luego pobres en
catalizador.
En un downer, no existe ningún mecanismo que
permita a la carga pasar de una zona a otra. Por este hecho, la
fracción de hidrocarburos que se encuentra en contacto con una zona
de baja densidad de sólidos permanecerá allí a lo largo del reactor
y estará expuesta a un craqueo térmico insuficiente, debido a una
desactivación prematura del catalizador. En cambio, los
hidrocarburos presentes en una zona de alta densidad de sólidos, son
susceptibles de experimentar un sobrecraqueo.
Al objeto de optimizar a la vez la mezcla
carga-catalizador y la cantidad de reacciones de
craqueo propiamente dichas, la patente americana No. 5 468 369
propone un dispositivo en el cual la carga es pulverizada, puesta en
contacto con el catalizador, luego parcialmente craqueada según un
flujo ascendente. Luego, se invierte la dirección del flujo y se
acaba el craqueo según un flujo descendente.
Sin embargo, este dispositivo parece difícil de
realizar en un plano mecánico y no permite una mezcla muy
satisfactoria en el caso de caudales grandes de catalizador. En
efecto, cuando la dirección de flujo de la mezcla
carga-catalizador se invierte, el catalizador tiende
a aglomerarse cerca de las paredes del dispositivo y se encuentra
por consiguiente aislado de la carga vaporizada.
La invención tiene por consiguiente por objeto
compaginar las ventajas del flujo ascendente, a saber, una mezcla
satisfactoria entre caudales grandes de carga y de catalizador, y
del flujo descendente, a saber, una buena selectividad de las
reacciones de craqueo propiamente dichas.
En el marco de sus trabajos, el solicitante
descubrió que una conformación geométrica particular de la zona de
puesta en contacto entre el catalizador y la carga, permite
optimizar a la vez la calidad de la mezcla y de las reacciones de
craqueo.
La presente invención se refiere por consiguiente
a un dispositivo de craqueo catalítico de hidrocarburos, que
comprende un reactor de craqueo de flujo descendente, medios para
alimentar bajo presión dicho reactor con una carga de hidrocarburos
y con partículas de un catalizador de craqueo regenerado, un medio
de separación de los productos de la carga craqueada y de las
partículas de catalizador desactivado, al menos un medio de
extracción mediante al menos un fluido de las partículas de
catalizador desactivado, al menos una unidad de regeneración de
dicho catalizador por combustión del coque llevado por el
catalizador, y medios de reciclado del catalizador regenerado a
dichos medios de alimentación,
caracterizándose este dispositivo por el hecho de
que incluye una zona de puesta en contacto específica entre los
hidrocarburos y el catalizador, constituida
- por una cámara de mezcla de sección máxima
S_{2}, puesta en comunicación con los medios de alimentación en
catalizador regenerado a través de un orificio superior que delimita
una sección de paso del catalizador S_{1},
- y por una zona de reacción de sección máxima
S_{4}, puesta en comunicación con la cámara de mezcla a través de
un orificio intermedio de sección S_{3},
y por el hecho de que las
relaciones S_{2}/S_{1} y S_{2}/S_{3} están comprendidas
entre 1,5 y 8, y preferiblemente comprendidas entre 2,5 y
6.
La zona de puesta en contacto según la invención
permite realizar los objetivos precitados. Su geometría es
particularmente aplicable al corto tiempo en la medida en que
permite una vaporización completa y rápida de la carga.
Permite en efecto una mezcla homogénea dentro de
la cámara de mezcla. En ésta hay una circulación de tipo
perfectamente agitado pues los orificios superior e intermedio de
sección restringida, constituyen unos cuellos que permiten el
reflujo y la recirculación del catalizador dentro de la cámara. De
este modo, y si bien el flujo es ascendente, la mezcla es
globalmente comparable a la que se realiza en la zona de mezcla de
un reactor de flujo ascendente.
Se conoce por
EP-A-0 209 442, un dispositivo de
craqueo catalítico de hidrocarburos, cuya zona de contacto entre el
catalizador y los hidrocarburos está constituida únicamente por una
zona de reacción de forma alargada (ver reivindicación 6, columna 3,
líneas 21 a 24), es decir, por una única parte.
Adicionalmente, se conoce por
EP-A-0 344 032, un reactor de lecho
fluidizado arrastrado, utilizable en particular para el craqueo
catalítico de hidrocarburos. Dicho reactor, sensiblemente vertical
y de forma alargada, incluye un órgano de regulación del flujo de
partículas sólidas, que comprende una parte fija que sobresale en el
interior del reactor, así como una parte móvil que se desliza
mediante una varilla (ver reivindicación 1). Dicho "órgano de
regulación" es un sistema análogo a un pistón, y su función es la
de regular el flujo de partículas catalíticas que penetran en la
zona de contacto entre el catalizador y los hidrocarburos (ver
columna 11, líneas 5 a 10).
Este reactor se diferencia del objeto de la
presente invención en que no incluye cámara de mezcla distinta, de
geometría particular.
Según una característica de la invención, la
relación S_{1}/S_{3}, entre la sección S_{1} de paso del
catalizador a través del orificio anular y la sección S_{3} del
orificio intermedio, está comprendida entre 0,8 y 1,25 y,
preferiblemente, entre 0,9 y 1,1, a fin de permitir una mezcla
óptima dentro de la cámara de mezcla.
De manera ventajosa, los hidrocarburos son
inyectados a contracorriente del flujo descendente de partículas de
catalizador, en un ángulo con respecto a la horizontal, comprendido
entre 2º y 45º, y preferiblemente entre 5 y 35º. De este modo se
optimiza la mezcla entre la carga y el catalizador, ya que esta
dirección de inyección permite a la carga romper en las mejores
condiciones la masa de catalizador descendente.
Según una característica adicional de la
invención, la zona de reacción se ensancha a partir del orificio
intermedio según un ángulo con la vertical comprendido entre 1 y
20º, y preferiblemente entre 2 y 15º, hasta alcanzar su sección
transversal máxima S_{4}.
Este ensanchamiento permite así transformar
progresivamente el flujo perfectamente agitado, presente dentro de
la cámara de mezcla, en un flujo de tipo pistón en la zona de
reacción. Dado que tal flujo es particularmente favorable para la
selectividad de las reacciones de craqueo, el procedimiento de la
invención une por consiguiente las ventajas propias del reactor de
flujos descendentes habituales.
De manera ventajosa, la relación S_{4}/S_{3}
entre la sección máxima S_{4} de la zona de reacción y la sección
S_{3} del orificio intermedio tiene un valor comprendido entre 1,5
y 8 y, preferiblemente, comprendida entre 2,5 y 6.
Según una característica adicional de la
invención, la relación S_{2}/S_{4} entre la sección máxima
S_{4} de la zona de reacción, está comprendida entre 0,8 y 1,25 y,
preferiblemente, entre 0,9 y 1,1.
La invención tiene también por objeto un
procedimiento de craqueo catalítico de hidrocarburos, que comprende
una fase de puesta en contacto de los hidrocarburos y de las
partículas de un catalizador, una fase de reacción de craqueo en
lecho descendente, una fase de separación del catalizador
desactivado y de los hidrocarburos efluentes, al menos una fase de
extracción del catalizador desactivado, luego una fase de
regeneración de dicho catalizador en unas condiciones de combustión
del coque llevado por el catalizador y, finalmente, una fase de
reciclado del catalizador regenerado en la zona de alimentación,
caracterizándose este procedimiento por el hecho
de que una parte sustancial de los hidrocarburos es pulverizada y
puesta en contacto con el catalizador en una zona de puesta en
contacto específica del dispositivo de craqueo catalítico definido
anteriormente.
Otras características y ventajas de la invención
aparecerán en la lectura de la descripción siguiente de un modo
particular de realización, con referencia a los dibujos anexos, en
los cuales:
- la figura 1 es una vista en esquema de un
conjunto de conversión conforme a la invención;
- la figura 2 es una vista más detallada de la
zona conforme a la invención de puesta en contacto entre la carga y
el catalizador.
El dispositivo representado comprende un reactor
tubular 1 de flujo descendente o "downer", alimentado en su
parte superior, a partir de un recinto 2, que le es coaxial, con
partículas de catalizador regenerado. Una válvula 3, destinada a
regular la relación de la masa de catalizador a la masa de carga a
tratar dentro del reactor, está interpuesta entre el reactor 1 y el
recinto 2. Debajo de dicha válvula, desemboca una línea 4 de
alimentación del reactor 1 con la carga de hidrocarburos a tratar,
precalentada de manera conocida en sí. Esta carga es pulverizada en
finas gotitas por unos inyectores, en la parte superior de la zona
de puesta en contacto 5, para que se mezcle con las partículas de
catalizador, al contacto de las cuales se produce la reacción de
craqueo. La dirección de la inyección de la carga, así como la
geometría de la zona de contacto, serán detalladas a continuación.
Las partículas de catalizador y la carga a tratar fluyen pues de
arriba a abajo dentro del reactor 1.
En la base de éste, las partículas de catalizador
usado se descargan en un tanque de extracción 6, provisto en su base
de un difusor 7, alimentado con vapor de agua por una línea 8.
También en la base del reactor 1, encima del
tanque 6, desemboca una línea 9, a través de la cual los productos
del craqueo y los hidrocarburos que provienen de la extracción son
evacuados hacia una columna de separación 10. Antes de llegar a
esta columna 10, los gases evacuados por la línea 9 pueden
eventualmente ser remojados por un hidrocarburo o vapor de agua,
introducido por una línea 11 en la línea 9.
Las partículas de catalizador extraídas son
evacuadas por gravedad del recinto 6, por un conducto inclinado 22,
hacia una columna ascendente 12, en la cual son conducidos hacia
arriba, hacia un regenerador 13, con ayuda de un gas vector, emitido
en 14 en la base de la columna 12, a partir de la línea 15.
La columna 12 desemboca al interior del
regenerador 13 debajo de un separador balístico 16, el cual asegura
la separación de las partículas de catalizador y del gas vector.
Luego, las partículas de catalizador son regeneradas, de modo
conocido en sí, en el regenerador, por combustión del coque que se
ha depositado en su superficie y de los hidrocarburos restantes, con
ayuda de una corriente de aire o de oxígeno llevada por la línea 17
al difusor 18.
Las partículas de catalizador regenerado son
evacuadas por gravedad por el conducto 19 en dirección al tanque 2,
sin pérdidas térmicas.
En la parte superior del regenerador 13, los
gases que provienen de la combustión son evacuados hacia unos
ciclones 23, los cuales separan los finos, reciclados por el
conducto 20 hacia el regenerador, y los gases, evacuados por la
línea 21.
La figura 2 representa de manera más precisa la
zona de puesta en contacto 5 objeto de la invención.
La zona de puesta en contacto 5 está formada por
una cámara de mezcla 24 y por una zona de reacción 25 dispuesta
inmediatamente debajo de esta última.
La cámara de mezcla 24 es alimentada en su parte
superior con catalizador regenerado caliente por el conducto
cilíndrico 26, de sección S_{c}, que se encuentra en comunicación
con el recinto 2 descrito en la figura 1 (pero no representado en la
figura 2). Una pieza de acumulación 28, conocida en sí, está
dispuesta en el extremo inferior del conducto 26, definiendo de este
modo un orificio anular superior 30 de la cámara de mezcla 24, a
través del cual el catalizador se descarga dentro de ésta. Este
orificio 30 delimita así una sección S_{1} de paso del
catalizador, que es inferior a la sección S_{c} del conducto
26.
La cámara de mezcla 24 se ensancha a partir de su
orificio superior 30 según una porción troncocónica 32 de ángulo en
el vértice A, hasta alcanzar su sección transversal máxima S_{2}.
El ángulo A, por ejemplo igual a 40º, puede estar comprendido entre
10 y 60º, mientras que la sección S_{2} es por ejemplo igual a 5
S_{1}, pero puede estar comprendida entre 1,5 y 8 S_{1}.
La periferia 34 de la cámara de mezcla 24, a
nivel de la sección máxima de esta última, está provista de una
serie de inyectores 36, que permiten inyectar la carga después de
atomizar ésta al exterior del dispositivo.
Los inyectores 36 están orientados de modo que
conducen las gotitas de carga a contracorriente del flujo
descendente de partículas de catalizador, según un ángulo \beta
con respecto a la horizontal igual por ejemplo a 15º, pero que podrá
estar comprendido entre 2º y 45º. El número de inyectores será tal
que el conjunto del catalizador descendente pueda ser alcanzado por
las gotitas de la carga.
La cámara de mezcla 24 se encoge luego a partir
de su sección máxima S_{2} según una porción troncocónica 38,
hasta alcanzar su extremo inferior de sección transversal S_{3}.
La porción troncocónica 38 presenta un ángulo en el vértice C, que
es por ejemplo igual a 30º, pero puede estar comprendido entre 10 y
50º, mientras que la sección S_{3} es por ejemplo igual a S_{2}
/4, pero puede estar comprendida entre 2 S_{2}/ 3 y S_{2}/
8.
Esta cámara de mezcla, que está constituida por
dos porciones de cono 32, 38, que se ensanchan y luego se encogen,
está conformada de modo que hay dentro una circulación de tipo
perfectamente agitado, permitiendo el reflujo y la recirculación de
catalizador necesarios para un buen mezclado de este último con la
carga vaporizada.
Corriente abajo de la cámara de mezcla 24, en la
dirección de flujo de la carga, se extiende la zona de reacción 25,
la cual está en comunicación con la cámara de mezcla por el extremo
inferior de ésta, que constituye un orificio intermedio 40 de
sección S_{3}.
La zona de reacción 25 se ensancha a partir del
orificio intermedio según una porción troncocónica 42 de ángulo en
el vértice D, hasta alcanzar su sección transversal máxima S_{4}.
El ángulo D es por ejemplo igual a 6º, pero puede estar comprendido
entre 1 y 15º, mientras que su sección S_{4} es por ejemplo igual
a 5 S_{3}, pero puede estar comprendida entre 1,5 y 8 S_{3}.
Este ensanchamiento permite una modificación
progresiva de la naturaleza de la circulación de la mezcla
carga-catalizador. En efecto, la circulación
agitada dentro de la cámara de mezcla, se transforma por este ángulo
en una circulación de tipo pistón en la zona de reacción, que está
perfectamente adaptada para asegurar una buena selectividad de las
reacciones de craqueo que se producen allí.
Aguas abajo de esta porción troncocónica 42, en
la dirección de flujo de la carga, la zona de reacción está
constituida por una prolongación cilíndrica 44 y tiene una sección
sensiblemente constante, próxima a S_{4}, a fin de conservar en
las mejores condiciones el flujo de tipo pistón que se ha
establecido durante el paso de la carga en la sección troncocónica
42.
La presente descripción se refiere únicamente a
las relaciones dimensionales existentes entre las diferentes partes
de la zona de puesta en contacto objeto de la invención. El técnico
en la materia dimensionará el conjunto de esta zona en función de
los caudales respectivos de carga y de catalizador y del tiempo de
permanencia adecuado de la carga en la cámara de mezcla y en la zona
intermedia.
La sección S_{1} de paso del catalizador por el
orificio superior 30, y la sección S_{3} del orificio intermedio
40 son por ejemplo iguales a 65 cm^{2} pero pueden estar
comprendidas entre 10 y 500 cm^{2}.
La sección S_{2} máxima de la cámara de mezcla
24, y la sección S_{4} máxima de la zona de reacción 25 son por
ejemplo iguales a 300 cm^{2}, pero pueden estar comprendidas entre
30 y 2000 cm^{2}.
La presente descripción se refiere a una zona de
puesta en contacto que está constituida por una serie de superficies
de revolución, a saber, de las porciones cilíndricas o troncocónicas
cuya sección transversal es circular. Sin embargo, la presente
invención contempla también cualquier zona de puesta en contacto
para la cual existen ciertas relaciones entre las secciones de sus
elementos constitutivos, que estas secciones tengan forma poligonal,
ovoide o cualquier otra forma.
Además, la zona de contacto según la invención
encuentra su aplicación en cualquier dispositivo de craqueo
catalítico cuyo reactor sea de flujo descendente de carga,
cualesquiera que sean en particular los medios de separación y de
regeneración del catalizador desactivado.
El ejemplo siguiente, que no tiene carácter
limitativo, está destinado a ilustrar la puesta en práctica de la
invención y las ventajas de ésta.
Ejemplo
Una carga de petróleo presenta las propiedades
siguientes:
- -
- densidad a 15ºC: 0,925,
- -
- punto 50% de destilación: 470ºC,
- -
- viscosidad a 100ºC: 12,5. 10^{-6} m^{2}/s (12,5 cst),
- -
- residuo de carbono Conradson: 1,7% en peso,
- -
- contenido en níquel: 0,1 ppm en peso,
- -
- contenido en nitrógeno: 390 ppm en peso,
- -
- contenido en vanadio: 1 ppm en peso.
Se introduce esta carga en un craqueador
catalítico de flujo ascendente en las condiciones operativas
siguientes:
- -
- catalizador: de tipo zeolítico comercializado por Akzo,
- -
- relación másica catalizador / carga: 5,
- -
- temperatura de reacción: 520ºC,
- -
- número de inyectores: 8,
- -
- tiempo de permanencia en la zona de reacción: 2 segundos.
Se introduce luego esta misma carga en un
craqueador catalítico descendente provisto de una zona de contacto
conforme a la invención, según las condiciones operativas
siguientes:
- -
- catalizador: de tipo zeolítico comercializado por Akzo,
- -
- relación másica catalizador / carga: 8,
- -
- temperatura de reacción: 545ºC,
- -
- número de inyectores: 8,
- -
- tiempo de permanencia en la zona de reacción: 350 ms.
Los rendimientos obtenidos durante estas dos
operaciones de craqueo, están indicados en la tabla comparativa
siguiente:
Rendimiento en % de
peso
| Craqueador | Craqueador | |
| clásico | según la invención | |
| Hidrógeno, metano y etano | 3,2 | 2,3 |
| Parafinas en C_{3} | 1,0 | 1,2 |
| Olefinas en C_{3} | 3,3 | 5,9 |
| Parafinas en C_{4} | 1,9 | 2,6 |
| Olefinas en C_{4} | 4,7 | 7,8 |
| C_{5} - (punto de ebullición <160ºC) | 31,8 | 34,8 |
| Gasolina (punto de ebullición 160-220ºC) | 11,7 | 11,5 |
| LCO* (punto de ebullición 220 – 360ºC) | 19,1 | 17,2 |
| Slurry (punto de ebullición > 360ºC) | 18,8 | 11,9 |
| Coque | 4,4 | 4,8 |
| * "Light Cycle Oil" o "Aceites ligeros de reciclaje" |
El ejemplo muestra que la utilización del
procedimiento de craqueo catalítico conforme a la invención
permite:
- una reducción muy significativa de la
producción de gases secos (aproximadamente -30%);
- un aumento del rendimiento en GPL (gas de
petróleo licuado) y en gasolina total;
- un aumento de la conversión en general, ya que
el porcentaje de la fracción que hierve por debajo de 360ºC pasa de
57,7% para el procedimiento de la técnica anterior, a 66,1% para el
procedimiento conforme a la invención.
Además, la calidad de la gasolina producida
mejora ya que se aprecia, con respecto a la técnica anterior, un
aumento del índice de octano:
- de 6 puntos para el RON ("Research Octane
Number" o "Índice de octano buscado") de la gasolina pesada
(fracción que hierve entre 160 y 220ºC)
- de 4 puntos para el MON ("Motor Octane
Number" o "Indice de octano motor") de la gasolina
pesada
- de 2 puntos para el RON de la gasolina ligera
(fracción que hierve entre 0 y 160ºC)
- de 1 punto para el MON de la gasolina
ligera
El procedimiento según la invención permite por
consiguiente aumentar la selectividad del craqueo, permitiendo una
relación másica catalizador/carga más elevada que en la técnica
anterior (y por consiguiente un \Deltacoke más débil, es decir,
una diferencia menor entre las cantidades de coque presentes sobre
el catalizador en la entrada de la zona de regeneración y a la
salida de ésta).
El procedimiento de acuerdo con la invención
permite también, cuando se busca una conversión dada, tratar cargas
más difíciles, en particular más densas y cuyo porcentaje de residuo
de carbono Conradson es más elevado.
Claims (9)
1. Dispositivo de craqueo catalítico de
hidrocarburos, que comprende un reactor (1) de craqueo de flujo
descendente, medios para alimentar bajo presión dicho reactor con
una carga de hidrocarburos y con partículas de un catalizador de
craqueo regenerado, un medio de separación de los productos de la
carga craqueada y de las partículas de catalizador desactivado, al
menos un medio de separación (6) por al menos un fluido de las
partículas de catalizador desactivado, al menos una unidad (13) de
regeneración de dicho catalizador por combustión del coque llevado
por el catalizador, y medios (19; 2; 3) de reciclaje del
catalizador regenerado a dichos medios de alimentación,
caracterizándose este dispositivo en que
incluye una zona (5) de puesta en contacto específico entre los
hidrocarburos y el catalizador, constituida
- por una cámara de mezcla (24) de sección
máxima S_{2}, puesta en comunicación con los medios de
alimentación en catalizador regenerado a través de un orificio
superior (30) que delimita una sección de paso del catalizador
S_{1},
- y por una zona de reacción (25) de sección
máxima S_{4}, puesta en comunicación con la cámara de mezcla (24)
por un orificio intermedio (40) de sección S_{3},
y en que las relaciones
S_{2}/S_{1} y S_{2}/S_{3} están comprendidas entre 1,5 y 8,
y preferiblemente comprendidas entre 2,5 y
6.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado en que la relación S_{1}/S_{3}, entre la
sección S_{1} de paso del catalizador a través del orificio
superior (30) y la sección S_{3} del orificio intermedio (40),
está comprendida entre 0,8 y 1,25 y, preferiblemente, entre 0,9 y
1,1.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado en que la zona de reacción (25) se ensancha a
partir del orificio intermedio (40) según un ángulo con la vertical
comprendido entre 1 y 20º, y, preferiblemente entre 2 y 15º, hasta
alcanzar su sección transversal máxima S_{4}.
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado en que la relación S_{4}/S_{3} posee un
valor comprendido entre 1,5 y 8.
5. Dispositivo según la reivindicación 3 ó 4,
caracterizado en que la relación S_{2}/S_{4} entre la
sección máxima S_{2} de la cámara de mezcla (24) y la sección
máxima S_{4} de la zona de reacción (25) está comprendida entre
0,8 y 1,25 y, preferiblemente, entre 0,9 y 1,1.
6. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado en que la sección
S_{1} de paso del catalizador por el orificio superior (30) y la
sección S_{3} del orificio intermedio (40) están comprendidas
entre 10 y 500 cm^{2}.
7. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado en que la sección
S_{2} máxima de la cámara de mezcla (24) y la sección S_{4}
máxima de la zona de reacción (25) están comprendidas entre 30 y
2000 cm^{2}.
8. Procedimiento de craqueo catalítico de
hidrocarburos, que comprende una fase de puesta en contacto de los
hidrocarburos y de las partículas de un catalizador, una fase de
reacción de craqueo en lecho descendente, una fase de separación del
catalizador desactivado y de los hidrocarburos efluentes, al menos
una fase de separación del catalizador desactivado, luego una fase
de regeneración de dicho catalizador en unas condiciones de
combustión del coque llevado por el catalizador y, finalmente, una
fase de reciclado del catalizador regenerado en la zona de
alimentación,
caracterizándose este procedimiento en que
una parte sustancial de los hidrocarburos es pulverizada y puesta en
contacto con el catalizador en una zona de puesta en contacto
específica tal como está definida en una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7.
9. Procedimiento de craqueo según la
reivindicación 8, caracterizado en que los hidrocarburos son
inyectados en la cámara de mezcla a contracorriente del flujo
descendente de partículas de catalizador, según un ángulo con
respecto a la horizontal, comprendido entre 2º y 45º, y
preferiblemente entre 5º y 35º.
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