ES2253676T3 - Procedimiento de preparacion de olefinas inferiores por vapocraqueo. - Google Patents

Procedimiento de preparacion de olefinas inferiores por vapocraqueo.

Info

Publication number
ES2253676T3
ES2253676T3 ES03731721T ES03731721T ES2253676T3 ES 2253676 T3 ES2253676 T3 ES 2253676T3 ES 03731721 T ES03731721 T ES 03731721T ES 03731721 T ES03731721 T ES 03731721T ES 2253676 T3 ES2253676 T3 ES 2253676T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
hydrocarbons
tropsch
fischer
zone
steam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES03731721T
Other languages
English (en)
Inventor
Emil Eduard Antonius Cruijsberg
Jeroen Van Westrenen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=27589145&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2253676(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
Application granted granted Critical
Publication of ES2253676T3 publication Critical patent/ES2253676T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/34Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
    • C10G9/36Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts with heated gases or vapours
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/20C2-C4 olefins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Método para la preparación de eteno, propeno y buteno por craqueo con vapor, donde la alimentación que comprende hidrocarburos pesados obtenidos por síntesis de Fischer-Tropsch, hidrocarburos de Fischer-Tropsch que tienen un punto de ebullición inicial por encima de 150ºC y un punto de ebullición final por debajo de 400ºC, se somete a craqueo con vapor en un horno de craqueo con vapor diseñado para nafta, donde el horno comprende una zona de convección provista de una primera zona de precalentamiento en que la alimentación de Fischer-Tropsch se calienta, una segunda zona de precalentamiento en que los hidrocarburos de Fischer-Tropsch calentados se calientan en presencia de vapor para formar una mezcla de hidrocarburos de Fischer-Tropsch líquidos y gaseosos; y una zona de sobrecalentamiento en que los hidrocarburos de Fischer-Tropsch líquidos y gaseosos son sobrecalentados; y una zona de craqueo en que los hidrocarburos de Fischer-Tropsch gaseosos sobrecalentados se craquean con vapor para dar eteno, propeno y buteno.

Description

Procedimiento de preparación de olefinas inferiores por vapocraqueo.
La presente invención se refiere a un método para la preparación de olefinas inferiores por craqueo con vapor de hidrocarburos pesados obtenidos por síntesis de Fischer-Tropsch, en un horno de craqueo con vapor diseñado para nafta.
En la Patente estadounidense 4.833.170 se describe un procedimiento para la producción de hidrocarburos pesados de uno o más hidrocarburos ligeros gaseosos. Estos hidrocarburos se pueden utilizar como gasóleo.
En la Patente estadounidense 4.361.478 se describe un procedimiento para la producción de etileno a partir de nafta.
La presente invención se refiere a la utilización de tales hidrocarburos pesados de Fischer-Tropsch para la preparación de olefinas inferiores. Para esta preparación, según la invención, se hace uso de un nuevo horno, o de un horno del que ya se dispone, de craqueo con vapor que está diseñado para craqueo con vapor con alimentación de nafta. Los hornos diseñados para alimentación con nafta derivada del petróleo no se pueden utilizar para alimentación derivada de petróleo más pesada debido a que una alimentación más pesada no se evaporaría por completo en las secciones de pre-calentamiento del horno lo que daría por resultado una formación excesiva de coque especialmente en la sección de sobre-calentamiento del pre-calentador. Aunque la nafta y los hidrocarburos pesados de Fisher-Tropsch tienen composiciones diferentes, y diferentes intervalos de puntos de ebullición, un horno de craqueo con vapor diseñado para nafta puede resultar adecuado para craqueo con vapor de los hidrocarburos Fisher-Tropsch más pesados. De esta manera, estos hidrocarburos de Fischer-Tropsch más pesados se pueden utilizar, según la invención, para la preparación de olefinas inferiores por craqueo con vapor. Debido a la diferencia de composición de los hidrocarburos de Fischer-Tropsch pesados en comparación con la nafta, las olefinas inferiores producidas por craqueo con vapor comprenden menos compuestos aromáticos y por ello, para producir la misma cantidad de olefinas inferiores se requiere menos alimentación. Además, en lo relativo al craqueo con vapor de la nafta, el craqueo con vapor de los hidrocarburos de Fischer-Tropsch pesados da lugar a una producción incrementada de eteno, propeno, buteno y una producción inferior de hidrógeno, metano y monóxido de cabono.
Según esto, la presente invención proporciona un método para la preparación de las olefinas inferiores eteno, propeno y buteno por craqueo con vapor,
donde:
la alimentación que comprende hidrocarburos pesados obtenidos por síntesis de Fischer-Tropsch, hidrocarburos de Fischer-Tropsch que tienen un punto de ebullición inicial por encima de 150ºC y un punto de ebullición final por debajo de 400ºC, se somete a craqueo con vapor en un horno de craqueo con vapor diseñado para nafta para someter a craqueo con vapor a hidrocarburos de Fischer-Tropsch para obtener olefinas inferiores, donde el horno comprende una zona de convección que está provista de una primera zona de pre-calentamiento en la que se calienta la alimentación de Fischer-Tropsch, una segunda zona de pre-calentamiento en que los hidrocarburos de Fischer-Tropsch calentados se calientan en presencia de vapor para formar una mezcla de hidrocarburos de Fischer-Tropsch líquidos y gaseosos; y una zona de sobre-calentamiento en que los hidrocarburos de Fischer-Tropsch se sobre-calientan; y una zona de craqueo en que los hidrocarburos de Fischer-Tropsch sobrecalentados se craquean con vapor para dar las olefinas inferiores eteno, propeno y buteno.
Para los propósitos de esta invención, una nafta derivada del petróleo se define como la fracción que comienza en C5 y llega hasta un punto de ebullición final entre 170-230ºC.
Los puntos de ebullición inicial y final de la nafta son más bajos que los puntos de ebullición inicial y final de los hidrocarburos de Fischer-Tropsch pesados. Esto puede tener como efecto que la alimentación a la segunda zona de precalentamiento no sea un gas sino que aún sea una mezcla de gas y líquido.
Generalmente, la alimentación para la segunda zona de pre-calentamiento comprende menos de 50% en peso de hidrocarburos de Fischer-Tropsch líquidos. Preferiblemente, esta alimentación comprende menos del 25% en peso o, más preferiblemente, menos del 10% en peso de hidrocarburos de Fischer-Tropsch líquidos. Los hidrocarburos de Fischer-Tropsch que salen de la segunda etapa de pre-calentamiento están por lo general en la fase gaseosa.
El craqueo de hidrocarburos de Fischer-Tropsch pesados se lleva a cabo en presencia de vapor y, opcionalmente en presencia de gas de dilución adicional. Por lo general, la relación en peso de vapor a hidrocarburos de Fischer-Tropsch es 0,4-0,8, preferiblemente 0,5-0,75, más preferiblemente 0,60-0,70.
Generalmente, los hidrocarburos de Fischer-Tropsch utilizados como alimentación para el craqueo con vapor en el horno de craqueo con vapor diseñado para nafta tienen un punto de ebullición inicial de aproximadamente 150ºC, más preferiblemente por encima de 200ºC, y un punto de ebullición final por debajo de 400ºC, preferiblemente por debajo de 380ºC, más preferiblemente por debajo de 360ºC.
En general, estos hidrocarburos pesados de Fischer y Tropsch comprenden n-parafinas en más de un 75% en peso y preferiblemente más de un 80% en peso. Estas n-parafinas tienen por lo general un número de carbonos de 5-25, preferiblemente de 7-23, más preferiblemente de 10-20.
Los hidrocarburos de Fischer-Tropsch utilizados como alimentación según la invención se pueden obtener directamente por síntesis de Fisher-Tropsch o indirectamente después de posterior tratamiento. Este tratamiento puede comprender destilación fraccionada de hidrocarburos que se originan de la síntesis de Fischer-Tropsch. Esta destilación fraccionada se puede llevar a cabo a temperaturas de 100-380ºC, preferiblemente a 150-370ºC, y más preferiblemente a 200-360ºC. Otro pre-tratamiento comprende hidrocraqueo de hidrocarburos de Fischer -Tropsch, o por craqueo térmico de hidrocarburos de Fischer-Tropsch, hidrocraqueo o craqueo térmico que proporcionan los hidrocarburos de Fischer-Tropsch pesados antes
descritos.
Una característica preferida de los hidrocarburos de Fischer-Tropsch pesados es que están esencialmente libres de compuestos aromáticos, compuestos que contienen nitrógeno y compuestos que contienen azufre.
Los hidrocarburos pesados de Fischer-Tropsch para utilización en la presente invención como alimentación para craqueo con vapor en un horno de craqueo con vapor diseñado para nafta para la producción de olefinas inferiores, se producen en una síntesis de Fischer-Tropsch. La síntesis de Fischer-Tropsch de hidrocarburos es un proceso muy conocido. En la síntesis de Fischer-Tropsch, el material de partida es una alimentación hidrocarbonácea.
La alimentación hidrocarbonácea adecuada es metano, gas natural, gas asociado o una mezcla de hidrocarburos de C_{1-4}. La alimentación comprende principalmente, es decir más de un 90% volumen/volumen, especialmente más de un 94% de hidrocarburos de C_{1-4}, especialmente comprende al menos 60 por ciento en v/v de metano, preferiblemente al menos 75 por ciento, más preferiblemente 90 por ciento. Se utiliza, muy adecuadamente, gas natural o gas asociado. El posible azufre del material de alimentación se elimina adecuadamente.
La oxidación parcial de esta alimentación de hidrocarburos que produce mezclas, especialmente de monóxido de cabono e hidrógeno, puede realizarse según los diversos procedimientos establecidos. Estos procedimientos incluyen el Proceso de Gasificación de Shell. Una revisión exhaustiva de este proceso se puede encontrar en Oil and Gas Journal, del 6 de setiembre de 1971, páginas 86-90.
El gas que contiene oxígeno es aire (que contiene aproximadamente 41 volúmenes por ciento de oxígeno), aire enriquecido en oxígeno, que contiene adecuadamente hasta un 70 por ciento, o aire substancialmente puro, que contiene típicamente al menos 95% en volumen de oxígeno. El oxígeno o el aire enriquecido en oxígeno se pueden producir por técnicas criogénicas, pero también se pueden producir por un procedimiento basado en membrana, por ejemplo, el procedimiento descrito en la patente WO 93/06041. La caldera proporciona la energía para el accionamiento de al menos un compresor o separador del aire de la unidad de compresión/separación de
aire.
Para ajustar la relación H_{2}/CO en el gas de síntesis, se puede introducir dióxido de carbono y/o vapor en el proceso de oxidación parcial. Preferiblemente, se añade a la alimentación hasta un 15% en volumen basado en la cantidad de gas de síntesis, preferiblemente hasta 8% en volumen, más preferiblemente hasta 4% en volumen de dióxido de carbono o de vapor. El agua producida en la síntesis de hidrocarburo se puede utilizar para generar el vapor. Como fuente adecuada de dióxido de carbono, puede utilizarse el dióxido de carbono de los gases efluentes de la etapa de expansión/combustión. La relación H_{2}/CO del gas de síntesis está adecuadamente entre 1,5 y 2,3, preferiblemente entre 1,8 y 2,1. Si se desea, se pueden obtener (pequeñas) cantidades adicionales de hidrógeno por reformado de metano con vapor, preferiblemente en combinación con la reacción de desplazamiento de agua. Cualquier monóxido de carbono y dióxido de carbono que se pueda producir junto con el hidrógeno, se puede utilizar en la reacción de síntesis de hidrocarburo o reciclarse para aumentar la eficacia del carbono. La producción de hidrógeno adicional puede ser una opción.
El porcentaje de alimentación hidrocarbonácea que se transforma en la primera etapa del procedimiento de la invención es, adecuadamente, 50-99% en peso y, preferiblemente, 80-98% en peso, más preferiblemente 85-96% en peso.
La mezcla gaseosa, que comprende predominantemente hidrógeno, monóxido de carbono y opcionalmente nitrógeno, se pone en contacto con un catalizador adecuado en la etapa de conversión catalítica, en la que se forman los hidrocarburos. Adecuadamente, al menos un 70 % v/v del gas de síntesis se pone en contacto con el catalizador, preferiblemente al menos un 80%, más preferiblemente al menos 90, aún más preferiblemente todo el gas de síntesis.
Los catalizadores utilizados para la conversión catalítica de la mezcla que comprende hidrógeno y monóxido de carbono son conocidos en la técnica y se citan normalmente como catalizadores de Fischer-Tropsch. Los catalizadores utilizados en el proceso de síntesis de hidrocarburos de Fischer-Tropsch comprenden frecuentemente, como componente catalíticamente activo, un metal del grupo VIII de la Tabla Periódica de Elementos. Los metales catalíticamente activos particulares incluyen rutenio, hierro, cobalto y níquel. El cobalto es un metal catalíticamente activo preferido.
El metal catalíticamente activo está preferiblemente sobre un soporte poroso. El soporte poroso se puede seleccionar entre cualquiera de los óxidos metálicos refractarios adecuados o silicatos o combinaciones de ellos conocidas en la técnica. Entre los ejemplos particulares de los vehículos porosos preferidos se incluyen sílice, alúmina, titania, zirconia, ceria, galia y sus mezclas, especialmente sílice y titania. La cantidad de metal catalíticamente activo sobre el soporte está preferiblemente en el intervalo de 3 a 300 partes en peso por 100 partes en peso de material de soporte, más preferiblemente de 10 a 80 partes en peso, especialmente de 20 a 60 partes en peso.
Si se desea, el catalizador puede comprender también uno o más metales u óxidos metálicos como promotores. Los promotores óxidos de metal adecuados se pueden seleccionar de los Grupos IIA, IIIB, IVB, VB y VIB de la Tabla Periódica de Elementos, o de los actínidos y lantánidos. En particular, los óxidos de magnesio, calcio, estroncio, bario, escandio, itrio, lantano, cerio, titanio, zirconio, hafnio, torio, uranio, vanadio, cromo y manganes son los promotores más adecuados. Los promotores óxidos metálicos preferidos en particular para el catalizador utilizado para preparar las ceras utilizadas en la presente invención son óxido de manganeso y óxido de zirconio. Entre los promotores de metal adecuados se pueden seleccionar los metales de los Grupos VIIB o VIII de la Tabla Periódica. El renio y los metales nobles del Grupo VIII son los particularmente adecuados, siendo el platino y el paladio los especialmente preferidos. La cantidad de promotor presente en el catalizador está adecuadamente en el intervalo de 0,01 a 100 partes en peso, preferiblemente 0,1 a 40, más preferiblemente 1 a 20 partes en peso, por 100 partes en peso de soporte.
El metal catalíticamente activo y el promotor, si está presente, se puede depositar sobre el material del soporte por cualquier tratamiento adecuado, tal como impregnación, amasado y extrusión. Después del depósito del metal, y si es apropiado el promotor, sobre el material soporte, el soporte cargado se somete típicamente a calcinación a una temperatura generalmente de 350 a 750ºC, preferiblemente una temperatura en el intervalo de 450 a 550ºC. El efecto del tratamiento de calcinación es para separar el agua del cristal, para descomponer productos volátiles de descomposición y para convertir compuestos orgánicos e inorgánicos a sus respectivos óxidos. Después de la calcinación, el catalizador resultante se puede activar por contacto del catalizador con hidrógeno o gas que contiene hidrógeno, típicamente a temperaturas de aproximadamente 200 a 350ºC.
El procedimiento de conversión catalítica se puede llevar a cabo en condiciones convencionales de síntesis conocidas en la técnica. Típicamente, la conversión catalítica se puede efectuar a una temperatura en el intervalo de 100 a 600ºC, preferiblemente de 150 a 350ºC, más preferiblemente de 180 a 270ºC. Las presiones totales para el procedimiento de conversión catalítica están en el intervalo de 1 a 200 barias absolutas, más preferiblemente de 10 a 70 barias absolutas. En el procedimiento de conversión catalítica se forman principalmente al menos 70% en peso, preferiblemente 90% en peso de hidrocarburos de C5+.
Preferiblemente, se utiliza un catalizador de Fischer-Tropsch, que conduce a cantidades sustanciales de parafinas normales (y también iso-parafinas), más preferiblemente sustancialmente parafinas normales. Una parte puede hervir por encima del intervalo de puntos de ebullición de hidrocarburos pesados a hidrocarburos normalmente sólidos. El catalizador más adecuado para este propósito es un catalizador de Fisher-Tropsch que contiene cobalto. El término hidrocarburos pesados tal como aquí se utiliza, se refiere a mezclas de hidrocarburos cuyo intervalo de puntos de ebullición corresponde sustancialmente al de queroseno y fracciones de gasóleo obtenidas por destilación convencional a presión atmosférica de petróleo crudo. El intervalo de punto de ebullición de estos hidrocarburos pesados (llamados también destilados medios) está situado dentro del intervalo de aproximadamente 100-380ºC, preferiblemente 200-370ºC, más preferiblemente 150-360ºC.
Los hidrocarburos de Fischer-Tropsch son generalmente de C_{4}-C_{100}, preferiblemente de C_{4}-C_{50}. Los hidrocarburos de Fischer-Tropsch son, adecuadamente hidrocarburos de C_{5-25}, especialmente hidrocarburos de C_{7-23}, más especialmente hidrocarburos de C_{10-20}, o sus mezclas. Estos hidrocarburos o mezclas de los mismos son líquidos a temperaturas entre 5 y 30ºC (1 baria), especialmente a aproximadamente 20ºC (1 baria), y normalmente son de naturaleza parafínica, pudiendo estar presentes hasta un 24% en peso, preferiblemente hasta un 12% en peso de olefinas o compuestos oxigenados. Dependiendo del catalizador y de las condiciones del proceso utilizados en la reacción de Fischer-Tropsch, se obtienen hidrocarburos normalmente gaseosos, hidrocarburos normalmente líquidos y opcionalmente hidrocarburos normalmente sólidos. Es preferible obtener una fracción grande de hidrocarburos normalmente sólidos. Estos hidrocarburos sólidos pueden obtenerse en hasta un 85% en peso basado en el total de hidrocarburos, normalmente entre 50 y 75% en peso.
Los hidrocarburos parafínicos de intervalo de ebullición más alto se pueden someter a una etapa de hidrocraqueo catalítico o craqueo térmico, que son conocidos en sí mismos en la técnica, para producir los hidrocarburos pesados deseados. El hidro-craqueo catalítico se lleva a cabo por contacto de los hidrocarburos parafínicos a presión y temperatura elevadas y en presencia de hidrógeno con un catalizador que contiene uno o más metales que tienen actividad de hidrogenación, y dispuestos sobre soporte. Los catalizadores de hidrocraqueo adecuados incluyen catalizadores que comprenden metales seleccionados de los grupos VIB y VIII de la Tabla Periódica de Elementos. Preferiblemente, los catalizadores de hidrocraqueo contienen uno o más metales nobles del grupo VIII. Los metales nobles preferidos son platino, paladio, rodio, rutenio, iridio y osmio. La mayoría de los catalizadores preferidos para su uso en la etapa de hidro-craqueo son los que comprenden platino.
La cantidad de metal catalíticamente activo presente en el catalizador de hidrocraqueo puede variar dentro de amplios límites y está típicamente en el intervalo de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 5 partes en peso por 100 partes en peso del material del soporte.
Las condiciones adecuadas para el hidrocraqueo catalítico son conocidas en la técnica. Típicamente, el hidrocraqueo se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 175 a 400ºC. Las presiones parciales de hidrógeno aplicadas al proceso de hidrocraqueo están en el intervalo de 10 a 250 barias.
El proceso se puede llevar a cabo en el modo de un solo paso (de una vez) o en el modo de reciclado. El proceso se puede realizar en uno o más reactores, ya sea en paralelo o en serie. En el caso de pequeñas corrientes de material de alimentación hidro-carbonáceo, la preferencia será utilizar solamente un reactor. Se pueden utilizar reactores de lecho pastoso, reactores de lecho en ebullición y reactores de lecho fijo, siendo los reactores de lecho fijo la opción preferida.
La producción de olefinas inferiores, en particular eteno y propeno, se logra en general por pirolisis de los hidrocarburos de Fischer-Tropsch pesados.
La pirolisis, conocida también como craqueo con vapor comprende el craqueo térmico de estos hidrocarburos en presencia de vapor y, si se desea, un gas de dilución. El procedimiento comprende una zona de convección, una zona de craqueo, una zona de enfriamiento y una zona de separación. El horno de pirolisis comprende la zona de convección y la zona de craqueo. La zona de convección comprende una primera zona de precalentamiento y una segunda zona de precalentamiento. Generalmente, la alimentación se calienta en la primera zona de precalentamiento y el gas de dilución se añade a la alimentación antes de que la mezcla (líquido y gas) de la alimentación y gas de dilución sea enviada a la segunda zona de precalentamiento.
Los hornos de nafta diseñados para tratar una alimentación de nafta tendrán un área superficial de transferencia de calor mayor en la primera zona de precalentamiento que los hornos diseñados para alimentación ligera, ya que la alimentación pesada tiene un punto de ebullición inicial más alto que la alimentación ligera y el objetivo principal de la zona de precalentamiento primera es la evaporación de la alimentación y calentamiento de la alimentación.
Un horno diseñado para tratar alimentación gaseosa, tendrá un área superficial de transferencia de calor más pequeña en la primera zona de precalentamiento que un horno diseñado para alimentación líquida, ya que una alimentación gaseosa no necesita evaporación. Ha de entenderse que el alcance del proceso de craqueo con vapor puede incluir cualquier número y tipos de etapas de proceso entre cada etapa de proceso descrita o entre una fuente descrita y un destino dentro de una etapa del proceso.
Normalmente y preferiblemente, todo el producto de una etapa del proceso será sometido a la siguiente etapa del proceso. Es posible, sin embargo, enviar solo parte del producto de una etapa del proceso a la siguiente etapa del proceso.
La alimentación se puede introducir en el proceso en otras entradas junto a la entrada convencional y la entrada donde la alimentación se introduce junto con vapor y/o gas de dilución. Sin embargo, se prefiere introducir la alimentación solamente en la entrada convencional de la zona de convección y la posterior alimentación junto con el vapor y/o gas de di-
lución.
El gas de dilución se puede añadir por una sola entrada o se puede añadir a través de varias entradas. Sin embargo, se prefiere añadir el gas de dilución por una sola entrada.
Las temperaturas mencionadas en esta memoria descriptiva son las temperaturas que se refieren a la alimentación.
El punto de ebullición inicial de nafta puede ser de 0 a 100ºC mientras que los puntos de ebullición finales pueden variar de 90ºC a 250ºC. Los intervalos de puntos de ebullición inicial y final de los hidrocarburos de Fischer-Tropsch se desplazan a temperaturas más altas.
La zona de convección comprende generalmente una primera zona de precalentamiento y una segunda zona de precalentamiento entre las que está situada una entrada para el vapor y opcionalmente para el gas de dilución. En la primera zona de precalentamiento se calienta la alimentación. Después de la primera zona de precalentamiento, se añade el vapor y opcionalmente el gas de dilución a la alimentación y la mezcla obtenida se puede calentar además en la segunda zona de precalentamiento a una temperatura justo por debajo de la temperatura a la que comienza el craqueo. La temperatura del producto obtenido de la zona de convección será normalmente de 400 a 800ºC, dependiendo de la alimentación, más específicamente de 450 a 750ºC.
El horno de pirólisis puede ser cualquier tipo de horno de pirólisis de olefinas convencional diseñado para pirolizar una alimentación pesada y que funciona para producción de productos de puntos de ebullición más bajos tales como olefinas, especialmente las que incluyen un horno de craqueo con vapor tubular. Los tubos dentro de la zona de convección del horno de pirólisis pueden estar dispuestos en forma de banco de tubos en paralelo, o pueden estar dispuestos los tubos para un solo paso del material de alimentación a través de la zona de convección. Dentro de cada banco, los tubos pueden ir dispuestos en forma espiral o de serpentina. En la entrada, la alimentación puede distribuirse entre varios tubos, o puede introducirse como alimentación en un tubo de un solo paso a través del cual fluya toda la alimentación desde la entrada a la salida del precalentador de la primera etapa. Preferiblemente, la primera y/o segunda zona de precalentamiento de la zona de convección comprende un reactor tubular de paso múltiple en el que la alimentación se hace pasar a través de la primera y/o la segunda zona de precalentamiento a través de más de un tubo. Los reactores tubulares de paso múltiple contienen frecuentemente tubos que tienen conexiones en sus extremos que conducen la alimentación desde un tubo al siguiente tubo hasta que la alimentación está suficientemente calentada para ser mezclada con el gas de dilución y para pasar a la segunda zona de precalentamiento, o para ser enviada a la zona de craqueo.
La presión y temperatura a la que la alimentación es introducida en la entrada de la primera zona de precalentamiento no es crítica, típicamente la temperatura será de 0 a 300ºC.
La temperatura óptima a la que la alimentación se calienta en la primera zona de precalentamiento dependerá de la presión de la alimentación y el comportamiento y operación del resto del proceso. El producto de la primera zona de precalentamiento tendrá generalmente una temperatura de salida de al menos 150ºC tal como 195ºC. El margen superior de la temperatura de la alimentación en la primera zona de precalentamiento está limitado al punto en el que queda impedida la estabilidad de alimentación. A cierta temperatura, aumenta la tendencia a la coquización de la alimentación. Este límite de temperatura se aplicará tanto a la primera como a la segunda zona de precalentamiento y a todos los tubos de esas zonas. Preferiblemente, la temperatura de salida de la alimentación dentro de la primera zona de precalentamiento no es superior a 520ºC, y más preferiblemente no más
de 500ºC.
Los elementos de calentamiento de la primera y segunda zona de precalentamiento en la zona de convección consisten típicamente en un banco de tubos, donde los contenidos de los tubos se calientan principalmente por transferencia de calor de convección por el gas de combustión que sale de la zona de craqueo del horno de pirólisis, llamado gas de combustión. Sin embargo, también pueden utilizarse elementos calefactores diferentes.
La presión dentro de la primera y segunda zona de precalentamiento no está particularmente limitada. La presión está generalmente dentro del intervalo de 4 a 21 barias, más preferiblemente de 5 a 13 ba-
rias.
En el procedimiento de la presente invención, parte de los hidrocarburos pesados obtenidos de la síntesis de Fisher-Tropsch se introduce como alimentación a través de la entrada de alimentación convencional de la zona de convección y, si se desea, parte de la alimentación se introduce además corriente abajo de la zona de convección.
El gas de vapor se añade a la zona de convección. Esto puede hacerse preferiblemente en la zona segunda de precalentamiento de la zona de convección o antes de ella. Se añade preferiblemente otro gas de dilución a un punto externo al horno de pirólisis para facilitar el mantenimiento y reemplazamiento del equipo.
El gas de dilución es un vapor en el punto de inyección en la zona de convección. Entre los ejemplos de gases de dilución están metano, etano, nitrógeno, hidrógeno, gas natural, gas seco, gases de escape de refinerías y una nafta vaporizada. Preferiblemente el vapor es vapor sobrecalentado.
Las temperaturas típicas del gas de dilución en el intervalo de unión de gas de dilución/alimentación oscilan entre 140ºC y 800ºC, más preferiblemente de 150ºC a 780ºC, más preferiblemente de 200 a 750ºC.
La presión del gas de dilución no está particularmente limitada, pero preferiblemente es suficiente para permitir la inyección. Las presiones típicas del gas de dilución añadido al petróleo crudo están generalmente dentro del intervalo de 6 a 15 barias.
Es deseable añadir vapor y opcionalmente gas de dilución entre la primera zona de precalentamiento y la segunda zona de precalentamiento en una cantidad que generalmente no será más de 1 kg de gas de dilución por kg de alimentación. Sin embargo, hay circunstancias en que una cantidad más alta de gas de dilución puede resultar ventajoso.
La mezcla de gas de dilución y alimentación es introducida en la segunda zona de precalentamiento donde se calienta más la mezcla. La mezcla comprende por lo general no más del 50% en peso de hidrocarburos de Fischer-Tropsch líquidos. Preferiblemente no más de 25% en peso, más preferiblemente no más de 10% en peso. Los tubos de la segunda zona de precalentamiento se pueden calentar por los gases de combustión de la zona de craqueo del horno. En la segunda zona de precalentamiento (sobre-calentado), la mezcla se pre-calienta completamente para llegar a una temperatura muy próxima o justo por debajo de la temperatura a la que tendría lugar el craqueo del material de alimentación substancial y sedimentación del coque asociado en el precalentador, tal como 450 a 550ºC, preferiblemente 460-500ºC, tal como 490ºC.
A continuación, el producto de la zona de convección es enviado a la zona de craqueo. La temperatura de la mezcla de vapor y alimentación se incrementa además durante un tiempo de residencia, perfil de temperatura y presión parcial, controlados. La temperatura de salida del producto obtenido en la zona de craqueo es generalmente de 700 a 1000ºC, más específicamente de 750 a 950ºC. La presión está generalmente dentro de un intervalo de 2 a 25 barias, más preferiblemente de 3 a 18 barias.
Las reacciones en la zona de craqueo son muy endotérmicas, por lo que se necesita una alta aportación de energía.
Al dejar la zona de craqueo, el producto es inmediatamente enfriado por lo general. La temperatura del producto se reducirá normalmente a una temperatura de 200 a 700ºC, más específicamente de 250 a 650ºC para evitar la degradación por reacciones secundarias. El enfriamiento del producto obtenido en la zona de craqueo se puede hacer por cualquier método adecuado, tal como apagado directo o apagado indirecto.
El producto enfriado se separa subsiguientemente en los productos finales deseados. La separación de los productos finales deseados puede comenzar en el enfriamiento donde los componentes pesados pueden separarse. Además, durante el enfriamiento, el gas obtenido puede ser comprimido y se pueden separar ácidos y agua. A continuación, se puede secar el producto y se puede recuperar la alimentación no craqueada, etano y propano para reciclado como alimentación de pirólisis. La severidad del craqueo afecta a la composición del producto obtenido.
Los productos de un horno de pirólisis de olefinas incluyen, sin que quede limitado solo a ellos, eteno, propeno, butadieno, benceno, hidrógeno, y metano y otros productos olefínicos, parafínicos y aromáticos asociados. El eteno es, por lo general, el producto predominante, que varía típicamente entre 15 y 60% en peso, basado en el peso de la alimentación.
En un modo de realización típico, el producto de la zona de craqueo se enfría con la ayuda de apagado con agua, seguido de compresión multi-etapa típicamente en 4 a 6 etapas. Antes de la última etapa de compresor, el gas se trata con cáustico para separar el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono. Los acetilenos pueden hidrogenarse con gas de compresor rico en hidrógeno. Después de la última etapa de compresión, el gas craqueado se deshidrata típicamente por refrigerado y secado empleando tamices moleculares. El metano e hidrógeno se pueden separar en un aparato de desmetanizado. En un aparato de desmetanizado, los hidrocarburos que contienen 2 átomos de carbono se producen como cabezas y los hidrocarburos que contienen 3 átomos de carbono o más es el producto de colas. La corriente de cabezas se puede hidrogenar para separar acetileno y fraccionarse después para producir eteno y etano. El etano se puede reciclar. El producto de colas se puede además fraccionar, si es apropiado, para separar los finales pesados que incluyen compuestos que contienen 4 átomos de carbono o más. La corriente de cabezas de un aparato de despropanizado se puede hidrogenar para separar metilacetileno y propadieno, que pueden recuperarse para la venta o separarse vía otros medios. El propeno se puede obtener como corriente de cabezas desde el aparato despropanizador, y se puede reciclar la fracción de propano de colas.
Cualquier porcentaje mencionado en esta descripción se calcula sobre el peso total o volumen de la composición a menos que se indique de otra manera. Cuando no se menciona, se considera que los porcentajes son porcentajes en peso.
Las presiones se expresan en barias absolutas, a menos que se indique otra cosa.

Claims (6)

1. Método para la preparación de eteno, propeno y buteno por craqueo con vapor, donde la alimentación que comprende hidrocarburos pesados obtenidos por síntesis de Fischer-Tropsch, hidrocarburos de Fischer-Tropsch que tienen un punto de ebullición inicial por encima de 150ºC y un punto de ebullición final por debajo de 400ºC, se somete a craqueo con vapor en un horno de craqueo con vapor diseñado para nafta, donde el horno comprende una zona de convección provista de una primera zona de precalentamiento en que la alimentación de Fischer-Tropsch se calienta, una segunda zona de precalentamiento en que los hidrocarburos de Fischer-Tropsch calentados se calientan en presencia de vapor para formar una mezcla de hidrocarburos de Fischer-Tropsch líquidos y gaseosos; y una zona de sobrecalentamiento en que los hidrocarburos de Fischer-Tropsch líquidos y gaseosos son sobrecalentados; y una zona de craqueo en que los hidrocarburos de Fischer-Tropsch gaseosos sobrecalentados se craquean con vapor para dar eteno, propeno y buteno.
2. Método según la reivindicación 1, donde la alimentación para la segunda zona de precalentamiento comprende menos de 50% en peso, preferiblemente menos de 25% en peso, más preferiblemente menos de 10% en peso de hidrocarburos de Fischer-Tropsch líquidos.
3. Método según las reivindicaciones 1-2, donde la relación en peso de vapor a hidrocarburos de Fischer-Tropsch es de 0,4-0,8, preferiblemente 0,5-0,75, más preferiblemente 0,60-0,70.
4. Método según las reivindicaciones 1-3, donde los hidrocarburos de Fischer-Tropsch comprenden más del 75% en peso de n-parafinas.
5. Método según la reivindicación 4, donde las
n-parafinas tienen un número de carbonos de 10-20.
6. Método según las reivindicaciones 1-5, donde los hidrocarburos de Fischer-Tropsch están esencialmente libres de compuestos aromáticos, N-compuestos y/o S-compuestos.
ES03731721T 2002-01-25 2003-01-24 Procedimiento de preparacion de olefinas inferiores por vapocraqueo. Expired - Lifetime ES2253676T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02075366 2002-01-25
EP02075366 2002-01-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2253676T3 true ES2253676T3 (es) 2006-06-01

Family

ID=27589145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES03731721T Expired - Lifetime ES2253676T3 (es) 2002-01-25 2003-01-24 Procedimiento de preparacion de olefinas inferiores por vapocraqueo.

Country Status (14)

Country Link
US (1) US7279610B2 (es)
EP (1) EP1468061B1 (es)
JP (1) JP2005515295A (es)
KR (1) KR20040075928A (es)
CN (1) CN1290971C (es)
AT (1) ATE311426T1 (es)
BR (1) BR0306848A (es)
DE (1) DE60302545T2 (es)
ES (1) ES2253676T3 (es)
MY (1) MY134898A (es)
SA (1) SA03230549B1 (es)
TW (1) TWI265195B (es)
WO (1) WO2003062352A2 (es)
ZA (1) ZA200405211B (es)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY134898A (en) 2002-01-25 2007-12-31 Sheel Internationale Res Mij B V Method for the preparation of lower olefines by steam cracking
AU2004200270B2 (en) * 2003-01-31 2009-11-12 Chevron U.S.A. Inc. High purity olefinic naphthas for the production of ethylene and propylene
US7345211B2 (en) 2004-07-08 2008-03-18 Conocophillips Company Synthetic hydrocarbon products
CN101027378B (zh) 2004-10-08 2011-01-19 国际壳牌研究有限公司 由费-托合成产物制备低级烯烃的方法
WO2007074127A1 (en) * 2005-12-27 2007-07-05 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process to make a sulphur containing hydrocarbon product
JP5340914B2 (ja) * 2006-03-30 2013-11-13 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ フィッシャー・トロプシュ合成生成物からのプロピレン及びエチレンの製造方法
US8440872B2 (en) * 2007-10-05 2013-05-14 Exxonmobil Research And Engineering Company Process for preparing poly alpha olefins and lubricant basestocks from Fischer-Tropsch liquids
US8815080B2 (en) * 2009-01-26 2014-08-26 Lummus Technology Inc. Adiabatic reactor to produce olefins
JP5506564B2 (ja) * 2010-06-24 2014-05-28 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 スチームクラッカーにおけるオレフィン類の製造方法
JP5814752B2 (ja) * 2011-11-11 2015-11-17 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 1,3−ブタジエンおよびc6〜c8芳香族炭化水素の併産方法
WO2014102287A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the preparation of propylene and ethylene from fischer-tropsch derived gas oil
WO2014102285A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the preparation of propylene and ethylene from fischer-tropsch derived kerosene
WO2014102286A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the preparation of propylene and ethylene from fischer-tropsch derived gas oil
SG11201806319YA (en) * 2016-02-05 2018-08-30 Sabic Global Technologies Bv Process and installation for the conversion of crude oil to petrochemicals having an improved product yield
PL231852B1 (pl) * 2017-05-03 2019-04-30 Handerek Adam Tech Recyklingu Sposób wytwarzania paliw węglowodorowych z odpadowych tworzyw poliolefinowych
CN111479905B (zh) * 2017-12-15 2023-09-01 沙特基础全球技术有限公司 用于在石脑油催化裂化工艺中预热石脑油的方法
WO2019164609A1 (en) * 2018-02-21 2019-08-29 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Fluid bed steam cracking using direct heating
JP7028320B2 (ja) * 2018-06-05 2022-03-02 株式会社Ihi 不飽和炭化水素製造装置
WO2019234992A1 (ja) 2018-06-05 2019-12-12 株式会社Ihi 水素製造装置および水素製造方法
CN114466831B (zh) 2019-01-15 2023-12-19 沙特基础工业全球技术公司 可再生能源在甲醇合成中的用途
WO2020190786A1 (en) 2019-03-15 2020-09-24 Lummus Technology Llc Configuration for olefins production
US20220064548A1 (en) * 2020-09-01 2022-03-03 Saudi Arabian Oil Company Integrated process for conversion of whole crude to light olefins
US11866397B1 (en) * 2023-03-14 2024-01-09 Saudi Arabian Oil Company Process configurations for enhancing light olefin selectivity by steam catalytic cracking of heavy feedstock

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7712952A (en) 1977-11-24 1979-05-28 Shell Int Research Ethylene prodn. from carbon mon:oxide and hydrogen - by catalytic reaction of the feed stream and pyrolysis of the gaseous reaction prod.
DE2854061C2 (de) 1978-12-14 1987-04-02 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zum Vorwärmen von Kohlenwasserstoffen vor deren thermischer Spaltung sowie Spaltofen zur Durchführung des Verfahrens
DE3201457A1 (de) 1982-01-19 1983-07-28 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von olefinen
US4579986A (en) 1984-04-18 1986-04-01 Shell Oil Company Process for the preparation of hydrocarbons
GB8617214D0 (en) 1986-07-15 1986-08-20 Dow Chemical Nederland Heat exchanger
US4833170A (en) 1988-02-05 1989-05-23 Gtg, Inc. Process and apparatus for the production of heavier hydrocarbons from gaseous light hydrocarbons
CA2104044C (en) * 1992-08-25 2004-11-02 Johan W. Gosselink Process for the preparation of lower olefins
US6033555A (en) 1997-06-10 2000-03-07 Exxon Chemical Patents Inc. Sequential catalytic and thermal cracking for enhanced ethylene yield
US6632351B1 (en) 2000-03-08 2003-10-14 Shell Oil Company Thermal cracking of crude oil and crude oil fractions containing pitch in an ethylene furnace
MY134898A (en) 2002-01-25 2007-12-31 Sheel Internationale Res Mij B V Method for the preparation of lower olefines by steam cracking

Also Published As

Publication number Publication date
TW200302269A (en) 2003-08-01
SA03230549B1 (ar) 2007-03-05
KR20040075928A (ko) 2004-08-30
EP1468061A2 (en) 2004-10-20
TWI265195B (en) 2006-11-01
JP2005515295A (ja) 2005-05-26
WO2003062352A3 (en) 2004-01-15
MY134898A (en) 2007-12-31
EP1468061B1 (en) 2005-11-30
US7279610B2 (en) 2007-10-09
BR0306848A (pt) 2004-12-07
ZA200405211B (en) 2006-05-31
ATE311426T1 (de) 2005-12-15
CN1620493A (zh) 2005-05-25
WO2003062352A2 (en) 2003-07-31
US20050148806A1 (en) 2005-07-07
DE60302545T2 (de) 2006-08-24
DE60302545D1 (de) 2006-01-05
CN1290971C (zh) 2006-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2253676T3 (es) Procedimiento de preparacion de olefinas inferiores por vapocraqueo.
ES2715410T3 (es) Proceso de hidrocraqueo integrado
ES2720268T3 (es) Un proceso de hidrocraqueo integrado
ES2699992T3 (es) Proceso e instalación para la conversión de petróleo crudo en petroquímicos que tiene un rendimiento mejorado de etileno y BTX
US7642294B2 (en) Process to prepare lower olefins from a carbon containing feedstock
ES2714750T3 (es) Proceso de hidrocraqueo integrado
ES2671320T3 (es) Método para craquear una materia prima hidrocarbonada en una unidad de craqueador a vapor
JP6465874B2 (ja) 原油を石油化学製品に転化する、プロピレン収率の改善された方法および装置
US4725349A (en) Process for the selective production of petrochemical products
ES2671994T3 (es) Proceso para la producción de olefinas ligeras y compuestos aromáticos a partir de una materia prima hidrocarbonada
ES2716382T3 (es) Proceso e instalación para la conversión de petróleo crudo en petroquímicos que tiene una eficacia mejorada del carbono
ES2670004T3 (es) Método para convertir una carga de hidrocarburos de punto de ebullición elevado en productos de hidrocarburos más ligeros en ebullición
JPS6011584A (ja) 炭化水素から石油化学製品を選択的に製造するための熱分解法
JPH0329112B2 (es)
JP2017511813A (ja) 炭化水素をオレフィンに変換する方法
JPH0416512B2 (es)
EP1841718B1 (en) Process for the preparation of lower olefins from heavy wax
US20050131082A1 (en) Process for reducing the pour point and viscosity of fischer-tropsch wax
EA040694B1 (ru) Способ превращения сырой нефти в нефтехимические продукты