ES2321201T3 - Proceso de hidrocraqueo para la produccion de diesel de ultra bajo contenido de azufre. - Google Patents

Abstract

Un proceso de hidrocraqueo para la producción de diesel de contenido ultra bajo de azufre a partir de una materia prima hidrocarbonada primaria donde el proceso comprende los pasos de: a) reaccionar la materia prima hidrocarbonada primaria y el hidrógeno en una zona de hidrocraqueo (3) que contiene el catalizador de hidrocraqueo para producir hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel; b) depurar un efluente de la zona de hidrocraqueo en una zona de depuración caliente a alta presión (5), mantenida esencialmente a la misma presión que la zona de hidrocraqueo y una temperatura en el rango de 232ºC (450ºF) a 468ºC (875ºF) con una primera corriente gaseosa rica en hidrógeno para producir una primera corriente gaseosa (24) que comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel y una primera corriente hidrocarbonada líquida (6); c) pasar la primera corriente hidrocarbonada gaseosa (24) que comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel a una zona de desulfuración (26) que contiene el catalizador de desulfuración y producir una corriente efluente de la zona de desulfuración; d) condensar al menos una porción de la corriente efluente de la zona de desulfuración para producir una segunda corriente gaseosa rica en hidrógeno y una segunda corriente hidrocarbonada líquida comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel; e) pasar la primera corriente hidrocarbonada líquida (6) a una zona de evaporación caliente (7) mantenida a una presión de 445 kPa (50 psig) a 2858 kPa (400 psig) y una temperatura de 232ºC (450ºF) a 468ºC (875ºF) para producir una tercera corriente hidrocarbonada líquida (39) que comprende hidrocarburos no convertidos e hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel; f) depurar la tercera corriente hidrocarbonada líquida (39) e introducir la corriente depurada resultante en una columna de evaporación (46) operada a una temperatura de 232ºC (450ºF) a 468ºC (875ºF) y una presión de 3.5 kPa (0.5 psia) a 196.4 kPa (28.5 psia) para producir una cuarta corriente hidrocarbonada líquida que comprende hidrocarburos no convertidos y una segunda corriente hidrocarbonada gaseosa (45) que comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel; g) reaccionar al menos una porción de la segunda corriente hidrocarbonada gaseosa en la zona de desulfuración (26) que contiene el catalizador de desulfuración; y h) recuperar una corriente de producto diesel de ultra bajo contenido de azufre (22).

Description

Proceso de hidrocraqueo para la producción de diesel de ultra bajo contenido de azufre.

Antecedentes de la invención

El campo del arte al cual esta invención pertenece es el hidrocraqueo de materias primas hidrocarbonadas. Las refinerías de petróleo a menudo producen productos deseables tales como combustible para turbinas, combustible diesel y otros productos conocidos como semidestilados así como líquidos hidrocarburos de bajo punto de ebullición, como la nafta y la gasolina, por hidrocraqueo de materias primas de hidrocarburo derivadas del petróleo crudo, por ejemplo. Las materias primas más usualmente sometidas al hidrocraqueo son el gasóleo y el gasóleo pesado recuperados del petróleo crudo por destilación. Un gasóleo típico comprende una porción sustancial de componentes hidrocarburos con punto de ebullición por encima de los 371ºC (700ºF), usualmente al menos el 50 por ciento en peso bullendo a 371ºC (700ºF). Un gasóleo típico destilado al vacío normalmente tiene un punto de ebullición que oscila entre 315ºC (600ºF) y 565ºC (1050ºF).

El hidrocraqueo es generalmente llevado a cabo contactando en un recipiente o zona de reacción del gasóleo u otra materia prima a tratar con un catalizador de hidrocraqueo adecuado bajo condiciones de elevada temperatura y presión en presencia de hidrógeno, procurando se logre un producto que contenga una distribución de los productos hidrocarburos deseados por el refinador. Las condiciones de operación y el catalizador de hidrocraqueo dentro de un reactor de hidrocraqueo afectan el rendimiento de los productos hidrocraqueados.

Uno de los productos hidrocarburos preferidos de un proceso de hidrocraqueo es el diesel o los hidrocarburos que tienen un punto de ebullición en el rango del diesel Los productos ideales para la venta deben cumplir especificaciones mínimas. Preocupaciones sobre el medio ambiente y nuevas leyes y regulaciones legales continúan dirigiéndose hacia límites más bajos de contaminantes como el azufre y el nitrógeno en el combustible diesel Recientemente fueron propuestas nuevas regulaciones en los Estados Unidos y Europa las cuales básicamente requieren la completa eliminación del azufre de los hidrocarburos líquidos que se usan como combustibles de transporte tales como la gasolina y el diesel.

Aunque una amplia variedad de esquemas de flujo de procesos, de condiciones de operación y de catalizadores han sido utilizados en actividades de hidrocraqueo comercial, existe siempre una demanda de nuevos métodos de hidrocraqueo que aseguren la reducción de los costos y mejoren las características de los productos. La presente invención es capaz de económicamente hidrocraquear una materia prima hidrocarbonadas mientras simultáneamente produce producto diesel de contenido ultra bajo en azufre.

Divulgación de la invención

US-A-6,096,191 B1 divulga un proceso de hidrocraqueo donde una materia prima hidrocarbonada y una corriente de reciclado líquida entran en contacto con hidrógeno y con un catalizador de hidrocraqueo para obtener la conversión a hidrocarburos de punto de ebullición más bajo. El efluente resultante de la zona de hidrocraqueo es depurado del hidrógeno a esencialmente a la misma presión que la zona de hidrocraqueo y al menos en una porción es reciclada hacia la zona de hidrocraqueo.

Breve sumario de la invención

La presente invención es un proceso de hidrocraqueo catalítico que asegura la reducción de los costos y el incremento de la recuperación de diesel de ultra bajo contenido de azufre mediante la utilización de un esquema de flujo integrado para minimizar los requerimientos en equipamiento fundamental y los costos de su utilización.

Una realización de la presente invención se relaciona con el proceso de hidrocraqueo para la producción de diesel de contenido ultra bajo de azufre a partir de una materia prima hidrocarbonada donde el proceso comprende los pasos de: (a) reaccionar la materia prima hidrocarbonada y el hidrógeno en la zona de hidrocraqueo que contiene el catalizador de hidrocraqueo para producir hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel; (b) depurar un efluente de la zona de hidrocraqueo en una zona caliente, con alta presión, mantenida esencialmente a la misma presión que la zona de hidrocraqueo y una temperatura entre 232ºC (450ºF) y 468ºC (875ºF) con una primera corriente gaseosa rica en hidrógeno para producir una primera corriente gaseosa de hidrocarburos que comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel y una primera corriente líquida de hidrocarburos; (c) pasar la primera corriente gaseosa de hidrocarburos que comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel hacia una zona de desulfuración que contiene un catalizador de desulfuración y producir una corriente del efluente en la zona de desulfuración; (d) condensar al menos una porción de la corriente del efluente en la zona de desulfuración para producir una segunda corriente gaseosa rica en hidrógeno y una segunda corriente líquida de hidrocarburos que comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel; (e) pasar la primera corriente líquida de hidrocarburos hacia una zona de evaporación en caliente mantenida a una presión de 445 kPa (50 psig) a 2858 kPa (400 psig) y una temperatura de 232ºC(450ºF) a 468ºC(875ºF) para producir una tercera corriente líquida de hidrocarburos que comprende hidrocarburos no convertidos e hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel; (f) depurar la tercera corriente líquida de hidrocarburo e introducir la corriente depurada resultante en una columna flash operada a temperaturas de 232ºC (450ºF) a 468ºC (875ºF) y una presión entre 3.5 kPa (0.5 psia) y 196.4 kPa (28.5 psia) para producir una cuarta corriente líquida de hidrocarburos que comprende hidrocarburos no convertidos y una segunda corriente gaseosa de hidrocarburos que comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel; (g) reaccionar al menos una porción de la segunda corriente gaseosa de hidrocarburos en la zona de desulfuración que contiene el catalizador de desulfuración; y (h) recuperar una corriente de producto diesel de contenido ultra bajo de azufre.

Otra realización de la presente invención se relaciona con un proceso de hidrocraqueo para la producción de diesel con contenido ultra bajo de azufre a partir de una primera materia prima hidrocarbonada y una segunda materia prima hidrocarbonada que bulle en un rango más bajo que aquel de la primera materia prima hidrocarbonada. Además de los pasos de la realización previa, donde la primera materia prima es reaccionada en la zona de hidrocraqueo, la primera corriente gaseosa de hidrocarburos y la segunda materia prima de hidrocarburos pasan hacia la zona de desulfuración. En la variación adicional de esta realización el proceso produce hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel que bullen de 154ºC (309ºF) a 370ºC (680ºF).

Otras realizaciones de la presente invención abarcan detalles adicionales tales como tipos y descripciones de las materias primas, los catalizadores de hidrocraqueo y las condiciones de operación preferidas incluyendo temperatura y presión, todo lo cual se expone más adelante en la siguiente discusión de cada uno de estos aspectos de la invención.

US-B1-6,793,804 describe un proceso integrado de hidrocraqueo el cual produce una alimentación de alta calidad para craqueo fluidizado catalítico. Una corriente de diesel con ultra bajo contenido de azufre es producido colateralmente en este proceso. EP-B1-11,103,592 describe un proceso de craqueo catalítico que asegura altos rendimientos de producto líquido.

Breve descripción de los dibujos

El dibujo es un diagrama de flujo del proceso simplificado de una realización preferida de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Se ha descubierto que una recuperación máxima de diesel de contenido ultra bajo de azufre y la reducción de los costos de producción pueden lograrse en la unidad del proceso de hidrocraqueo antes descrita.

El proceso de la presente invención es particularmente útil para el hidrocraqueo de aceites de hidrocarburos que contienen hidrocarburos y/o otros materiales orgánicos para producir un producto que contiene hidrocarburos y/o otros materiales orgánicos de punto de ebullición medio más bajo y de peso molecular medio más bajo. Más particularmente, la presente invención es muy factible para producir diesel de contenido ultra bajo de azufre. Las materias primas de hidrocarburo que pueden ser sometidas a hidrocraqueo por el método de la invención incluyen todos los aceites minerales y aceites sintéticos (por ejemplo crudo de esquisto, productos de alquitrán-arena, etc.) y fracciones de los mismos. Las materias primas de hidrocarburo ilustrativas incluyen aquellas que contienen componentes con punto de ebullición por encima de 288ºC (550ºF), tales como gasóleo atmosférico, gasóleo de vacío, residuos atmosféricos, de desasfaltado y de vacío, aceites residuales del hidrotratamiento, destilados de carbón, destilados directos, aceites derivados de la pirolisis, aceites sintéticos de alta temperatura de ebullición, aceites reciclados y destilados de craqueo catalítico. Una materia prima para hidrocraqueo preferida es un gasóleo u otra fracción de hidrocarburo que tenga al menos el 50 por ciento en peso, y más usualmente al menos el 75 por ciento en peso, de sus componentes con punto de ebullición por encima del punto final del producto deseado. Uno de los gasóleos más preferidos como materia prima contendrá componentes hidrocarburos con punto de ebullición por encima de 288ºC (550ºF) con los mejores resultados siendo alcanzados con alimentaciones que contienen al menos 25% en volumen de los componentes con punto de ebullición entre 315ºC (600ºF) y 538ºC (1000ºF). En una realización preferida, una segunda materia prima hidrocarbonada que tiene un rango de ebullición más bajo que el rango de ebullición de la materia prima primaria es introducida a la zona de desulfuración.

La materia prima seleccionada es introducida en una zona de hidrocraqueo. La zona de hidrocraqueo puede contener uno o más lechos del mismo o diferente catalizador. En una realización, cuando los productos preferidos son semidestilados el catalizador de hidrocraqueo preferido utiliza bases amorfas o bases de zeolita de bajo nivel combinadas con uno o más componentes de hidrogenación metálicos del Grupo VIII o del Grupo VIB. En otra realización, cuando los productos preferidos están en el rango de ebullición de la gasolina, la zona de hidrocraqueo contiene un catalizador el cual comprende, en general, cualquier base de craqueo de zeolita cristalina sobre la cual es depositada una proporción menor del componente de hidrogenación metálico del Grupo VIII. Se pueden seleccionar componentes de hidrogenación adicionales del Grupo VIB para la incorporación a la base de zeolita. Las bases de craqueo de zeolita son a veces referidas en el arte como tamices moleculares y están compuestas usualmente de sílice, alúmina y uno o más cationes intercambiables tales como sodio, magnesio, calcio, metales de tierras raras, etc. Se caracterizan además por poros en el cristal de diámetro relativamente uniforme entre 4 y 14 Angstrom (10^{-10} metros). Es preferido emplear zeolitas que tengan una relación molecular dióxido de silicio/óxido de aluminio relativamente alta entre 3 y 12. Zeolitas adecuadas que se encuentran en la naturaleza incluyen, por ejemplo, la mordenita, la estilbita, la heulandita, la ferrierita, la dachiardita, la chabazita, la erionita y la fajausita. Zeolitas sintéticas adecuadas incluyen, por ejemplo, los tipos de cristal B, X, Y y L, por ejemplo la mordenita y la fajausita sintéticas. Las zeolitas preferidas son aquellas que tienen poros de la estructura cristalina de diámetros entre 8 y 12 Ángstrom (10^{-10} metros), donde la relación molecular dióxido de silicio/óxido de aluminio es de 4 a 6. El ejemplo más importante de zeolitas que caen en el grupo preferido es el tamiz molecular sintético Y.

Las zeolitas naturales se encuentran normalmente en forma de sodio, en forma de metal alcalino térreo, o en formas mezcladas. En cualquier caso, para su uso como base de craqueo es preferido que la mayor parte, o todos los metales monovalentes zeolíticos originales sean intercambiados ionicamente con un metal polivalente y/o con una sal de amonio y posteriormente someterla al calor para descomponer los iones de amonio asociados con la zeolita, dejando en su lugar iones de hidrógeno y/o sitios de intercambio los cuales han sido realmente descationizados mediante la eliminación adicional de agua. Las zeolitas Y "decationizada" o hidrogenada de esta manera son más particularmente descritas en US-A-3,130,006.

Las zeolitas de metal polivalente-hidrógeno mezcladas pueden prepararse intercambiando iones primero con una sal de amonio, luego parcialmente retro intercambiando con una sal de metal polivalente y luego sometiéndola a la calcinación. En algunos casos, como en el caso de la modernita sintética, las formaciones de hidrógeno pueden prepararse por tratamiento ácido directo de las zeolitas de metales alcalinos. Las bases de craqueo preferidas son aquellas que tienen al menos 10 por ciento, y preferiblemente hasta 20 por ciento de déficit de metal-catión en base a la capacidad de intercambio iónico inicial. Una clase específicamente deseada y estable de zeolitas es aquella donde al menos 20% de la capacidad de intercambio iónico es satisfecha por iones de hidrógeno.

Los metales activos empleados en los catalizadores de hidrocraqueo preferidos de la presente invención como componentes de hidrogenación son los del Grupo VIII, es decir, hierro, cobalto, níquel, rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio y platino. Además de estos metales, otros promotores también pueden ser empleados de conjunto con estos, incluyendo los metales del Grupo VIB, por ejemplo, molibdeno y tungsteno. La cantidad de metal de hidrogenación en el catalizador puede variar ampliamente. Hablando de manera general, se puede usar cualquier cantidad entre 0.05 por ciento y 30 por ciento en peso. En el caso de los metales nobles, normalmente es preferible usar entre 0.05 y 2 por ciento en peso. El método preferido para la incorporación del metal de hidrogenación es poniendo en contacto el material base de zeolita con una solución acuosa de un compuesto adecuado del metal deseado donde el metal está presente en una forma catiónica. Después de la adición del metal o metales de hidrogenación seleccionados, el polvo catalizador resultante es entonces filtrado, secado, granulado con adición de lubricantes, aglutinantes, o similares si es deseado, y calcinado al aire a temperaturas de, por ejemplo, 371ºC - 648ºC (700ºF - 1200ºF) con el objetivo de activar el catalizador y descomponer los iones de amonio. Los catalizadores antes mencionados pueden ser empleados en forma no disoluta, o el catalizador zeolítico pulverizado puede ser mezclado y granulado de conjunto con otros catalizadores relativamente menos activos, diluentes o aglutinantes tales como la alúmina, gel de sílice, gel conjunto de sílice-aluminio, arcillas activadas y similares en proporciones que oscilan entre 5 y 90 por ciento en peso. Estos diluentes pueden ser empleados como tales o pueden contener una proporción menor de un metal de hidrogenación adicionado tal como un metal del Grupo VIB y/o del Grupo VIII.

Catalizadores de hidrocraqueo promovidos de metal adicional también pueden ser utilizados en los procesos de la presente invención el cual comprende, por ejemplo tamices moleculares de fosfato de aluminio, cromosilicatos cristalinos y otros silicatos cristalinos.

El hidrocraqueo de la materia prima hidrocarbonada en contacto con el catalizador de hidrocraqueo es conducido en presencia de hidrógeno y preferiblemente en condiciones de hidrocraqueo que incluyen una temperatura de 232ºC (450ºF) a 468ºC (875ºF), una presión de 3448 kPa por manométrica (500 psig) a 20685 kPa manométrica (3000 psig), una velocidad espacial horaria del líquido (LHSV) entre 0.1 y 30 hr^{-1}, y una tasa de circulación de hidrógeno de 337 normal m^{3}/m^{3} (2000 pies cúbicos estándar por barril) hasta 4200 normal m^{3}/m^{3} (25.000 pies cúbicos estándar por barril). De acuerdo con la presente invención el término "conversión sustancial a productos de punto de ebullición más bajo" significa connotar la conversión de al menos 10 por ciento en volumen de la materia prima fresca. La conversión total de la materia prima a productos de punto de ebullición más bajo es preferiblemente menor que 80 por ciento en volumen, más preferiblemente menor que 60 por ciento en volumen e incluso más preferiblemente menor que 50 por ciento en volumen.

En otra realización, después que la materia prima hidrocarbonadas ha sido sometida a hidrocraqueo como se describió anteriormente, el efluente resultante de la zona de reacción de hidrocraqueo es introducida en una zona de depuración mantenida esencialmente a la misma presión que la zona de hidrocraqueo y a una temperatura de 232ºC (450ºF) a 468ºC (875ºF), y contactada a contra corriente con una corriente gaseosa rica en hidrógeno para producir una primera corriente hidrocarbonada gaseosa que contiene compuestos hidrocarbonatos que comprenden hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel y una primera corriente hidrocarbonada líquida que contiene preferiblemente compuestos hidrocarbonados con punto de ebullición a una temperatura superior a 371ºC (700ºF). Mantener la presión de la zona de depuración a esencialmente la misma presión que la zona de reacción significa que cualquier diferencia de presión es debido a la caída de presión necesaria para hacer fluir la corriente efluente desde la zona de reacción hacia la zona de depuración. Es preferido que la caída de presión sea menor de 445 kPa (50 psig).

La primera corriente hidrocarbonada gaseosa resultante que contiene hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel es introducida en una zona de desulfuración que contiene el catalizador de desulfuración. Las condiciones de desulfuración preferidas incluyen una temperatura de 204ºC (400ºF) a 482ºC (900ºF) y una velocidad horaria espacial del líquido de 0.1 y 10 hr^{-1}. Está previsto que la zona de desulfuración puede también realizar otras reacciones de hidroprocesamiento tales como saturación aromática, eliminación de nitrógeno, mejoras del cetano y mejoras del color, por ejemplo.

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Los catalizadores de desulfuración adecuados para el uso en la presente invención son todos los catalizadores conocidos convencionales de hidrotratamiento e incluyen aquellos que están compuestos de al menos un metal del Grupo VIII, preferiblemente hierro, cobalto y níquel, más preferiblemente cobalto y/o níquel y al menos un metal del Grupo VI, preferiblemente molibdeno y tungsteno, sobre un material soporte con área de superficie superior preferiblemente alúmina. Otros catalizadores de desulfuración adecuados incluyen catalizadores zeolíticos, así como catalizadores de metales nobles donde el metal noble es seleccionado del paladio y el platino. Está dentro del alcance de la presente invención el uso de más de un tipo de catalizador de desulfuración en el mismo recipiente de reacción. El metal del Grupo VIII está típicamente presente en una cantidad que oscila de 2 a 20 por ciento en peso, preferiblemente entre 4 y 12 por ciento en peso. El metal del Grupo VI estará típicamente presente en una cantidad que oscila de 1 a 25 por ciento en peso, preferiblemente entre 2 a 25 por ciento en peso. Las temperaturas típicas de desulfuración oscilan de 204ºC (400ºF) a 482ºC (900ºF) con presiones de 2,1 MPa (300 psig) a 17,3 MPa (2500 psig), preferiblemente de 2,1 MPa (300 psig) a 13,9 MPa (2000 psig).

Una realización preferida usa una segunda materia prima hidrocarbonada que bulle en un rango más bajo que aquel de la primera materia prima. La segunda materia prima hidrocarbonada preferiblemente bulle a una temperatura de 180ºC (356ºF) a 370ºC (698ºF) y puede seleccionarse del grupo que consiste en destilados de viscosidad reducida, aceite de ciclo ligero, keroseno directo, diesel directo, destilado de carbón y destilado derivado de alquitrán y arena.

El efluente resultante de la zona de desulfuración es parcialmente condensado e introducido en un separador vapor-líquido operado a temperaturas de 21ºC (70ºF) a 60ºC (140ºF) para producir una corriente gaseosa rica en hidrógeno que contiene sulfuro de hidrógeno y una segunda corriente hidrocarbonada líquida. La corriente gaseosa resultante rica en hidrógeno es preferiblemente pasada a través de una zona de depuración del gas ácido para reducir la concentración de sulfuro de hidrógeno para producir una corriente gaseosa purificada rica en hidrógeno, una porción de la cual puede entonces ser reciclada hacia la zona de hidrocraqueo y al depurador caliente de alta presión. La primera corriente hidrocarbonada líquida es preferiblemente introducida en un tambor de evaporación en frío para eliminar el hidrógeno disuelto y los hidrocarburos normalmente gaseosos y enviarlos posteriormente a una zona de depuración.

La segunda corriente hidrocarbonada líquida es preferiblemente introducida en una zona de depuración para eliminar el hidrógeno disuelto y los hidrocarburos normalmente gaseosos. En una realización, la primera corriente hidrocarbonada líquida es primero introducida en un tambor de evaporación en caliente y después pasada hacia una columna de depuración del vapor. En otra realización la zona de depuración puede ser un depurador simple. El líquido hidrocarbonado depurado resultante es introducido en una zona de fraccionamiento para producir preferiblemente corrientes de productos de nafta, keroseno y diesel de bajo contenido de azufre. La corriente del fondo de la zona de fraccionamiento contiene la materia prima no convertida que tiene una concentración de azufre reducida.

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Descripción detallada del dibujo

En el dibujo, la línea 1 introduce una corriente de alimentación que comprende gasóleos al vacío y aceite de ciclo ligero en el proceso y en mezcla con una corriente gaseosa rica en hidrógeno proporcionada desde la línea 36. La línea 2 introduce la mezcla resultante hacia la zona 3 de hidrocraqueo. La línea 4 transporta el efluente resultante de la zona de hidrocraqueo hacia el depurador caliente de alta presión 5 para producir una corriente de vapor hidrocarbonada superior que se transporta por la línea 24 y mezclada con una corriente de hidrocarbonada de ahí en adelante proporcionada por la línea 52 y una línea 25 transporta la mezcla resultante hacia la zona de hidrodesulfuración 26. La línea 27 transporta una corriente del efluente de la zona de hidrodesulfuración resultante hacia el separador de alta presión 28. Una línea 28 elimina la corriente gaseosa rica en hidrógeno del separador de alta presión 28 y la introduce en la zona de recuperación de gas ácido 30. Un solvente pobre entra en la zona de recuperación de gas ácido 30 por vía de la línea 31 y contacta la corriente gaseosa rica en hidrógeno para disolver un gas ácido. La línea 32 recupera un solvente enriquecido que contiene gas ácido de la zona 30 por medio de la línea 32. La línea 33 elimina una corriente gaseosa rica en hidrógeno que contiene una concentración reducida de gas ácido de la zona 30 y lo mezcla con una corriente normal de hidrógeno proporcionado por la línea 34. Una línea 35 transporta una porción de la mezcla resultante a la zona de hidrocraqueo 3 por la línea 36 y otra porción como gas de depuración hacia el depurador caliente de alta presión 5 por la línea 37. Una línea 6 elimina una corriente hidrocarbonada líquida del depurador 5 por la línea 6 y la introduce en el tambor de evaporación en caliente 7 para producir una corriente de vapor que se transporta por la línea 8 la cual es enfriada por intercambio térmico, no mostrado, y la corriente enfriada resultante es introducida en el receptor 9 en la parte superior del tambor de evaporación en caliente. La línea 10 elimina una corriente de vapores del receptor 9, mezclada con una corriente hidrocarbonada líquida proveniente del separador de alta presión 28 por la línea 11. La línea 12 lleva la mezcla resultante hacia el tambor de evaporación en frío 13. La línea 14 recupera una corriente hidrocarbonada normalmente gaseosa del tambor 13. Una línea 15 transporta una corriente líquida del tambor 13 al depurador 16. La línea 17 recupera una corriente gaseosa del depurador 16. Una línea 18 lleva la corriente hidrocarbonada líquida del reductor 16 hacia la zona de fraccionamiento 19. Una línea 20 recupera un producto hidrocarbonato de nafta de la zona de fraccionamiento 19. Una línea 21 recupera una corriente hidrocarbonada en el rango de ebullición del keroseno de la zona de fraccionamiento 19. Una línea 22 recupera una corriente hidrocarbonada en el rango de ebullición del diesel de la zona de fraccionamiento 19. La línea 39 lleva una corriente hidrocarbonada líquida del tambor de evaporación en caliente 7 hacia la columna de empalme 40 para producir una corriente de vapor en la parte superior que es introducida en el depurador 16 por las líneas 42 y 44. Las líneas 43 y 44 introducen la corriente en el depurador 16. La línea 41 introduce vapor dentro de la columna de empalme. Una línea 45 lleva una corriente hidrocarbonada líquida desde la columna de empalme 40 hacia la columna de evaporación refluida 46 para producir una corriente condensada en la parte superior transportada por la línea 49 y mezclada con una corriente hidrocarbonada líquida producida en el receptor 9 de la parte superior del tambor de evaporación en caliente y transportada por la línea 50. Las líneas 51 y 25 llevan la mezcla resultante hacia la zona de hidrodesulfuración 26. Una segunda alimentación se introduce por la línea 38 y es llevada por las líneas 52 y 25 e introducida en la zona de hidrodesulfuración 26. La línea 47 lleva la corriente líquida de la columna de evaporación 46 en mezcla con una corriente líquida de fondo de la zona de fraccionamiento 19 llevada por la línea 23 y la línea 48 recupera la mezcla resultante.

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Ejemplo

La operación comercial del proceso fue calculada para enviar una cantidad de 201,3 nm^{3}/hr (30,338 BPSD) de materia prima con las características presentadas en la Tabla 1 al hidrocraqueador donde es hidrocraqueada en un hidrocraqueador de un solo paso de conversión parcial operado a una temperatura de 385ºC y una presión de 90 bar para proporcionar una conversión total de 35 por ciento en volumen. El efluente resultante del hidrocraqueador es introducido en un depurador caliente de alta presión operado a 89 bar y depurado con una corriente gaseosa rica en hidrógeno en una cantidad de 130 nm/m^{3} en base a la alimentación fresca del hidrocraqueador. Una corriente hidrocarbonada gaseosa superior que contiene hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel del depurador caliente de alta presión y una materia prima secundaria en una cantidad de 50.45 nm^{3}/hr (7615 BPSD) y teniendo las características presentadas en la Tabla 1 son introducidos en una zona de desulfuración operada a una presión de 89 bar y a una temperatura de 355ºC. El efluente de la zona de desulfuración es enfriado y parcialmente condensado para producir una corriente gaseosa rica en hidrógeno y una corriente hidrocarbonada líquida que es evaporada, depurada y fraccionada.

Una corriente líquida del fondo es eliminada del depurador caliente de alta presión y es evaporada, depurada y fraccionada para producir una corriente que contiene materia prima primaria no convertida y una corriente hidrocarbonada líquida que bulle por debajo de la materia prima primaria, la cual es introducida en la zona de desulfuración junto con la materia prima secundaria. Los rendimientos totales del producto sobre la base de la alimentación total se presenta en la Tabla 2 y las propiedades del producto se presentan en la Tabla 3.

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TABLA 1 Análisis de la materia prima

1

TABLA 2 Rendimientos Totales del Producto

2

TABLA 3 Propiedades de los Productos

4

De la Tabla 3, se nota que la corriente de diesel que tiene un rango de ebullición de 154 a 370ºC contiene solamente 10 ppm-peso de azufre lo que se considera que está en rango diesel de contenido ultra bajo de azufre. Las otras dos corrientes de hidrocarburo con puntos de ebullición por debajo del rango de ebullición diesel contienen menos de 0.5 ppm-peso de azufre, mientras la materia prima no convertida con punto de ebullición por encima de 370ºC tiene el nivel de azufre reducido a menos de 100 ppm-peso.

La descripción anterior, el dibujo y la realización expuestos ilustran claramente las ventajas englobadas por el proceso de la presente invención y los beneficios que se alcanzan con el uso del mismo.

Claims (10)

1. Un proceso de hidrocraqueo para la producción de diesel de contenido ultra bajo de azufre a partir de una materia prima hidrocarbonada primaria donde el proceso comprende los pasos de:

a)

reaccionar la materia prima hidrocarbonada primaria y el hidrógeno en una zona de hidrocraqueo (3) que contiene el catalizador de hidrocraqueo para producir hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel;

b)

depurar un efluente de la zona de hidrocraqueo en una zona de depuración caliente a alta presión (5), mantenida esencialmente a la misma presión que la zona de hidrocraqueo y una temperatura en el rango de 232ºC (450ºF) a 468ºC (875ºF) con una primera corriente gaseosa rica en hidrógeno para producir una primera corriente gaseosa (24) que comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel y una primera corriente hidrocarbonada líquida (6);

c)

pasar la primera corriente hidrocarbonada gaseosa (24) que comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel a una zona de desulfuración (26) que contiene el catalizador de desulfuración y producir una corriente efluente de la zona de desulfuración;

d)

condensar al menos una porción de la corriente efluente de la zona de desulfuración para producir una segunda corriente gaseosa rica en hidrógeno y una segunda corriente hidrocarbonada líquida comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel;

e)

pasar la primera corriente hidrocarbonada líquida (6) a una zona de evaporación caliente (7) mantenida a una presión de 445 kPa (50 psig) a 2858 kPa (400 psig) y una temperatura de 232ºC (450ºF) a 468ºC (875ºF) para producir una tercera corriente hidrocarbonada líquida (39) que comprende hidrocarburos no convertidos e hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel;

f)

depurar la tercera corriente hidrocarbonada líquida (39) e introducir la corriente depurada resultante en una columna de evaporación (46) operada a una temperatura de 232ºC (450ºF) a 468ºC (875ºF) y una presión de 3.5 kPa (0.5 psia) a 196.4 kPa (28.5 psia) para producir una cuarta corriente hidrocarbonada líquida que comprende hidrocarburos no convertidos y una segunda corriente hidrocarbonada gaseosa (45) que comprende hidrocarburos en el rango de ebullición del diesel;

g)

reaccionar al menos una porción de la segunda corriente hidrocarbonada gaseosa en la zona de desulfuración (26) que contiene el catalizador de desulfuración; y

h)

recuperar una corriente de producto diesel de ultra bajo contenido de azufre (22).

2. El proceso de la reivindicación 1 donde al menos 25% en volumen de la materia prima hidrocarbonada primaria bulle entre 315ºC (600ºF) y 538ºC (1000ºF).

3. El proceso de la reivindicación 1 ó 2 donde la zona de hidrocraqueo es operada en condiciones que incluyen una temperatura de 232ºC (450ºF) a 468ºC (875ºF) y una presión de 3.45 MPa (500 psig) a 20.7 MPa (3000 psig).

4. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde la conversión de la materia prima en la zona de hidrocraqueo es menor que 80 por ciento en volumen, preferiblemente 60 por ciento en volumen y más preferiblemente menor que 50 por ciento en volumen.

5. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde al menos una porción de la segunda corriente gaseosa rica en hidrógeno es reciclada a la zona de hidrocraqueo en el paso (a) o a la zona de depuración caliente de alta presión en el paso (b).

6. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde el paso h) comprende la recuperación de una corriente de producto diesel de ultra bajo contenido de azufre que comprende menos que 50 ppm-peso de azufre y preferiblemente comprendiendo menos que 10 ppm-peso de azufre.

7. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 donde una materia prima secundaria que comprende material hidrocarbonado que bulle de 180ºC (356ºF) a 370ºC (698ºF) es introducida y reaccionada en la zona de desulfuración del paso (c).

8. El proceso de la reivindicación 7 donde la materia prima hidrocarbonada primaria es seleccionada de un grupo que consiste en gasóleos atmosféricos, gasóleos de vacío, residuos de desasfaltado, de vacío y atmosféricos, aceites residuales hidrotratados, destilados de carbón, destilados directos, aceites derivados de la pirolisis, aceites sintéticos de alta temperatura de ebullición, destilados de aceites reciclados y del craqueo catalítico; y la materia prima secundaria es seleccionada del grupo que consiste de destilados de viscosidad reducida, aceite de ciclo ligero, keroseno directo, diesel directo, destilado de carbón y destilado derivado de alquitrán y arena.

9. El proceso de la reivindicación 7 donde al menos la mayor parte de la materia prima hidrocarbonada secundaria bulle en el rango de ebullición del diesel.

10. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, donde al menos la mayor parte de la materia prima hidrocarbonada secundaria bulle en el rango de 180ºC (356ºF) a 370ºC (698ºF).