ES2626677T3 - Método de craqueo catalítico adecuado para el tratamiento de cargas con bajo contenido de carbono Conradson que comprende el reciclaje de una fracción de coquización de acuerdo con una nueva tecnología - Google Patents

Método de craqueo catalítico adecuado para el tratamiento de cargas con bajo contenido de carbono Conradson que comprende el reciclaje de una fracción de coquización de acuerdo con una nueva tecnología Download PDF

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Abstract

Método de producción de gasolina que usa una unidad de craqueo catalítico (FCC) que presenta al menos un reactor principal (1) que funciona en corriente ascendente o en corriente descendente, introduciéndose el catalizador coquizado a la salida del reactor (1) en una zona de separación, denominada separador, que funciona en lecho fluidizado y que presenta una fase densa (3) con una fase diluida (2) encima, tratando dicha unidad una carga pesada de carbono Conradson inferior a 0,1 y con un contenido de hidrógeno superior a un 12,7 % en peso, método en el cual se realiza un reciclaje (14) de una de las fracciones siguientes LCO, HCO o "suspensión", o de una mezcla cualquiera de dichas fracciones, denominada fracción de coquización, en una cámara lateral fluidizada (7) colocada en derivación del separador, introduciéndose este flujo de fracción de coquización (14) en la fase diluida de la cámara lateral (7), y siendo el catalizador extraído del separador por medio de una línea de transferencia superior (6) para ser enviado a la cámara lateral fluidizada (7), a continuación sacado de dicha cámara lateral (7) y reintroducido en el separador por medio de la línea de transferencia inferior (11), teniendo la parte superior de la línea de transferencia (6) su origen en un punto superior de la fase densa (3) del separador y teniendo la parte inferior de la línea de transferencia (11) su retorno a la fase densa (3) de dicho separador en un punto situado por debajo del punto superior, estando dicha cámara lateral (7) colocada corriente arriba de una válvula de control (12) del caudal de catalizador, colocada en la parte inferior de la línea de transferencia (11), y estando provista de una línea de ventilación (13) que permite el retorno de los gases producidos en la fase diluida (2) del separador, comprendiendo dicha cámara lateral (7) además en su parte inferior un relleno inferior (9) situado por debajo del punto de introducción del flujo de producto reciclado (14), y en su parte superior un relleno superior (8) situado por encima del punto de introducción del catalizador por la línea de transferencia (6), método en el cual el flujo de extracción del catalizador introducido en la cámara lateral (7) está comprendido entre 50 y 100 kg/m2/s, y el tiempo de permanencia total de dicho catalizador en la cámara lateral (7) está comprendido entre 20 y 100 segundos.

Description

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DESCRIPCION
Metodo de craqueo catalftico adecuado para el tratamiento de cargas con bajo contenido de carbono Conradson que comprende el reciclaje de una fraccion de coquizacion de acuerdo con una nueva tecnologfa
Campo de la invencion
La presente invencion se situa en el campo del craqueo catalftico de fracciones petroftferas, mas particularmente fracciones que presentan un bajo nivel de carbono Conradson y un alto contenido de hidrogeno y que, por lo tanto, hacen diffcil la obtencion de un balance termico de la unidad.
En una unidad de craqueo catalftico (denominada FCC), el balance de calor se asegura mediante la combustion del coque depositado sobre el catalizador durante la etapa de reaccion. Esta combustion se produce en la zona de regeneracion. Por lo general, el catalizador entra en la zona de regeneracion con un contenido de coque (que se define como la masa de coque con respecto a la masa de catalizador) comprendido entre 0,5 y 1, y vuelve a salir de dicha zona con un contenido de coque inferior a 0,01.
El contenido de carbono Conradson (denominado CCR de forma abreviada) de la carga (definido por la norma ASTM D 482) proporciona una evaluacion de la produccion de coque durante el craqueo catalftico. Dependiendo del contenido de carbono Conradson de la carga, el rendimiento de coque necesita un dimensionamiento espedfico de la unidad para satisfacer el equilibrio termico.
Las fracciones pesados convencionales tratados en una unidad de FCC por lo general tienen carbono Conradson en el intervalo de un 0,2 a un 10 %.
Las fracciones tratados en una unidad de FCC de acuerdo con la presente invencion pueden tener contenidos de carbono Conradson inferiores a 0,1 y contenidos de hidrogeno superiores a un 12,7 %.
Examen de la tecnica anterior
A partir de la tecnica anterior se sabe como reciclar al nivel de un regenerador una fraccion obtenida de la FCC con alto potencial de coque, denominada fraccion de coquizacion que por lo general es la fraccion de “suspension”, es decir, una fraccion de 360 °C+ de dominante aromatico o cualquier fraccion de hidrocarburo tal como Aceite N.° 2 o Combustible domestico. Este producto reciclado de una fraccion de “suspension” o de una fraccion de aceite N.° 2 al regenerador es problematico porque, teniendo en cuenta las temperaturas que prevalecen en el regenerador, del orden de 650 °C a 750 °C, una parte de este reciclado se vaporiza formando gases craqueados que se encontraran en la fase diluida del regenerador, poniendo en riesgo de ese modo la creacion de puntos calientes perjudiciales para el buen funcionamiento de la unidad. Este fenomeno, a menudo denominado “postcombustion”, se puede definir como una recuperacion de la combustion en un punto no deseado de la unidad, en particular en la entrada del ciclon. En el siguiente texto se mantendra, el termino "postcombustion” bien aceptado y puesto en practica por el experto en la materia. El documento GB1285791A describe un metodo de produccion de gasolina por craqueo catalftico de una fraccion de hidrocarburo pesada con un catalizador regenerado en lecho fluidizado que comprende el craqueo de la fraccion de aceite de ciclo ligera (LCO) previamente hidrotratado en una fase densa de catalizador parcialmente desactivado que proviene del craqueo en fase diluida.
Por otra parte, este flujo de producto reciclado se puede quemar en el lecho de catalizador formando localmente un frente de llama a alta temperatura que hace que el catalizador experimente altas temperaturas locales (puntos calientes). Estas temperaturas locales altas combinadas con la presencia de vapor de agua debilitan la parte activa del catalizador (zeolita) y por lo tanto desactiva su funcion de craqueo. La presente invencion describe una nueva ubicacion para realizar el reciclaje en la fraccion de coquizacion que tiene varias ventajas, incluyendo la de evitar la formacion de puntos calientes.
Breve descripcion de las figuras
La figura 1 es un esquema del metodo de acuerdo con la invencion en el que se muestra el reciclaje de una fraccion de coquizacion en una primera variante de la invencion.
La figura 2 es un esquema del metodo de acuerdo con la invencion en el que se muestra el reciclaje de una fraccion de coquizacion de acuerdo con una segunda variante de la invencion.
La figura 3 es un esquema del metodo de acuerdo con la invencion en el que se muestra el reciclaje de una fraccion de coquizacion de acuerdo con una tercera variante de la invencion.
Breve descripcion de la invencion
La presente invencion tambien se aplica a unidades de FCC que utilizan un reactor que funciona en corriente ascendente (denominado “riser” en la terminologfa anglosajona), que tiene unidades que utilizan un reactor que funciona en corriente descendente (denominado “downer” en la terminologfa anglosajona).
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La presente invencion tambien se aplica a unidades FCC que funcionan con un solo reactor (flujo ascendente o de flujo descendente) y a unidades de FCC que operan con dos reactores. A continuacion en el texto, se hablara de reactor principal numerado (1) para designar al reactor orientado hacia la produccion de gasolina, y reactor secundario para designar al reactor dedicado a la produccion de propileno.
Por lo general, cuando las unidades FCC funcionan con dos reactores, uno principal y uno secundario, esto reactores son de flujo ascendente, pero una unidad que se refiera a dos reactores de flujo descendente permanece en el contexto de la presente invencion.
Por lo general, el riser principal funciona con una proporcion de catalizador con respecto a carga comprendida entre 4 y 15, y comprendida preferentemente entre 5 y 10, y con temperaturas de salida del riser (denominada TS) comprendidas entre 480 °C y 580 °C, y comprendidas preferentemente entre 500 °C y 560 °C.
Las condiciones optimas de produccion de propileno en el riser secundario se obtienen para temperaturas de salida de dicho riser secundario comprendidas entre 550 °C y 650 °C, preferentemente entre 580 °C y 610 °C, tiempos de contacto comprendidos entre 20 ms y 500 ms, comprendidos preferentemente entre 50 ms y 200 ms (ms designa la abreviatura de milisegundo = 10-3 segundos), y flujos de solido comprendidos entre 150 y 600 kg/s/m2
El tiempo de contacto se define como la proporcion del volumen de catalizador presente en el reactor con respecto al caudal volumetrico de fluido que atraviesa el reactor en las condiciones de realizacion de la reaccion.
El conjunto de estas condiciones lleva a hacer que el riser secundario funcione a proporciones de catalizador con respecto a carga (denominado C/O) comprendidas entre 8 y 35, y comprendidas preferentemente entre 10 y 25.
Las cargas que puede tratar una unidad de FCC de acuerdo con la presente invencion son cargas de carbono Conradson inferiores a 0,1 y que tienen un contenido de hidrogeno superior a un e 12,7 %.
Entre este tipo de cargas se pueden mencionar:
- las purgas de unidad de hidrocraqueador, denominadas “bleed” en la terminologfa anglosajona, que presentan un contenido de hidrogeno superior a un 13 %,
- las cargas de VGO (abreviatura de gasoil a vacm) pretratadas severamente, que tienen un punto de ebullicion superior a 350 °C, y que presentan contenidos de hidrogeno superiores a un 12,7 %,
- los aceites vegetales.
Estas cargas se pueden tratar solas o como mezcla.
La presente invencion se puede describir como metodo de produccion de gasolina que usa una unidad de craqueo catalftico que presenta al menos un reactor principal funciona en corriente ascendente (denominado “riser”) o en corriente descendente (denominado “downer”), y una zona de regeneracion del catalizador coquizado, tratando dicha unidad una carga de carbono Conradson inferior a 0,1 y que tiene un contenido de hidrogeno superior a un 12,7%, en la que se realiza un reciclaje de una fraccion denominada coque, tal como por ejemplo las fracciones siguientes:
- LCO (abreviatura de aceite de ciclo ligero) de intervalo de destilacion comprendido por lo general entre 220 y 360 °C,
- HCO (abreviatura de “aceite de ciclo pesado”) de intervalo de destilacion comprendido por lo general entre 360 y 440 °C,
- “suspension” de intervalo de destilacion superior a 360 °C (denominado 360°+),
- o una mezcla de dichas fracciones,
a) En una primera variante de la invencion, esta se puede definir como un metodo de produccion de gasolina que usa una unidad de craqueo catalftico (FCC) que presenta al menos un reactor principal (1) que funciona en corriente ascendente o en corriente descendente, introduciendose el catalizador coquizado a la salida del reactor (1) en una zona de separacion, denominada separador, que funciona en lecho fluidizado y que presenta una fase densa (3) con una fase diluida (2) encima, tratando dicha unidad una carga pesada de carbono Conradson inferior a 0,1 y con un contenido de hidrogeno superior a un 12,7 % en peso, metodo en el cual se realiza un reciclaje de una de las fracciones siguientes, LCO, HCO o “suspension”, o de una mezcla cualquiera de dichas fracciones, denominada fraccion de coquizacion, en una camara lateral fluidizada (7) colocada en derivacion del separador, es decir, a lo largo de una lmea de transferencia (6), (11), teniendo la parte superior de la lmea de transferencia (6) su origen en un punto superior de la fase densa (3) del separador y teniendo la parte inferior de la lmea de transferencia (11) su retorno a la fase densa (3) de dicho separador en un punto situado por debajo del punto superior, estando dicha camara lateral (7) colocada corriente arriba de una valvula de control (12) del caudal de catalizador, colocada sobre la parte inferior de la lmea de transferencia (11), y que esta provista de una lmea de ventilacion (13) que permite el retorno de los gases producidos en la fase diluida (2) del separador, comprendiendo dicha camara lateral (7) ademas en su parte inferior un relleno inferior (9)
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situado por debajo del punto de introduccion del flujo de producto reciclado (14), y en su parte superior un relleno superior (8) situado por encima del punto de introduccion del catalizador por la lrnea de transferencia
(6) , metodo en el cual el flujo de extraccion del catalizador introducido en la camara lateral (7) esta comprendido entre 50 y 100 kg/m2/s y el tiempo de permanencia total de dicho catalizador en la camara lateral
(7) esta comprendido entre 20 y 100 segundos.
En otra configuracion particular de la primera variante, el catalizador extrafdo en la fase densa (3) del separador y dirigido a la camara lateral (7), se introduce en la fase diluida de dicha camara lateral (7) por medio de un dispositivo de dispersion.
b) En una segunda variante de la presente invencion, esta se puede definir como un metodo de produccion de gasolina que usa una unidad de craqueo catalftico (FCC) que presenta al menos un reactor principal (1) que funciona en corriente ascendente (denominado “riser”) o en corriente descendente (denominado “downer”), introduciendose el catalizador coquizado a la salida del reactor en una zona de separacion, denominada separador, que funciona en lecho fluidizado y que presenta una fase densa (3) con una fase diluida (2) encima, tratando dicha unidad una carga pesada de carbono Conradson inferior a 0,1 y con un contenido de hidrogeno superior a un 12,7 % en peso, metodo en el cual se realiza un reciclaje de una de las fracciones siguientes, LCO, HCO o “suspension”, o de una mezcla cualquiera de dichas fracciones, denominada fraccion de coquizacion, en un receptaculo tubular (17) colocado en el interior del separador, extremo superior de dicho receptaculo tubular (17) que desemboca en la fase diluida (2) del separador, y extremo inferior de dicho receptaculo (17) que desemboca en la fase densa (3) del separador.
En una configuracion preferente de la segunda variante de la invencion, el receptaculo tubular (17) se coloca de modo tal que la parte sumergida en la fase densa (3) del separador representa entre un 30 % y un 100 % de la longitud total de dicho receptaculo tubular.
c) En una tercera variante de la presente invencion, esta se puede definir como un metodo de produccion de gasolina que usa una unidad de craqueo catalftico (FCC) que presenta al menos un reactor principal (1) que funciona en corriente ascendente (denominado “riser”) o en corriente descendente (denominado “downer”), introduciendose el catalizador coquizado a la salida del reactor en una zona de separacion, denominada separador, que funciona en lecho fluidizado y que presenta una fase densa (3) con una fase diluida (2) encima, tratando dicha unidad una carga pesada de carbono Conradson inferior a 0,1 y con un contenido de hidrogeno superior a un 12,7 % en peso, metodo en el cual se realiza un reciclaje de una de las fracciones siguientes, LCO, HCO o “suspension”, o de una mezcla cualquiera de dichas fracciones, denominada fraccion de coquizacion, en el interior de la fase densa (3) del separador en un receptaculo tubular (17') sumergido en dicha fase densa (3), entre dos niveles de relleno, un relleno inferior y un relleno superior.
La presente invencion en todas sus variantes es compatible con un metodo de produccion de gasolina y de coproduccion de propileno que usa una unidad de craqueo catalftico que presenta un riser principal (1) y un riser secundario que funciona en paralelo con respecto al riser principal y que trabaja en condiciones de funcionamiento mas estrictas que las del riser principal, tratando dicho riser secundario como mezcla una fraccion olefrnica C4 C5 y/o una fraccion de gasolina y/o un oligomero C5, C6, C7 o C8 reciclados.
En un metodo de craqueo catalftico de este tipo con dos risers, la temperatura de salida del riser principal (1) por lo general esta comprendida entre 480 °C y 580 °C, comprendida preferentemente entre 500 °C y 560 °C, y la proporcion de C/O por lo general esta comprendida entre 4 y 15, y esta comprendida preferentemente entre 5 y 10.
En un metodo de craqueo catalftico de este tipo con dos risers, la temperatura de salida del riser secundario por lo general esta comprendida entre 550 °C y 650 °C, comprendida preferentemente entre 580 °C y 610 °C, y el tiempo de contacto por lo general esta comprendido entre 20 y 500 ms (milisegundos), comprendida preferentemente entre 50 ms y 200 ms.
Por ultimo, en el contexto de la presente invencion, la fraccion de coquizacion de producto reciclado tambien puede contener en parte una fraccion exterior a la unidad de FCC de tipo:
- biomasa de tipo madera o celulosa
- producto de hidrocarburo ftquido que proviene del petroleo
- carbon triturado
- fraccion rica en asfalto que proviene de una unidad de desasfaltado
- cera que proviene de una unidad de licuefaccion del carbon por via indirecta (GTL)
- coque de petroleo
- o una mezcla de dichas fracciones.
El objeto principal de la presente invencion es evitar la creacion de puntos calientes a nivel de la zona de regeneracion del catalizador, como lo puede producir un producto reciclado realizado directamente en el regenerador (de acuerdo con la tecnica anterior), teniendo estos puntos calientes como efecto la desactivacion del catalizador. Otro objeto de la presente invencion es evitar el fenomeno de “postcombustion” descrito anteriormente.
Descripcion detallada de la invencion
La descripcion detallada se realiza por medio de las figuras 1, 2 y 3 que le presentan la parte de reaccion de una unidad de FCC.
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Las tres figuras 1, 2 y 3 tienen en comun la estructura clasica de la parte de reaccion de una unidad de FCC, es dedr, un riser (1) cuya parte superior esta encerrada en un separador que comprende une fase densa (3) y una fase diluida (2). El separador esta fluidizado mediante un organo de fluidizacion (5), y un relleno interno (4) por lo general se instala en la parte inferior de la fase densa (3) del separador con el fin de reducir los arrastres de partmulas solidas hacia la fase diluida (2).
La lmea de transferencia (15) permite conducir el catalizador coquizado desde la fase densa (3) del separador hacia la zona de regeneracion (no representada en las figuras 1,2 y 3).
a) De acuerdo con la primera variante de la presente invencion, representada en la Figura 1, el catalizador coquizado se extrae de la parte superior de la fase densa del separador (3) por medio de una lmea de transferencia (6), y se envfa a una camara lateral (7) que funciona en lecho fluidizado, denominado a continuacion camara lateral (7). Esta camara lateral se situa a lo largo de una lmea de transferencia (6, 11) del catalizador que va desde el punto de retirada del catalizador hacia el punto de reintroduccion del catalizador en la parte inferior de la fase densa del separador (3) por medio de la lmea de transferencia (11). La camara lateral fluidizada (7) se situa corriente arriba de la valvula de control (12) del caudal de catalizador. El flujo de producto reciclado se pone en contacto con el catalizador en la fase diluida de la camara lateral (7) con el fin de realizar un buen contacto de dicho producto reciclado con el catalizador asegurando de este modo un deposito bastante homogeneo de coque adicional sobre el catalizador. Por contacto se entiende el proceso de puesta en contacto del flujo de producto reciclado y del catalizador sus cercamas. Al estar el catalizador en el estado fluidizado, este proceso de puesta en contacto se extiende progresivamente al conjunto del catalizador contenido en la camara lateral fluidizada (7).
La homogeneidad del deposito de coque obtenido de este modo es claramente mejor que en el caso en el que el producto reciclado se introducina directamente en el hecho fluidizado del separador o del regenerador.
El flujo de producto reciclado (14) se puede inyectar a traves de uno o varios inyectores. Con el fin de facilitar la vaporizacion de este producto reciclado, el vapor denominado de dilucion se podra obtener del modo que se hace para los inyectores de carga.
En esta primera variante, el flujo de producto reciclado (14) reacciona con el catalizador caliente formando los gases y coque en la camara lateral fluidizada (7).
Los gases obtenidos a partir del craqueo del flujo de producto reciclado se vuelven a enviar mediante una lmea de ventilacion (13) en la fase diluida (2) del separador evitando de ese modo que no se envfen al regenerador. Con esta distribucion, la “postcombustion” y los riesgos de puntos calientes se editan en el regenerador.
El catalizador coquizado en la camara lateral (7) se separa un vapor, por ejemplo a traves del anillo de fluidizacion (10), lo que permite que se desprenda de los hidrocarburos volatiles que tambien se vuelven a enviar hacia la fase diluida (2) del separador por la lmea de ventilacion (13).
Un relleno inferior (9) se puede colocar en la parte inferior de la camara lateral (7) con el fin de limitar el arrastre de burbujas de gas con el solido en el separador.
De la misma manera, un relleno superior (8) situado en la fase diluida de la camara lateral (7), por encima del punto de introduccion del catalizador por la lmea de transferencia (6), se puede colocar con el fin de limitar el arrastre de solido con los gases y permitir de ese modo conservar la calidad de la separacion de gases/partmulas.
La valvula de control de caudal (12) colocada sobre la lmea de transferencia (11) que permite el retorno del catalizador de la camara lateral (7) hacia la fase densa (3) del separador, permite regular el nivel de solido en dicha camara. En consecuencia, el caudal de solido que entra en la camara lateral (7) se regula mediante el ajuste del nivel de solido en el separador.
El dimensionamiento de la camara lateral (7) es tal que el tiempo de permanencia total del catalizador que pasa por dicha camara y que vuelve al separador es aproximadamente el mismo que para la parte de solido no extrafda, es decir, un tiempo de permanencia total comprendido entre 10 y 150 segundos, preferentemente entre 20 y 100 segundos.
El flujo de solido en la camara lateral fluidizada (7) esta limitado entre 30 y 150 kg/m2/s, preferentemente entre 50 y 120 kg/m2/s, con el fin de limitar el arrastre de las burbujas de gas con el solido que vuelve al separador.
b) De acuerdo con una segunda variante de la presente invencion, representada en la Figura 2, el contacto del catalizador y del flujo de producto reciclado (14) se realiza en una o varias camaras tubulares (17) situadas en el interior mismo del separador. Tambien se puede concebir cualquier otra geometna tal como, por ejemplo, una camara en forma de semicilindro unida a la pared del separador.
Este receptaculo tubular (17) se situa por la parte inferior en la zona densa (3) del separador por encima del “material de empaquetamiento” (4), cuando existe, y por la parte superior en la zona diluida (2) del separador.
El flujo de producto reciclado (14) asociado opcionalmente con el vapor de dilucion se inyecta en la parte inferior del receptaculo tubular (17) a traves de uno o varios inyectores.
La vaporizacion del flujo de producto reciclado (14) disminuira la densidad del solido en el receptaculo tubular (17). La diferencia de presion entre la parte superior del receptaculo tubular (17) que funciona en regimen diluido, y la parte inferior de la camara (17) que funciona en regimen denso, origina una circulacion del solido al interior de dicho receptaculo tubular (17). Esta circulacion natural del solido asegura un buen contacto del producto reciclado (14) con el catalizador. De la misma manera que en la realizacion precedente, el volumen limitado del receptaculo tubular (17) garantiza un mejor contacto que si este producto reciclado (14) se inyectara directamente en el lecho fluidizado del separador o del regenerador.
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45
50
El caudal de solido en esta segunda distribucion depende unicamente del nivel de solido en el separador, es decir, de la superficie de contacto entre la fase densa (3) y la fase diluida (2), y se puede regular por ajuste de esta ultima.
El craqueo del flujo de producto reciclado (14) sobre el catalizador caliente producir con y gases.
Los gases salen del receptaculo tubular (17) por el extremo superior de dicha camara y se vuelven encontrar por lo tanto en la fase diluida (2) del separador. Por lo tanto, ningun gas obtenido del craqueo del producto reciclado (14) se vendfa al regenerador, y por consiguiente la “postcombustion” y la formacion de puntos calientes en esta zona se editan.
La separacion del catalizador coquizado por el producto de reciclado (14) se asegura directamente mediante el organo de fluidizacion (4) del separador sin realizacion adicional.
c) De acuerdo con una tercera variante de la presente invencion, representada en la Figura 3, el contacto del catalizador y del producto reciclado se realiza en el interior mismo del separador bajo una capa de relleno (4'), por ejemplo de tipo “material de empaquetamiento” o entre 2 capas de relleno por ejemplo del tipo “material de empaquetamiento” (4 y 4').
La vaporizacion del producto reciclado creara burbujas en el lecho de catalizador. El papel de la capa superior de relleno (4') es romper las burbujas. Esto proporciona una doble ventaja. En primer lugar, permite un contacto optimo entre el catalizador y las burbujas mas pequenas aumentando la mezcla. Este mejor contacto permite aumentar la conversion del producto reciclado en el coque y en la fraccion mas ligera que el producto reciclado.
En segundo lugar, permite distribuir este gas de la manera mas uniforme posible y de este modo limitar el arrastre de catalizador en la fase diluida (2) del separador. Este arrastre se ve agravado habitualmente por la explosion de grandes burbujas de gas en la superficie de contacto de las fases densa (3) y diluida (2) del separador. La capa superior de material de empaquetamiento (4') tiene por lo tanto una funcion de mezcladora / puesta en contacto para favorecer la reaccion de craqueo y ademas limitar el arrastre.
La separacion de la parte de solido coquizado por el material reciclado se asegura directamente en el separador sin realizacion adicional o mediante la adicion de un relleno (4) por debajo de la zona de inyeccion del producto reciclado para aumentar el contacto entre el vapor y el solido y tambien limitar en arrastre de burbujas de gas con el solido hacia el regenerador.
Ejemplo comparativo
Con el fin de ilustrar el efecto investigado por la presente invencion, los inventores consideraron un primer ejemplo denominado “caso de base” correspondiente a una unidad de craqueo catalttico (FCC) en un solo “riser” con una capacidad de 60 000 barriles al dfa, es decir 300 toneladas por hora, y tratando una carga correspondiente a una mezcla de purga de hidrocraqueador (Bleed”) y VGO hidrotratado.
Las propiedades principales de la carga se presentan en la Tabla 1 que sigue a continuacion.
Tabla 1: Propiedades principales de la carga
Carga
“bleed” + HDT VGO
Densidad
g/cm3 0,8552
Contenido de H2
% en peso 14,04
Azufre
ppm en peso 170
Nitrogeno
ppm en peso 298
CCR
< 0,1
Ni
ppm en peso < 2
V
ppm en peso < 2
Esta unidad con reciclaje de fraccion de “suspension” en el regenerador funciona en las condiciones presentadas en la Tabla 2. La estructura de rendimiento asociados proporciona en
1) De acuerdo con la tecnica anterior el reciclaje de la fraccion de “suspension” se realiza en el regenerador. Como resultado se produce un craqueo de dicha fraccion que genera gases craqueados formados inevitablemente por el contacto entre la fraccion de coque inyectado y el catalizador caliente del regenerador. Estos gases craqueados representan aproximadamente un 2,1 % en peso de la carga principal, es decir un caudal de 6,4 toneladas por hora, y son una fuente de puntos calientes cuando se arrastran en la fase diluida del regenerador.
2) De acuerdo con la invencion, a continuacion.
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30
35
Tabla 2: Condiciones de funcionamiento
Condiciones de funcionamiento
C/O
8,7
Temperatura de salida del riser, °C
525
Coque delta
0,54
Temperatura del regenerador
650 °C
Tabla 3: Estructura de rendimiento del caso de base
Estructura de rendimiento con respecto a la carga
% en peso
Gases secos
1,91
LPG C3/C4
29,11
Gasolina C5-220 °C
55,83
LCO (220 - 360 °C)
5,74
> 360 °C
2,64
coque
4,77
Los rendimientos de los gases craqueados y del coque producido por el craqueo de la “suspension” en el regenerador se presentan en la Tabla 3 que sigue a continuacion.
Tabla 3: Estructura de rendimiento de los productos obtenidos a partir del craqueo del reciclaje de “suspension” en el _____________________________________________regenerador____________________________________________
Estructura de rendimiento con respecto a la carga
% en peso
Gases secos
1,86
LPG C3/C4
3,22
Gasolina C5-220 °C
9,5
LCO (220 - 360 °C)
28,77
> 360 °C
37,14
Coque
19,51
1) De acuerdo con la tecnica anterior el reciclaje de la fraccion de “suspension” se realiza en el regenerador. Como resultado se produce un craqueo de dicha fraccion que genera gases craqueados formados inevitablemente por el contacto entre la fraccion de coque inyectado y el catalizador caliente del regenerador. Estos gases craqueados representan aproximadamente un 2,1 % en peso de la carga principal, es decir un caudal de 6,4 toneladas por hora, y son una fuente de puntos calientes cuando se arrastran en la fase diluida del regenerador.
2) De acuerdo con la invencion, el reciclaje de la fraccion de “suspension” obtenida en la misma unidad, se realiza en una camara lateral fluidizada (7) de acuerdo con la figura 1, colocada sobre une lmea de transferencia (6) que extrae el catalizador en la parte superior de la fase densa (3) del separador. El catalizador coquizado abandona la camara lateral fluidizada (7) mediante una lmea de transferencia (11) que lleva dicho catalizador a la parte inferior de la fase densa (3) del separador.
La camara lateral fluidizada (7) se coloca corriente arriba de la valvula de control (12) del caudal de catalizador y presenta una lmea de ventilacion (13) que conecta la fase diluida de dicha camara con la fase diluida (2) del separador.
El flujo de producto reciclado se pone en contacto con el catalizador en la fase diluida de la camara lateral (7) con el fin de realizar un buen contacto de dicho reciclaje con el catalizador asegurando de este modo un deposito bastante homogeneo de coque adicional sobre el catalizador.
La camara lateral fluidizada (7) se dimensiona con el fin de asegurar un tiempo de contacto total de 70 segundos y un flujo de solido de 65 kg/m2/s.
Un “material de empaquetamiento” inferior (9) se coloca en la parte inferior de la fase densa de la camara lateral (7).
Un “material de empaquetamiento” superior (8) se coloca en la fase diluida de la camara lateral (7).
El coque delta total del sistema pasa de 0,54 de acuerdo con la tecnica anterior, a 0,61 en el caso de la presente invencion.
5
La temperatura del regenerador pasa de forma correlativa de 650 °C a 658 °C para la misma cantidad de “suspension” utilizada, y esto gracias al mejor contacto del flujo de producto reciclado con el catalizador de acuerdo con la presente invencion.
10 El producto reciclado de la fraccion de “suspension” en derivacion del separador en la camara lateral fluidizada (7) permite por lo tanto asegurar totalmente el balance termico de la unidad con un efecto particularmente ventajoso con respecto a la tecnica anterior que proviene a la vez de la localizacion del punto de reciclaje en fase diluida de la camara fluidizada (7), y de la lmea de ventilacion (13) que permite editar el fenomeno de “postcombustion” al impedir que los gases craqueados se arrastren en el regenerador.
15

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
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    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Metodo de produccion de gasolina que usa una unidad de craqueo catalftico (FCC) que presenta al menos un reactor principal (1) que funciona en corriente ascendente o en corriente descendente, introduciendose el catalizador coquizado a la salida del reactor (1) en una zona de separacion, denominada separador, que funciona en lecho fluidizado y que presenta una fase densa (3) con una fase diluida (2) encima, tratando dicha unidad una carga pesada de carbono Conradson inferior a 0,1 y con un contenido de hidrogeno superior a un 12,7 % en peso, metodo en el cual se realiza un reciclaje (14) de una de las fracciones siguientes LCO, HCO o “suspension”, o de una mezcla cualquiera de dichas fracciones, denominada fraccion de coquizacion, en una camara lateral fluidizada (7) colocada en derivacion del separador, introduciendose este flujo de fraccion de coquizacion (14) en la fase diluida de la camara lateral (7), y siendo el catalizador extrafdo del separador por medio de una lmea de transferencia superior (6) para ser enviado a la camara lateral fluidizada (7), a continuacion sacado de dicha camara lateral (7) y reintroducido en el separador por medio de la lmea de transferencia inferior (11), teniendo la parte superior de la lmea de transferencia (6) su origen en un punto superior de la fase densa (3) del separador y teniendo la parte inferior de la lmea de transferencia (11) su retorno a la fase densa (3) de dicho separador en un punto situado por debajo del punto superior, estando dicha camara lateral (7) colocada corriente arriba de una valvula de control (12) del caudal de catalizador, colocada en la parte inferior de la lmea de transferencia (11), y estando provista de una lmea de ventilacion (13) que permite el retorno de los gases producidos en la fase diluida (2) del separador, comprendiendo dicha camara lateral (7) ademas en su parte inferior un relleno inferior (9) situado por debajo del punto de introduccion del flujo de producto reciclado (14), y en su parte superior un relleno superior (8) situado por encima del punto de introduccion del catalizador por la lmea de transferencia (6), metodo en el cual el flujo de extraccion del catalizador introducido en la camara lateral (7) esta comprendido entre 50 y 100 kg/m2/s, y el tiempo de permanencia total de dicho catalizador en la camara lateral (7) esta comprendido entre 20 y 100 segundos.
  2. 2. Metodo de produccion de gasolina que usa una unidad de craqueo catalftico (FCC) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el catalizador extrafdo en la fase densa (3) del separador y dirigido a la camara lateral (7) se introduce en la fase diluida de dicho receptaculo por medio de un dispositivo de dispersion.
  3. 3. Metodo de produccion de gasolina que usa una unidad de craqueo catalftico (FCC) que presenta al menos un reactor principal (1) que funciona en corriente ascendente o en corriente descendente, introduciendose el catalizador coquizado a la salida del reactor en una zona de separacion, denominada separador, que funciona en lecho fluidizado y que presenta una fase densa (3) con una fase diluida (2) encima, tratando dicha unidad una carga pesada de carbono Conradson inferior a 0,1 y con un contenido de hidrogeno superior a un 12,7 % en peso, metodo en el cual se realiza un reciclaje de una de las fracciones siguientes LCO, HCO o “suspension”, o de una mezcla cualquiera de dichas fracciones, denominada fraccion de coquizacion, en un receptaculo tubular (17) colocado en el interior del separador, desembocando el extremo superior de dicho receptaculo en la fase diluida (2) del separador y desembocando extremo inferior de dicho receptaculo (17) en la fase densa (3) del separador.
  4. 4. Metodo de produccion de gasolina que usa una unidad de craqueo catalftico (FCC) que presenta al menos un reactor principal (1) que funciona en corriente ascendente o en corriente descendente, introduciendose el catalizador coquizado a la salida del reactor (1) en una zona de separacion, denominada separador, que funciona en lecho fluidizado y que presenta una fase densa (3) con una fase diluida (2) encima, tratando dicha unidad una carga pesada de carbono Conradson inferior a 0,1 y con un contenido de hidrogeno superior a un 12,7 % en peso, metodo en el cual se realiza un reciclaje de una de las fracciones siguientes LCO, HCO o “suspension”, o de una mezcla cualquiera de dichas fracciones, denominada fraccion de coquizacion, en el interior de la fase densa (3) del separador en un receptaculo tubular (17') sumergido en dicha fase densa (3), entre dos niveles de relleno, un relleno inferior y un relleno superior.
  5. 5. Metodo de produccion de gasolina que usa una unidad de craqueo catalftico de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que el receptaculo tubular (17) se coloca de tal modo que la parte sumergida en la fase densa (3) del separador representa entre un 30 % y un 100 % de la longitud total de dicho receptaculo tubular (17).
  6. 6. Metodo de produccion de gasolina y de coproduccion de propileno que usa una unidad de craqueo catalftico de acuerdo con la reivindicacion 1, o de acuerdo con la reivindicacion 3 o de acuerdo con la reivindicacion 4, que presenta un riser principal (1) y un riser secundario que funciona en paralelo con respecto al riser principal (1) y que trabaja en condiciones de funcionamiento mas estrictas que las del riser principal, tratando dicho riser secundario como mezcla una fraccion olefmica C4 C5 y una fraccion de gasolina y/o un oligomero C5, C6, C7 o C8 reciclados.
  7. 7. Metodo de produccion de gasolina que usa la unidad de craqueo catalftico de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que la temperatura de salida del riser principal (1) esta comprendida entre 480 °C y 580 °C, preferentemente comprendida entre 500 °C y 560 °C, y la proporcion de C/O esta comprendida entre 4 y 15, preferentemente entre 5 y 10, y en el que la temperatura de salida del riser secundario esta comprendida entre 550 °C y 650 °C, preferentemente comprendida entre 580 °C y 610 °C, y el tiempo de contacto esta comprendido entre 20 y 500 ms (milisegundos), preferentemente entre 50 ms y 200 ms.
    10
  8. 8. Metodo de produccion de gasolina que usa la unidad de craqueo catalftico de acuerdo con la reivindicacion 1, o de acuerdo con la reivindicacion o de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el producto reciclado de la fraccion de coque tambien contiene en parte una fraccion exterior a la unidad de FCC de tipo:
    - biomasa de tipo madera o celulosa
    - producto de hidrocarburo lfquido que proviene del petroleo
    - carbon triturado
    - fraccion rica en asfalto que proviene de una unidad de desasfaltado
    - cera que proviene de una unidad de licuefaccion del carbon por via indirecta (GTL)
    - coque de petroleo
    - o una mezcla de dichas fracciones.
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