ES2797954T3 - Sistema catalítico y proceso para la hidroconversión de productos de petróleo pesado - Google Patents
Sistema catalítico y proceso para la hidroconversión de productos de petróleo pesado Download PDFInfo
- Publication number
- ES2797954T3 ES2797954T3 ES09761486T ES09761486T ES2797954T3 ES 2797954 T3 ES2797954 T3 ES 2797954T3 ES 09761486 T ES09761486 T ES 09761486T ES 09761486 T ES09761486 T ES 09761486T ES 2797954 T3 ES2797954 T3 ES 2797954T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- catalyst
- cocatalyst
- oils
- heavy
- catalysts
- 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.)
- Active
Links
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 30
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 title description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims abstract description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 11
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 claims description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 2
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 claims description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims description 2
- 229910052961 molybdenite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 22
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 15
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 8
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 229910003296 Ni-Mo Inorganic materials 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011066 ex-situ storage Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000012072 active phase Substances 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- DDTIGTPWGISMKL-UHFFFAOYSA-N molybdenum nickel Chemical compound [Ni].[Mo] DDTIGTPWGISMKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 transition metal sulphides Chemical class 0.000 description 2
- 241000269350 Anura Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 1
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005078 molybdenum compound Substances 0.000 description 1
- 150000002752 molybdenum compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000007348 radical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
- C10G45/04—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/88—Molybdenum
- B01J23/882—Molybdenum and cobalt
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/88—Molybdenum
- B01J23/883—Molybdenum and nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/04—Sulfides
- B01J27/047—Sulfides with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
- B01J27/051—Molybdenum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/041—Mesoporous materials having base exchange properties, e.g. Si/Al-MCM-41
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/061—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing metallic elements added to the zeolite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/064—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/072—Iron group metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
- B01J29/16—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J29/166—Y-type faujasite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/7007—Zeolite Beta
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/76—Iron group metals or copper
- B01J29/7615—Zeolite Beta
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/20—Sulfiding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
- C10G45/04—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
- C10G45/06—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof
- C10G45/08—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof in combination with chromium, molybdenum, or tungsten metals, or compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
- C10G45/04—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
- C10G45/12—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/44—Hydrogenation of the aromatic hydrocarbons
- C10G45/46—Hydrogenation of the aromatic hydrocarbons characterised by the catalyst used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/44—Hydrogenation of the aromatic hydrocarbons
- C10G45/46—Hydrogenation of the aromatic hydrocarbons characterised by the catalyst used
- C10G45/48—Hydrogenation of the aromatic hydrocarbons characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof
- C10G45/50—Hydrogenation of the aromatic hydrocarbons characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof in combination with chromium, molybdenum or tungsten metal, or compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/44—Hydrogenation of the aromatic hydrocarbons
- C10G45/46—Hydrogenation of the aromatic hydrocarbons characterised by the catalyst used
- C10G45/54—Hydrogenation of the aromatic hydrocarbons characterised by the catalyst used containing crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G47/00—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
- C10G47/02—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions characterised by the catalyst used
- C10G47/10—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions characterised by the catalyst used with catalysts deposited on a carrier
- C10G47/12—Inorganic carriers
- C10G47/16—Crystalline alumino-silicate carriers
- C10G47/20—Crystalline alumino-silicate carriers the catalyst containing other metals or compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1003—Waste materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1011—Biomass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1033—Oil well production fluids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1074—Vacuum distillates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Un sistema catalítico que puede ser usado para la hidroconversión de petróleos pesados en fase de pasta líquida, caracterizado porque comprende dos catalizadores con funciones complementarias, en una forma finamente dispersa: a. un catalizador, que tiene la función de agente de hidrogenación, que contiene MoS2 o WS2 o mezclas de ellos en forma de laminillas; b. un cocatalizador, que tiene tamaños de partícula nanométrico o micrónico, seleccionado de entre catalizadores para craqueo y/o eliminación de nitrógeno, en el que dicho cocatalizador es seleccionado de entre zeolitas Beta, Y y MCM-22.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema catalítico y proceso para la hidroconversión de productos de petróleo pesado
La presente invención se refiere a un sistema catalítico y el proceso para la hidroconversión de productos de petróleo pesado en el cual puede ser usado.
La conversión de materias primas de hidrocarburos pesados hasta destilados es un proceso complejo que involucra la reducción del peso molecular de los constituyentes de la materia prima, y un incremento en la relación H/C, lo cual puede ser obtenido mediante el retiro de carbono (procesos de rechazo de C) o adición de hidrógeno (procesos de adición de H). Generalmente los procesos térmicos tienen una pobre selectividad hacia la producción de destilados dado que, debido al hecho de que es necesario operar a elevadas temperaturas, producen elevadas cantidades de gases, adicionalmente desde luego a coque o alquitrán.
En los procesos de hidrogenación, la conversión de la materia prima hasta destilados es obtenida a través de la acción combinada de craqueo y reacciones de hidrogenación catalítica de los fragmentos reactivos. De esta manera, es posible controlar de manera efectiva la propagación de reacciones de radicales, sobre todo respecto a la condensación de productos aromáticos, disminuyendo así el problema de la formación de coque. La introducción de hidrógeno en el sistema permite también que se saturen las estructuras aromáticas y se retiren los heteroátomos, obteniendo así una elevada calidad de los destilados.
El uso de catalizadores soportados en procesos de hidroconversión de residuos y petróleos crudos pesados con reactores de lecho fijo/en ebullición, tiene un amplio estudio de caso. Estos son generalmente sistemas bifuncionales que consisten en alúmina como ligando y dos fases activas, una responsable por la actividad de craqueo y que puede ser introducida actuando sobre la composición del ligando (SiO2-AhO3) o con la adición de un segundo material que tiene sitios ácidos (arcilla o zeolita) y una responsable por la actividad de transferencia de hidrógeno, obtenida mediante funcionalización del vehículo con una mezcla adecuada de sulfuros de Mo (W)/Co (Ni).
El documento EP-1637224 describe catalizadores para la mejora en la calidad de mezclas de hidrocarburos, en reactores de lecho fijo que contienen una zeolita beta, un metal del grupo VIII, un metal del grupo VI y posiblemente, uno o más óxidos como un soporte. Cuando se usa un lecho fijo individual, es un catalizador individual que contiene dichos elementos, mientras en el caso de dos lechos fijos, se suministra un primer lecho que contiene zeolita beta y un segundo lecho que contiene metales de los grupos VIB y VIII con el soporte.
El documento EP-0543529 describe un catalizador individual para la mejora en la calidad de hidrocarburos que contienen azufre, el cual comprende una zeolita MCM-22, un metal del grupo VI, un metal del grupo VIII con aglutinante o soporte.
El documento EP-1762606 describe catalizadores para la hidrodesulfuración de alimentaciones de hidrocarburos, que contienen una zeolita beta, una combinación de Ni+Mo con un soporte. En una realización preferida, se suministra un primer lecho de un lecho de hidrotratamiento que contiene elementos de los grupos VIII y de VI sin zeolita beta y un segundo lecho de catalizador de hidrotratamiento con zeolita en su vehículo.
Por otro lado, las reacciones de craqueo promovidas por los sitios ácidos de zeolitas, también incrementan la tasa de formación de coque lo cual, junto con el elevado contenido de metales, asfaltenos y heteroátomos (azufre, nitrógeno, etc.), conduce inevitablemente a una rápida desactivación del catalizador.
A este respecto, el uso de catalizadores en fase de pasta líquida, menos sujeto a fenómenos de desactivación, puede representar la solución más adecuada para el hidrotratamiento de cargas de petróleo pesado.
El uso de catalizadores dispersos en base a sulfuros de metales de los grupos V, VI y VIII (en particular Fe, Mo y V), introducidos en la materia prima para la mejora en la calidad de residuos, petróleos pesados y bitúmenes en la forma de precursores solubles en aceite (documento de EEUU nr. 5,288,681) o reformados ex-situ (documento de EEUU nr. 4,303,634), es conocido y ampliamente descrito por la literatura científica y de las patentes.
Sin embargo, la aplicación industrial de estas tecnologías, ha estado condicionada hasta ahora por la necesidad de mejorar los desempeños catalíticos y optimizar el ciclo de vida del catalizador, debido al elevado impacto en la economía del proceso.
A lo largo de los años, se han experimentado y propuesto diferentes variantes respecto al uso de diferentes clases de precursores y la síntesis ex-situ del catalizador, con objeto de mejorar su actividad específica.
En la mayoría de los casos, los sistemas catalíticos propuestos consisten en sulfuros de uno o más metales, capaces de promover las reacciones de hidrogenación/mejora en la calidad, mientras se promueven técnicamente los fenómenos de craqueo, y están inevitablemente asociados con la selección de condiciones de operación.
El uso de sistemas bifuncionales en fase de pasta líquida, con la presencia simultánea de funciones de hidrogenación y craqueo, podría combinar las ventajas de catalizadores para lechos fijos o en ebullición, con aquellas típicas de los procesos en pasta líquida, promoviendo de manera catalítica tanto reacciones de hidrogenación como de craqueo, maximizando la actividad catalítica y oponiéndose a la desactivación.
En este sentido, existen algunos ejemplos en la literatura de patentes:
Documento WO02059235 (EXXON), proceso de pasta líquida en dos pasos con catalizadores dispersos derivados de precursores solubles en aceite en el primer paso y Co-Mo, Co-Ni-Mo soportado sobre AbO3 en el segundo paso, en el que el vehículo puede ser combinado con US-Y o microvehículos ácidos. El primer paso de un recorrido, el segundo paso reciclando.
Documento US6712955 (EXXON), se describe la preparación de un catalizador para un proceso de hidrotratamiento en pasta líquida de materias primas pesadas. El sistema consiste en metales de los grupos VI y VIII que pueden estar soportados sobre un sistema que tiene una función de craqueo, que consiste en materiales de zeolita (ZSM-5, Y, X, ALPO, SAPO).
WO0233029 (TEXACO), un proceso de pasta líquida con reciclaje, para la mejora de la calidad de petróleos pesados con catalizadores de Co-Mo o Ni-Mo soportados sobre AbO3, el cual incluye promotores tales como zeolitas, halógenos, fosfuros, óxidos de metales alcalinotérreos.
US6755962 (CONOCO), una combinación de craqueo térmico y catalítico en un reactor simple de pasta líquida en contracorriente. El reactor está dividido en 3 áreas, con alimentación de líquido desde arriba en el área de fase de vapor, craqueo térmico en el área intermedia en fase líquida, craqueo catalítico en el área inferior donde está presente el catalizador de pasta líquida, mantenido en suspensión por el hidrógeno alimentado desde abajo. El líquido no convertido es reciclado a la tercera área. Se usa un catalizador de craqueo, que puede consistir en Fe, Co, Ni o Mo sobre zeolita.
Los catalizadores heterogéneos usados en tecnologías de lecho fijo o en ebullición, consisten en alúmina como ligando y dos fases activas, una responsable por la actividad de craqueo y que puede ser introducida actuando sobre la composición del ligando (SiO2-AbO3) o con la adición de un segundo material que tiene sitios ácidos (arcilla o zeolita) y una responsable por la actividad de transferencia de hidrógeno, obtenida mediante funcionalización del vehículo con una mezcla adecuada de sulfuros de Mo (W)/Co (Ni). Estos sistemas ejercen una efectiva actividad de hidrocraqueo, revelando sin embargo una pobre capacidad de activación del hidrógeno molecular y bloqueo de radicales libres y la formación de productos de alquitrán que pueden causar un deterioro rápido del catalizador o bloqueo de secciones de la planta. Esta limitación tiene consecuencias negativas significativas: no permite que los productos de reacción más pesados sean reciclados y limita de manera importante la posibilidad de incrementar la concentración de sólidos (significando coque y sus precursores, y sulfuros de metales de transición) en el medio de reacción. En procesos de lecho en ebullición, la máxima retención manejable de sólidos (determinada con HFT: Prueba de Filtración en Caliente) es inferior a 0.2% y son necesarias frecuentes intervenciones de mantenimiento, para retirar los depósitos de alquitrán formados en diferentes secciones de la planta.
Generalmente los catalizadores usados en procesos de pasta líquida consisten en una nanodispersión de cristalitas laminares de molibdenita (MoS2) que tienen dimensiones submicrónicas, generadas in-situ en el medio de reacción o ex-situ, por interacción de un compuesto adecuado de molibdeno con H2S o con un sulfuro orgánico. Este material es extremadamente efectivo en la activación de hidrógeno y tiene óptimas propiedades como captor de radicales, limitando así la formación de alquitranes o resinas sobre la parte de compuestos orgánicos con una baja relación H/C. Por el contrario, la molibdenita, tiene una baja capacidad de craqueo, y por ello en procesos de pasta líquida la actividad de craqueo tiene esencialmente naturaleza térmica y en consecuencia está asociada estrictamente con las condiciones de operación, con repercusiones significativas sobre los rendimientos para cada paso individual. También se sabe que los procesos térmicos no son muy efectivos respecto al retiro de nitrógeno.
El elemento de innovación está representado por el uso actual de dos catalizadores con funciones complementarias, en una forma finamente dispersa, el cual junto con la tecnología desarrollada por esta memoria en el campo de procesos de pasta líquida para la conversión de residuos de petróleo, supera las principales limitaciones que hasta ahora han bloqueado el desarrollo de procesos de pasta líquida en una escala industrial. Respecto a los procesos del estado de la técnica, que usan catalizadores de lecho fijo para hidrotratamiento o un catalizador individual en fase de pasta líquida que tiene sólo propiedades de hidrogenación, la adición del segundo catalizador con propiedades ácidas, o en cualquier caso que favorece el craqueo y HDN, permite un incremento en los desempeños del sistema de reacción bajo las mismas condiciones de operación (incremento en la conversión por paso, incremento en la eliminación de nitrógeno y de azufre) o reduce la severidad del proceso los mismos desempeños. El uso del catalizador con una función ácida en fase de pasta líquida (dimensiones nanométricas) permite el incremento de su efectividad respecto a los procesos en los cuales se usa el catalizador con dimensiones tradicionales (dimensiones milimétricas).
Los dos catalizadores usados ejercen una acción sinérgica en el ambiente de reacción: el primero suministra una función de hidrogenación que permite la eliminación de metales de la materia prima, la eliminación de los heteroelementos (S, N) y la reducción en la formación de coque y compuestos orgánicos con la tendencia al envenenamiento de catalizadores ácidos mediante ensuciamiento, el segundo contiene una fase activa que esencialmente promueve el craqueo y eliminación de nitrógeno de la materia prima.
El sistema catalítico, objeto de la presente invención, que puede ser usado en la hidroconversión de petróleos pesados, es un sistema catalítico de acuerdo con la reivindicación 1.
El catalizador puede contener también sulfuros de V, Ni y/o Fe.
El catalizador con una función de hidrogenación puede ser formado in situ por la reacción de un precursor de Mo soluble en aceite, con el S de la materia prima, formando laminillas de MoS2 altamente dispersas, que, a medida que avanza la reacción, se enriquecen en los sulfuros de metales de transición que provienen de la materia prima.
Bajo condiciones de régimen, el catalizador parece ser un sistema complejo, que consiste en MoS2 disperso en una matriz carbonácea, que contiene dominios cristalinos de sulfuros de V, Ni y Fe.
El cocatalizador está protegido de la acción de hidrogenación del primero, y puede mantener típicamente su actividad por un período más largo de tiempo, respecto a su uso en ausencia del catalizador de hidrogenación. Cuando el cocatalizador consiste en zeolitas, éstas están dispersas de manera adecuada en el medio de reacción posiblemente contenido en el cocatalizador: preferiblemente, dichas zeolitas son seleccionadas de grupos de poro medio o grande, tales como Beta, Y, MCM-22, ZSM-12 y ZSM-5, ERS-10, ZSM-23; de acuerdo con la invención reivindicada, el cocatalizador es seleccionado de zeolitas Beta, Y y MCM-22.
Dicho cocatalizador puede contener también posiblemente óxidos o sulfuros de Mo.
El catalizador y cocatalizador están preferiblemente en una relación en peso que varía de 100:1 a 1:20, más preferiblemente de 75:1 a 1:10.
Ellos pueden estar presentes posiblemente en la misma partícula del sistema catalítico formado, es decir la totalidad del sistema catalítico que consiste en catalizador y cocatalizador puede estar soportada sobre las mismas partículas de vehículo.
Un objeto adicional de la presente invención se refiere a un proceso de hidroconversión de petróleos pesados, orientado a la eliminación de su nitrógeno y su azufre, que comprende el envío del petróleo pesado a un paso de hidrotratamiento en fase de pasta líquida, caracterizado porque usa el sistema catalítico descrito en la reivindicación 1.
En el proceso de acuerdo con la invención, corriente abajo del paso de hidrotratamiento preferiblemente se realiza una separación de la corriente de efluente de dicho paso, en la cual al paso de hidrotratamiento se recicla la fracción líquida más pesada separada, que contiene el catalizador y cocatalizador dispersos.
Preferiblemente los aceites pesados que van a ser tratados son seleccionados de petróleos crudos, petróleos crudos pesados, bitúmenes de arenas de alquitrán, residuos de destilación, cortes pesados de destilación, residuos de destilación desprovistos de asfalto, aceites vegetales, aceites derivados de carbón y esquistos de aceite, aceites obtenidos de la termodescomposición de productos residuales, polímeros, biomasas, destilados tales como VGO o aceites pesados de gas.
La concentración del catalizador de hidrogenación disperso en la materia prima, que comprende la corriente reciclada alimentada al paso de hidrotratamiento, definida sobre la base de la concentración del metal o de los metales presentes, varia preferiblemente de 100 a 30,000 ppm.
El paso de hidrotratamiento es ejecutado preferiblemente a temperaturas que varían de 350 a 480°C y presiones que varían de 800 a 220 atmósferas.
El proceso comprende la conversión de la materia prima a el(los) reactor(es) de pasta líquida en una sección de reacción, la separación de los productos líquidos (nafta, AGO, VGO) y productos gaseosos (gas combustible y LPG) en una sección de separación y fraccionamiento, y finalmente reciclaje de la fracción no convertida de la materia prima, al reactor. Los catalizadores no están confinados en el reactor, sino que siguen el flujo de la corriente líquida pesada, como sólidos dispersos en el sistema. De esta forma, tanto el catalizador como el cocatalizador son reciclados al reactor con la corriente no convertida.
Puede concebirse que una purga del ciclo de reacción estabiliza el desarrollo del contenido de metales y sólidos orgánicos en la planta. Se incluye una reposición de los dos materiales catalíticos, para mantener su concentración constante.
El sistema de catalizador-cocatalizador puede ser aplicado también para la mejora en la calidad de destilados, tales como aceite de gas y aceite de gas al vacío.
Para un mejor entendimiento de la invención, se suministran los siguientes ejemplos, sin limitar la invención de ninguna manera.
Ejemplo 1: Mejora en la calidad de RV Ural en un microautoclave con agitación
La prueba, que debería ser considerada como un caso base de referencia, fue llevada a cabo usando Mo como catalizador (introducido como precursor soluble en aceite, junto con la materia prima).
Como materia prima se usa un residuo Ural de vacío, cuyas principales características están indicadas en la Tabla I abajo:
Tabla I - Principales propiedades de la materia prima RV URAL
Las condiciones operativas usadas para la mejora de la calidad son:
A continuación se indican el rendimiento hasta los productos, conversión y desempeños HDN/HDS:
continuación
Ejemplo 2: mejora en la calidad de RV Ural en un microautoclave con agitación
La prueba fue llevada a cabo sobre RV Ural, usando Mo como catalizador (introducido como precursor soluble en aceite junto con la materia prima) y zeolita beta como cocatalizador (precalcinada a 500°C e introducida como polvo junto con el Mo), operando bajo las mismas condiciones operativas de la prueba 1. El promedio de tamaño de partícula de zeolita beta es 10 pm.
A continuación se indican el rendimiento hasta productos, conversión y desempeños HDN/HDS:
Se observa un incremento en los desempeños HDN y para la conversión de los asfaltenos.
Ejemplo 3: Mejora en la calidad de RV Ural en un microautoclave en lote con agitación
La prueba fue llevada a cabo sobre RV Ural, bajo las mismas condiciones de operación de la prueba 1, usando zeolita MCM-22 como cocatalizador. El promedio de tamaño de partícula de la zeolita MCM-22 es 10 pm.
A continuación se indican el rendimiento hasta productos, conversión y desempeños HDN/HDS:
Los resultados obtenidos muestran en todos los casos una distribución similar de los productos y actividad de HDS, mientras, en cuanto se refiere a la actividad de HDN y conversión de asfalteno, se observaron incrementos en los desempeños para las pruebas llevadas a cabo en presencia de cocatalizador.
Ejemplo 4: Mejora en la calidad de alquitrán con ruptura de viscosidad en una planta piloto
La prueba fue llevada a cabo en una unidad piloto con un reactor de pasta líquida, en operación continua de acuerdo con el esquema típico, con reciclaje de la fracción pesada no convertida que contiene el catalizador, usando Mo (introducido como precursor soluble en aceite junto con la materia prima) y zeolita beta como cocatalizador (precalcinada a 500°C e introducida como una dispersión en una matriz adecuada de hidrocarburo). El promedio de tamaño de partícula de zeolita beta es 10 pm.
Como materia prima se usó un alquitrán con ruptura de viscosidad, cuyas principales características se indican en la Tabla II abajo:
Tabla II - Principales propiedades de la materia prima de alquitrán con ruptura de viscosidad
Las condiciones de operación usadas para la prueba son:
Se realizó una evaluación de los desempeños de la planta bajo condiciones estacionarias, en presencia del cocatalizador, sobre un período útil de 10 horas, comparando la calidad y distribución de los rendimientos de SCO (Aceite Crudo Sintético) logrados con los datos obtenidos bajo condiciones de proceso comparables.
En cuanto se refiere a la distribución de producto, se observa una tendencia hacia el aligeramiento del sistema, con un aumento en el contenido de AGO, en detrimento de las fracciones más pesadas. La calidad del producto también parece tener efectos positivos, mostrando una reducción significativa en los contenidos de S y N, comparable a los resultados obtenidos cuando se opera en presencia de mayores concentraciones de Mo (12,000 ppm en peso). Ejemplo 5 (no de acuerdo con la invención): mejora en la calidad de RV Ural en un microautoclave en lote con agitación, con a catalizador a base de Ni/Mo
La prueba fue llevada a cabo sobre RV Ural, usando Mo como catalizador (introducido como precursor soluble en aceite junto con la materia prima) y un catalizador de hidroconversión a base de Ni-Mo (15% en peso de Mo y 5% en peso de Ni) soportado sobre alúmina como cocatalizador, operando bajo las mismas condiciones operativas de la prueba 1. El promedio de tamaño de partícula del cocatalizador es 30 |jm.
Las condiciones de operación usadas son:
Abajo se indican el rendimiento hasta productos, conversión y desempeños HDN/HDS:
Los resultados obtenidos muestran una distribución de producto y conversión de las fracciones pesadas similares al caso base (ejemplo 1), mientras hay una mejora en los desempeños de HDN y HDS y conversión de la fracción pesada 500°C+.
Claims (7)
1. Un sistema catalítico que puede ser usado para la hidroconversión de petróleos pesados en fase de pasta líquida, caracterizado porque comprende dos catalizadores con funciones complementarias, en una forma finamente dispersa:
a. un catalizador, que tiene la función de agente de hidrogenación, que contiene MoS2 o WS2 o mezclas de ellos en forma de laminillas;
b. un cocatalizador, que tiene tamaños de partícula nanométrico o micrónico, seleccionado de entre catalizadores para craqueo y/o eliminación de nitrógeno, en el que dicho cocatalizador es seleccionado de entre zeolitas Beta, Y y MCM-22.
2. El sistema catalítico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el catalizador y cocatalizador están en una relación de peso que varía de 100:1 a 1:70.
3. El sistema catalítico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el catalizador y cocatalizador están en una relación de peso que varía de 75:1 a 1:50.
4. Un proceso para la hidroconversión de aceites pesados, seleccionados de entre petróleos crudos, petróleos crudos pesados, bitúmenes de arenas de alquitrán, residuos de destilación, cortes pesados de destilación, residuos de destilación desprovistos de asfalto, aceites vegetales, aceites que se derivan de carbón y esquistos de aceite, aceites obtenidos de la termodescomposición de productos residuales, polímeros, biomasas, destilados tales como VGO o aceites pesados de gas, el cual comprende el envío del aceite pesado a un paso de hidrotratamiento en fase de pasta líquida, caracterizado porque usa un sistema catalítico como se reivindica en por lo menos una de las reivindicaciones de 1 a 3.
5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que corriente abajo del paso de hidrotratamiento, se realiza una separación de la corriente efluente que abandona dicho paso, en el que la fracción líquida más pesada separada que contiene el catalizador y cocatalizador dispersos, es reciclada al paso de hidrotratamiento.
6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la concentración del catalizador de hidrogenación disperso en la materia prima, que comprende la corriente reciclada alimentada al paso de hidrotratamiento, definida sobre la base de la concentración del metal o metales presente(s), varía de 100 a 30,000 ppm.
7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el hidrotratamiento es efectuado a temperaturas que varían de 350 a 480°C y presiones que varían de 80 a 220 atmósferas.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT001061A ITMI20081061A1 (it) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | Sistema catalitico e procedimento per l'idroconversione di prodotti petroliferi pesanti |
PCT/EP2009/004193 WO2009149923A1 (en) | 2008-06-11 | 2009-06-08 | Catalytic system and process for the hydroconversion of heavy oil products |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2797954T3 true ES2797954T3 (es) | 2020-12-04 |
Family
ID=40301777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES09761486T Active ES2797954T3 (es) | 2008-06-11 | 2009-06-08 | Sistema catalítico y proceso para la hidroconversión de productos de petróleo pesado |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9765266B2 (es) |
EP (1) | EP2291238B1 (es) |
CA (1) | CA2726904C (es) |
ES (1) | ES2797954T3 (es) |
HU (1) | HUE050031T2 (es) |
IT (1) | ITMI20081061A1 (es) |
PL (1) | PL2291238T3 (es) |
PT (1) | PT2291238T (es) |
RU (1) | RU2525470C2 (es) |
SA (1) | SA109300376B1 (es) |
WO (1) | WO2009149923A1 (es) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1402748B1 (it) * | 2010-10-27 | 2013-09-18 | Eni Spa | Procedimento per la raffinazione del greggio |
ITMI20111626A1 (it) * | 2011-09-08 | 2013-03-09 | Eni Spa | Sistema catalitico e procedimento per l'idroconversione totale degli oli pesanti |
ITMI20112409A1 (it) * | 2011-12-28 | 2013-06-29 | Eni Spa | Sistema catalitico, procedimento per la preparazione di detto sistema e procedimento di idrotrattamento utilizzante detto sistema |
CN103801333B (zh) * | 2012-11-07 | 2016-04-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种载硫型加氢催化剂的制备方法 |
US9321037B2 (en) * | 2012-12-14 | 2016-04-26 | Chevron U.S.A., Inc. | Hydroprocessing co-catalyst compositions and methods of introduction thereof into hydroprocessing units |
PT2989182T (pt) | 2013-04-22 | 2018-11-14 | Eni Spa | Processo para o tratamento de um resíduo pesado à base de hidrocarbonetos |
ITMI20131137A1 (it) | 2013-07-05 | 2015-01-06 | Eni Spa | Procedimento per la raffinazione del greggio |
ITUB20152927A1 (it) | 2015-08-06 | 2017-02-06 | Luigi Patron | Sistema e metodo di idroconversione di oli pesanti mediante reattori a catalizzatore disperso o a letto catalitico espanso con immissione di gas alla testa del reattore |
FR3052368A1 (fr) | 2016-06-09 | 2017-12-15 | Rhodia Operations | Procede de preparation d'un catalyseur a base de sulfure de molybdene |
CN107638885B (zh) * | 2016-07-22 | 2019-08-09 | 中国石油大学(北京) | 一种超深度脱硫催化剂及其制备方法 |
IT201600122525A1 (it) | 2016-12-02 | 2018-06-02 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di lipidi e altri composti organici da biomassa |
RU2659076C1 (ru) * | 2017-12-08 | 2018-06-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН) | Катализатор процесса облагораживания углеводородного сырья и способ его приготовления |
WO2019115919A1 (fr) | 2017-12-13 | 2019-06-20 | Rhodia Operations | Composition à base de molybdène |
RU2675249C1 (ru) * | 2018-08-06 | 2018-12-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Способ получения суспензии молибденсодержащего композитного катализатора гидроконверсии тяжелого нефтяного сырья |
CN111099949B (zh) | 2018-10-26 | 2021-04-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种催化裂解的方法 |
RU2699065C1 (ru) * | 2019-05-16 | 2019-09-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН) | Катализатор процесса облагораживания тяжелого нефтяного сырья и способ его приготовления (варианты) |
CN113617369A (zh) * | 2020-05-07 | 2021-11-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 劣质重油改质磁载催化剂及其制备方法与应用 |
CN115678683A (zh) * | 2022-10-20 | 2023-02-03 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种废弃油脂生产氢化油的方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5171727A (en) | 1991-08-26 | 1992-12-15 | Uop | Method of preparing a catalyst for the hydroconversion of asphaltene-containing hydrocarbonaceous charge stocks |
AU658937B2 (en) | 1991-11-19 | 1995-05-04 | Mobil Oil Corporation | Hydrocarbon upgrading process |
US5871635A (en) * | 1995-05-09 | 1999-02-16 | Exxon Research And Engineering Company | Hydroprocessing of petroleum fractions with a dual catalyst system |
RU2148611C1 (ru) * | 1999-01-06 | 2000-05-10 | Научно-инженерный центр "Цеосит" Объединенного института катализа СО РАН | Способ гидропереработки нефтяных фракций |
IT1311512B1 (it) * | 1999-03-12 | 2002-03-13 | Agip Petroli | Composizione catalitica per l'upgrading di miscele idrocarburiche. |
US20020112987A1 (en) * | 2000-12-15 | 2002-08-22 | Zhiguo Hou | Slurry hydroprocessing for heavy oil upgrading using supported slurry catalysts |
EP1762606A1 (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-14 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | A process for hydrodesulphurisation of a hydrocarbonaceous feedstock |
ITMI20071044A1 (it) | 2007-05-23 | 2008-11-24 | Eni Spa | Sistema e procedimento per l'idroconversione di oli pesanti |
ITMI20071198A1 (it) | 2007-06-14 | 2008-12-15 | Eni Spa | Procedimento migliorato per l'idroconversione di oli pesanti con sistemi a letto ebullato |
-
2008
- 2008-06-11 IT IT001061A patent/ITMI20081061A1/it unknown
-
2009
- 2009-06-08 PL PL09761486T patent/PL2291238T3/pl unknown
- 2009-06-08 ES ES09761486T patent/ES2797954T3/es active Active
- 2009-06-08 CA CA2726904A patent/CA2726904C/en active Active
- 2009-06-08 EP EP09761486.1A patent/EP2291238B1/en active Active
- 2009-06-08 RU RU2010150300/04A patent/RU2525470C2/ru active
- 2009-06-08 US US12/996,782 patent/US9765266B2/en active Active
- 2009-06-08 WO PCT/EP2009/004193 patent/WO2009149923A1/en active Application Filing
- 2009-06-08 HU HUE09761486A patent/HUE050031T2/hu unknown
- 2009-06-08 PT PT97614861T patent/PT2291238T/pt unknown
- 2009-06-13 SA SA109300376A patent/SA109300376B1/ar unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20110139677A1 (en) | 2011-06-16 |
ITMI20081061A1 (it) | 2009-12-12 |
SA109300376B1 (ar) | 2014-09-02 |
CA2726904C (en) | 2018-02-13 |
RU2525470C2 (ru) | 2014-08-20 |
RU2010150300A (ru) | 2012-07-20 |
WO2009149923A1 (en) | 2009-12-17 |
EP2291238A1 (en) | 2011-03-09 |
EP2291238B1 (en) | 2020-03-18 |
PL2291238T3 (pl) | 2020-11-02 |
HUE050031T2 (hu) | 2020-11-30 |
CA2726904A1 (en) | 2009-12-17 |
PT2291238T (pt) | 2020-06-18 |
US9765266B2 (en) | 2017-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2797954T3 (es) | Sistema catalítico y proceso para la hidroconversión de productos de petróleo pesado | |
CN111032833B (zh) | 使用再循环级间产物多级提质烃热解焦油 | |
ES2823732T3 (es) | Proceso mejorado para la hidroconversión de crudos pesados mediante sistemas de lecho de ebullición | |
CN111836875B (zh) | 重质燃料油到化学产品的转化 | |
Bellussi et al. | Hydroconversion of heavy residues in slurry reactors: Developments and perspectives | |
CA2579139C (en) | Process for recycling an active slurry catalyst composition in heavy oil upgrading | |
US8062508B2 (en) | Hydroprocessing using bulk bimetallic catalysts | |
ES2662605T3 (es) | Procedimientos y sistemas de hidroprocesamiento de lecho fijo y procedimientos para la mejora de un sistema de lecho fijo existente | |
TWI481703B (zh) | 殘餘物加氫裂解及溶劑脫瀝青的整合技術 | |
EP3010996B1 (en) | Slurry hydroconversion with high activity catalyst | |
EP2753424B1 (en) | Catalytic system and process for the total hydroconversion of heavy oils | |
ES2898338T3 (es) | Método para mejorar un reactor de lecho en ebullición para tasa de producción aumentada de productos convertidos | |
KR20120006429A (ko) | 선택된 기공 크기 분포를 가진 촉매, 이 촉매의 제조방법, 미정제 산물을 생산하는 방법, 이 방법으로부터 수득되는 산물, 및 수득된 산물의 용도 | |
EP3104968B1 (en) | Process for hydrocracking heavy oil and oil residue | |
TW201437354A (zh) | 殘餘物加氫裂解處理技術 | |
CN103080278A (zh) | 用于为反应器供料以改质重质烃类原料的得自催化剂前体的催化剂制备反应器 | |
CA2899196A1 (en) | Fixed bed hydrovisbreaking of heavy hydrocarbon oils | |
JP6283561B2 (ja) | 燃料油基材の製造方法 | |
US4510038A (en) | Coal liquefaction using vacuum distillation and an external residuum feed | |
Stanislaus et al. | Fate of asphaltenes during hydroprocessing of heavy petroleum residues | |
JPH07316566A (ja) | 重質油の水素化処理方法 | |
KR102315378B1 (ko) | 코크스 제조 부산물을 이용한 중질유분의 경질화 방법 | |
CA3218546A1 (en) | Naphthalene type polymers as solid hydrogen transfer agents (shta), combined with hydrotreating catalysts to obtain ultra low sulfur diesel (ulsd) | |
JP2015199799A (ja) | 燃料油基材 | |
JPH06248278A (ja) | 重質油の水素化分解方法 |