ES2874529T3 - Un método para calentar crudo - Google Patents

Abstract

Un método para calentar una o más corrientes desde un proceso de refinería, seleccionado del grupo de entrada de torre de crudo, entrada de torre de vacío, entrada de reformador catalítico, entrada de coquizador, entrada de craqueador térmico, y entrada de hidro-craqueador, comprendiendo dicho método una etapa de transferir calor, en un intercambiador de calor, desde una o más corrientes desde procesos de petro-química, seleccionados del grupo de una corriente de gas que proviene desde un horno de craqueo de vapor, una corriente de gas que proviene desde un horno de deshidrogenación de propano, donde una corriente de alimentación de propano es convertida en un producto que comprende propileno e hidrógeno, y una corriente de gas que proviene desde un horno de deshidrogenación de butano, para convertir una corriente de alimentación de butano en olefinas de C4, hasta una o más corrientes desde un proceso de refinería para obtener una o más corrientes calientes, en donde la temperatura de dichas una o más corrientes desde el proceso de petro-química está por encima de la temperatura de duchas una o más corrientes desde un proceso de refinería antes de que tenga lugar dicha etapa de intercambio de calor.

Description

DESCRIPCIÓN

Un método para calentar crudo

La presente invención se refiere a un método para calentar una o más corrientes desde un proceso de refinería. Más en detalle, la presente invención se refiere a la integración de calor entre procesos de refinería de petróleo y procesos de petro-química.

La solicitud de patente US N° 2012/024749 se refiere a un método para craqueo de una alimentación de hidrocarburos, comprendiendo el método: proporcionar una alimentación de hidrocarburos a una unidad de pirolisis de hidrocarburos para crear efluente craqueado; pasar al menos una porción del efluente craqueado desde la unidad de pirolisis de hidrocarburos a través de un primer intercambiador de calor; separar la al menos una porción del efluente craqueado desde el primer intercambiador de calor en un efluente gaseoso y un efluente líquido; pasar al menos una porción del efluente craqueado a través de un segundo intercambiador de calor hasta un fraccionador; recuperar calor desde la al menos una porción del efluente en el segundo intercambiador de calor pasando un fluido de utilidad a través del segundo intercambiador de calor; y recuperar calor desde la al menos una porción del efluente craqueado en el primer intercambiador de calor pasando el fluido de utilidad desde el segundo intercambiador de calor a través del primer intercambiador de calor. Este documento enseña a utilizar el calor desde una corriente de un proceso de petro-química para calentar otra corriente, es decir, el fluido de utilidad.

El documento EP 0205 205 se refiere a un intercambiador de línea de transferencia y a un método para la refrigeración de un fluido tal como un producto de reacción craqueado, el intercambiador de línea de transferencia es un intercambiador de calor del tipo de carcasa y tubo que tiene dos o más secciones de intercambio de calor separadas, pero una sola entrada y una cabecera de colección, estando unidas las secciones separadas por tubos intermedios. En la refrigeración de un producto de hidrocarburo craqueado que tiene una temperatura de 750° a 900°C, en la primera zona de intercambio de calor, se puede producir vapor a alta presión utilizando agua a su temperatura y presión de ebullición como el fluido de refrigeración en esa zona. Alternativamente, en la segunda zona de intercambio de calor, el producto de reacción craqueado parcialmente refrigerado, que tiene una temperatura de 450° a 650°C, se puede refrigerar adicionalmente para producir vapor a presión más baja. Este documento enseña a refrigerar un producto de reacción craqueado utilizando un intercambiador de línea de transferencia del tipo de carcasa y tubo.

La patente US N° 2.294.126 se refiere a procesos para destilar y fraccionar aceite de petróleo crudo en intercambio de calor con productos de hidrocarburos tratados con calor sometiéndolos a fraccionamiento, que comprende poner en contacto productos calientes producidos por craqueo de un destilado de hidrocarburos en hidrocarburos de punto de ebullición más bajo con un adsorbente catalíti

y aceite combustible de punto de ebullición más alto que el gasoil, pasando los productos calientes remanentes en la fase de vapor sin condensación sustancial en contacto con los productos calientes obtenidos por un tratamiento de división de no-carbonización de un crudo reducido para remover los volátiles desde allí. El documento enseña la unificación de la separación del producto caliente con la preparación de existencias de carga para eliminar calderas de disipación de calor, tales como torres parcialmente separadas, y las conexiones múltiples halladas en la amplia gama de aparatos utilizados en sistemas de craqueo.

La patente de los Estados Unidos N° 4.127.389 se refiere a un reactor intercambiador para transferir calor desde un fluido de calentamiento de alta temperatura a un fluido de proceso que fluye a través de una pluralidad de tubos. El reactor intercambiador incluye un conjunto de carcasa hueca generalmente cilíndrica y un conjunto de haces de tubos que está montado en el conjunto de carcasa hueca y coopera con él para proporcionar una cámara de calentamiento de la carcasa, una cámara de entrada de la carcasa y una cámara de salida de la carcasa para dirigir un fluido de calentamiento a través de la cámara de entrada de la carcasa dentro de la cámara de calentamiento principal y hacia fuera a través de la cámara de salida de la carcasa.

La solicitud de patente de los Estados Unidos N° 2012/298552 se refiere a un proceso de cocción retardado para el craqueo térmico de petróleo crudo entero en una unidad de cocción retardada, en donde la corriente de alimentación de petróleo crudo entero es calentada en un horno hasta una temperatura de cocción en el rango de 480°C a 530°C.

La solicitud de patente de los Estados Unidos 2010/025221 se refiere a la separación de petróleo crudo en cinco corrientes de producto, que incluye procesos de destilación, reduciendo de esta manera el consumo de energía para la separación de petróleo crudo y mezclas similares.

Los procesos de refinado de petróleo son procesos de ingeniería química y otras instalaciones utilizadas en refinerías de petróleo (también referidas como refinerías de aceite) para transformar aceite crudo en productos útiles tales como gas de petróleo licuado (LPG), gasolina, petróleo, queroseno, combustible para aviones, gasoil y fueloil. Los productos petroquímicos son productos químicos derivados de petróleo y ejemplos de ellos son olefinas (incluyendo etileno, propileno, y butadieno) y aromáticos (incluyendo benceno, tolueno e isómeros de xileno). Las refinerías de petróleo producen olefinas y aromáticos por craqueo catalítico de fluido de fracciones de petróleo. Las plantas químicas producen olefinas, por ejemplo, mediante craqueo en vapor de líquidos de gas natural como etano y propano. Los aromáticos son producidos, por ejemplo, por reforma catalítica de nafta.

Actualmente, las plantas industriales donde se realizan procesos de refinería de petróleo, por ejemplo, una unidad de craqueo de vapor, están separadas de plantas industriales donde se realizan procesos petroquímicos, por ejemplo, unidad de destilación de crudo (CDU). Tal separación significa, de hecho, que no tiene lugar ninguna integración de calor entre estos procesos, es decir, procesos de refinería de petróleo y procesos petroquímicos.

El horno de crudo de una unidad de destilación de crudo calienta aceite hasta temperaturas de aproximadamente 350°C. El calor es proporcionado normalmente por la combustión de gas o aceite. Una planta de destilación atmosférica de aceite crudo (o cobertura) hace posible obtener destilados (fabricados del producto de cabecera y las fracciones laterales) y el residuo, por separación física de una mezcla de componentes homólogos. Esta separación que hace uso de las diferentes distribuciones de los componentes entre las fases de vapor y de líquido, tiene lugar en etapas que operan en condiciones próximas al equilibrio. La separación de las varias fracciones del destilado se consigue por condensación fraccional de los vapores del destilado, que es una operación que requiere retirada de calor. En el caso de una columna de destilación (o similar), esta retirada de calor se realiza por medio de una serie de reflujos: reflujo externo, que consta de extracción de líquido desde la columna y, después de la refrigeración, retorno a un punto por encima del cual se extrajo. Los reflujos intermedios se llaman comúnmente reflujos de circulación o bombeo. La alimentación, que proviene desde tanques de almacenamiento, es bombeada hasta un calentador, que ha sido precalentado con calor recuperado por medio de un intercambiador de calor, desde los vapores de cabecera, fracciones laterales, reflujos intermedios y el residuo atmosférico. Después de haber sido calentada en el calentador hasta la temperatura requerida para las condiciones operativas, la alimentación es transferida a la zona de flash de la columna atmosférica por medio de una línea de transferencia, donde la separación tiene lugar en las fracciones vaporizadas (equivalentes al total de los destilados) y el residuo líquido.

En un horno de craqueo de vapor se calienta una alimentación de hidrocarburos a temperaturas por encima de 800°C y entonces se refrigera rápidamente (se enfrían indirectamente) hasta al menos por debajo de 600°C, generando calor a presión muy alta. El gas es refrigerado, además, por generación de vapor a alta presión y otras formas de recuperación de calor y eventualmente por enfriamiento con agua, refrigeradores de aire y refrigeradores de agua.

En craqueo de vapor es un proceso intensivo de energía. Se requiere calor a temperatura muy alta para el proceso de craqueo de vapor. Se puede recuperar calor a temperatura más baja desde el proceso. No obstante, el proceso de separación requiere principalmente frío y poca necesidad de calor (baja energía) en el rango de temperaturas de 200-400°C, esto se aplica especialmente para craqueadores de vapor con existencias de alimentación ligeras.

Además, el refino de aceite crudo requiere calor en la gama de temperaturas de 200 - 400 °C, el aceite crudo es calentado hasta aproximadamente 350°C en el horno de crudo antes de entrar en la torre atmosférica. En el horno de crudo se quema aceite o gas (alta energía) para proporcionar calentamiento a temperaturas suaves (baja energía) (comparado con el craqueo de vapor). Tal horno de crudo puede tener buena eficiencia energética, pero es más bien pobre en eficiencia energética.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método para la integración de calor de procesos de refinería de petróleo, por ejemplo, una unidad de craqueo de vapor, con procesos petroquímicos, por ejemplo, una unidad de destilación de crudo (CDU).

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es enlazar corrientes desde unidades de producción de calor en el lado químico con corrientes de refinería que demandan calor.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para ahorrar energía en procesos de refinería de petróleo.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para calentar crudo, donde se puede sustituir parte o toda la función del horno de crudo.

La presente invención se refiere, por lo tanto, a un método de acuerdo con la reivindicación 1.

El término "gas de carga" se refiere aquí a una corriente de gas que proviene desde una unidad de proceso específico, es decir, una corriente de gas de salida que tiene una temperatura alta, es decir, corriente efluente o corriente de productos. El término "gas de carga de craqueador de vapor" se refiere a una corriente de gas que proviene desde un horno de craqueo de vapor. Los términos "gas de carga de deshidrogenación de propano" y "gas de carga de deshidrogenación de butano" se refieren a una corriente de gas que proviene desde un horno de deshidrogenación de propano y una corriente de gas que proviene desde un horno de deshidrogenación de butano, respectivamente. Tal corriente de gas puede comprender una pluralidad de componentes químicos.

El párrafo anterior se refiere a "un intercambiador de calor", que significa que tal intercambiador de calor puede comprender una o más unidades de intercambio de calor. Tales unidades pueden funcionar en paralelo, en serie, o en una combinación de ambos. La presente invención no está limitada a un número específico de unidades de intercambio de calor o a su manera de cooperación, es decir, en paralelo, en serie, o en una combinación de ambos.

La presente invención proporciona, por lo tanto, un método en el que se utiliza un intercambiador de calor para transferir calor desde procesos de refinería de petróleo, por ejemplo, una unidad de destilación de crudo (CDU), una unidad de destilación en vacío (VDU), un hidrocraqueador, coquizador, craqueador catalítico, a procesos petroquímicos, por ejemplo, una unidad de craqueo de vapor, una unidad de deshidrogenación, para sustituir toda o parte de la función de los hornos. Los presentes inventores suponen que tal método tiene efectos beneficiosos, tales como una longitud de funcionamiento del horno más larga y costes más bajos de capital. Hay que indicar que la presente invención no se refiere a la integración de corrientes de proceso entre unidades de refinería de petróleo y unidades petroquímicas, sino a la integración de calor.

De acuerdo con una realización preferida del presente método, la entrada de la torre de crudo se calienta transfiriendo calor, en un intercambiador de calor, desde el gas de carga del craqueador de vapor hasta la entrada de la torre de crudo para obtener una entrada de la torre de crudo caliente.

En una realización, en la que la transferencia de calor no resulta directamente en la temperatura final deseada, se requiere una etapa adicional de calentamiento. Tal etapa comprende una etapa de calentar adicionalmente la entrada de la torre de crudo en un horno de crudo, en donde la etapa de calentamiento adicional tiene lugar después de transferir calor desde el gas de carga del craqueador de vapor. De acuerdo con otra realización, la etapa de calentamiento comprende, además, una etapa de calentamiento adicional de la entrada de la torre de crudo en un horno de crudo, en donde la etapa de calentamiento adicional tiene lugar antes de la transferencia de calor desde el gas de carga del craqueador de vapor.

En otra realización, en donde la capacidad de calor de la corriente de procesos de refinería de petróleo es bastante alta, no sólo se puede transferir ese calor hasta la entrada de la torre de crudo, sino a otras corrientes también desde procesos petroquímicos. Un ejemplo de ello es donde la entrada de la torre de vacío es calentada transfiriendo calor, en un intercambiador de calor, desde el gas de carga del craqueador de vapor hasta la entrada de la torre de vacío para obtener una corriente de entrada de la torre de vacío caliente.

Se prefiere que la temperatura en la entrada de dicho intercambiador de calor, es decir, la temperatura de una o más corrientes desde el proceso petro-químico, sea al menos 10°C, con preferencia al menos 50°C, mayor que la temperatura en la salida de dicho intercambiador de calor, es decir, la temperatura de una o más corrientes desde un proceso de refinería.

Para una transferencia eficiente de calor entre una o más corrientes desde un proceso de refinería y calor desde una o más corrientes desde el proceso de petro-química, se prefiere que la temperatura de la al menos una o más corriente desde el proceso de petro-química esté en el rango de 350-600 grados Celsius.

En el presente método, ejemplos de unidades de consumo de calor de refinería son (requerimientos de temperatura máxima entre paréntesis): torre de crudo (380°C), torre de vacío (420°C), reformador catalítico (550°C); coquizador (460°C), craqueo térmico (540°C) e hidro-craqueador (430°C).

En el presente método, ejemplos de unidades de producción de calor de petro-química son (temperatura media entre paréntesis): horno de craqueo de vapor después del TLE primario (600°C) y efluente del reactor desde la unidad de deshidrogenación de propano-butano (PDH/BDH) (600°C).

Un proceso muy común para la conversión de alcanos en olefinas implica “craqueo con vapor”. Cuando se utiliza aquí, el término “craqueo con vapor” se refiere a un proceso petro-químico, en el que se fragmentan hidrocarburos saturados en hidrocarburos más pequeños, a menudo no saturados, tales como etileno y propileno. En el craqueo con vapor, se diluyen alimentaciones de hidrocarburos gaseosos como etano, propano y butanos, o mezclas de ellos (craqueo de gas) o alimentaciones de hidrocarburos líquidos como nafta o gasoil (craqueo líquido) con vapor y se calientan brevemente en un horno sin la presencia de oxígeno. Típicamente, la temperatura de reacción es muy alta (alrededor de 850°C, pero sólo se permite que la reacción tenga lugar muy brevemente, normalmente con tiempos de residencia de 50-500 milisegundos. Preferiblemente, los compuestos hidrocarburos etano, propano y butanos son craqueados separados en hornos adecuados especializados para asegurar el craqueo en condiciones óptimas. Después de que se ha alcanzado la temperatura de craqueo, el gas es enfriado rápidamente para detener la reacción en un intercambiador de calor de transferencia en línea o dentro de una cabecera de enfriamiento utilizando aceite de enfriamiento. El craqueo con vapor resulta en la deposición lenta de coque, una forma de carbono, en las paredes del reactor. La descoquizacion requiere aislar el horno del proceso y entonces se pasa un flujo de vapor o una mezcla de vapor/aire a través de las bobinas del horno. Esto convierte la capa de carbón sólido duro en monóxido de carbono y dióxido de carbono. Una vez que esta reacción está completa, el horno vuelve a estar en servicio. Los productos producidos por craqueo con vapor dependen de la composición de la alimentación, la relación entre hidrocarburo y vapor y la temperatura de craqueo y el tiempo de residencia en el horno. Las alimentaciones de hidrocarburos ligeros tales como etano, propano, butanos o nafta ligera dan corrientes de productos ricas en olefinas de grado de polímero más ligero, incluyendo etileno, propileno, y butadieno. Los hidrocarburos más pesados (gama completa y fracciones de nafta pesada y gasoil) dan también productos ricos en hidrocarburos aromáticos.

Para separar los diferentes compuestos hidrocarburos producidos por craqueo con vapor, el gas de craqueo es sometido a la unidad de fraccionamiento. Tales unidades de fraccionamiento son bien conocidas en la técnica y pueden comprender un llamado fraccionador de gasolina, donde el destilado pesado (“aceite negro de carbono”) y el destilado medio (“destilado craqueado”) son separados del destilado ligero y de los gases. En la torre de enfriamiento siguiente, se puede separar la mayoría del destilado ligero producido por craqueo con vapor (“gasolina de pirolisis” o “pygas”) desde los gases condensando el destilado ligero. Posteriormente, los gases pueden ser sometidos a múltiples etapas de compresión, donde el resto del destilado ligero puede ser separado de los gases entre las etapas de compresión. También se pueden retirar gases ácidos (CO² y H²S) entre etapas de compresión. En una etapa siguiente, los gases producidos por pirolisis pueden condensarse parcialmente sobre etapas de un sistema de refrigeración en cascada hasta que permanece sólo hidrógeno en la fase gaseosa. Los diferentes compuestos hidrocarburos pueden separarse posteriormente por simple destilación, donde el etileno, propileno y olefinas de C⁴ son los productos químicos de alto valor más importantes producidos por craqueo con vapor. El metano producido por craqueo con vapor se utiliza generalmente como gas combustible, el hidrógeno puede separarse y reciclarse en procesos que consumen hidrógeno, tales como procesos de hidro-craqueo. El acetileno producido por craqueo con vapor es con preferencia hidrogenado selectivamente en etileno. Los alcanos comprendidos en el gas craqueado pueden ser reciclados en el proceso para convertir alcanos en olefinas.

El término “unidad de deshidrogenación de propano” cuando se utiliza aquí se refiere a una unidad de proceso petroquímico en la que una corriente de alimentación de propano es convertida en un producto que comprende propileno e hidrógeno. De acuerdo con ello, el término “unidad de deshidrogenación de butano” se refiere a una unidad de proceso para convertir una corriente de alimentación de butano en olefinas de C⁴. Juntos, los procesos para la deshidrogenación de alcanos inferiores tales como propano y butanos se describen como proceso de deshidrogenación de alcanos inferiores. Los procesos para la deshidrogenación de alcanos inferiores son bien conocidos en la técnica e incluyen procesos de hidrogenación oxidativa y procesos de deshidrogenación no-oxidativa. En un proceso de deshidrogenación oxidativa, el calor del proceso es proporcionado por oxidación parcial del/los alcano(s) inferior(es) en la alimentación. En un proceso de deshidrogenación no-oxidativa, que se realiza en el contexto de la presente invención, el calor del proceso para la reacción de deshidrogenación endotérmica es proporcionado por fuentes de calor externas, tales como gases de la combustión calientes obtenidos quemando gas combustible o vapor. Por ejemplo, el proceso UOP Oleflex permite realizar la deshidrogenación de propano para formar propileno y de (iso)butano para formar (iso)butileno (o mezclas de ellos) en la presencia de un catalizador que contiene platino soportado sobre alúmina en un reactor de lecho móvil, ver, por ejemplo, US 4.827.072. El proceso Uhde STAR permite la deshidrogenación de propano para formar propileno o de butano para formar butileno en la presencia de un catalizador de platino promovido soportado sobre una espinela de alúmina de cinc. Ver, por ejemplo, US 4.926.005. El proceso Uhde STAR ha sido mejorado recientemente aplicando el principio de oxideshidrogenación. En una zona adiabática secundaria en la parte del reactor del hidrógeno desde el producto intermedio se convierte selectivamente con oxígeno añadido para formar agua. Esto desvía el equilibrio termodinámico a conversión más alta y se consigue mayor rendimiento. También el calor externo requerido para la reacción de deshidrogenación endotérmica es suministrado parcialmente por la conversión exotérmica de hidrógeno. El proceso LummuisCatofin emplea un número de reactores de lecho fijo que operan sobre una base cíclica. El catalizador es impregnado con alúmina activada con 18-20 % de cromo; ver, por ejemplo, EP 0192059 A1 y GB 2162082 A. Se informa que el proceso Catofin es robusto y capaz de manipular impurezas que contaminarían un catalizador de platino. Los productos producidos por un proceso de deshidrogenación de butano dependen de la naturaleza de la alimentación de butano y del proceso de deshidrogenación de butano utilizado. También el proceso Catofin permite la deshidrogenación de butano para formar butileno; ver, por ejemplo, la patente US N° 7.622.623.

La invención se describirá en detalle a continuación y en combinación con los dibujos adjuntos, en los que los mismos o similares elementos son referidos por el mismo número, y donde:

La figura 1 es una ilustración esquemática de una realización del proceso de la invención.

La figura 2 es otra realización del proceso de la invención.

La figura 3 es otra realización del proceso de la invención.

Con referencia al proceso y al aparato ilustrados esquemáticamente en la figura 1, se muestra un método 101 para calentar crudo. El crudo 1 es precalentado en un precalentador de crudo 20 y el crudo 4 precalentado de esta manera puede ser enviado directamente, a través de la línea 9, a un horno de crudo 2. El crudo precalentado 12 que tiene una temperatura de aproximadamente 350°C es enviado a una unidad 11. Esta ruta es la ruta estándar para calentar crudo hasta una temperatura final. La unidad 11 se refiere a una unidad de refinería, tal como por ejemplo CDU, VDU. HYC, Coker o FCC, donde la corriente 1 puede ser identificada como una corriente de refinería demandante de calor, es decir, una corriente que necesita ser elevada en temperatura antes de enviarla a la unidad 11. Aunque la siguiente descripción de las realizaciones identifica la unidad 11 como una torre atmosférica, la presente invención no está restringida a tal unidad de refinería.

De acuerdo con el presente método mostrado en la figura 1, el gas craqueado 3 que proviene desde un horno de craqueo y que tiene una temperatura de aproximadamente 800°C, es enviado a un intercambiador de calor (TLE) 21 proporcionando un efluente 5 que tiene una temperatura de aproximadamente 500-400°C. El crudo precalentado 4 es puesto, a través de la línea 8, en contacto con el efluente 5 en un intercambiador de calor 6 resultando un crudo calentado 10. El crudo 10 calentado de esta manera es enviado a la torre atmosférica 11. El gas craqueado 7 que proviene desde el intercambiador de calor 6 tiene ahora una temperatura en el rango de 150-250°C. De acuerdo con este método, el calor procedente desde un proceso de petro-química, es decir, el gas craqueado desde un horno 3 de craqueo de la corriente es integrado en una corriente desde un proceso de refinería, es decir, una torre atmosférica 11.

La figura 2 muestra otra realización del proceso 102 para calentar crudo, donde el gas craqueado 3 desde un horno de craqueo que tiene una temperatura de alrededor de 800°C es enviado a un intercambiador de calor (TLE) 21 resultando un efluente 5 que tiene una temperatura de 400-500°C. El crudo 1 es enviado a un precalentador de crudo 20, y su efluente 4 es puesto en contacto con el efluente 5 en un intercambiador de calor 6, resultando crudo caliente 18. Si es necesario, el crudo 18 se puede calentar más en un horno de crudo 2 resultando un crudo 12 que tiene una temperatura final de aproximadamente 350°C. En esta realización, se envía crudo 12 a una torre atmosférica 11. De acuerdo con otra realización (no mostrada) también es posible enviar efluente 4 primero a un horno de crudo 2 y luego el crudo calentado de esta manera a un intercambiador de calor 6 para transferir después calor entre el crudo caliente y el efluente 5. En la última realización, la etapa de calentamiento adicional en el horno 2 tiene lugar antes de transferir calor desde el gas de carga del craqueador de vapor 3.

La figura 3 muestra otra realización del proceso 103 para calentar crudo, donde la capacidad de calor de la corriente 5 se utiliza también para calentar la corriente de fondo 14 de la torre atmosférica 11. De esta manera, la corriente de fondo 14 puede ser calentada más por un intercambiador de calor 22 hasta la temperatura de entrada deseada de una alimentación 16 hasta una torre de destilación de vacío 17. En la torre de destilación de vacío 17, la alimentación 16 es separada en una corriente superior 19 y una corriente inferior 18. La corriente de salida del intercambiador de calor 22 puede ser mezclada con la corriente de salida 7 del intercambiador de calor 6 resultando una corriente de mezcla que debe utilizarse para fines posteriores de posible integración de calor. Aunque la figura 3 muestra dos intercambiadores de calor 6, 22 diferentes, estos dos intercambiadores de calor están integrados en un solo intercambiador de calor de acuerdo con una realización preferida. De acuerdo con otra realización, los intercambiadores de calor 6, 22 pueden funcionar en paralelo, en serie, o en una combinación de ellos.

Como se ha mostrado anteriormente, el intercambiador de calor 6 se utiliza para transferir calor desde gas craqueado 3 hasta un aceite crudo ya precalentado para sustituir toda o parte de la función del horno de crudo 2. Como se muestra en la figura 2, se puede conseguir una ventaja de energía precalentando crudo en una sección de convección de un precalentador de crudo 20 y posteriormente calentando crudo 4 en un intercambiador de calor 6 hasta la temperatura final deseada. La figura 3 muestra una realización preferida de otras corrientes de enlace desde unidades de producción de calor sobre el lado químico con corrientes de refinería que demandan calor.

Ejemplos

Los ejemplos se refieren a la aplicación de calentamiento de crudo por integración con horno de etileno.

Los datos relevantes son: Alimentación de Etano de Horno de Craqueo: 100 t/h, relación de la corriente de Horno de Craqueo a aceite: 0,33, y temperatura del efluente del Horno de Craqueo: 850°C, alimentación de Crudo al horno de Crudo: 230 t/h, temperatura de alimentación de Crudo: 150°C y temperatura final del Crudo: 350°C.

De acuerdo con el estado de la técnica de procesos, no existe intercambio de calor entre los procesos para calentar crudo y enfriar gas craqueado (ver esquema 1).

Un ejemplo de integración de calor utilizando la presente invención es proporcionado por el esquema 2.

El ejemplo anterior muestra que la recuperación de calor desde el TLE secundario y terciario podría ser sustituida por la recuperación de calor desde un calentador de crudo, calentando y evaporando parcialmente 230 t/h de crudo desde 150 hasta 350°C. Esto evita los requerimientos para un horno de crudo. Sin embargo, el vapor generado por los TLEs secundario y terciario tendrá que ser generado por otros medios, tales como calderas de vapor convencionales. Aunque este ejemplo se refiere a uso de TLEs. Se pueden usar otras corrientes de calor también aquí, por ejemplo, corrientes de valor que se originan desde unidades de deshidrogenación, tal como una unidad de deshidrogenación de propano y unidad de deshidrogenación de butanos.

La generación de vapor autónoma es más eficiente que el precalentamiento de crudo autónomo, resultando ahorros de energía, donde la eficiencia térmica típica de un horno de crudo es 85 %, la eficiencia típica de una caldera de vapor es 90 %, siendo los ahorros de energía resultantes 39,9 / 85% - 39,9 / 90% = 2,6 MW de gas combustible.

Los ahorros de energía se pueden incrementar adicionalmente aplicando tecnologías combinadas de calor y potencia, tales como turbinas de vapor de contra presión y turbinas de gas con calderas de calor residual.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES

   1 Un método para calentar una o más corrientes desde un proceso de refinería, seleccionado del grupo de entrada de torre de crudo, entrada de torre de vacío, entrada de reformador catalítico, entrada de coquizador, entrada de craqueador térmico, y entrada de hidro-craqueador, comprendiendo dicho método una etapa de transferir calor, en un intercambiador de calor, desde una o más corrientes desde procesos de petro-química, seleccionados del grupo de una corriente de gas que proviene desde un horno de craqueo de vapor, una corriente de gas que proviene desde un horno de deshidrogenación de propano, donde una corriente de alimentación de propano es convertida en un producto que comprende propileno e hidrógeno, y una corriente de gas que proviene desde un horno de deshidrogenación de butano, para convertir una corriente de alimentación de butano en olefinas de C⁴ , hasta una o más corrientes desde un proceso de refinería para obtener una o más corrientes calientes, en donde la temperatura de dichas una o más corrientes desde el proceso de petro-química está por encima de la temperatura de duchas una o más corrientes desde un proceso de refinería antes de que tenga lugar dicha etapa de intercambio de calor.
2. 2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la entrada de la torre de crudo es calentada por transferencia de calor, en un intercambiador de calor, desde una corriente de gas que proviene desde un horno de craqueo de vapor hasta dicha de la torre de rudo para obtener una entrada de la torre de crudo caliente.
3. 3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicha etapa de calentamiento adicional comprende una etapa de calentamiento adicional de dicha entrada de la torre de crudo en un horno de crudo, en donde dicha etapa de calentamiento adicional tiene lugar después de transferir calor desde una corriente de gas que proviene desde un horno de craqueo de vapor.
4. 4. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicha etapa de calentamiento adicional comprende una etapa de calentamiento adicional de dicha entrada de la torre de crudo en un horno de crudo, en donde dicha etapa de calentamiento adicional tiene lugar antes de transferir calor desde una corriente de gas que proviene desde un horno de craqueo de vapor.
5. 5. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, en donde la entrada de la torre de vacío es calentada por transferencia de calor, en un intercambiador de calor, desde dicha corriente de gas que proviene desde un horno de craqueo de vapor hasta dicha entrada de la torre de vacío para obtener una corriente de entrada de la torre de vacío caliente.
6. 6. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, en donde la temperatura en la entrada de dicho intercambiador de calor, es decir, la temperatura de una o más corrientes desde el proceso de petro-química, es al menos 10°C, con preferencia al menos 50°C, mayor que la temperatura en la salida de dicho intercambiador de calor, es decir, la temperatura de una o más corrientes desde un proceso de refinería.
7. 7. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, en donde la temperatura de dicha al menos una o más corrientes del proceso de petro-química está en el rango de 350-600 grados Celsius.