PROCESO DE FCC DE TIEMPO DE CONTACTO CORTO MEJORADO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con proceso de craqueo o pirolización catalítica de fluido (FCC) de tiempo de contacto corto (SCT) para mejorar el rendimiento de destilados y gasolina. Más particularmente un proceso de SCT FCC combina hacer en etapas el proceso de conversión de FCC con separación molecular entre etapas de especies aromáticas de múltiples anillos, en donde la separación de residuos de FCCU y el reciclado de la corriente separada que contiene saturados y aromáticos de 1- y 2-anillos a la unidad de FCC resulta en rendimientos mejorados de gasolina y otros destilados mientras que disminuye los rendimientos de residuos . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La conversión de alimentaciones de petróleo en productos más valiosos es importante para procesos de petróleo tales como craqueo catalítico fluidizado (FCC) y coquificación. En el proceso de FCC, alimentaciones de peso molecular elevado se ponen en contacto con partículas de catalizador fluidizado en el reactor de elevador de la unidad de FCC. El contacto entre la alimentación el catalizador se control de conformidad con el tipo de producto deseado. En el
craqueo catalítico de la alimentación, las condiciones de reactor tales como temperatura y tiempo de contacto se controlan para llevar al máximo los productos deseados y reducir al mínimo la formación de productos menos deseables tales como gases ligeros y coque. Puesto que el contacto entre catalizador y alimentación en el reactor de FCC es típicamente del orden de unos pocos segundos, un factor importante que regula la eficiencia del proceso de craqueo catalítico es el catalizador. Los catalizadores para el proceso de FCC son bien conocidos y pueden ser amorfos o cristalinos. El catalizador que entra al reactor de FCC se fluidiza típicamente usando vapor, gases de hidrocarburo generados durante el proceso de craqueo catalítico o alguna combinación de los mismos. La reacción de catalizador y alimentación genera volúmenes grandes de hidrocarburos gaseosos y depósitos de coque que contienen catalizador agotado. La mezcla de gas/sólido se hace pasar a separadores, típicamente ciclones, en donde el catalizador agotado se separa de los gases. Los gases luego se procesan para recuperar hidrocarburos deseados y el catalizador agotado se envía para regeneración. Debido al corto tiempo de contacto entre la
alimentación y el catalizador, la condición de la alimentación también es importante. El tipo de inyección de alimentación puede tener un impacto sobre la pizarra de producto producida por el reactor de FCC. Hay dos trayectorias para que la alimentación se craquee en hidrocarburos gaseoso, es decir, catalítica y térmica. El craqueo térmico en una unidad de FCC generalmente es indeseable ya que este tipo de craqueo o fisuración puede resultar en la generación de gases ligeros tales como metano además de coque. Los procesos de FCC de tiempo de contacto corto se han desarrollado para manejar alimentaciones más pesadas. Estos tiempos de contacto cortos pueden resultar en rendimientos de gasolina mejorados y el coque inferior y el gas seco se hacen de estas alimentaciones más pesadas. El SCT FCC se ha implementado ampliamente como un medio para disminuir reacciones no selectivas, suprimir reacciones no deseables de transferencia de hidrógeno y rendimiento de una pizarra de producto más valioso. La conversión elevada de alimentación se debe en parte al control de parámetros de reacción tales como temperatura del reactor, actividad de catalizador, régimen de circulación de catalizador o alguna combinación de los mismos. Las mejoras recientes al proceso de SCT FCC se han enfocado en los
catalizadores y equipo. Un método para mejorar el proceso de
SCT FCC involucra formar una cortina que cae de catalizador de FCC que luego se pone en contacto con la alimentación.
Otras mejoras involucran modificaciones de equipo tal como elevadores dobles. Todavía otras mejoras están dirigidas a modificaciones de proceso. Existe todavía la necesidad de mejorar el proceso de SCT FCC cuya mejora se pueda implementar usando catalizadores existentes y sin la necesidad de modificaciones extensas a la propia unidad de FCC. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Una modalidad de la invención se relaciona con un proceso de fisuración o craqueo catalítico de fluido que comprende : (a) poner en contacto alimentación de hidrocarburo con catalizador regenerado en un reactor de fisuración catalítica que opera bajo condiciones de craqueo de tiempo de contacto corto incluyendo un tiempo de contacto de menos de 5 segundos para formar un producto fisurado o creaqueado; (b) separar el producto craqueado del catalizador; (c) hacer pasar el producto separado hacia una zona de fraccionación y separar del producto craqueado una
corriente de residuos; (d) hacer pasar la corriente de residuos a una zona de separación y separar la corriente de residuos en una corriente que contiene saturados y aromáticos de 1- y 2-anillos y una corriente que contiene principalmente aromáticos que tienen 3 o más anillos; (e) combinar la corriente que contiene saturados y aromáticos de 1- y 2-anillos con alimentación de hidrocarburo en el paso (a) para formar una alimentación combinada y poner en contacto la alimentación combinada con catalizador del paso (a) . Otra modalidad se relaciona con un proceso de craqueo o fisuración catalítica de fluido que comprende: (a) poner en contacto alimentación de hidrocarburo con catalizador regenerado en un reactor de craqueo o fisuración catalítica de fluido que opera bajo condiciones de craqueo de tiempo de contacto corto que incluye un tiempo de contacto de menos de 5 segundos para formar un producto craqueado; (b) separar el producto craqueado del catalizador; (c) hacer pasar el producto craqueado hacia una zona de
fraccionación y separar del producto craqueado una corriente de residuos; (d) hacer pasar la corriente de residuos a una zona de separación y separar la corriente de residuos en una corriente que contiene saturados y aromáticos de 1- y 2-anillos y una corriente que contiene predominantemente aromáticos que tienen 3 o más anillos; (e) hacer pasar la corriente que contiene saturados y aromáticos de 1- y 2-anillos al paso (a) en donde la alimentación de hidrocarburo y la corriente que contiene saturados y aromáticos de 1- y 2-anillos se ponen en contacto separadamente con el catalizador regenerado. BREVE DESCRIPCIÓN DEL DIBUJO La figura es un dibujo esquemático del proceso de craqueo catalítico de fluido que tiene un paso de separación de residuos DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un proceso de FCC convencional incluye un reactor de elevador y un regenerador en donde la alimentación de petróleo se inyecta hacia la zona de reacción en el elevador que contiene un lecho de partículas de catalizador de craqueo
o fisuración fluidizadas. Las partículas de catalizador contienen típicamente zeolitas y pueden ser partículas de catalizador fresco, partículas de catalizador de un regenerador de catalizador o alguna combinación de las mismas. Los gases que pueden ser gases inertes, vapores de hidrocarburo, vapor o alguna combinación de los mismos se emplean normalmente como gases de elevación para ayudar a fluidizar las partículas de catalizador calientes. Las partículas de catalizador que se han puesto en contacto con la alimentación producen vapores de producto y partículas de catalizador que contienen hidrocarburos depurables así como coque. El catalizador sale de la zona de reacción como partículas de catalizador agotado y se separa del efluente del reactor en una zona de separación. La zona de separación para separar partículas de catalizador agotado del efluente del reactor puede emplear dispositivos de separación tal como ciclones. Las partículas de catalizador agotado se depuran de hidrocarburos depurables usando un agente de depuración tal como vapor. Las partículas de catalizador depuradas luego se envían a una zona de regeneración en la que cualesquiera hidrocarburos restantes se depuran y se separa el coque. En la zona de regeneración, las partículas de catalizador coquificadas se ponen en
contacto con un medio oxidante, usualmente aire, el coque se oxida (quema) a temperaturas elevadas tales como 650°C a 760°C. Las partículas de catalizador regeneradas luego se hacen pasar nuevamente al reactor de elevador. Las alimentaciones de hidrocarburo apropiadas para el proceso de craqueo catalítico descrito en la presente incluyen aceites hidrocarbonados naturales o sintéticos que hierven en la escala de 221°C (430°F) a 566°C (1050°F) , tales como gasóleo; aceites hidrocarbonados pesados que comprenden materiales que hierven por encima de 566°C (1050°F) ; el aceite crudo de petróleo pesado y reducido; residuos de destilación atmosférica de petróleo; residuos de destilación de vacío de petróleo; brea, asfalto, alquitrán, otros residuos de hidrocarburo pesados; aceites de arena de asfalto, aceite de esquisto, productos líquidos derivados de procesos de licuefacción de carbón, nafta, y mezclas de los mismos . Los catalizadores de FCC pueden ser amorfos, v.gr., sílice-alúmina, cristalinos, v.gr., tamices moleculares incluyendo zeolitas, o mezclas de los mismos. Una partícula de catalizador preferida comprende: (a) una matriz acida sólida porosa, amorfa, tal como alúmina, sílice-alúmina, sílice-magnesia, sílice-zirconia, sílice-toria, sílice-
berilia, sílice-titania, sílice-alúmina-tierra rara y lo semejante; y (b) una zeolita tal como faujasita. La matriz puede comprende composiciones ternarias, tales como sílice-alúmina-toria, sílice-alúmina-zirconia, magnesia y sílice-magnesia-zirconia. La matriz también puede estar en la forma de un cogel. La sílice-alúmina es particularmente preferida para la matriz, y puede contener 10 a 40% en peso de alúmina. Como se discutió, se pueden añadir promotores. El componente de zeolita de catalizador primario incluye zeolitas que son isoestructurales a la zeolita Y. Estas incluyen formar intercambiadas en iones tales como hidrógeno de tierra rara y forma ultraestable (USY) . La zeolita puede variar en tamaño cristalino de 0.1 a 10 micrones, de preferencia de 0.3 a 3 micrones. Las concentraciones relativas de componente de zeolita y matriz sobre una base anhidra pueden variar ampliamente, con el contenido de zeolita variando de 1 a 100, de preferencia 10 a 99, más usualmente de 10 a 80 por ciento en peso del compuesto seco. La cantidad de componente de zeolita usual en la partícula de catalizador generalmente varía de 1 a 60% en peso, de preferencia de 5 a 60% en peso, y más preferentemente de 10 a 50% en peso, basada en el peso total
del catalizador. Como se discutió, el catalizador está típicamente en la forma de una partícula de catalizador contenida en un compuesto. Cuando está en la forma de una partícula, el tamaño de partícula de catalizador variará de 10 a 300 micrones de diámetro, con un diámetro de partícula promedio de 60 micrones. El área superficial del material de matriz después de la desactivación artificial en vapor será <350 m2/g, de preferencia 50 a 200 m2/g, más preferentemente de 50 a 100 m2/g. Mientras que el área superficial de los catalizadores dependerá de cosas tales como tipo y cantidad de zeolita y componentes de matriz utilizados, usualmente será menos de 500 m2/g, de preferencia de 50 a 300 m2/g, más preferentemente de 50 a 250 m2/g, y de manera más preferible de 100 a 250 m2/g. El catalizador de craqueo también puede incluir un catalizador aditivo en la forma de una zeolita de poro medio que tiene un índice de Restricción (que se define en la Patente de Estados Unidos Número 4,016,218, Haag, y col.) de 1 a 12. Las zeolitas de poro medio apropiadas incluyen ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZAM-57, SH-4 y MCM-22, ya sea solas o en combinación. De preferencia la zeolita de poro medio es ZSM-5.
Tiempo de contacto corto significa que la alimentación de hidrocarburo hará contacto con el catalizador de craqueo durante menos de cinco segundos. De preferencia, en el paso de reacción de tiempo corto, la alimentación de hidrocarburo hará contacto con el catalizador de craqueo durante 1 a 5 segundos. El paso de reacción de tiempo de contacto corto se puede lograr utilizando cualquiera de los procesos conocidos. Por ejemplo, en una modalidad, un sistema de ciclón acoplado cerrado separa efectivamente el catalizador del hidrocarburo reaccionado para enfriar rápidamente la reacción de craqueo catalítico. Ver, por ejemplo, la Patente de Estados Unidos de Exxon Número 5,190,650, Tammera, y col., de la cual la descripción detallada se incorpora en la presente por referencia. El tiempo de contacto corto se puede lograr en otra modalidad inyectando un fluido de enfriamiento rápido directamente hacia la porción de elevador del reactor. El fluido de enfriamiento rápido se inyecta hacia la ubicación apropiada para enfriar rápidamente la reacción de craqueo catalítico en menos de un segundo. Ver, por ejemplo, la Patente de Estados Unidos Número 4,818,372, Mauleon, y col, de la cual la descripción detallada se incorpora en la
presente por referencia. Preferidos como fluidos de enfriamiento rápido son ejemplos tales como agua o vapor o cualquier hidrocarburo que es vaporizable bajo condiciones de inyección, y más particularmente los gasóleos de coquificación o visfracturación, aceites de ciclo catalítico, y solventes aromáticos pesados así como ciertas fracciones desasfaltadas extraídas con un solvente pesado. En todavía otra modalidad, el tiempo de contacto corto se puede lograr usando un sistema de reactor de flujo descendente. En sistemas de reactor de flujo descendente, el tiempo de contacto entre el catalizador y el hidrocarburo puede ser tan bajo como en la escala de milisegundos. Ver por ejemplo, Patentes de Estados Unidos Números 4,985,136, Bartholic; 4,184,067, Cresas; y 4,695,370, Galtier, y col., de las cuales la descripción detallada de cada una se incorporan en la presente por referencia. Los tiempos de contacto muy cortos también se pueden lograr poniendo en contacto la alimentación con una cortina que cae de catalizador como se describe en la Patente de Estados Unidos Número 4,985,136, Bartholic, que se incorpora en la presente por referencia. Las condiciones de tiempo de contacto corto incluyen temperaturas de salida de elevador de 482°C a 621°C
(900 a 1150°F), presiones de 101 a 790 kPa (0 a 100 psig) y tiempos de residencia de 1 a 5 segundos. Los productos craqueados y catalizador que salen del elevador se hacen pasar típicamente a través de ciclones para separar el producto craqueado del catalizador. El producto craqueado separado luego se hace pasar a una zona de fraccionación. La fraccionación convencional involucra el uso de columnas de destilación. En el proceso de destilación, los productos craqueados usualmente se separan en destilados ligeros y medios incluyendo olefinas ligeras y nafta que incluyen fracciones apropiadas para mezclarse en gasolina. Otros destilados incluyen productos tales como aceites de ciclo ligero. Los productos normalmente gaseoso se retiran de la parte superior de la columna como vapores de la parte superior. Los fondos de la zona de fraccionación son componentes de ebullición más pesada y tienen un punto de ebullición mayor de 343°C. Estos fondos se pasan a una zona de separación. La zona de separación involucra el uso de técnicas de separación conocidas incluyendo extracción con solvente, separación de membrana, y cromatografía líquida. El propósito de la zona de separación es separar saturados y aromáticos de 1- y 2-anillos en una primera fracción de los aromáticos de
3+ anillos en una segunda fracción. Es posible que haya algún traslape entre las dos fracciones de la separación. La concentración de saturados más aromáticos de 1- y 2-anillos en la primera fracción varía de 25% en peso a 85% en peso, el resto siendo aromáticos de 3+ anillos y otras especies polares. Mediante el término "saturados" se da a entender compuestos de anillo saturado así como parafinas e isoparafinas. Esta primera fracción se combina con alimentación fresca o se inyecta separadamente hacia el reactor. La segunda fracción que contiene predominantemente aromáticos que tienen tres o más anillos es la corriente de residuos neta del proceso. Mediante predominantemente se da a entender la concentración de aromáticos de anillo 3+ y la especias polares es mayor de 75% en peso y de preferencia mayor de 95% en peso de la corriente. Un medio para separar saturados y aromáticos de 1-y 2-anillos de aromáticos de 3+ anillos es extracción con solvente. Los solventes preferidos incluyen sulfóxido de dimetilo, dimetilformamida, n-metilpirrolidona (NMP) , fenol y furfural, especialmente sulfóxido de dimetilo. El proceso de extracción con solvente disuelve selectivamente los componentes aromáticos en la fase de extracto mientras que deja los componentes más parafínicos en una fase de refinado.
Los naftenos se distribuyen entre las fases de extracto y refinado. Controlando la relación de solvente a aceite, la temperatura de extracción y método de poner en contacto la corriente que se va a extraer con solvente, se puede controlar el grado de separación entre las fases de extracto y refinado. Los naftenos se distribuyen entre las fases de extracto y refinado. Controlando la relación de solvente a aceite, la temperatura de extracción y el método de contacto de la corriente que se va a extraer con solvente, se puede controlar el grado de separación entre las fases de extracto y refinado. Al llevar a cabo el proceso de extracción con NMP, se puede añadir agua al solvente de extracción en cantidades que varían de 1 a 10% en volumen de modo que el solvente de extracción a la torre de extracción contiene de 3 a 10% en volumen, de preferencia 4 a 7% en volumen de agua. En general, la alimentación a la torre de extracción se añade en el fondo de la torre y la mezcla de solvente de extracción/agua se añade en la parte superior y la alimentación y solvente de extracción se pone en contacto en flujo a contra corriente. El solvente de extracción que contiene agua añadida se puede inyectar a diferentes niveles si la torre de extracción contiene múltiples bandejas para extracción de solvente. El uso de agua añadida en el solvente
de extracción permite el uso de alimentaciones de baja calidad mientras que lleva al máximo el contenido de parafina del refinado y los compuestos de 3+ múltiples anillos contenido en el extracto. Las condiciones de extracción con solvente incluyen una relación de solvente a aceite de 0.5 a 5.0, de preferencia 1 a 3 y temperaturas de extracción de 40°C a 120°C, de preferencia 50°C a 100°C. Otro medio para separar saturados y aromáticos de 1- y 2-anillos es la cromatografía. La cromatografía se usa para separar los constituyentes de una mezcla basada en una o más propiedades para la técnica de cromatografía particular. Una muestra de la mezcla se coloca en la parte superior de una columna de cromatografía que contiene un medio cromatográfico, o matriz, que es capaz de fraccionar la mezcla. Mientras que hay técnicas cromatográficas diferentes que se pueden usar, debido a razones prácticas que involucran las demandas de producción elevada en un proceso de FCC, el método cromatográfico preferido es cromatografía líquida de lecho móvil simulado (SMB) que se pueden aplicar en una escala comercial y se describe en la Patente de Estados Unidos Número 2,985,589, Broughton, y col. Mediante conmutación intermitente de puertos de entrada y salida en una columna empaca de alta presión, fija la SMB aproxima el
flujo a contra corriente de adsorbente sólido y la corriente de hidrocarburo en un lecho móvil real. Diversas modalidades del concepto de SMB han evolucionado durante los años. Para una columna de sílice empacada de esta solicitud la corriente de "refinado" está enriquecida con saturados y aromáticos de 1- y 2 anillos, mientras que el "extracto" es predominantemente aromáticos de 3+ anillos y polares. Las corrientes desorbentes apropiadas son aromáticos de ebullición inferior de uno solo o dos anillos con puntos de ebullición final menores de 290°C. La alimentación para el proceso de separación de SMB es la corriente de residuos de fraccionador caliente con punto ebullición mayor a 343°C Otra técnica de separación para realizar la separación de saturados y aromáticos de 1- y 2-anillos es separación de membrana. Las membranas poliméricas que operan en el modo de perevaporación o perextracción se pueden usar para concentrar aromáticas en la fase de permeado y producir un retentado rico en saturado. El permeado altamente aromático luego se separa adicionalmente usando, por ejemplo, un segundo sistema de membrana "funcionalizada" en donde las especies de aromáticos de un solo o dos anillos se remueven de preferencia y se mezclan en un retentada rico en saturados para ya sea mezclarse con alimentación fresca o recraquear
separadamente en el reactor de elevador. Las membranas poliméricos pueden estar sustentadas sobre metales porosos o cerámicas que proporcionan la estabilidad necesaria para operación de alta presión. Haciendo ahora referencia a la Figura que ejemplifica una modalidad de la invención, el reactor 10 de FCC incluye un elevador 12 y depurador 14. La alimentación fresca se alimenta a través de la línea 16 y la porción inferior designada como 18 del elevador 12. La alimentación fresca hace contacto con catalizador caliente fluidizado del regenerador 20 que está conectado al elevador 12 a través de la tubería 22 vertical de catalizador regenerado, la válvula 24 deslizante y el doblez 26 en J. El catalizador agotado del elevador 12 entra al reactor 10 en donde el catalizador agotado se separa de los vapores de producto por medio de ciclones (no mostrados) . El catalizador agotado luego se depura de producto adicional y se regresa al regenerador 20 a través del depurador 14, la tubería 28 vertical de catalizador agotado, la válvula 30 deslizante y el doblez 32 en J de catalizador agotado. Los vapores de producto salen del reactor 10 a través de la línea 34 y se conducen al fraccionador 40 que es una unidad de destilación. El fraccionador 40 separa el producto del reactor 10 en una
fracción de gas de C4 que sale del fraccionador 40 a través de la línea 42. Otra fracción del fraccionador es una fracción 44 de nafta que se puede usar como un combustible tal como gasolina o mezclarse hacia un combustible. Un corte adicional del fraccionador 40 es un aceite 46 de ciclo ligero. Los residuos del fraccionador 40 se envían a través de la línea 48 a una unidad 50 de separación. La unidad 50 de separación separa los residuos en parafinas y una corriente rica en aromáticos de 1- y 2-anillos y una corriente rica en aromáticos de 3+ anillos. Las parafinas y la corriente rica en aromáticos de 1- y 2-anillos se envía para reciclado a través de la línea 54 en donde se combina con alimentación 16 fresca. La corriente rica en aromáticos de 3+ anillos se remueve a través de la línea 52. La corriente de reciclado en la línea 54 se muestra en la Figura como estando combinada con alimentación fresca. La corriente de reciclado, sin embargo, se puede añadir separadamente al elevador 12. La invención se ilustra adicionalmente mediante el siguiente ejemplo. EJEMPLO Este ejemplo se relaciona con un reactor de elevador de FCC de tiempo de contacto corto. Los tiempos de residencia de vapor en el elevador están en la escala de 3 a
4 segundos. Los datos de funcionamiento de proceso recogidos durante un período de prueba de supervisión comercial se usaron para sintonizar el programa de software de modelo de FCC para representar operación de caso de base. Las inspecciones de material de alimentación seleccionados se enumeran en el Cuadro 1 : Cuadro 1 Propiedades de Material de Alimentación Gravedad API 19 Punto de Anilina °C (°F) 74 (165)
Azufre % en peso 2.921 Nitrógeno PPMW 1897 Nitrógeno Básico PPMW 728 P/N/A Total % EN PESO Parafinas Totales 11.64 Naftenos Totales 26.46 Aromáticos totales 61.90 Análisis de HPLC-2 % EN PESO Saturados 38.43 Clase 1 de Anillo Aromático 23.97 Clase 2 de Anillo Aromático 13.92 Clase 3 de Anillo Aromático 11.70 Clase 4 de Anillo Aromático 6.78
Polares 5.20 Destilación GC °C (°F) IBP 511 (266)
5% Fuera 622 (328) 10% Fuera 668 (353)
30% Fuera 749 (398)
50% Fuera 813 (434)
70% Fuera 882 (472)
90% Fuera 976 (524) 95% Fuera 1019 (548)
EP 1093 (589) Las propiedades de catalizador de equilibrio comercialmente disponibles se enumeran en el Cuadro 2. Usando estas propiedades de alimentación y catalizador, el software de modelo de FCC se usó para desarrollar una pizarra de rendimiento de producto base para la configuración de unidad existente y las condiciones de operación. Estas se enumeran en el Cuadro 3. Para demostrar esta invención, el paso de separación en el modelo se operó con 100% en volumen de sulfóxido de dimetilo (DMSO) en los residuos de fraccionar para remover 40% en peso de aromáticos de 3 anillos, 85% en peso de aromáticos de 4 anillos, y 85% en peso de polares. En
estado constante, el régimen de corriente de residuos a extracción es 30% en peso de alimentación fresca, y con una relación de refinado/extrado (peso) de 1.3, hay un aumento de 17% en el régimen de alimentación total al elevador. La base para comparación fue rendimiento de coque constante. Cuadro 2 Propiedades de Catalizador de Equilibrio Actividad de Catalizador MAT 68 Área Superficial Total M2/G 183 Área Superficial de Matriz M2/G 63 Área Superficial de Zeolita M2/G 120 Tamaño de Celda Unitaria A 24.25
Tierra Rara (RE203) %PESO 0.56
Alúmina (A1203) %PESO 40 Níquel PPMW 190 Vanadio PPMW 1660 Sodio TPESO 0.22
Densidad de Volumen ) (ABD) G/CC 0.88
Volumen de Poro CC/G 0.33 Tamaño de Partícula MICRONES 72 Con régimen de alimentación superior de alimentación de calidad más baja (contra fresca) , el presente proceso experimentó una disminución en relación de
catalizador/aceite. El equilibrio de calor se logró cambiando de condiciones de combustión parcial a combustión total en el regenerador, elevando de esta manera la temperatura de catalizador a 6°C (42°F) . El régimen de soplador de aire se aumentó de 37.9 a 43.7 MSCFM. La temperatura de parte superior de elevador se disminuyó -12°C (10°F) para coincidir con el rendimiento de coque de base. La velocidad de vapor de elevador solamente aumentó 7% sobre el caso de base con una disminución correspondiente en tiempo de residencia. Si un horno de calentamiento previo de alimentación estuviera disponible, la temperatura de alimentación tendría que elevarse con menos impacto sobre la temperatura del regenerador. La integración de calor se asumió para aumentar la temperatura de refinado a mezcla con alimentación total a 166°C (330°F) . Haciendo referencia al Cuadro 3, los rendimientos comparativos muestran una disminución dramática (30% relativa) en rendimiento de residuos con conversión de 343°C-en un aumento de 25% (reí) en aceite de ciclo ligero y un aumento de 3% (reí) en rendimiento de gasolina. Los rendimientos de gas ligero son comparables con gas seco ligeramente superior (5% reí), un aumento menor en olefinas de LPG, pero una disminución (8% reí) en saturados de LPG.
La calidad de octano de gasolina es marginalmente inferior para esta invención, con (R+M) /2 disminuida de 88 a 87.9. Inversamente, la calidad de cetano se aumenta en incrementos por 0.8 Cl. La aromaticidad de la corriente de fondo se aumenta significativamente, con el contenido de carbono aromático elevado de 70.9 a 83.3% en peso y gravedad API disminuida de -2.3 a -9.7. Este ejemplo demuestra que aún con niveles de conversión de 221°C- de base elevados, las moléculas capaces de craquearse permanecen en la corriente de residuos de 343°C+ que si se segregan y reciclan con alimentación fresca puede aumentar la conversión a productos más ligeros y más valiosos. Este fenómeno se juzga aplicable a un espectro de unidades de SCT FCC que se han analizado con respecto a esta invención usando el mismo marco de modelo como en este ejemplo. Cuadro 3 Predicciones de Proceso Comparativo BASE INVENCIÓN Condiciones de Elevador Temperatura de Parte Superior de Elevador °C (°F) 532 (990) 527 (980)
Temperatura de Punto de
Mezclado °C (°F) 554 (1029) 550 (1022Í Catalizador a Aceite RELACIÓN 9.22 7.29 Régimen de circulación de Catalizador TPM 17.9 16.6 Alimentación Fresca (Peso) TPM 1.94 1.94 Alimentación Total (Peso) RPM 1.94 2.27 Temperatura de Alimentación Combinada °C (°F) 166 (330) 166 (330) Velocidad de Vapor de m/seg 14.5 15.5 Elevador (pie/seg) (47.6) (51.0)
Tiempo de Residencia de Vapor SEG 3.6 3.4 Tiempo de Residencia de Catalizador SEG 7.1 6.0 Condiciones de Regenerador Régimen de Aire (Húmedo) MSCFM 37.9 43.7 Oxígeno de Gas de Flujo (Seco) ^ OL 0.0002 1.00 C02 de Gas de Flujo (Seco) %VOL 14.73 16.75 CO de Gas de Flujo (Seco) %VOL 4.32 0.00 Temperatura de Lecho Denso °C (°F) 373 (1225) 386 (1267) Rendimientos Detallados Delta (Inv-Base)
Hidrógeno %PESO 0.05 0.05 0.00
Amoníaco %PESO 0.01 0.01 0.00
H2S %PESO 0.60 0.62 0.02
Metano %PESO 0.78 0.82 0.04 Etano %PESO 1.29 1.36 0.07
Eteno %PESO 0.91 0.97 0.06
Propano %PESO 1.11 1.01 -0.10
Propeno %PESO 3.84 3.88 0.04
N-Butano %PESO 0.56 0.49 -0.07 Iso-Butano %PESO 2.27 2.11 -0.16
Iso-Butenos %PESO 1.75 1.78 0.03
N-Butenos %PESO 3.91 3.94 0.03
Butadienos de C4 %PESO 0.02 0.02 0.00
Gasolina (C+) %PESO 42.60 43.94 1.35 Aceite de Ciclo Ligero %PESO 15.71 19.65 3.94
Residuos de Columna Principal %PESO 17.98 12.73 -5.25
Rendimiento de Coque %PESO 6.62 6.63 0.00
Conversión a 221°C (430°F) (Peso %PESO 66.31 67.62 1.31
Conversión 379°C- (650°F-) %PESO 82.02 87.27 5.25
Gasolina Gravedad API 58.4 58.3
Investigación Octano (Ligero) R+O 93.4 93.4 Octano Motor (Ligero) M+O 82.6 82.4 Aceite Ciclo Ligero Gravedad API 17.6 17.2 SimDis D2885 50% Fuera °C (°F) 157(516) 161(529) índice de Cetano Cl 23.0 23.8 Corriente de Residuos Netos Gravedad API -2.0 -9.7 Carbón Aromático (Ca) 70.9 83.3 El modelo también demostró que aumentando sencillamente los parámetros de intensidad para impulsar hacia abajo el rendimiento de residuos resulta en pérdida de rendimiento de gasolina debido a craqueado excesivo y un aumento en el rendimiento de coque. Con el proceso de conformidad con la invención el rendimiento de coque de FCC se puede mantener constante con una disminución grande en rendimiento neto de residuos. Diversas modificaciones de este concepto básico son posibles dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, modificar la formulación de catalizador y sintonizando las variables de proceso (v.gr., circulación de catalizador, temperatura de parte superior de elevador, etc.), se puede usar para optimizar esta invención
para aplicaciones de sitio específico. Las alternativas a extracción con solvente de la corriente de residuo tales como técnicas de separación molecular selectiva pueden proporcionar la relación de efectividad preferida de meta {3R+ Aromáticos/ (Sats + IR + 2R Aromáticos)} en el extracto de 10-20. Mientras que el ejemplo anterior está basado en mezclar refinado con alimentación fresca, en algunos casos puede ser ventajoso reciclar el refinado en una ubicación alterna, ya sea corriente arriba o corriente abajo de la alimentación fresca, o segregar potencialmente el refinado en uno o más inyectores ubicados en el anillo de inyector de alimentación en la misma elevación en el elevador.