PT1718717E - Forno paro craqueamento - Google Patents

Description

PE1718717 1 DESCRIÇÃO "FORNO PARO CRAQUEAMENTO" O invento diz respeito a um forno paro craqueamento (termicamente) de uma carga de hidrocarboneto na fase de vapor na presença de vapor. 0 invento ainda se refere a um método para craquear (termicamente) uma carga de hidrocarboneto na fase de vapor na presença de um gás diluente, em particular vapor.

Os fornos de craqueamento são o "coração" de uma instalação de etileno. Nestes fornos, cargas contendo um ou mais tipos de hidrocarbonetos são convertidas num gás de produto craqueado através do craqueamento de hidrocarbonetos. Exemplo típicos de cargas de hidrocarbonetos são etano, propano, butanos, produtos de nafta, querosenes, gasóleos atmosféricos e gasóleos de vácuo. Têm sido conhecidos de há muitas décadas processos para converter hidrocarbonetos a temperatura mais elevada. 0 documento U.S.2.182.586, publicado em 1939, descreve um reactor e um processo para conversão pirolítica de um óleo hidrocarboneto fluido. É feito uso de um tubo de reactor simples disposto horizontalmente (a publicação refere-se a "tubos", mas estes estão ligados numa ligação de escoamento em série e assim formam de facto um só tubo), 2 PE1718717 o que resulta em tempos de residências relativamente longos que são comuns no processo de craqueamento térmico de óleos constituídos por hidrocarbonetos líquidos para melhorar a qualidade de um combustível para motor tal como visco redução. 0 uso do aquecedor descrito para um processo como craqueamento por vapor de uma carga de vapor não é mencionado. Mais propriamente, o craqueamento excessivo e a formação de gás excessivo são evitadas. 0 documento U.S.2.324.553, publicado em 1943, mostra outro aquecedor para a conversão pirolítica de hidrocarbonetos, em que o tubo reactor é formado de "tubos" ligados em série, que são posicionados horizontalmente no aquecedor. No processo descrito, o óleo é passado através de um tubo a uma temperatura abaixo de uma temperatura de craqueamento activo. 0 documento U.S.6.488.839 BI refere-se a um processo paro craqueamento a vapor de um stock de carga contendo pelo menos 80% de hidrocarbonetos C2-C4 numa fornalha em que os tubos têm dimensões específicas. Não há menção da secção de saída apresentar uma protecção por blindagem térmica superior à da secção de entrada dos tubos. 0 documento U.S.3.641.190 refere-se a um método para tubos de descarbonização num forno de craqueamento. O documento U.S.3.641.190 é omisso quanto ao uso de uma 3 PE1718717 protecção por blindagem térmica da secção de saída desses tubos durante o craqueamento de uma carga compreendendo hidrocarboneto e um gás diluente. 0 documento WO 97/28232 descreve um forno de craqueamento para craquear termicamente uma carga de hidrocarboneto líquido num tubo espiral. 0 forno é calculado para ter uma sensibilidade reduzida para a formação de coque e um tempo de residência líquido aumentado. Não é revelado o uso da instalação paro craqueamento por vapor. 0 documento U.S.2.089.292 refere-se a um aparelho de craqueamento de dois andares duplo para óleos hidrocarbonetos, compreendendo tubos catalíticos. 0 craqueamento por vapor é uma forma específica de craqueamento térmico de hidrocarbonetos na presença de vapor com cinéticas de processo específicas e outras características. Aqui, a carga de hidrocarboneto é craqueada termicamente na fase de vapor na presença de vapor. 0 craqueamento é realizado com um rigor muito maior do que o aplicado num craqueamento moderado de óleos hidrocarbonetos líquidos para melhorar a qualidade fluida. Os fornos de craqueamento térmico compreendem pelo menos uma fornalha (também conhecida como uma secção radiante), a qual compreende um certo número de queimadores para aquecer o interior. Um certo número de tubos de reactor (conhecidos como tubos de craqueamento ou serpentinas de craqueamento) 4 PE1718717 através dos quais a carga pode passar, estão dispostos ao longo da fornalha. A carga de vapor nos tubos é aquecida até uma temperatura tal que ocorre a rápida decomposição de moléculas, o que produz olefinas leves desejadas tais como etileno e polipropileno A mistura da carga de hidrocarboneto e de vapor entra tipicamente nos tubos do reactor como um vapor a cerca de 600 C. Nos tubos, a mistura é usualmente aquecida a cerca de 850 C pelo calor libertado pelo combustível queimado nos queimadores. Os hidrocarbonetos reagem nos tubos aquecidos e são convertidos num produto gasoso, rico em olefinas primárias tais como etileno e polipropileno.

Em fornalhas de craqueamento, os tubos do reactor podem ser dispostos verticalmente numa ou mais passagens. Na técnica, o termo serpentina de craqueamento pode também ser usado. Uma ou mais serpentinas de craqueamento, as quais podem ser idênticas ou não idênticas podem estar presentes para formar a secção radiante total de uma fornalha. Convencionalmente, os tubos de craqueamento de etileno estão dispostos na fornalha numa fila em que a fila é aquecida de ambos os lados por queimadores.

Uma tal fila pode estar num chamado arranjo em linha de acordo com o qual todos os tubos do reactor estão dispostos essencialmente no mesmo plano vertical. Alternativamente, os tubos nessa fila podem estar no chamado arranjo escalonado de acordo com o qual os tubos são dispostos em dois planos paralelos verticais essenciais 5 PE1718717 nos quais os tubos estão dispostos num afastamento triangular uns relativamente aos outros. Um tal triângulo pode ter lados iguais (isto é, afastamento triangular equilateral) ou com lados desiguais que é chamado um afastamento alargado.

Exemplos dessa configuração de afastamento alargado são afastamentos triangulares isósceles, afastamentos triangulares em ângulo recto e outros afastamentos triangulares não equiláteros. Um exemplo de um tal forno com um afastamento alargado é GK6™ (ver figura 1) caracterizando um afastamento alargado triangular não equilateral isósceles num arranjo de serpentina de duas filas. N forno GK6™, o conjunto de duas filas é aquecido de ambos os lados por intermédio de queimadores 5 localizados na parede de fundo e/ou na parede lateral. As secções de entrada (estendendo-se a partir das entradas 4) e as secções de sarda (estendendo-se a partir das entradas 3) são aquecidas essencial de maneira essencialmente igual por intermédio dos queimadores 5.

Foi observado que isto conduz a condições de craqueamento menos óptimas. Pensa-se que isto é devido a uma distribuição de calor não tão vantajosa. 0 processo de craqueamento é um processo endotérmico e requer um fornecimento de calor para o interior da carga. Para o desempenho (rigor) do processo de craqueamento é desejável maximizar o fornecimento de calor à secção de entrada da serpentina de craqueamento (tubo). Os inventores, por esse 6 PE1718717 motivo, pensam numa maneira de alterar o fornecimento de calor para o interior dos tubos de craqueamento.

Adicionalmente, foi observado que o uso de um forno conhecido para craquear (termicamente) um vapor de hidrocarboneto na presença de vapor, formando por isso etileno, propileno e/ou um ou mais outros alquenos (também chamados olefinas) conduz a condições menos favoráveis para estabilidade mecânica do conjunto das serpentinas de craqueamento.

Os inventores tiveram consciência de que, devido ao facto de que as secções de entrada de um lado da fila escalonada têm condições de temperatura e condições de distribuição de calor diferentes das secções de saída no outro lado da fila escalonada, existe tensão térmica e condições de deformação térmica diferentes entre as secções de entrada e as secções de saida. A deformação é a expansão irreversível que ocorre quando um metal é aquecido. A deformação é o resultado das tensões térmicas no interior do metal devido ao aquecimento. A tensão térmica (causada pela expansão térmica) é o fenómeno reversível quando se aquece qualquer material. Ambos os fenómenos devem ser considerados no design da serpentina e provocar as restrições anteriormente mencionadas no layout mecânico da serpentina de craqueamento.

Por esse motivo, um tal arranjo de serpentina escalonada é usualmente considerado menos adequado em 7 PE1718717 fornos de craqueamento por vapor para converter os gases de hidrocarbonetos leves tais como o etano. No craqueamento a vapor do etano, devido à natureza dura do depósito de carbono no interior da serpentina, demasiado desequilíbrio na tensão térmica e na deformação térmica pode causar encurvamento dos tubos ou mesmo ruptura da serpentina. Todavia, mesmo num arranjo em linha convencional aplicado na técnica do craqueamento do etano, um tal arranjo requer um sistema de suporte da serpentina complicado na parte de entrada, de saída e de fundo necessário para compensar as tensões térmicas e a deformação térmica. É também o caso no craqueamento a vapor de hidrocarbonetos mais pesados onde um arranjo escalonado estendido suficiente com um sistema de suporte da serpentina adequadamente concebido com parâmetros de ajuste variável pode ser adequado. Porém, é requerida atenção contínua do operador para ajustar as fixações do sistema de suporte no caso de diferentes condições de funcionamento e durante a vida de funcionamento da fornalha dadas as mudanças de dimensões da serpentina e de tensão como consequência de deformação ao longo do tempo.

Foi observado que o fornecimento de calor, num método paro craqueamento (a vapor) de um hidrocarboneto pode ser alterado através do design das secções de entrada e de saída das serpentinas de craqueamento de uma maneira específica.

Além disso, foi observado que a estabilidade 8 PE1718717 térmica das serpentinas pode ser melhorada através do design da fornalha de craqueamento, em particular das secções de entrada e de saida das serpentinas de craqueamento na fornalha do forno de uma maneira especifica.

Por consequência, o presente invento diz respeito a um método paro craqueamento de uma carga de hidrocarboneto, compreendendo o encaminhamento da carqa, compreendendo um hidrocarboneto e um gás diluente, em particular vapor, através de pelo menos uma serpentina de craqueamento (na aplicação de preferência também referida como tubo de craqueamento) numa fornalha sob condições de craqueamento, em que a serpentina compreende pelo menos uma secção de saida e pelo menos uma secção de entrada e em que a secção de saida de cada referida serpentina é mais protegida por blindagem térmica que a secção de entrada da referida serpentina, em que a fornalha compreende pelo menos uma fila de secções de saida das serpentinas, e pelo menos duas filas de secções de entrada das serpentinas e pelo menos duas filas de queimadores, em que pelo menos uma fila de secções de saida está localizada entre pelo menos duas filas de secções de entrada e as filas de secções de entrada estão localizadas no meio de pelo menos duas filas de queimadores.

No método de craqueamento a vapor de acordo com o invento, a carga compreendendo vapor e hidrocarboneto é usualmente fornecida à serpentina como vapor ou gás. 9 PE1718717

Excepto se for especificado em contrário, o termo "vapor" e respectivamente "vaporoso" tal como aqui usado inclui "gás" e respectivamente "gasoso".

Adicionalmente, o invento diz respeito a um novo forno de craqueamento, adequado para o craqueamento de hidrocarbonetos, em particular num método de acordo com o invento.

Por consequência, o presente invento ainda se refere a um forno de craqueamento (paro craqueamento a vapor de uma carga de hidrocarboneto) , compreendendo pelo menos uma fornalha dotada com uma pluralidade de serpentinas de craqueamento, as referidas serpentinas compreendendo pelo menos uma secção de entrada e pelo menos uma secção de saida, a referida fornalha compreendendo pelo menos uma fila de secções de saida das serpentinas de craqueamento, pelo menos duas filas de secções de entrada das serpentinas de craqueamento e pelo menos duas filas de queimadores, em que pelo menos uma fila de secções de saida está localizada entre pelo menos duas filas de secções de entrada e as filas de secções de entrada estão localizadas no meio de pelo menos duas filas de queimadores.

As filas de queimadores são usualmente essencialmente paralelas umas às outras. Os queimadores são usualmente montados nas paredes de fundo e/ou laterais e/ou do tecto da fornalha. 10 PE1718717 A Figura 1 mostra esquematicamente um forno de craqueamento convencional (GK6™) . A Figura 2A mostra um fluxo de calor típico de um forno GK6™ e um perfil em circunstâncias similares para um forno de acordo com o invento (simulado por SPYRO®). A Figura 2B mostra a temperatura de processo ao longo da serpentina de um forno GK6™ e um perfil em circunstâncias similares para um forno de acordo com o invento (simulado por SPYRO®). A Figura 2C mostra a temperatura da parede da serpentina ao longo do comprimento da serpentina. A Figura 3A mostra um corte de uma vista de topo de um forno de craqueamento de acordo com o invento com uma construção semelhante a um arenque. A Figura 3B mostra um corte de uma vista de frente do forno da figura 3B. A Figura 4 mostra um arranjo alternativo do mesmo tipo de serpentina e conjunto de serpentinas tal como a Figura 3 mas com um afastamento triangular em ângulo recto entre as secções de serpentinas individuais. A Figura 5A mostra uma vista de topo de um forno de craqueamento de acordo com o invento, em que as serpentinas têm um lay out de serpentina dividida com duas 11 PE1718717 passagens. A Figura 5B mostra uma vista em 3-D de uma serpentina simples tal como no forno da figura 5A. A Figura 5C mostra uma vista lateral da serpentina simples da figura 5B. A Figura 5D mostra uma vista de frente da serpentina da figura 5B. A Figura 6A mostra um forno com uma serpentina de 4 passagens. A Figura 6B mostra uma serpentina como no forno da figura 6A. A Figura 7 mostra um forno de acordo com o invento em que as secções de saída estão numa configuração escalonada. A Figura 8A mostra um forno de acordo com o invento com um lay out de serpentinas altamente simétrico 4-1 em três filas num corte de uma vista de topo. A Figura 8B mostra outro forno de acordo com um lay out de serpentinas simétrico 4-1 (corte de uma vista de topo). 12 PE1718717 A Figura 8C mostra um corte de uma vista de frente de um forno de acordo com as figuras 8A e 8B. São geralmente conhecidas serpentinas de craqueamento adequadas (também referidas como tubos de craqueamento). As serpentinas podem ser formadas por uma ou mais condutas tubulares cilíndricas, de preferência com uma secção transversal circular ou oval. As condutas podem ser ligadas por dispositivos de ligação tais como mas não limitadas a tubos e curvas de ligação para proporcionar um certo número de passagens, por exemplo tal como é mostrado na Figura 3B e na Figura 6B. Uma serpentina de craqueamento pode ser formada por uma pluralidade de condutas tubulares ligadas conjuntamente, por exemplo tendo "uma forma semelhante a um m" ou "uma forma semelhante a um w" em que as pernas externas representam secções de entradas que sobem numa só secção de saida, representada pela perna central do t/7m. Na Figura 5D e na Figura 8 (em forma de w) são mostrados exemplos particularmente adequados em que os tubos são ligados conjuntamente para formar uma serpentina de craqueamento. Na técnica, essas serpentinas de craqueamento são geralmente conhecidas como designs de "serpentina dividida". AS serpentinas têm geralmente, cada uma delas, pelo menos uma entrada e pelo menos uma saida. A entrada da serpentina é uma conduta por via da qual, durante o uso, a carga entra na serpentina de craqueamento e usualmente, por isso, na fornalha; a saida é a conduta por via da qual, 13 PE1718717 durante o uso, o produto deixa a serpentina de craqueamento, e usualmente, por isso, a fornalha. A saida pode estar ligada com outro equipamento de processamento tal como mas não limitado a permutadores de calor e/ou extintores. A secção de entrada de uma serpentina é a primeira parte (no sentido longitudinal) da serpentina que está no interior da fornalha, partindo da entrada da serpentina para o interior da fornalha. Ela pode estender-se até ao começo da secção de saida. Em particular, é parte que é menos protegida por blindagem térmica do que a secção de saida. Num modo de realização preferido, a secção de entrada é a parte da serpentina que protege por blindagem térmica a secção de saida da serpentina, quando o forno está em funcionamento. A secção de saida de uma serpentina é a última parte (no sentido longitudinal) da serpentina que está no interior da fornalha, terminando na saida da serpentina que sai da fornalha. Em particular, ela é a parte que é mais protegida por blindagem térmica do que a secção de entrada. Ela pode estender-se até à extremidade da secção de entrada ou para uma secção intermédia que liga a secção de entrada e a secção de saida (tal como curvas de retorno, tal como será discutido posteriormente).

Usualmente, uma pluralidade de tubos de craqueamento estão ligados uns aos outros para formar um 14 PE1718717 trajecto de escoamento paralelo para a carga. Assim, em contraste com o design em que os "tubos" são ligados de uma maneira em série e em que a carga entra num primeiro "tubo", é parcialmente convertida e depois disso entra num "tubo" subsequente, o presente design permite que a composição do fluxo na entrada de cada tubo seja essencialmente a mesma para cada tubo. Isto permite um tempo de residência curto e, por isso, alta produtividade. Se desejado, durante o uso, uma pluralidade de tubos de craqueamento pode assim ser alimentado a partir de um só recipiente ou conduta que é dividido num certo número de fluxos de alimentação, cada carga para a entrada de um tubo de craqueamento e/ou fluxo de produto deixando a pluralidade de tubos por via da saida pode ser combinada de novo numa simples conduta ou recipiente. 0 termo que uma entidade (tal como uma secção de serpentina) é "protegida por blindagem térmica" é definido aqui como calor, sendo impedido de ser transferido para o interior da entidade. Este termo é em particular aqui usado para indicar a extensão na qual o calor gerado pelos queimadores durante o funcionamento do forno de craqueamento é impedido de ser transferido para o interior da entidade protegida por blindagem térmica. No que diz respeito às secções de saída das serpentinas serem mais protegida por blindagem térmica do que as secções de entrada das serpentinas, isto significa em particular que a transferência de calor para o interior das serpentinas de craqueamento na secção de saída da serpentina é mudado a 15 PE1718717 favor da transferência de calor para o interior das serpentinas de craqueamento na secção de entrada da serpentina, durante o funcionamento dos queimadores comparado com uma configuração da serpentina na qual essa protecção por blindagem térmica ocorre menos ou não ocorre. 0 termo essencialmente verticalmente é aqui usado para indicar que uma entidade (tal como uma serpentina/tubo ou uma parte dela, uma fila, uma parede, etc.) pelo menos durante o uso está a fazer um ângulo de mais de 45° com uma superfície horizontal (usualmente o fundo de uma fornalha), em particular num ângulo de mais de 80°, preferivelmente num ângulo de cerca de 90°. 0 termo essencialmente horizontal é aqui usado para indicar que uma entidade (tal como uma serpentina/ tubo ou uma parte dela, uma fila, uma parede, etc.) pelo menos durante o uso está a fazer um ângulo de menos de 45° com uma superfície horizontal (usualmente o fundo de uma fornalha), em particular num ângulo de menos de 10°, preferivelmente num ângulo de cerca de 0o. O termo essencialmente paralelo (usado no sentido geométrico) é aqui usado para indicar que uma entidade (tal como um tubo ou parte dele, uma fila, uma parede, etc.) pelo menos durante o uso, está a fazer um ângulo de menos de 45° com outra entidade à qual a entidade é referida ser essencialmente paralela, em particular num ângulo de menos de 10°, preferivelmente num ângulo de cerca de 0o. 16 PE1718717 0 termo "cerca" e equivalentes, tal como aqui usado, é em particular definido como incluindo um desvio até 10%, mais em particular até 5%.

Um processo de acordo com o invento, respectivamente um forno do invento pode oferecer várias vantagens.

Em particular a secção de saida de uma serpentina está protegida por blindagem térmica dos queimadores pela secção de entrada, o que é benéfico, por razões discutidas em detalhe posteriormente. Devido ao aumento do rendimento térmico para a secção de entrada, o que ocorre à custa do rendimento térmico para a secção de saída de uma serpentina de craqueamento, é necessário menos tempo de residência para alcançar uma certa conversão de carga. Isto permite ao projectista do forno aplicar um design de serpentina de residência mais curto quando constrói um forno aplicando o invento. Devido ao tempo de residência mais curto, a cinética da reacção favorece a formação dos produtos desejados tal como o etileno à custa da formação de subprodutos não desejados. Consequentemente, são requeridas menores quantidades de carga para produzir uma dada quantidade de produto desejado, por exemplo etileno. A protecção por blindagem térmica pode contribuir para uma redução na formação de coque na secção de saida da serpentina o qual é um factor limitativo no tempo em funcionamento do forno. 17 PE1718717

Como uma consequência, o forno pode funcionar mais tempo antes de ser requerido parar a operação de craqueamento do forno para permitir a descarbonização do forno. Alternativamente, em vez de um funcionamento do forno alargado, a capacidade do forno pode ser aumentada.

Os inventores tomaram consciência de que a protecção por blindagem térmica das secções de saída por meio das secções de entrada, opcionalmente em combinação com outros factores (tal como discutido posteriormente) contribui para uma estabilidade mecânica melhorada das serpentinas, também a temperatura elevada, particularmente quando usada sob condições comuns para o craqueamento a vapor, tal como aquecimento das serpentinas para uma temperatura de cerca de 850 C ou mais(isto é, temperatura exterior da parede da serpentina). A temperatura pode mesmo subir até cerca de 1100 C ou mais, em particular quando o forno está perto das condições de fim de funcionamento e a operação de descarbonização do forno se torna necessária. Uma tal temperatura elevada das serpentinas está relativamente próxima do ponto de fusão do material de que as serpentinas são feitas (tal como um material Níquel Crómio de alta liga). Em particular, sob essas condições de temperatura elevada, a deformação causada pelas tensões térmicas torna-se um factor importante, complicando o design de um conjunto de serpentinas robusto num forno de craqueamento convencional. Mudanças de temperatura do metal tão pequenas como 10° C são já parâmetros de design importantes a essas temperaturas muito elevadas. 18 PE1718717

Sem estar vinculado à teoria, é contemplado que, desde que as secções de entrada estejam próximas dos queimadores, a temperatura da parede da serpentina na secção de entrada é aumentada. Com uma temperatura mais alta na secção de entrada, a deformação assim como a expansão térmica da secção de entrada aumenta e estará mais próxima para a deformação e a expansão térmica da secção de sarda das serpentinas (em que a temperatura da parede é geralmente mais alta, do que na secção de entrada). Devido à diferença na deformação e/ou na expansão térmica entre as secções de entrada e as secções de sarda, a deformação da serpentina radiante durante o funcionamento é reduzida.

Preferivelmente, as referidas filas de secções de entrada das serpentinas, as secções de sarda das serpentinas, e os queimadores na fornalha são posicionados geometricamente essencialmente paralelos uns aos outros.

Preferivelmente, as secções de sarda e as secções de entrada dos tubos são posicionadas geometricamente essencialmente paralelas umas às outras e posicionadas essencialmente verticalmente, pelo menos durante o uso.

Será compreendido que em particular as (parte das) secções intermédias (tal como as curvas de retorno 8, ver Figura 8C) da(s) secção (secções) de entrada de ligação das serpentinas e da(s) secção (secções) de sarda podem ser posicionadas essencialmente não verticalmente. 19 PE1718717

Preferivelmente, as serpentinas de craqueamento são dispostas numa configuração escalonada, em particular numa configuração escalonada alargada ou não alargada.

As filas de queimadores são essencialmente paralelas umas às outras. Os queimadores são essencialmente montados nas paredes de fundo e/ou paredes laterais e/ou no tecto da fornalha. Assim, todos os queimadores podem ser posicionados quer no fundo, quer nas paredes alterais ou no tecto, ou os queimadores podem estar presentes no fundo e nas paredes laterais, no fundo e no tecto, nas paredes laterais e no tecto ou os queimadores podem estar presentes nas paredes laterais, no fundo e no tecto.

Numa fornalha preferida, pelo menos um certo número de queimadores é posicionado no fundo e/ou no tecto.

As serpentinas de craqueamento podem adequadamente ser dispostas num arranjo escalonado ou escalonado alargado de modo que é obtido um lay out com alto grau de simetria.

Além da protecção por blindagem térmica melhorada, é possível pensar em mais capacidade de craqueamento por unidade de volume da fornalha, devido à permissão para reduzir o espaço entre os tubos, e para uma configuração de três ou mais filas. É considerado que em particular um aumento de capacidade de 10 a 20% pode ser obtido no mesmo volume de fornalha em comparação com uma 20 PE1718717 fornalha de design convencional.

Além disso, foi observado que uma fornalha de acordo com o invento, mostra boa estabilidade mecânica também quando exposta a grandes variações de temperatura. Como resultado, são requeridos suportes de tubos mais simples e menos sensiveis ao funcionamento para fixar os tubos a uma parede de fornalha.

Em particular, uma fornalha em que as secções de entrada estão essencialmente posicionadas simetricamente em relação às secções de sarda correspondentes, pode ser dotada com serpentinas de craqueamento que não necessitam ser suportadas com elementos auxiliares de guiamento no fundo (quando as entradas/saidas estão no ou perto do tecto da fornalha) e respectivamente no topo (quando as entradas/saidas estão no ou perto do fundo da fornalha). Assim, as serpentinas na fornalha podem ser muito adequadas para a suspensão livre e respectivamente para o posicionamento livre.

Para boa simetria mecânica (e, por isso, estabilidade térmica melhorada) a fornalha compreende preferivelmente serpentinas que são chamadas serpentinas divididas, isto é, serpentinas de craqueamento que compreendem várias secções de entrada por secção de saida, em que as secções de entrada estão posicionadas (aproximadamente) simetricamente em relação às secções de saida. 21 PE1718717

Essas serpentinas divididas são preferivelmente escolhidas a partir de serpentinas que compreendem um número par de secções por secção de saida, em que uma parte (preferivelmente metade) das secções de saida formam a primeira fila de secções de saida e a outra parte (preferivelmente a outra metade) das secções de saida formam a segunda fila de secções de saida, as filas estando em lados opostos da fila de secções de entrada.

Exemplos preferidos de serpentinas divididas são serpentinas de craqueamento compreendendo 2 secções de entrada e 1 secção de saida (arranjo 2-1, (como a serpentina mais ou menos em forma de m ou em forma de w, e serpentinas de craqueamento compreendendo 4 secções de entrada e 1 secção de saida (arranjo 4-1).

No design da serpentina dividida aplicando o invento, o encurvamento das serpentinas, causado pela diferença na expansão e deformação entre a(s) secção (secções) de entrada e a(s) secção (secções) de saida é reduzida, parcialmente devido ao efeito de protecção por blindagem térmica tal como será posteriormente, parcialmente devido à rigidez do design mecânico que é causada pela serpentina, de acordo com o que para cada serpentina individual as extremidades de entrada estão localizadas em duas filas externas e a secção de saida dessa serpentina está localizada na fila interna o que resulta num design da serpentina altamente simétrico. Esse sistema pode, por consequência, ser operado muito bem sem 22 PE1718717 um sistema de guiamento para as serpentinas de craqueamento, que são usados normalmente na técnica para guiar a serpentinas de craqueamento para o fundo (no caso da entrada/saída estar no ou perto do tecto) ou para o tecto (no caso da entrada/saida estar no ou perto do fundo) . A serpentina dividida é preferivelmente projectada de maneira que são fornecidas pelo menos duas secções de entrada essencialmente equilibradamente em lados opostos de cada secção de sarda, criando por isso um design da serpentina essencialmente simétrico (tal como é mostrado em qualquer uma das figuras 8A e 8B, que será discutido em detalhe posteriormente). 0 invento é altamente adequado para uso no craqueamento de uma carga de hidrocarboneto na presença de vapor, isto é, craqueamento a vapor.

Um método de acordo com o invento pode ser muito adequadamente levado a cabo, pela mistura da carga de hidrocarboneto com vapor e conduzindo-a através de tubos no forno anteriormente mencionado.

Foi observado que, de acordo com o invento, as cargas de hidrocarboneto podem ser muito bem craquedas, se necessário a uma densidade de calor mais alta do que num forno conhecido. Em particular, o invento é muito vantajosamente empregado na produção de etileno, de propileno, butadieno e/ou aromáticos como co-produtos 23 PE1718717 possíveis. A carga de hidrocarboneto a ser craqueada pode ser qualquer carga gasosa, vaporosa, líquida ou uma combinação delas. Exemplos de cargas adequadas incluem etano, propano, butano, naftas, querosenes, gasóleos atmosféricos, óleos de gasóleos de vácuo, destilados pesados, gasóleos hidrogenados e misturas de alguns destes. 0 invento é em particular adequado para craquear um gás escolhido de entre o etano, propano e misturas de hidrocarbonetos gasosos. 0 invento é também muito adequado para craquear cargas mais pesadas vaporizadas tais como LPG, nafta e gasóleo.

Foi ainda observado que um forno pode ser operado de acordo com o invento a uma densidade de calor muito mais alta relativamente a um forno para o craqueamento a vapor conhecido da técnica. É particularmente vantajoso para os custos de capital empregados dado que, para a mesma capacidade, as dimensões da fornalha podem ser reduzidas, ou alternativamente para as mesmas dimensões pode ser obtida uma produção de etileno (ou de outro produto) muito mais alta, reduzindo, por isso, o número de fornos requeridos uma instalação de craqueamento a vapor à escala mundial. Por exemplo é considerado que numa instalação de craqueamento a vapor à escala mundial baseada num stock de cargas de nafta com uma capacidade de etileno anual de 1,4 Milhões de Toneladas Métricas, o número de fornos usando a técnica convencional (tal como o GK6) seria pelo menos 9 (8 24 PE1718717 em funcionamento, um de reserva) . É considerado que 7 fornos de acordo como invento são suficientes para a mesma capacidade de etileno anual (6 em funcionamento, um de reserva) . Foi observado que um forno de acordo com o invento pode ser operado com uma diferença de temperatura relativamente baixa através da secção de saida e assim tem um grau relativamente alto de isotermicidade. Num processo convencional num forno convencional, o aumento de temperatura do gás ao longo do último tubo da secção de saida da serpentina num processo de craqueamento é tipicamente cerca de 60-90 C, enquanto que, num processo similar realizado num forno de acordo com o invento, o aumento de temperatura é usualmente menos, tipicamente cerca de 50-80 C. Assim, o invento permite uma redução de cerca de 10 ° C no aumento de temperatura, o que é energeticamente vantajoso.

Assim, a temperatura de processo média pode ser relativamente alta, permitindo um tempo de residência relativamente curto, para produzir uma conversão específica da carga, em comparação com um forno comparável sem a secção de saída protegida por blindagem térmica. Por exemplo, o tempo de residência para um forno GK6™ é tipicamente 0,20 a 0,25 segundos enquanto que, num processo comparável empregado num forno do presente invento, o tempo de residência pode ser reduzido para 0,17 a 0,22 segundos. Assim, o presente invento permite uma redução no tempo de residência de cerca de 15% para alcançar uma conversão particular, comparado com um forno GK6™. 25 PE1718717

Foi também observado que, num forno de acordo com o invento, respectivamente com um método de acordo com o invento, é possivel realizar uma selectividade de reacção muito boa, mostrando uma tendência relativamente baixa para formar subprodutos não desejados.

Um perfil de fluxo de calor tipico de um forno GK6™ e um perfil em circunstâncias similares para um forno de acordo com o invento são mostrados na Figura 2A (simulado por PYRO®, uma ferramenta de simulação muito usada na indústria do etileno para simulação de fornalhas de craqueamento). De acordo com o invento, foi calculado que o aumento de capacidade de uma serpentina neste exemplo (comparada com GK6™) é cerca de 10-15% na produtividade, 40% em run length e/ou 1-3% na selectividade de olefinas quando craqueando full range nafta com o mesmo rigor de craqueamento ou conversão.

Além disso, foi observado que um forno de acordo com o invento pode ser operado com uma baixa tendência de formação de coque no interior da serpentina de craqueamento, em comparação com alguns fornos conhecidos, especialmente na extremidade de saida da serpentina de craqueamento. Assim, o invento permite uma alta disponibilidade do forno, assim como os intervalos entre sessões de manutenção subsequentes para a remoção de coque podem ser aumentados.

Num forno de acordo com o invento, as secções de 26 PE1718717 saída das serpentinas estão vantajosamente posicionadas na fornalha em pelo menos uma fila, a qual pelo menos uma fila está no meio de uma primeira fila de queimadores e de uma sequnda fila de queimadores. Por razões práticas, as filas são, de preferência, essencialmente paralelas.

Tal como indicado anteriormente, muito adequado é um forno em que as secções de entrada das serpentinas actuam como uma protecção por blindaqem térmica e/ou estabilizador mecânico para as secções de saída, tal como num forno de craqueamento em que as secções de entrada estão posicionadas no meio das secções de saída e dos queimadores. Esta configuração foi achada muito eficiente, em relação à distribuição de calor, à simetria e/ou na obtenção de um perfil térmico desejado ao longo do comprimento das serpentinas.

Por consequência, o presente invento diz respeito a um forno de craqueamento compreendendo uma fornalha, em que pelo menos uma fila das secções de saída das serpentinas, e pelo menos duas filas das secções de entrada das serpentinas e pelo menos duas filas de queimadores estão presentes, em cuja fornalha pelo menos uma fila (0) de secções de saída está localizada entre pelo menos duas filas (I) de secções de entrada e as filas das secções de entrada estão localizadas (as quais secções de entrada actuam como uma protecção por blindagem térmica durante o craqueamento) no meio da pelo menos uma fila das secções de saída e as pelo menos duas filas de queimadores (B). Assim, 27 PE1718717 vista a partir do topo ou do fundo da fornalha, esta configuração pode ser representada como uma configuração B-I-O-I-B.

Exemplos de modos de realização altamente adequados são mostrados nas Figuras 3, 4, 5, 6, 7 e 8. Todos estes exemplos mostram uma configuração com entrada e saida das serpentinas no ou perto do tecto e queimadores dispostos no lado oposto das extremidades de entrada/saida dos tubos, no fundo ou nas paredes laterais. Deve ser notado que também é possível operar um forno que é rodado relativamente à configuração mostrada, em particular um forno em que as extremidades de entrada/saida dos tubos estão no ou perto do fundo do forno. Nesse caso, os queimadores de fundo são preferivelmente substituídos por queimadores posicionados no ou perto do tecto. 0 arranjo se secções de saída e secções de entrada pode ser vantajosamente configurado num arranjo em forma de arenque. Nesse modo de realização, uma protecção por blindagem térmica muito efectiva e uma simetria mecânica foram achadas susceptíveis de serem realizadas. A Figura 3 mostra um forno de craqueamento com um arranjo vertical em forma de arenque. Nesta figura, as serpentinas de craqueamento compreendem, cada uma delas, uma entrada (4, Figura 3A) e uma saída (3, Figura 3A). As serpentinas de craqueamento estão configuradas de maneira essencialmente vertical num conjunto de três filas. As 28 PE1718717 secções individuais de entrada e de saida estão dispostas num triângulo isósceles, ou alternativamente num triângulo rectângulo (Figura 4) ou alternativamente numa qualquer forma de triângulo escaleno ou não escaleno. Na Figura 3, os queimadores 5 são mostrados no fundo (queimadores de fundo 5a) e nas paredes laterais (queimadores de parede lateral 5b) , embora os queimadores possam ser colocados só no fundo 12 ou só nas paredes laterais 9. Em geral, se estão presentes queimadores laterais num forno do invento, estes estão preferivelmente posicionados na metade superior das paredes laterais no caso de a entrada e a saída estarem no ou perto do tecto, e posicionados na metade inferior das paredes laterais no caso de a entrada e a saída estarem no ou perto do fundo.

Na Figura 3 (em que a Figura 3A mostra um corte de um vista de topo e a Figura 3B um corte de uma vista de frente, a serpentina de craqueamento 2 tem a sua entrada 4 e a sua saida 3 no ou perto do tecto 11 da fornalha 1. As secções de entrada da serpentina (6, Figura 3B) começam tipicamente na entrada e estendem-se, neste modo de realização, até à parte da serpentina em que a secção de entrada está ligada a uma curva de retorno (8, Figura 3B) fora do plano formado pelas secções de entrada, afastando-se dos queimadores em direcção à linha de centro da fornalha. As secções de saída (7, Figura 3B) começam tipicamente na extremidade da curva de retorno (8, Figura 3B). Em princípio, a secção de saída pode estender-se para posição onde a secção de entrada acaba. Mais em particular, 29 PE1718717 a secção de saída é considerada a parte da serpentina entre a saída e a parte da serpentina onde a serpentina se curva para fora do plano formado pela extremidade de saída da serpentina.

Uma melhor estabilidade mecânica é obtida devido ao facto de que num arranjo de filas paralelas (geometricamente) de três ou mais filas formadas pelas secções da serpentina de craqueamento, as secções de entrada e as secções de saída são mais isotérmicas do que com um arranjo de duas filas. A Figura 4 mostra um arranjo alternativo do mesmo tipo de serpentina e de conjunto de serpentinas como na Figura 3 mas com um afastamento em triângulo rectângulo entre as secções da serpentina individuais. A distinção principal relativamente à Figura 3 é o arranjo das serpentinas, cada serpentina sendo agora essencialmente perpendicular às linhas com queimadores. A Figura 5 mostra já outro design altamente vantajoso, a principal diferença comparada com as figuras 3 e 4 sendo o design das serpentinas, que agora é um lay out de serpentina dividida de duas passagens. As serpentinas têm duas entradas 4 (escoamento dividido) e uma saída 3. A Figura 5A mostra uma vista de topo desse forno. A Figura 5B mostra uma vista em 3-D de uma só serpentina nesse forno. As figuras 5B e 5C mostram respectivamente uma vista de lado e uma vista de frente de uma serpentina simples. Numa 30 PE1718717 vista de frente (Figura 5D) , a aparência do tubo (serpentina) é mais ou menos em forma de m ou em forma de w. No caso de uma forma de m, os queimadores estão preferivelmente colocados nos lados (na parte inferior) e/ou no tecto, em vez de no fundo. A Figura 6 mostra um forno com uma serpentina de 4 passagens. Aqui, a melhor estabilidade térmica é obtida através de um nivel mais alto da isotermicidade e a protecção por blindagem térmica é em particular efectuada pela parte da serpentina desde a a d e a secção protegida por blindagem térmica compreende em particular a parte da serpentina de d a g. Um forno com uma serpentina de 4 passagens, por exemplo como é mostrado na Figura 6, foi observado ser particularmente adequado para craquear um stock de cargas requerendo um tempo de residência relativamente longo para realização de uma conversão particular, por exemplo o craqueamento de etano.

Dois exemplos de um lay out de serpentinas altamente simétrico 4-1 num arranjo de três filas aplicando o invento são mostrados na Figura 8 (em que as Figuras 8A e 8B mostram um corte de uma vista de topo de dois modos de realização e a Figura 8C mostra um corte de uma vista de frente, que é aplicável a ambos os modos de realização da Figura 8A e da Figura 8B. Na Figura 8A, as secções individuais das serpentinas estão posicionadas num triângulo isósceles vis à vis uma à outra de acordo com o que as secções de entrada estão posicionadas não apenas 31 PE1718717 simetricamente em relação à secção de saída mas também relativamente à linha de centro (através da fila das secções de saída). A Figura 8B mostra o mesmo arranjo de serpentinas 4-1 mas com um afastamento em triângulo escaleno entre os tubos individuais.

Na Figura 8, a serpentina de craqueamento 2 tem quatro entradas 4 e uma saída 3 (no ou perto do tecto 11 da fornalha 1). As secções de entrada de cada serpentina iniciam-se tipicamente na entrada e estendem-se, neste modo de realização, até à parte da serpentina em que a serpentina é ligada a uma curva de retorno que se encurva para fora do plano formado pelos tubos de entrada, afastando-se dos queimadores em direcção à linha de centro do forno.

As secções de saída (7, ver Figura 8C) iniciam-se tipicamente na extremidade da curva de retorno 8.

Em princípio, a secção de saída pode estender-se para a posição em que a secção de entrada termina. Mais em particular, a secção de saída é considerada a parte da serpentina entre a saída da serpentina e a extremidade da curva de retorno. A secção entre a secção de saída e a secção de entrada é então referida como a curva de retorno 8.

Na Figura 8C, a secção de entrada 6 está 32 PE1718717 posicionada entre os queimadores 5 e as secções de saida 7, por isso protegendo parcialmente por blindagem térmica as secções de saida 7.

Uma distribuição (principalmente) simétrica de secções de entrada em lados opostos das secções de saida foi observado ser benéfica no que diz respeito à resistência contra a deformação prejudicial dos tubos como resultado da tensão térmica e pode aumentar o tempo de vida das serpentinas.

Como resultado, as serpentinas de craqueamento podem estar presentes no forno sem serem suportadas (guiadas) para o fundo (no caso da entrada e da saída não serem providenciadas no fundo ou perto do fundo, mas deixarem a fornalha através do tecto ou perto do tecto) e respectivamente para o tecto (no caso da entrada e da saída estarem presentes no fundo ou perto do fundo). Assim, as serpentinas podem estar suspensas livremente e respectivamente ficar em posição vertical (de pé) na fornalha, sem serem fixadas por uma guia de fundo e respectivamente por uma guia de tecto.

Os versados na técnica saberão como construir um aparelho com dimensões adequadas, baseado nos ensinamentos que aqui se divulgam e no conhecimento geral comum.

Em princípio, o design de um aparelho do presente invento pode ser baseado em critérios geralmente usados 33 PE1718717 quando é projectado um forno de craqueamento. Exemplos desses critérios são a distância entre as serpentinas, entre queimadores, e entre queimadores e serpentinas, entradas/saídas de serpentinas, saidas para gases de combustão, design da fornalha, queimadores e outras partes.

Os queimadores que queimam combustível gasoso são particularmente adequados.

Os queimadores podem ser posicionados em qualquer lugar no interior da fornalha, ao comprimento do fundo e/ou nas paredes laterais.

Foram alcançados muito bons resultados com um tal forno de craqueamento em que os queimadores são posicionados no fundo da fornalha e a(s) secção (secções) de saida das serpentinas se estendem através do tecto da fornalha ou pelo menos através de uma parede lateral, junto ao tecto. Opcionalmente, estão presentes queimadores adicionais nas paredes laterais, preferivelmente pelo menos na metade superior.

Foi ainda achado vantajoso que haja queimadores presentes em cada lado oposto (radialmente) das duas filas externas que contêm as secções de saida das serpentinas presentes na fornalha.

Isto conduz a uma distribuição de temperatura mais isotérmica ao longo do comprimento de cada serpentina. 34 PE1718717

Para uma matriz de queima simétrica ao longo da largura da fornalha, é ainda preferido num forno de acordo com o invento, que cada fila oposta de queimadores durante o craqueamento gere aproximadamente a mesma quantidade de calor. Analogamente, num método do invento, é preferido que durante o craqueamento, cada fila oposta ou conjunto oposto de filas de queimadores tenha as mesmas caracteristicas mecânicas e de design de processo ou caracteristicas similares.

Como serpentinas de craqueamento (tubos de craqueamento), podem ser usados os conhecidos da técnica. Um diâmetro de entrada adequado é, por exemplo, escolhido no intervalo 25-120 mm, dependendo da qualidade do stock de cargas e do número de passagens por serpentina. As serpentinas de craqueamento são de preferência dispostas de maneira essencialmente vertical na fornalha (isto é, preferencialmente as serpentinas são dispostas de tal modo que um plano que passe através do tubo é essencialmente perpendicular ao fundo fornalha). As serpentinas podem ser dotadas com caracteristicas tais como mas não limitadas a uma superfície interna alargada, que elevem o coeficiente de transferência de calor interno. Exemplos dessas caracteristicas são conhecidos da técnica e disponíveis comercialmente.

As entradas da carga nas serpentinas compreendem preferivelmente tubo de distribuição e/ou um venturi'a de escoamento crítico. Exemplos adequados e maneiras adequadas 35 PE1718717 de os empregar são conhecidos da técnica.

As secções de saida podem ser dispostas adequadamente numa configuração em linha (ver, por exemplo, as Figuras 3, 4, 5 e 6), em que as saidas ao longo de uma simples linha ao longo da câmara (tipicamente ao longo ou paralelamente à linha de centros da câmara) ou uma configuração escalonada (por exemplo, Figura 7) . A configuração escalonada pode ser uma configuração totalmente escalonada (isto é, em que três secções de saida subsequentes estão dispostas numa matriz triangular com lados iguais (comprimento de a, b e c idêntico; ver, por exemplo, Figura 7) também conhecida como afastamento triangular equilateral ou numa configuração escalonada alargada (por exemplo em que as secções de saida estão dispostas num afastamento em triângulo isósceles formado pelos lados a, b e c (tal como indicado na Figura 7) em que o lado c é diferente dos lados a e b e em que os lados a e b são iguais, ou numa matriz triangular escalena formadas pelos lados a, b e c (tal como indicado na Figura 7) em que cada um dos lados a, b e c (tal como indicado na Figura 7) do triângulo alargado difere em comprimento dos outros lados.

Para uma protecção por blindagem térmica efectiva das secções de saida, achou-se que uma configuração em linha era muito adequada.

Num forno de craqueamento de acordo com o 36 PE1718717 invento, a razão afastamento/diâmetro exterior é preferivelmente escolhida no intervalo 1,5 a 10, mais preferivelmente no intervalo 2 a 6. Neste contexto, afastamento é a distância entre as linhas de centro de dois tubos adjacentes no mesmo plano ("c" na Figura 7).

Um processo de craqueamento de acordo com o invento é usualmente levado a cabo na ausência de catalisadores. Por consequência, em geral os tubos de craqueamento num forno de acordo com o invento estão livres de um material catalítico (tal como um leito catalítico). A pressão de funcionamento da serpentina de craqueamento é em geral relativamente baixa menor do que 10 bara, preferivelmente menos que 3 bar a. A pressão na saída está preferivelmente no intervalo 1,1-3 bar a, mais preferivelmente no intervalo 1,5-2,5 bar a. A pressão na entrada é mais alta do que na saída e determinada pela diferença de pressão. A diferença de pressão entre a entrada e a saída do(s) tubo(s) de craqueamento é 0,1 a 5 bar, preferivelmente 0,5-1,5 bar. A carga de hidrocarboneto é usualmente misturada com vapor. A razão em peso de vapor para a carga de hidrocarboneto pode ser escolhida entre limites largos, dependendo da carga usada. Na prática a razão é usualmente pelo menos 0,2, em particular entre cerca de 0,2 e cerca de 1,5. Para o craqueamento de etano é preferido um valor de menos de cerca de 0,5 (em particular de cerca de 0, 4). 37 PE1718717

Para cargas de hidrocarboneto mais pesadas, é normalmente empregada uma razão mais alta. São preferidas em particular uma razão de cerca de 0,6 para a nafta, uma razão de cerca de 0,8 para AGO (gasóleo atmosférico) e para HGVO (gasóleo de vácuo hidrotratado) e uma razão de cerca de 1 para VGO (gasóleo de vácuo).

Uma carga de hidrocarboneto, tipicamente misturada com vapor de diluição, é preferivelmente fornecida à(s) serpentina(s) , após ter sido aquecida a uma temperatura de mais de 500 C, mais preferivelmente a uma temperatura de 580-700 C mesmo mais preferivelmente a uma temperatura no intervalo 590-680 C. No caso de serem usadas cargas liquidas (pelo menos parcialmente) este pré-aquecimento resulta geralmente em vaporização da fase liquida.

Na(s) serpentina (s) de craqueamento, a carga é preferivelmente aquecida de maneira que a temperatura na saida esteja acima de 950 C, mais preferivelmente uma temperatura de saida no intervalo de 800-900 C. Nos tubos de craqueamento, o hidrocarboneto é craqueado para produzir um gás que é enriquecido em compostos não saturados, tais como etileno, propileno, outros componentes olefinicos e/ou componentes aromáticos. O produto craqueado deixa a câmara de combustão por via das saídas e é então conduzido para o(s) permutador (es) de calor, onde ele é arrefecido, por exemplo a uma temperatura de menos de 600 C, tipicamente no intervalo 450-500 C. Como um produto lateral do 38 PE1718717 arrefecimento, pode ser gerado vapor sob circulação natural com um tambor de vapor.

Exemplos

Foi simulado um processo de craqueamento para um forno de acordo com o invento e um forno GK6 usando SPYRO® (ver condições da Tabela 1). As Figuras 2A-2C mostram os perfis do fluxo de calor, a temperatura de processo ao longo da serpentina e a temperatura da parede do tubo ao longo da serpentina.

Aplicando o invento em que as dimensões da serpentina do forno de acordo com o invento são as mesmas que as do forno GK6 e de acordo com o qual todos os parâmetros de processo tais como caudal, rigor do craqueamento, etc. são mantidos os mesmos, tempo de funcionamento (máximo tempo de operação sem ser necessário parar a instalação para manutenção) é alargado de 60 para 80 dias. Os resultados estão tabelados na coluna "Igual". Mantendo as mesmas dimensões da serpentina e aplicando o invento e de acordo com o que todos os parâmetros de processo excepto capacidade são mantidos os mesmos e de acordo com o que a capacidade é aumentada para manter o mesmo tempo de funcionamento que com o GK6, resulta num aumento de capacidade de 40*103 para 45*103 kg (40 para 45 toneladas métricas), assim 12,5% mais de produção de etileno do que com o GK6. Os resultados estão tabelados na coluna "Capacidade". Aplicando o invento a um forno 39 PE1718717 contendo serpentinas que são projectadas de maneira a processar a mesma capacidade de carga, funcionando com o mesmo rigor e projectado para o mesmo tempo de funcionamento nessa operação, todos comparados com GK6, resulta num aumento da produção de etileno de 27,7 para 28,1 em % ponderai na carga de hidrocarboneto, poupando assim 1,4% do stock de cargas para a mesma quantidade de produtos principais etileno e propileno.

Tabela 1

Invento GK6 Igual Capacidade Rigor Caudal total t/h 40 40 45 40 Tparede no fim do funcion. ° C 1100 1100 1100 1100 Fim de funcion. Dias 60 80 60 60 Produção de CH4 Peso em % seco 15,7 15,7 15,7 15, 6 Produção de C2H4 Peso em % seco 27,7 27,7 27,7 28,1 Produção de C3H6 j Peso em % seco 14,1 14, 1 14,1 14,3 40 PE1718717

Run-lengt relativo o 0 100% 13% 100% 100% Capacidade relativa o 0 100% 100% 13% 100% Selectivi- dade relativa o "0 100% 100% 100% 100%

Lisboa, 1 de Outubro de 2010

Claims (17)

1. PE1718717 1 REIVINDICAÇÕES 1. Método paro craqueamento de uma carga de hidrocarbonetos, compreendendo o encaminhamento da carga, compreendendo um hidrocarboneto e um gás diluente, em particular vapor, através de uma serpentina de craqueamento numa fornalha sob condições de craqueamento, em que a serpentina compreende pelo menos uma secção de saida e uma secção de entrada, em que a secção de saida da referida serpentina apresenta uma blindagem de protecção térmica superior à da secção de entrada da referida serpentina, em que a fornalha compreende pelo menos uma fila de secções de saída das serpentinas, pelo menos duas filas de secções de entrada das serpentinas e pelo menos duas filas de queimadores, em que pelo menos uma fila de secções de saida está localizada entre pelo menos duas filas de secções de entrada e as filas de secções de entrada estão localizadas no meio de pelo menos duas filas de queimadores.
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que as serpentinas estão dispostas verticalmente e paralelamente umas às outras.
3. 3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a carga é passada através das serpentinas num escoamento paralelo em pelo menos uma parte das serpentinas. 2 PE1718717
4. 4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a carga de hidrocarbonetos incluindo gás diluente (vapor) é aquecida até uma temperatura acima da temperatura de vaporização antes da entrada na serpentina de craqueamento no interior da serpentina de craqueamento.
5. 5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual a carga compreende um hidrocarboneto escolhido no grupo que compreende os elementos seguintes: etano, propano, butanos, naftas, querosenes, gasóleos atmosféricos, gasóleos de vácuo, destilados pesados, gasóleos hidrogenados, condensados gasosos e misturas destes.
6. 6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual é formado pelo menos um produto, escolhido no grupo que compreende o etileno, o propileno e o butadieno.
7. 7. Forno de craqueamento, para o craqueamento a vapor de uma carga de hidrocarbonetos, compreendendo uma fornalha dotada com uma pluralidade de serpentinas de craqueamento, a referida fornalha compreendendo pelo menos uma fila de secções de saida das serpentinas, pelo menos duas filas de secções de entrada de serpentinas e pelo menos duas filas de queimadores, em que pelo menos uma fila de secções de saida está localizada entre pelo menos duas filas de secções de entrada e as filas de secções de 3 PE1718717 entrada estão dispostas no meio de pelo menos duas filas de queimadores.
8. 8. Forno de craqueamento de acordo com a reivindicação 7, em que as filas são paralelas umas às outras.
9. 9. Forno de craqueamento de acordo com a reivindicação 7 ou 8, em que as secções de saida e as secções de entrada estão posicionadas verticalmente, pelo menos durante o uso.
10. 10. Forno de craqueamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 7-9, em que as secções de entrada respectiva e as secções de saida respectivas numa fila estão dispostas numa configuração escalonada umas em relação às outras e segundo uma configuração escalonada em relação às secções de saida e às secções de entrada respectivas situadas na ou nas fila(s) paralela (s) adjacentes de secções de saida e de secções de entrada respectivas. de acordo com a das secções é em isósceles ou num
11. 11. Forno de craqueamento reivindicação 10, em que o arranjo triângulo equilátero, em triângulo triângulo qualquer.
12. 12. Forno de craqueamento de acordo com a reivindicação 11, na qual os tubos não são guiados para o 4 ΡΕ1718717 fundo .
13. 13. Forno de craqueamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, na qual pelo menos um certo número de queimadores estão dispostos ao nível da parede inferior e/ou da parede superior da fornalha e/ou das paredes laterais da fornalha, e na qual as saídas das serpentinas se estendem através da parede superior da fornalha.
14. 14. Forno de craqueamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 7-13, na qual pelo menos uma parte das serpentinas de craqueamento está disposta num arranjo que permite um escoamento paralelo da carga através de cada uma das serpentinas, durante o uso.
15. 15. Forno de craqueamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 7-14 em que as serpentinas são escolhidas entre - serpentinas compreendendo duas secções de entrada dispostas para permitir escoamento paralelo durante o uso e uma secção de saída em comunicação fluida com as secções de entrada; e - serpentinas compreendendo quatro secções de entrada dispostas para permitir escoamento paralelo durante o uso e uma secção de saída em comunicação fluida com as secções de entrada. 5 PE1718717
16. 16. Forno de craqueamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 7-15, em que as secções de saida estão dispostas numa configuração em linha ou numa configuração escalonada, e em que a relação espaçamento/diâmetro exterior é escolhida na gama de 1,5 a 10, de preferência na gama 2 a 6.
17. 17. Uso de um forno de craqueamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 7-16 para o craqueamento de um hidrocarboneto. Lisboa, 1 de Outubro de 2010