WO2010069018A1 - Processo integrado para a fabricação de olefinas e intermediários para a produção de amônia e uréia - Google Patents

Processo integrado para a fabricação de olefinas e intermediários para a produção de amônia e uréia Download PDF

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Definitions

  • the present invention belongs to the field of integrated processes for the production of light olefins, ammonia and urea in order to improve their energy efficiency and reduce the amount of emissions produced. More specifically the invention relates to the integration of a fluid catalytic cracking process, preferably for the generation of light olefins, to a steam reforming hydrogen generation process and an air separation unit (ASU) to produce intermediates, such as hydrogen (H 2 ), nitrogen (N 2 ) and carbon dioxide (C 2 ), which will serve as nitrogen fertilizer production units such as ammonia (NH 3 ) and urea.
  • ASU air separation unit
  • Anhydrous ammonia is a gas obtained by the direct reaction of nitrogen from air with hydrogen from various sources, such as natural gas and naphtha, for example.
  • Natural gas appears as the main raw material for the generation of hydrogen needed in ammonia production. About 90% of the world's ammonia production comes from natural gas, which appears as an essential factor for future projects. for the production of nitrogen fertilizers.
  • This amount is usually obtained by burning natural gas to provide heat for the production of the synthesis gas (mixture of hydrogen, carbon dioxide and nitrogen obtained from steam reforming and / or self-reforming).
  • hydrocarbon such as natural gas or naphtha
  • one of the alternatives currently employed is the generation of hydrogen by gasification of charges such as coal, coke. oil, and other wastes.
  • the hydrocarbon is gasified in the presence of pure oxygen obtained after separation of the nitrogen removed from the air in an air separation unit (ASU).
  • ASU air separation unit
  • US patent application 2007/0245787 discloses a production process of ammonia and nitrogen fertilizers based on partial oxidation of fossil fuel, co-producing polycarbonate and with low CO 2 emission.
  • the fossil fuel reacts with oxygen from the air and vapor in an electrically discharged plasma, producing the polycarbonate, hydrogen and nitrogen that are later separated, purified and used for ammonia synthesis.
  • US patent application 2004/028595 describes a method for the production of ammonia from a nitrogen-hydrogen mixture obtained from the self-thermal reforming of natural gas.
  • Natural gas is fed to a self-heating reformer together with an oxygen-rich stream at temperatures ranging from 900 ° C to 1200 ° C, a pressure of 40bar to 100bar and in the presence of a reforming catalyst.
  • the crude synthesis gas leaving the reformer is cooled, and fed to a displacement reactor to convert CO to H 2 and thus obtain a conversion to synthesis gas with a high H 2 content in the dry state.
  • the synthesis gas is then subjected to a purification process to remove CO 2 , CO and CH 4 and thus produce a mixture of N 2 -H 2 which is routed to ammonia synthesis.
  • US 6,586,480 discloses an integrated process for the production of liquid hydrocarbons and ammonia.
  • a current Synthesis gas obtained by reforming natural gas with steam and oxygen-containing mixture, undergoes a Fischer-Tropsch process producing liquid hydrocarbons, carbon dioxide, nitrogen and hydrogen. After separation, the nitrogen and hydrogen streams are routed to the ammonia production process.
  • it is not necessary to use a displacement unit to convert CO to H 2 as in conventional processes since CO reacts with part of H 2 in the Fischer-Tropsch reactor to produce liquid hydrocarbons.
  • the present invention relates to a process comprising a fluid catalytic cracking unit, preferably for the production of light olefins, more specifically ethylene and propene, to a steam reforming hydrogen generating unit and a so that the currents produced are used in the synthesis processes of ammonia and urea.
  • the scope of the invention relates to an integrated process that includes a fluid catalytic cracking unit, preferably adjusted to operate under conditions such that there is maximization of the production of light olefins such as, but not restricted to, ethylene and propylene.
  • a fluid catalytic cracking unit preferably adjusted to operate under conditions such that there is maximization of the production of light olefins such as, but not restricted to, ethylene and propylene.
  • that such unit uses for coke regeneration deposited on the surface of the cracking catalyst, an oxygen-rich stream mixed with an inert, preferably the inert being CO 2 , and the oxygen used was generated in an air separation unit which in turn generates a by-product stream.
  • the integrated process includes a steam reforming unit in which such unit uses as a load a hydrocarbon stream from the fluid catalytic cracking unit, such stream preferably consisting of hydrogen and hydrocarbons in the range.
  • C1 to C2 flue gas
  • C3 to C4 liquefied petroleum gas
  • hydrocarbons having 5 or more carbon atoms and boiling range below 220 ° C (naphtha)
  • the mixture from the reforming unit consisting primarily of CO 2 , CO and H 2> may be conducted to a shift reactor to convert CO to H 2 by reacting CO with water vapor in the presence of a catalyst, wherein the resulting mixture of CO 2 and H 2 may be routed to a CO 2 and H 2 separation unit, such as a PSA unit, to obtain a pure H 2 current.
  • the integrated process includes utilizing the pure H 2 stream generated in the reforming unit and displacement reactor and, together with the pure N 2 stream generated in the air separation unit, being routed to a unit.
  • ammonia production whereby the ammonia produced can be passed along with the CO 2 rich current produced in the fluid catalytic cracking unit regenerator to a urea production reactor.
  • the invention allows to reduce the carbon dioxide emissions due to the use of C0 2 produced during the regeneration stage of the FCC catalyst to be utilized in the synthesis of urea.
  • the charge for the steam reforming unit consists of hydrocarbons of higher molecular weight (fuel gas, LPG and / or naphtha), the reforming being carried out with water vapor only.
  • fuel gas LPG and / or naphtha
  • the invention further allows that by using a single source of air as a source of oxygen and nitrogen for both cracking catalyst regeneration and nitrogen fertilizer production greater energy efficiency is achieved.
  • the present invention allows simultaneously: the reduction of C0 2 emissions to the atmosphere, the use of heavy loads and low value in the production of light olefins, in addition to the maximum use of all the current involved thereby increasing the efficiency achieved.
  • FIG 1 illustrates in simplified manner the process flow diagram of the present invention.
  • the present invention is a process that integrates the production of light olefins by fluid catalytic cracking with the production of intermediates for the synthesis of ammonia and urea.
  • the fluid catalytic cracking unit comprising an FCC reactor and a regenerator, integrated with an air separation unit and a steam reforming unit, produces intermediates, in this case hydrogen, nitrogen and carbon dioxide, for the production of ammonia and urea, useful products. as fertilizers.
  • FCC fluid catalytic cracking unit
  • the integrated process for producing light olefins and ammonia and urea production intermediates of the present invention comprises the following steps:
  • FIG. 1 illustrates in a simplified manner the process flow of the invention including an FCC reactor, a regenerator, an air separation unit, a hydrogen generation unit, an ammonia production unit and a urea production unit, where:
  • An atmospheric residue-RAT (1) charge consisting of hydrocarbons with a boiling threshold greater than 250 ° C is introduced into a fluid catalytic cracking reactor - FCC (2), employing an alumina-containing catalyst, preferably between 20% and 50% by weight and zeolite, preferably between 20% and 45% by weight, with zeolite preferably Y, USY, RE-Y, RE-USY and / or ZSM-5, where RE means rare earths, with a content of between 0.5% and 5% w, and may also contain silica between 5% and 30% and kaolin, preferably operating under conditions such that there is maximization of light olefins, with temperatures in the 500 ° C to 700 ° C, preferably between 550 ° C and 650 ° C and more preferably between 580 ° C and 620 ° C and pressures in the range of 0.10 MPa to 0.45MPa.
  • an alumina-containing catalyst preferably between 20% and 50% by weight and zeolite, preferably between 20% and 45%
  • a deactivated catalyst (3) is separated from the reaction products.
  • the deactivated catalyst (3) proceeds to an oxyfuel regeneration step.
  • a regenerator (4) a pure oxygen stream (5) separated from an air stream (18) in an air separation unit (6) is used to burn the coke deposited on the deactivated catalyst.
  • the regenerated catalyst (10) returns to the FCC reactor at a high temperature sufficient to provide heat for the process endothermic reactions.
  • Such streams are separated by recovering a first stream comprising ethylene and propene (11) and a second stream which may comprise gas. fuel, LPG and / or naphtha (12).
  • the stream comprising fuel gas, LPG, naphtha and / or (12) is forwarded to a unit of hydrogen generation (13) generating two streams, one of C0 2 (14), which is optionally directed to the production unit urea and a hydrogen stream (15) which is routed to an ammonia production unit (16).
  • the ammonia production unit (16) is further charged with a nitrogen stream (17) from the air separation unit (6).
  • the stream comprising ethylene and propylene (11) is subsequently harnessed in the production of basic petrochemicals.
  • Ammonia (19) and urea (20) streams can be recovered as end product or as a filler for other fertilizer production processes.

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Abstract

É descrito um processo integrado para a fabricação de olefinas e intermediários para a produção de amônia e uréia, compreendendo um reator de FCC, um regenerador, uma unidade de reforma a vapor, uma unidade de separação de ar, uma unidade de produção de amônia e uma unidade de produção de uréia. Esse processo possibilita simultaneamente: a minimização das emissões de CO2 para a atmosfera, o aproveitamento de cargas pesadas e de baixo valor agregado (RAT) na produção de olefinas leves, além do aproveitamento máximo de todas as corrente envolvidas, aumentando assim a eficiência energética alcançada.

Description

PROCESSO INTEGRADO PARA A FABRICAÇÃO DE OLEFINAS E INTERMEDIÁRIOS PARA A PRODUÇÃO DE AMÓNIA E URÉIA
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção pertence ao campo de processos integrados para a produção de olefinas leves, amónia e uréia, de forma a aperfeiçoar sua eficiência energética e diminuir a quantidade de emissões produzidas. Mais especificamente a invenção diz respeito à integração de um processo de craqueamento catalítico fluido, preferencialmente para a geração de olefinas leves, a um processo de geração de hidrogénio por reforma a vapor e uma unidade de separação de ar (ASU), de forma a produzir intermediários, tais como o hidrogénio (H2), nitrogénio (N2) e o dióxido de carbono (C02), que servirão de carga para unidades de produção de fertilizantes nitrogenados, tal como amónia (NH3) e uréia.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
A crescente demanda por fertilizantes tem sido impulsionada por uma convergência de fatores, incluindo o crescimento populacional, a redução das reservas mundiais de grãos e o crescimento da produção de biocombustíveis, tendo o consumo global de fertilizantes aumentado em média 31 % entre os anos de 1996 a 2008.
Grande parte desta demanda é direcionada para os fertilizantes nitrogenados. Tais fertilizantes têm em sua composição o nitrogénio como nutriente principal e são originários da fabricação da amónia anidra (NH3), que é a matéria-prima de todos os nitrogenados sintéticos. A amónia anidra é um gás obtido pela reação direta de nitrogénio proveniente do ar com o hidrogénio de fontes diversas, tais como o gás natural e a nafta, por exemplo.
O gás natural aparece como a principal matéria-prima para a geração do hidrogénio necessário na produção de amónia. Cerca de 90% da produção mundial de amónia tem como fonte primária o gás natural, que aparece como fator essencial para a viabilização de futuros projetos para a produção de fertilizantes nitrogenados.
O uso do gás natural para a geração de hidrogénio para seu posterior emprego na produção de amónia, porém, apresenta problemas relacionados à disponibilidade e à volatilidade de seus preços.
Além disso, é conhecido que ao se utilizar o gás natural como matéria-prima para a produção de amónia, não se produz amónia e dióxido de carbono em quantidades estequiométricas para a síntese subsequente de uréia, o que acaba por gerar um excesso de amónia em relação ao dióxido de carbono (C02). Portanto, para que toda amónia seja consumida na produção de uréia, é necessário dispor de um montante adicional de dióxido de carbono.
Geralmente, este montante é obtido através da queima do gás natural, realizada com o objetivo de fornecer calor para a produção do gás de síntese (mistura de hidrogénio, dióxido de carbono e nitrogénio obtidos a partir da reforma a vapor e/ou reforma auto-térmica de um hidrocarboneto, tal como gás natural ou nafta).
Para que o dióxido de carbono obtido a partir da queima do gás natural seja utilizado em unidades de produção de uréia, torna-se necessária a sua recuperação, ou separação, ou absorção, usualmente empregando-se soluções aquosas de aminas.
Tais processos de recuperação, porém, apresentam a desvantagem de envolver uma série de reações químicas interdependentes, difíceis de executar e controlar, além de gerar resíduos, tais como a amina oxidada em quantidades consideráveis e de difícil eliminação.
No intuito de superar os problemas vinculados ao uso do gás natural como fonte de hidrogénio e dióxido de carbono para a produção de amónia e uréia respectivamente, uma das alternativas atualmente empregadas é a geração do hidrogénio pela gaseificação de cargas tais como o carvão, o coque de petróleo, e outros resíduos. Neste caso, o hidrocarboneto é gaseificado na presença de oxigénio puro, obtido após a separação do nitrogénio removido do ar em uma unidade de separação de ar (ASU).
A integração de processos de gaseificação com plantas de gás natural para produção de amónia, não tem apresentado eficiência energética adequada. Em particular, não tem geração suficiente de vapor para atender a demanda do processo.
Inúmeros estudos vêm sendo realizados com o intuito de se alcançar maior eficiência energética e menor emissão de C02 em processos integrados para a produção de fertilizantes, mais especificamente amónia e uréia.
O pedido de patente US 2007/0245787 apresenta um processo de produção de amónia e fertilizantes nitrogenados baseada em oxidação parcial de combustível fóssil, co-produzindo policarbonato e com baixa emissão de C02. O combustível fóssil reage com o oxigénio do ar e vapor em um plasma com descarga elétrica, produzindo o policarbonato, hidrogénio e nitrogénio que posteriormente são separados, purificados e utilizados na síntese de amónia.
Já o pedido de patente US 2004/028595 descreve um método para a produção de amónia a partir de uma mistura de nitrogênio-hidrogênio obtido a partir da reforma auto-térmica do gás natural. O gás natural é alimentado a um reformador auto-térmico juntamente com uma corrente rica em oxigénio, a temperaturas variando de 900°C a 1200°C, uma pressão de 40bar a 100bar e na presença de um catalisador de reforma. O gás de síntese bruto que deixa o reformador é resfriado, e conduzido para um reator de deslocamento para converter CO para H2 e, assim, obter uma conversão em gás de síntese com um alto conteúdo de H2, no estado seco. O gás de síntese é submetido posteriormente a um processo de purificação para eliminar C02, CO e CH4 e, assim, produzir uma mistura de N2-H2 que é encaminhado para a síntese de amónia.
A patente US 6,586,480 apresenta um processo integrado para a produção de hidrocarbonetos líquidos e amónia. Neste caso, uma corrente de gás de síntese, obtida a partir da reforma do gás natural com vapor e mistura contendo oxigénio, passa por um processo de Fischer-Tropsch produzindo hidrocarbonetos líquidos, dióxido de carbono, nitrogénio e hidrogénio. Após a separação, as correntes de nitrogénio e hidrogénio são encaminhadas para o processo de produção de amónia. Neste caso, não é necessário utilizar uma unidade de deslocamento para converter o CO a H2, como nos processos convencionais uma vez que o CO reage com parte do H2 no reator de Fischer-Tropsch para produzir hidrocarbonetos líquidos.
Já a patente US 6,723,876 descreve um processo integrado para a produção de amónia e uréia. Em tal documento, a amónia, produzida a partir do gás de síntese, reage com dióxido de carbono, produzindo carbamato de amónio, que é decomposto resultando em uréia.
No entanto, não há na literatura, descrição nem sugestão de um processo integrado para produção de olefinas leves e intermediários para a produção de amónia e uréia de forma que haja o aproveitamento máximo de todas as corrente envolvidas, aumentando assim a eficiência energética alcançada.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção diz respeito a um processo que integra uma unidade de craqueamento catalítico fluido, preferencialmente para a produção de olefinas leves, mais especificamente o eteno e o propeno, a uma unidade de geração de hidrogénio por reforma a vapor e uma unidade de separação de ar, de forma que as correntes produzidas sejam utilizadas nos processos de síntese de amónia e uréia.
Mais especificamente, o escopo da invenção diz respeito a um processo integrado que inclui uma unidade de craqueamento catalítico fluido, preferencialmente ajustada para operar em condições tais que há maximização da produção de olefinas leves tais como, porém não restrito a, eteno e propeno, em que tal unidade utiliza para regeneração do coque depositado na superfície do catalisador de craqueamento, uma corrente rica em oxigénio misturado a um inerte, preferivelmente o inerte sendo o C02, sendo que o oxigénio utilizado foi gerado em uma unidade de separação de ar que por sua vez gera como subproduto uma corrente de nitrogénio puro, sendo que a utilização de uma mistura rica em oxigénio misturada a um inerte, preferivelmente C02, para a queima do coque gerada na superfície do catalisador proporciona, na saída do regenerador, uma corrente enriquecida em CC½, diferentemente do que ocorre em uma unidade convencional de craqueamento catalítico fluido. Ainda dentro do escopo da invenção, o processo integrado inclui uma unidade de reforma a vapor em que tal unidade utiliza como carga uma corrente de hidrocarbonetos proveniente da unidade de craqueamento catalítico fluido, sendo que tal corrente é preferivelmente constituída de hidrogénio e de hidrocarbonetos na faixa de C1 a C2 (gás de combustão) e/ou C3 a C4 (gás liquefeito de petróleo) e/ou hidrocarbonetos com 5 ou mais átomos de carbono e com faixa de ebulição abaixo de 220°C (nafta), sendo que a mistura proveniente da unidade de reforma, constituída basicamente de C02, CO e H2> pode ser conduzida para um reator de deslocamento (shift) para converter o CO a H2 pela reação do CO com vapor d'água na presença de um catalisador, sendo ainda que a mistura resultante de CO2 e H2 pode ser encaminhada a uma unidade de separação de CO2 e H2, tal como uma unidade PSA, para obter uma corrente de H2 pura. Ainda dentro do escopo da invenção, o processo integrado inclui utilizar a corrente de H2 pura gerada na unidade de reforma e reator de deslocamento e, juntamente com a corrente de N2 puro gerado na unidade de separação de ar, ser encaminhada a uma unidade de produção de amónia, sendo que a amónia produzida pode ser encaminhada, juntamente com a corrente rica em CO2 produzida no regenerador da unidade de craqueamento catalítico fluido, a um reator para produção de uréia. A invenção permite reduzir a emissão de dióxido de carbono devido ao aproveitamento do C02 produzido durante a etapa de regeneração do catalisador de FCC a ser aproveitado na síntese de uréia.
Ao contrário do que ocorre nas unidades de reforma a vapor convencionais utilizadas na síntese de fertilizantes nitrogenados, onde se utiliza, além de vapor d'água, ar para a oxidação parcial de uma carga composta por metano proveniente do gás natural e também como fonte de nitrogénio, na presente invenção a carga para a unidade de reforma a vapor é constituída por hidrocarbonetos de maior massa molecular (gás combustível, GLP e/ou nafta), sendo a reforma efetuada somente com vapor d'água. Com a utilização apenas do vapor d'água para efetuar a reforma, elimina-se a necessidade do emprego de equipamentos de grande porte, projetados para comportar também o uso de ar.
A invenção permite ainda que, ao utilizar uma única fonte de ar como fonte de oxigénio e nitrogénio tanto para a regeneração do catalisador de craqueamento como para a produção de fertilizantes nitrogenados, seja alcançada uma maior eficiência energética.
Assim sendo, a presente invenção possibilita simultaneamente: a redução das emissões de C02 para a atmosfera, o aproveitamento de cargas pesadas e de baixo valor agregado na produção de olefinas leves, além do aproveitamento máximo de todas as corrente envolvidas, aumentando assim a eficiência energética alcançada.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figurai ilustra de modo simplificado o diagrama de fluxo do processo da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
De um modo amplo, a presente invenção trata de um processo que integra a produção de olefinas leves por craqueamento catalítico fluido com a produção de intermediários para a síntese de amónia e uréia.
Em tal processo, a unidade de craqueamento catalítico fluido (FCC), que compreende um reator de FCC e um regenerador, integrada a uma unidade de separação de ar e a uma unidade de reforma a vapor produz intermediários, no caso, hidrogénio, nitrogénio e dióxido de carbono, para a produção de amónia e uréia, produtos úteis como fertilizantes.
Assim, o processo integrado para a produção de olefinas leves e de intermediários para a produção de amónia e uréia da presente invenção, compreende as seguintes etapas:
a) introduzir uma carga, constituída por uma corrente de hidrocarbonetos de refino de petróleo com ponto de ebulição inicial superior 250°C em um conversor de (FCC) de modo a proporcionar o contato da carga com um catalisador contendo alumina, preferencialmente entre 20% e 50% em massa, e zeólita, preferencialmente entre 20% e 45% em massa, sendo a zeólita preferencialmente Y, USY, RE-Y, RE-USY e/ou ZSM-5, em que RE significa terras-raras, sendo com um teor entre 0,5% a 5% em massa, podendo conter ainda sílica entre 5% e 30% e caulim, operando em temperaturas na faixa de 500°C a 700°C e pressões na faixa de 0,10 MPa a 0,45MPa;
b) separar os produtos de hidrocarbonetos e um catalisador desativado, na saída do reator;
c) enviar o catalisador desativado a uma zona de retificação por vapor, daí a um regenerador e realizar a combustão do coque depositado sobre as partículas de catalisador, com uma mistura 02/inerte, sendo o inerte preferivelmente o C02, em uma proporção de 15% a 35% em massa de 02, preferivelmente entre 20% e 30%, onde o 02 é proveniente de uma unidade de separação de ar;
d) encaminhar a corrente de N2 obtida da unidade de separação de ar para uma unidade de produção de amónia;
e) recuperar a corrente de C02 produzida no regenerador do FCC, sendo que tal corrente de C02 pode ser reciclada na proporção de 70% a 90% para o regenerador, preferivelmente 75% a 85% e encaminhar o restante da corrente para uma unidade de produção de uréia;
f) recuperar a corrente de hidrocarbonetos obtida no reator de FCC e separá-la em outras correntes de acordo com o ponto de ebulição dos hidrocarbonetos, sendo a primeira compreendendo hidrogénio e hidrocarbonetos na faixa de C1 a C2 (gás combustível), a segunda compreendendo hidrocarbonetos na faixa de C3 a C4 (GLP) e a terceira compreendendo hidrocarbonetos com 5 ou mais átomos de carbono e com ponto de ebulição abaixo de 220°C (nafta) e outras correntes conforme o processo convencional de FCC;
g) recuperar, da corrente que compreende o gás combustível, a fração correspondente ao eteno e da corrente que compreende o GLP, a fração correspondente ao propeno, sendo o eteno e o propeno produtos finais; h) encaminhar as correntes de gás combustível sem eteno, de GLP sem propeno e/ou de nafta, obtidas no FCC, para uma unidade de geração de hidrogénio que compreende uma unidade de reforma a vapor, opcionalmente um reator de deslocamento de CO e uma unidade de separação de hidrogénio;
i) encaminhar a corrente de hidrogénio obtida na unidade de geração de hidrogénio para uma unidade de produção de amónia;
j) opcionalmente encaminhar a corrente de dióxido de carbono obtida na unidade de geração de hidrogénio para uma unidade de produção de uréia.
O desenho esquemático apresentado na Figura 1 , anexa, ilustra de modo simplificado o fluxo do processo da invenção, incluindo um reator de FCC, um regenerador, uma unidade de separação de ar, uma unidade de geração de hidrogénio, uma unidade de produção de amónia e uma unidade de produção de uréia, onde:
Uma carga de resíduo atmosférico-RAT (1 ), composta por hidrocarbonetos com ponto inicial de ebulição superior a 250°C é introduzida em um reator de craqueamento catalítico fluido - FCC (2), empregando um catalisador contendo alumina, preferencialmente entre 20% e 50% em peso e zeólita, preferencialmente entre 20% e 45% em peso, sendo a zeólita preferencialmente Y, USY, RE-Y, RE-USY e/ou ZSM-5, em que RE significa terras-raras, sendo com um teor entre 0,5% a 5%p, podendo conter ainda sílica entre 5% e 30% e caulim, preferencialmente operando em condições tais que há maximização de olefinas leves, com temperaturas na faixa de 500°C a 700°C, preferivelmente entre 550°C e 650°C e mais preferivelmente entre 580°C e 620°C e pressões na faixa de 0,10 MPa a 0,45MPa.
Na saída do reator de FCC, ao término das reações de craqueamento, um catalisador desativado (3) é separado dos produtos de reação.
O catalisador desativado (3) segue para uma etapa de regeneração por oxicombustão. Num regenerador (4) é utilizada uma corrente de oxigénio puro (5), separado à partir de uma corrente de ar (18), numa unidade de separação de ar (6), para a queima do coque depositado no catalisador desativado.
A utilização da oxicombustão, aliada ao emprego de uma corrente de C02 reciclada (7), permite aumentar efetivamente a concentração de C02 nos gases de combustão, em até 98%, o que acaba por facilitar a sua recuperação e permite que esta corrente rica em CC½ (8) seja empregada em uma unidade de produção de uréia (9).
O catalisador regenerado (10) retorna ao reator de FCC, a uma temperatura elevada, suficiente para fornecer calor para as reações endotérmicas do processo.
As correntes de hidrocarbonetos recuperadas no processo de FCC compreendem: gás combustível, GLP, olefinas leves (C2= e C3=); nafta (C5 + - 220°C); e outros hidrocarbonetos (>220°C). Tais correntes são separadas, recuperando-se uma primeira corrente compreendendo eteno e propeno (11 ) e uma segunda corrente que pode compreender gás combustível, GLP e/ou nafta (12).
A corrente compreendendo gás combustível, GLP e/ou nafta (12), é encaminhada para uma unidade de geração de hidrogénio (13), gerando duas correntes, uma de C02 (14), que é opcionalmente encaminhada para a unidade de produção de uréia e uma corrente de hidrogénio (15), que é encaminhada para uma unidade de produção de amónia (16).
A unidade de produção de amónia (16) recebe ainda como carga uma corrente de nitrogénio (17) proveniente da unidade de separação de ar (6).
A corrente compreendendo eteno e propeno (11) é posteriormente aproveitada na produção de petroquímicos básicos. As correntes de amónia (19) e uréia (20) podem ser recuperadas como produto final ou servirem de carga para outros processos de produção de fertilizantes.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1- PROCESSO INTEGRADO PARA A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES E INTERMEDIÁRIOS PARA A PRODUÇÃO DE AMÓNIA E URÉIA, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
a) introduzir uma carga de hidrocarbonetos de refino de petróleo em um conversor de (FCC) de modo a proporcionar o contato da carga com um catalisador contendo alumina e zeólita, em um reator de leito fluido, de modo a obter uma corrente de hidrocarbonetos leves;
b) separar os produtos hidrocarbonetos leves e um catalisador desativado, na saída do reator;
c) passar o catalisador desativado a uma zona de retificação, daí a um regenerador e realizar a combustão do coque depositado sobre as partículas de catalisador, com uma mistura 02/inerte em uma proporção de 15% a 35% em massa de 02, onde o 02 é proveniente de uma unidade de separação de ar;
d) encaminhar a corrente de N2 obtida da unidade de separação de ar para uma unidade de produção de amónia;
e) recuperar a corrente de C02 produzida no regenerador, reciclando de 70% a 90% para o regenerador e encaminhar o restante da corrente para uma unidade de produção de uréia;
f) recuperar a corrente de hidrocarbonetos leves obtida no reator de FCC e separá-la em outras correntes, a primeira compreendendo hidrogénio e hidrocarbonetos na faixa de C1 a C2 (gás combustível), a segunda compreendendo hidrocarbonetos na faixa de C3 a C4 (GLP) e a terceira compreendendo hidrocarbonetos com 5 ou mais átomos de carbono e com ponto de ebulição abaixo de 220°C (nafta) e outras correntes conforme o processo convencional de FCC;
g) recuperar, da corrente que compreende o gás combustível, a fração correspondente ao eteno e da corrente que compreende o GLP, a fração correspondente ao propeno, sendo o eteno e o propeno produtos finais;
h) encaminhar as correntes de gás combustível sem eteno, de GLP sem propeno e/ou de nafta, obtidas no FCC para uma unidade de geração de hidrogénio que compreende uma unidade de reforma a vapor, de modo a obter uma corrente de hidrogénio e outra de C02;
i) encaminhar a corrente de hidrogénio obtida na unidade de geração de hidrogénio para uma unidade de produção de amónia;
j) encaminhar a corrente de dióxido de carbono obtida na unidade de reforma a vapor para uma unidade de produção de uréia;
2- PROCESSO INTEGRADO PARA A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES E INTERMEDIÁRIOS PARA A PRODUÇÃO DE AMÓNIA E
URÉIA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por o reator de leito fluido operar em temperaturas na faixa de 500°C a 700°C e pressões na faixa de 0,10 MPa a 0,45 MPa.
3- PROCESSO INTEGRADO PARA A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES E INTERMEDIÁRIOS PARA A PRODUÇÃO DE AMÓNIA E
URÉIA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por a carga para o reator de FCC ser constituída por uma corrente de hidrocarbonetos de refino de petróleo com ponto de ebulição inicial superior a 250°C (RAT).
4- PROCESSO INTEGRADO PARA A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES E INTERMEDIÁRIOS PARA A PRODUÇÃO DE AMÓNIA E URÉIA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por o catalisador em contato com a carga de hidrocarbonetos de refino de petróleo conter alumina, com concentração em massa entre 20% e 50% e zeólita, com concentração em massa entre 20% e 45%, poden- do conter ainda sílica entre 5% e 30 % em massa e caulim.
5- PROCESSO INTEGRADO PARA A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES E INTERMEDIÁRIOS PARA A PRODUÇÃO DE AMÓNIA E URÉIA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a zeólita presente no catalisador em contato com a carga de hidrocarbonetos de refino de petróleo ser selecionada do grupo compreendendo: Y, USY, RE-Y, RE-USY e ZSM-5.
6- PROCESSO INTEGRADO PARA A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES E INTERMEDIÁRIOS PARA A PRODUÇÃO DE AMÓNIA E URÉIA, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o teor de terras-raras (RE), nas zeólitas RE-Y e RE-USY ser entre 0,5% a 5% em massa.
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