BRPI0616497A2 - processo para aumentar a produÇço de olefinas leves a partir da matÉria-prima de hidrocarboneto na destilaÇço fracionada catalÍtica - Google Patents
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Abstract
PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇçO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARBONETO NA DESTILAÇçO FRACIONADA CATALÍTICA. é revelado um processo para aumentar a produção de hidrocarbonetos olefinicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto através da destilação fracionada catalitica; no processo, uma construção efetiva do processo de separação e um método de reciclagem de olefinas leves são utilizados não somente para aumentar a produtividade e eficiência de um processo geral, assim efetivamente aumentando a produção das olefinas leves, porém também para simplificar o processo geral.
Description
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nnprocesso para. aumentar a
PRODUÇÃO DE OLE FINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARBONETO NA DESTILAÇÃO FRACIONADA CATALíTICA" DESCRIÇÃO Campo Técnico
A presente invenção refere-se a um processo para aumentar a produção de hidrocarbonetos olefinicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto através da destilação fracionada catalitica, e mais especificamente a um processo para aumentar a produção dos hidrocarbonetos olefinicos· leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto através da destilação fracionada catalitica, o que pode aumentar a produção do etileno e propileno em um processo geral através da reciclagem do etano, propano e uma fração de C4-C5 e variavelmente controlando a via de produção de uma fração de C6+. Histórico da Técnica
As olef inas leves, tais como etileno e propileno, são amplamente utilizadas na indústria química do petróleo. Essas olefinas leves são geralmente produzidas pela destilação fracionada térmica (destilação fracionada por vapor) da nafta na presença de vapor. A tecnologia de destilação fracionada por vapor é realizada em uma alta temperatura de reação de 800-900°C em um tempo curto de residência. De modo geral, através da tecnologia de destilação fracionada por vapor, produz diversos tipos de olefinas que possuem uma composição determinada com uma faixa limitada. tSQ
Os produtos típicos da tecnologia de destilação fracionada por vapor são o etiIeno e propileno, e, de acordo com as circunstâncias de um processo, um componente de olefina de C4 é produzido como um subproduto. Entretanto, o componente de olefina de C 4 consiste em diversos isômeros que exigem um processo de separação completo de muiti-etapa para a sua produção. Da mesma forma, as olefinas com 5 átomos de carbono ou mais possuem valor econômico inferior e, assim, são convertidos para hidrocarbonetos saturados através da hidrogenação. Na tecnologia de destilação fracionada por vapor, a reciclagem dos componentes de olefina de 4 átomos de carbono ou mais em um reator de destilação fracionada térmica não confere nenhuma vantagem econômica, pois provoca um problema de coque que reduz o ciclo de produção de um processo.
A figura 1 mostra um diagrama de processo demonstrando um processo para produzir os hidrocarbonetos olefínicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto através de destilação fracionada por vapor (i.e., destilação fracionada térmica) de acordo com a técnica anterior.
Conforme mostrado na figura 1, no processo de destilação fracionada por vapor, a matéria- prima de nafta pesada 31 é geralmente alimentada com o vapor 32, atuando como um auxílio, em um reator de destilação fracionada térmica de alta temperatura 1 em que a matéria- prima é convertida para um produto da reação 33 contendo as olefinas. 0 produto da reação 33 é alimentado em uma torre 5V W
de extinção 2 em que é principalmente separado, de acordo com o ponto de ebulição para, na ordem do ponto de ebulição mais alto, óleo de combustível 37, gasolina de pirólise 36 contendo hidrocarbonetos C5+ como componentes principais, água de diluição 35 resultante a partir da condensação do vapor utilizado como um auxílio da reação, e produto gasoso 34 contendo hidrocarbonetos C4- como componentes principais. 0 produto gasoso 34 é passado através de um compressor 3 e finalmente alimentado em um desmetanizador 7, durante o qual é passado através dos processos de unidade, tais como um divisor 4 e um trocador de calor de baixa temperatura 5, com a finalidade de recuperar o calor. O hidrogênio e metano, os quais possuem os pontos de ebulição mais baixos no processo geral, são produzidos como uma fração 42. Em um desetanizador 8, uma fração C2 47 é separada para a parte superior, e a fração C2 é passada através de um reator de hidrogenação C2 9 e alimentado em um divisor C2 em que é separado em etano 49 e etileno 50. 0 etano 49 é parcialmente convertido em olefinas pesadas em uma fornalha de reciclagem 11 e então reciclado na torre de extinção 2. Em um despropanizador 12, uma fração C3 53 é separada na parte superior, e a fração C3 é passada através do reator de hidrogenação C3 13 e alimentada em um divisor C3 14, em que é separada em propano 55 e propileno 56. Em um desbutanizador 15, uma fração C4 58 é separada na parte superior, e a fração C4 é passada através de uma unidade de extração de butadieno 16, uma unidade de MTBE (metil terciário butil éter) 17, um reator de hidrogenação C3 18 e W
um divisor C4 19, durante a qual é separada em butadieno 59, isobutileno 61, 1-buteno 65 e LPG C4 64, respectivamente. Em um despentanizador 20, uma fração C5 66 é separada na parte superior, e a fração C5 é passada através de um reator de hidrogenação C5 21 de modo a produzir LPG C5 67. Em um 4esoctani-z^tdor 22, uma fração C6-CB 69 é sep-arada na parte superior, e a fração C6-C8 é passada através de um PGHT (unidade de hidrotratamento de gasolina por pirólise) 23 de modo a produzir uma fração aromática 70. Na parte inferior do desoctanizador 22, uma fração C9+ 68 é produzida.
Da mesma forma, através de um processo de destilação fracionada cataiitica de fluido (FCC), que é utilizado para aumentar o valor agregado das frações de alto ponto de ebulição nas fábricas de refinação de petróleo e produz a gasolina como um produto principal, os hidrocarbonetos olefinicos leves podem ser produzidos como subprodutos. Esse processo de FCC é amplamente conhecido na técnica como a tecnologia de destilação fracionada cataiitica utilizando um catalisador na forma de partículas finas, as quais se comportam como fluido quando tratadas com vapor. No processo de FCC, uma fração mais pesada do que a nafta ou querosene utilizado na presente invenção, tal como um resíduo de vácuo, resíduo atmosférico ou óleo gasoso, é utilizada como matéria-prima, e a gasolina principalmente produzida, ao invés das olefinas leves, e assim, as olefinas leves não são efetivamente produzidas.
Os processos químicos típicos para produzir essas olefinas leves, tais como etileno e 53
propileno, incluem os processos de destilação fracionada por vapor, processos de FCC e processos para a destilação fracionada catalítica de frações leves. As composições típicas dos produtos da reação a partir desses processos são demonstradas na Tabela 1.
Tabela 1
Produto da reação a partir do processo de destilação fracionada por vapor Produto da reação a partir do processo de FCC Produto da reação a partir do processo para destilação fracionada catalítica de frações leves Metano 16,13 1,2 13, 91 Etileno 32, 05 1/9 20, 71 Etano 2, 91 0,7 8, 93 Propileno 16, 65 4,8 22, 06 Propano 0, 35 0,7 3, 04 C4 10, 94 9,1 8, 97 C5 5,71 1/1 7, 81 C6 ou mais 14, 18 79, 6 13, 58 Outros 1, 08 0,9 0, 99
A técnica anterior com relação
aos processos de destilação fracionada catalítica de fração leve para produzir hidrocarbonetos olefínicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto, e preferivelmente matéria-prima de nafta ou querosene, através da destilação fracionada, será agora descrita.
A Patente Norte-Americana N0 6.307.117 revela um método para separar um produto destilado fracionado catalítico em uma fração de H2/C3 e uma fração C4+. Também revelado é um método para separar a fração C4 + em uma fração C4, uma fração C5-C8 e uma fração C9+. Da mesma forma, um método para adicionalmente destilar de forma fracionada a fração C4+ em um reator de destilação Go
fracionada por vapor é revelado. Entretanto, esses métodos não demonstram a utilização efetiva dos produtos da reação com consideração suficiente das características da reação de destilação fracionada catalítica.
A Patente Norte-Americana N0
6.576.805 revela um processo para recuperar uma fração H2/03 em um processo de destilação fracionada catalítica, porém deixa de sugerir uma construção do processo para um produto da reação geral, e especificamente, deixa de sugerir a utilização efetiva de uma fração C4+ .
A Patente Norte-Americana N0 6.602.920 revela uma construção do processo para seqüencialmente utilizar um processo de destilação fracionada térmica, etapas de hidrogenação e destilação fracionada catalítica para produzir olefinas leves a partir da matéria-prima do gás natural. Entretanto, essa construção do processo não pode ser utilizada no processo inventivo de destilação fracionada catalítica que utiliza a matéria-prima de hidrocarboneto, e preferivelmente a matéria-prima de nafta ou querosene.
Conforme acima descrito, embora o desenvolvimento dos catalisadores para os processos de destilação fracionada catalítica de fração leve para produzir hidrocarbonetos olefínicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto, e preferivelmente a nafta ou querosene, através da destilação fracionada catalítica, tenha sido ativamente feito, não houve nenhum sugestão de Gi
uma construção efetiva do processo para produzir as olefirias leves. Revelação Problema Técnico
Os presentes inventores
desenvolveram uma construção do processo de separação e um método para reciclar as olefinas leves efetivo para utilização nos processos para produzir os hidrocarbonetos olefinicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto através da destilação fracionada catalitica e que poderia efetivamente aumentar a produção das olefinas leves pela utilização do método e construção do processo desenvolvidos. Com base nesse fato, a presente invenção foi concluída.
De forma correspondente, é um obj eto da presente invenção o de fornecer um processo para aumentar a produção dos hidrocarbonetos olefinicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto, e mais preferivelmente, matéria-prima de nafta ou querosene, através da destilação fracionada catalitica, o que pode efetivamente aumentar a produção de etileno e propileno em um processo geral ao efetivamente reciclar o etano e propano, com baixo valor agregado, reciclando uma fração C4- C5 da forma mais econômica, e variavelmente controlando a via de produção de uma fração C6+. Outro obj eto da presente
invenção é o de fornecer um processo para aumentar a produção dos hidrocarbonetos olefinicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto através da destilação Cx
fracionada cataiitica, o que pode aumentar a eficiência econômica de um processo geral ao minimizar os processos de separação e reações de hidrogenação. Solução Técnica
Para atingir os objetos acima
e outros obj etos, a presente invenção fornece um processo para aumentar a produção dos hidrocarbonetos olefinicos a partir da matéria-prima de hidrocarboneto através da destilação fracionada, o processo compreendendo as etapas de: (a) alimentar a matéria-prima de hidrocarboneto e vapor em uma fornalha de destilação fracionada catalitica em que a matéria-prima de hidrocarboneto está sujeita a uma reação de destilação fracionada catalitica na presença de um catalisador; (b) regenerar o catalisador utilizado na reação de destilação fracionada catalitica através de um procedimento de regeneração continuo ou periódico e reciclagem do catalisador regenerado na fornalha de destilação fracionada catalitica; (c) extinguir, comprimir e separar o produto da reação de destilação fracionada catalitica, de modo a separar e recuperar cada hidrogênio, metano e hidrocarbonetos olefinicos C2-C3 e de modo a separar uma corrente contendo os hidrocarbonetos olefinicos C2-C3 e uma corrente contendo hidrocarbonetos C4+; (d) alimentar a corrente contendo os hidrocarbonetos parafinicos C2-C3 em uma fornalha de reciclagem em que são convertidos para os hidrocarbonetos olefinicos C2-C3 através de reação de destilação fracionada térmica, e reciclagem dos hidrocarbonetos olefinicos C2-C3 para a etapa de extinção; e W
(e) reciclar pelo menos uma porção da corrente contendo hidrocarboneto C4+ para a etapa de reação de destilação fracionada catalítica, etapa de regeneração de catalisador ou ambas as etapas.
No método inventivo, a
corrente contendo os hidrocarbonetos C4+ pode ser separada em uma corrente contendo hidrocarbonetos C4-C5 e uma corrente contendo os hidrocarbonetos C6+.
A corrente contendo os hidrocarbonetos C4-C5 pode ser reciclada na etapa de reação de destilação fracionada catalítica. Enquanto isso, uma porção da corrente contendo os hidrocarbonetos C 6+ é reciclada para a etapa de destilação fracionada catalítica, e a porção restante pode ser separada em uma corrente contendo os hidrocarbonetos C6-C8 e uma corrente contendo os hidrocarbonetos C9+ pelo processo de separação.
Uma porção da corrente contendo os hidrocarbonetos C6-C8 pode ser reciclada na etapa de reação de destilação fracionada catalítica, e a porção restante pode ser recuperada após a conversão para uma fração aromática por hidrodessulfurização.
Enquanto isso, uma porção da corrente contendo os hidrocarbonetos C9+ é reciclada para a reação de destilação fracionada catalítica, e a porção restante pode ser reciclada para a etapa de regeneração do catalisador.
A matéria-prima de
hidrocarboneto pode ser nafta ou querosene. Ch
Preferivelmente, a matéria- prima de hidrocarboneto é uma mistura de hidrocarboneto com
um ponto de ebulição de 30-350°C.
O catalisador pode ser um
composto de zeólito.
Preferivelmente, o composto de
zeólito é zeólito ZSM-5.
A reação de destilação fracionada catalítica é preferivelmente realizada em uma temperatura de 500-750°C e uma proporção de peso da matéria- prima de hidrocarboneto/vapor de 0,01-10.
Da mesma forma, a reação de
destilação fracionada catalítica pode ser realizada em um reator de leito fixo ou um reator de leito fluidizado.
Se a reação de destilação
fracionada catalítica for realizada no reator de leito fixo,
a reação de destilação fracionada catalítica pode ser
realizada em um tempo de residência da matéria-prima de
hidrocarboneto de 0,1-600 segundos.
Se a reação de destilação
fracionada catalítica for realizada no reator de leito fluidizado, a reação de destilação fracionada catalítica pode ser realizada em um tempo de residência da matéria- prima de hidrocarboneto de 0,1-600 segundos e uma proporção de peso do catalisador/matéria-prima de hidrocarboneto de 1- 100.
Efeitos Vantajosos Conforme acima escrito, a presente invenção fornece o processo para aumentar a produção dos hidrocarbonetos olefinicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto, e preferivelmente matéria- prima de nafta ou querosene, através da destilação fracionada catalitica. A presente invenção possui uma vantagem pelo fato de efetivamente aumentar a produção das olefinas leves conforme comparado com a tecnologia anterior da destilação fracionada por vapor e simplificar um processo geral . Da mesma forma, a presente invenção sugere uma construção efetiva do processo de separação e método para reciclar as olefinas leves, que não foram realizados na técnica anterior, e assim, fornece um método para efetivamente aumentar a produção das olefinas leves. Descrição dos Desenhos
a figura 1 é um diagrama de processo demonstrando uma configuração para produzir os hidrocarbonetos olefinicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto através da destilação fracionada térmica de acordo com a técnica anterior; e a figura 2 é um diagrama de processo demonstrando uma configuração para produzir os hidrocarbonetos olefinicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto através da destilação
fracionada térmica de acordo com a presente invenção.
Melhor Modo W
Doravante, uma configuração preferida da presente invenção será descrita em mais detalhes com referência à figura 2, porém o escopo da presente invenção não é limitado a isso. No processo de acordo com a
presente invenção, a matéria prima de hidrocarbone-to-r preferivelmente matéria-prima de nafta ou querosene, e mais preferivelmente uma matéria-prima de hidrocarboneto com um ponto de ebulição de 30-350°C, é alimentado em um reator de destilação fracionada catalitica 24 junto com o vapor 82 de modo a manter a fluidização do catalisador regular e melhorar a reatividade. No reator de destilação fracionada catalitica 24, a matéria-prima é convertida em um produto da reação 83 através de uma reação de destilação fracionada. Com relação a isso, o fluxo do vapor 82 é a soma de um fluxo para manter a fluidização do catalisador regular e um fluxo para melhorar a reatividade, que é otimizado de acordo com as condições de reação.
Como o catalisador, qualquer catalisador pode ser utilizado sem limitação especifica se for um conhecido na técnica, porém é preferível utilizar um composto de Zeólito, e mais preferivelmente o zeólito de ZSM-5.
A reação de destilação fracionada catalitica depende muito da temperatura de reação, velocidade de espaço, proporção de peso do hidrocarboneto/vapor, etc. Essas condições de reação precisam ser determinadas com as seguintes considerações: a Cy
temperatura mais baixa possível para minimizar o consumo de energia, a conversão ideal, a produção ideal de olefina, a minimização da desativação do catalisador provocada pela produção de coque, etc.
De acordo com uma configuração
preferida da p~r~e~s~e~n~tre rnveTrçãro-, a temperatura da re-aça-e de- destilação fracionada cataiítica é de cerca de 500-750°C, preferiveImente cerca de 600-700°C e mais preferivelmente cerca de 610-680°C. Da mesma forma, a proporção de peso do hidrocarboneto/vapor é de cerca de 0,01-10, preferivelmente cerca de 0,1-2,0 e mais preferivelmente cerca de 0,3-1,0.
Da mesma forma, a reação de destilação fracionada cataiitica pode ser realizada em um reator de leito fixo ou leito fluidizado, e o tempo de residência da matéria-prima de hidrocarboneto é cerca de 0,1-600 segundos, pre.ferivelmente cerca de 0,5-120 segundos e mais preferivelmente cerca de 1-20 segundos.
Se o reator de leito fluidizado for utilizado, a proporção de peso do catalisador/hidrocarboneto será cerca de 1-100, preferivelmente cerca de 5-50 segundos e mais preferivelmente cerca de 10-40.
Enquanto isso, o reator de destilação fracionada catalítica 24 alimenta o catalisador utilizado no regenerador de catalisador 25 e é alimentado com um catalisador regenerado por um procedimento continuo ou periódico no regenerador de catalisador 25. O produto da reação 83 é alimentado em uma torre de extinção 2, em que é Gt
principalmente separado de acordo com o ponto de ebulição para, na ordem descendente a partir do ponto de ebulição mais alto, óleo de combustível 87, gasolina de pirólise 8 6, contendo hidrocarbonetos C5+ como componentes principais, água de diluição 85, resultando a partir da condensação do
-vap-cn uLilizado como o atra-í-H-o—de—r&ztç-ão-,—e—pirodutos gasos-o-s-
84, contendo hidrocarbonetos C4- como componentes principais. 0 óleo de combustível 87, que possui baixo valor econômico devido ao seu ponto de ebulição excessivamente alto, é alimentado no regenerador de catalisador 25. O produto gasoso 84 é passado através de um compressor 3 e finalmente alimentado em um desmetanizador 7, durante o qual é passado através dos processos de unidade, tais como um divisor 4 e um trocador de calor de baixa temperatura 5, com a finalidade de recuperar o calor. Isso produz uma fração de hidrogênio/metano 92, que possui os pontos de ebulição mais baixos no processo geral. No desetanizador 8, uma fração C2 94 é separada para a parte superior, e a fração C2 é passada através de um reator de hidrogenação C2 9 e alimentado em um divisor C2 10 em que é separado em etano 97 e etileno 98. 0 etano 97 é parcialmente convertido em olefinas pesadas em uma fornalha de reciclagem 11 e então reciclado na torre de extinção 2 por uma linha 99. Em um despropanizador 12, uma fração C3 101 é separada na parte superior, e a fração C3 é passada através do reator de hidrogenação C3 13 e alimentada em um divisor C3 14, em que é separada em propano 103 e propileno 104. 0 propano 103 é parcialmente convertido em olefinas leves na fornalha de reciclagem 11 e é reciclado na <0$
torre de extinção 2 pela linha 99. Ern um desbutanizador 15, uma fração C4-C5 106 é separada na parte superior, e a fração C4-C5 106 é parcialmente reciclada no reator de destilação fracionada catalitica 24 como uma fração C6+ reciclada 107 de acordo com a finalidade do processo. Em um
-desoctanizador 110 é~stiT?arada—fta-^rartc
superior, e uma porção da fração C6-C8 é reciclada no reator de destilação fracionada catalitica 24 como uma fração C6-C8 reciclada 111 de acordo com a finalidade do processo, e a porção restante 113 é passada através de um PGHT 23 de modo a produzir uma fração aromática 114. uma porção de uma fração C9+ 109 separada da parte inferior do desoctanizador 22 é reciclada no reator de destilação fracionada catalitica 24, como uma fração C9+ 116 de acordo com a finalidade do processo, e a porção restante 117 é alimentada no regenerador de catalisador 25.
Conforme acima descrito, de acordo com a presente invenção, a produção de olefinas leves em um processo geral pode ser efetivamente aumentada ao utilizar a construção do processo de separação e método para reciclar as olefinas leves, os quais são efetivos em um processo para produzir os hidrocarbonetos olefinicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto, e preferivelmente matéria-prima de nafta ou querosene, através da destilação fracionada catalitica.
No caso de uma reação de destilação fracionada catalitica, o etano e propano são produzidos em uma quantidade maior do que o processo de
destilação fracionada por vapor. Assim, se eles forem reciclados em toda a quantidade utilizando a fornalha de reciclagem, a produção do etiIeno e propileno pode ser aumentada.
Da mesma forma, a produção do
-butadieno—e—T^toutreTro—a—partir—da—reaçrãro—de—destilaçã©-
fracionada catalitica é notavelmente reduzida, a separação e produção desses compostos reduziram a eficiência econômica. Entretanto, se esses compostos forem reciclados no reator de destilação fracionada catalitica, sua conversão para o etileno e propileno torna-se possível. Na presente invenção, ao reciclar toda a quantidade da fração de C4-C5 no reator de destilação fracionada catalitica 24, os processos de separação desnecessários e reações de hidrogenação dispendiosas podem ser eliminados para simplificar o processo geral e aumentar a produção do etileno e propileno.
Da mesma forma, na presente invenção, ao reciclar uma porção 111 da fração C6-C8 110 no reator de destilação fracionada catalitica 24, o teor de aromáticos pode ser controlado, e finalmente, pode ser aumentado.
Além do mais, na presente invenção, uma porção 116 da fração C9+ 116 é reciclada no reator de destilação fracionada catalitica 24 em que é convertida em uma fração C6-C8, de modo que a produção de aromáticos pode ser aumentada. Da mesma forma, a porção restante da fração C9+ 116 pode ser
reciclada e utilizada como óleo de combustível no regenerador de catalisador. De forma correspondente, a presente invenção pode maximizar a produtividade de um processo com relação ao controle da produção de processo e variação no custo de produção.
-Da—mesma—fema-n-a—presente
invenção, o óleo de combustível 87 é utilizado diretamente no regenerador de catalisador de modo que seja possível simplificar o equipamento para tratar o óleo de combustível e aumentar a eficiência econômica. Em um processo geral, o óleo de combustível 8 7 é incinerado devido ao baixo valor econômico como um produto químico do petróleo ou é utilizado como matéria-prima em um aquecedor. Nesse caso, entretanto, os custos adicionais para transporte e armazenamento são incorridos, e a mistura do óleo de combustível 87 com outras frações provoca um problema. Modo para a Invenção A presente invenção pode ser
mais claramente entendida pelos exemplos a seguir, que são somente para fins ilustrativos e não são interpretados para limitar o escopo da presente invenção. Exemplo Comparativo 1
O desempenho de um processo de destilação fracionada por vapor para produzir as olefinas leves foi examinado por um processo comercial com uma
construção de processo da figura 1, e os resultados são conforme segue.
A matéria-prima utilizada nesse Exemplo Comparativo 1 é a nafta com uma composição demonstrada na Tabela 2 abaixo.
Tabela 2
n-parafina i-parafina naftalina aromáticos Nafta 36, 2% 49, 3% 11, 3% 3,2%
As condições de operação do reator de destilação fracionada térmica 1 são conforme segue: temperatura de reação: 850°C; proporção de peso do vapor/nafta: 2; e tempo de residência da reação: 0,1 seg.
O rendimento do processo geral (incluindo as frações recicladas) neste Exemplo Comparativo é demonstrado na Tabela 3 abaixo. Tabela 3
Composição do produto da reação (wt%) Metano 14,2 Etileno 32, 8 Etano 0,5 Propileno 17, 8 Propano 1,5 C4 10, 0 C5 4,3 C6 ou mais 14,5 Outros 4,4
Exemplo Comparativo 2
Para examinar o desempenho de uma reação de destilação fracionada catalitica para produzir as olefinas leves, um teste foi realizado em um reator catalitico utilizando a matéria-prima conforme
descrito no Exemplo Comparativo 1.
0 reator catalítico foi alimentado com a matéria-prima por uma bomba de inj eção de liquido, e um aquecedor elétrico fora do reator foi utilizado para controlar a temperatura de reação. 0 produto
-da reação—fei—separado om uma—farsc do—liquido o uma—f-aso dc
vapor, de modo que o peso e os componentes de cada fase pudessem ser quantitativamente analisados.
Neste Exemplo Comparativo, um catalisador de HZSM-5 foi utilizado e a reação foi realizada em 675°C. Os resultados da análise para o produto da reação são demonstrados na Tabela 4 abaixo.
Tabela 4
Composição do produto da reação (wt%) Metano 13, 91 Etileno 20, 71 Etano 8, 93 Propileno 22,06 Propano 3,04 C4 8, 97 C5 7,81 C6 ou mais 13, 58 Outros 0, 99
Conforme pode ser observado na Tabela 4, as quantidades significativas do etano e propano foram produzidas, indicando a característica da reação de destilação fracionada catalítica, e a fração C4-C5 também foi significativamente produζ ida. Exemplo Comparativo 3
15
20
Para examinar o efeito das frações de reciclagem, o produto da reação do Exemplo Comparativo 2 foi separado para produzir uma fração C4-C5 com a composição demonstrada na Tabela 5, e a mesma reação
catalitica conforme descrita no Exemplo Comparativo 2 foi --
Tabela 5
n- parafina i- parafina Olefinas Naftalina Aromáticos Fração C4-C5 16, 8% 15, 7% 65, 6 1, 9% 0%
Os resultados da análise para
um produto da reação obtido de acordo com as mesmas
condições de catalisador e reação conforme o Exemplo
Comparativo 2 são demonstrados na Tabela 6 abaixo.
Tabela β
Composição do produto da reação (wt%) Metano 8,3 Etileno 25,0 Etano 5,9 Propileno 25, 4 Propano 4,3 C4 13, 8 C5 5,7 C6 ou mais 10, 58 Outros 1, 02
A partir dos resultados deste
Exemplo Comparativo, pode ser observado que se a fração C4- C5 for reciclada, o etileno e propileno podem ser efetivamente produzidos.
Exemplo 1
Utilizando os resultados do
Exemplo Comparativo 3, o desempenho do processo geral de acordo com a presente invenção foi examinado. 0 desempenho do processo geral foi examinado utilizando a simulação por computador. Da mesma forma, o desempenho das fornalhas de reciclagem utilizando o etano e propano como matéria-prima foi e χ am Γnãdo~^u t i 1 i ζ ando υ s dado^-exi^entes do procos-so^-e- os resultados demonstrados na Tabela 7 abaixo foram obtidos.
Tabela 7
Composição (wt%) do produto da reação a partir da fornalha de reciclagem utilizando etano como matéria- prima Composição (wt%) do produto da reação a partir da fornalha de reciclagem utilizando propano como matéria- prima Metano 4,2 18, 9 Etileno 51, 9 35, 6 Etano 34, 5 2,8 Propileno 1,2 16, 7 Propano 0,1 16,3 C4 2,3 3,7 C5 0,3 1,1 C6 ou mais 1,1 1,6 Outros 4,4 3,3
O rendimento total do processo
é conforme mostrado na Tabela 8 abaixo.
Tabela 8
Rendimento geral do processo (wt%) Metano 17, 3 Etileno 34,7 Etano 0, 0 Propileno 24,6 Propano 0,0 C4 0, 0 C5 0,0 C6 ou mais 20,5 Outros 2,9
Conforme pôde ser observado na
Tabela 8, o rendimento da produção do etileno e propileno foi de 59,3 wt%, o qual é muito maior do que 50, 6 wt% no
processo geral de destilação fracionada por valor do Exemplo Comparativo 1. Esse resultado foi obtido ao reciclar efetivamente o etano e propano na fornalha de reciclagem e reciclar a fração C4-C5 no reator de destilação fracionada catalitica.
Aplicabilidade Industrial
Conforme acima descrito, a presente invenção fornece um processo para produzir hidrocarbonetos olefinicos leves a partir da matéria-prima de hidrocarboneto, e mais preferivelmente, matéria-prima de nafta ou querosene, através da destilação fracionada, o que pode efetivamente aumentar a produção do etileno e propileno no processo geral ao efetivamente reciclar o etano e propano, com baixo valor agregado, reciclando uma fração C4- C5 da forma mais econômica e variavelmente controlando a via de produção de uma fração C6+.
Também, de acordo com a presente invenção, os processos de separação e reações de hidrogenação são minimizados, levando a um aumento na eficiência econômica de um processo geral.
Embora as configurações
preferidas da presente invenção tenham sido descritas para fins ilustrativos, aqueles com habilidade na técnica apreciarão que as simples modificações, adições e substituições são possíveis, sem desviar do escopo e espírito da invenção conforme revelada nas reivindicações anexas.
Claims (14)
1. "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARB ONE TO NA DESTILAÇÃO FRACIONADA CATAL í TI CA", caracterizado pelo fato de que o processo compreende as etapas de: (a) alimentar a matéria-prima de hidrocarboneto e vapor (32) em uma fornalha de destilação fracionada catalitica em que a matéria-prima de hidrocarboneto está sujeita a uma reação (33) de destilação fracionada catalitica (24) na presença de um catalisador (25); (b) regenerar o catalisador (25) utilizado na reação de destilação fracionada catalitica (24) através de um procedimento de regeneração continuo ou periódico e reciclagem do catalisador (25) regenerado na fornalha de destilação fracionada catalitica (24); (c) extinguir, comprimir e separar o produto da reação {33) de destilação fracionada catalitica (24), de modo a separar e recuperar cada hidrogênio, metano e hidrocarbonetos olefinicos C2-C3 e de modo a separar uma corrente contendo os hidrocarbonetos olefinicos C2-C3 e uma corrente contendo hidrocarbonetos C4+; (d) alimentar a corrente contendo os hidrocarbonetos parafínicos C2-C3 em uma fornalha de reciclagem (11) em que são convertidos para os hidrocarbonetos olefinicos C2-C3 através de reação (33) de destilação fracionada térmica, e reciclagem dos hidrocarbonetos olefinicos C2-C3 para a etapa de extinção; e (e) reciclar pelo menos uma porção da corrente contendo hidrocarboneto C4+ para a etapa de reação (33) de destilação fracionada catalitica (24), etapa de regeneração de catalisador (25) ou ambas as etapas.
2. "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARBONETO NA DES T ILAÇÃO FRACIONADA CATAL í TI CA", O processo da Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a corrente contendo os hidrocarbonetos C4 + é separada em uma corrente contendo hidrocarbonetos C4-C5 e uma corrente contendo hidrocarbonetos C6+.
3. "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARBONETO NA DEST ILAÇÃO FRACIONADA CATALÍTICA", o processo da Reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a corrente contendo hidrocarbonetos C4-C5 é reciclada na etapa de reação (33) de destilação fracionada catalitica (24) .
4. "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARBONETO NA DESTILAÇÃO FRACIONADA CATALÍTICA", o processo da Reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que uma porção (111) da corrente contendo hidrocarbonetos C6+ é reciclada na etapa de reação (33) de destilação fracionada catalitica (24), e a porção (111) restante pode ser separada em uma corrente contendo hidrocarbonetos C6-C8 e uma corrente contendo hidrocarbonetos C9+.
5. "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARBONETO NA DESTILAÇÃO FRACIONADA CATALÍTICA", O processo da Reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que uma porção (111) da corrente contendo os hidrocarbonetos C6- C8 é reciclada (11) na etapa de reação (33) de destilação fracionada catalítica (24.), e a porção (111.) restante pode ser recuperada após a conversão para uma fração aromática (114) por hidrodessulfurização.
6. " PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARBONE TO NA DE S TILAÇÃO FRACIONADA CATAL í TI CA", O processo da Reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que uma porção (111) da corrente contendo hidrocarbonetos C9+ é reciclada (11) na reação (83) de destilação fracionada catalítica (24), e a porção (111) restante é reciclada (11) na etapa de regeneração do catalisador (25) .
7. "PROCESSO PARA AUMENTAR A 15 PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HI DROCARBONE TO NA DE S TI LAÇÃO FRACIONADA CATAL í TICA", o processo da Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a matéria-prima de hidrocarboneto é nafta ou querosene.
8 . "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARBONETO NA DESTILAÇÃO FRACIONADA CATALÍTICA", O processo da Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a matéria-prima de hidrocarboneto é uma mistura de hidrocarboneto com um ponto de ebulição de 30-350°C.
9. "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARBONETO NA DESTILAÇÃO FRACIONADA CATALÍTICA", o processo da Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador (25) é um composto de zeólito.
10. "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARBONETO NA DESTILAÇÃO FRACIONADA CATAL í TICA", processo da Reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o composto de zeólito é o zeólito de ZSM-5.
11. "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARB ONE T O NA DE S TIL AÇÃO FRACIONADA CATAL í TIC A", o processo da Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a reação (33) de destilação fracionada cataiitica (24) é realizada em uma temperatura de 500-750°C e uma proporção de peso da matéria-prima de hidrocarboneto/vapor de 0,01-10.
12. "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDR0CARB0NE TO NA DESTILAÇÃ0 FRACIONADA CATAL í TI CA", o processo da Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a reação (33) de destilação fracionada catalitica (24) é realizada em um reator de leito fixo ou um reator de leito fluidizado.
13. "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARBONE TO NA DESTILAÇÃ0 FRACIONADA CATAL í TI CA", o processo da Reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que, se a reação (33) de destilação fracionada catalitica (24) for realizada no reator de leito fixo, a reação de destilação fracionada catalitica (24) será realizada em um tempo de residência da matéria-prima de hidrocarboneto de Ο,1-600 segundos.
14. "PROCESSO PARA AUMENTAR A PRODUÇÃO DE OLEFINAS LEVES A PARTIR DA MATÉRIA-PRIMA DE HIDROCARB ONE T O NA DESTILAÇÃO FRACIONADA CATALÍTICA", o processo da Reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que, se a reação (33) de destilação fracionada catalítica (24) for realizada no reator de leito fluidizado, a reação (33) de destilação fracionada catalítica (24) será realizada em um tempo de residência da matéria-prima de hidrocarboneto de 0,1-600 segundos e uma proporção de peso do catalisador (25)/matéria-prima de hidrocarboneto de 1-100.
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