Procedimiento de coquificación retardada para producir un coque libremente fluyente mediante el uso de unos aditivos poliméricos.

Un procedimiento de coquificación retardada que comprende:

(a) calentar una alimentación de residuo de petróleo, en una primera zona de calentamiento, a una temperatura que está por debajo de las temperaturas de coquificación pero a una temperatura en la que el residuo es un líquido bombeable;

(b) conducir dicho residuo calentado a una segunda zona de calentamiento en donde éste es calentado a unas temperaturas de coquificación,

(c) conducir dicho residuo de petróleo calentado desde dicha segunda zona de calentamiento hasta una zona de codificación en donde se recogen unos productos en forma de vapor por la parte superior y se forma un producto de coque esférico que sustancialmente es libremente fluyente; y

(d) introducir en dicho residuo de petróleo de 300 a 3.000 wppm de por lo menos un aditivo polimérico que se selecciona entre un poli(oxietileno), un poli(oxipropileno), un copolímero de poli(oxietileno)-poli(oxipropileno), un etilendiamina alcohol tetra alcoxilado de un poli(oxietilen) alcohol, un etilendiamina alcohol tetra alcoxilado de un poli(oxipropilen) alcohol, un etilendiamina alcohol tetra alcoxilado de unos poli(oxipropilen)-poli(oxietilen) alcoholes, y que tiene un peso molecular de 1.000 hasta 30.000, en una cantidad que es eficaz para la formación de un coque esférico que sustancialmente es libremente fluyente, en donde dicho aditivo polimérico es introducido en dicho residuo de petróleo en un lugar situado corriente arriba de la segunda zona de calentamiento, entre dicha segunda zona de calentamiento y dicha zona de coquificación o en ambos lugares.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2005/016714.

Solicitante: EXXONMOBIL RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1545 ROUTE 22 EAST P.O. BOX 900 ANNANDALE, NJ 08801-0900 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: VARADARAJ, RAMESH, SISKIN,MICHAEL, BROWN,LEO D.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > CRACKING DE LOS ACEITES DE HIDROCARBUROS; PRODUCCION... > C10G9/00 (Cracking térmico no catalítico, en ausencia de hidrógeno, de aceites de hidrocarburos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > DESTILACION DESTRUCTIVA DE MATERIAS CARBONOSAS PARA... > C10B55/00 (Coquización de aceites minerales, betún, alquitrán o similares o sus mezclas con materias carbonosas sólidas (cracking de aceites C10G))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > DESTILACION DESTRUCTIVA DE MATERIAS CARBONOSAS PARA... > Otros procesos de carbonización o coquización;... > C10B57/06 (que contienen aditivos)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de coquificación retardada para producir un coque libremente fluyente mediante el uso de unos aditivos poliméricos

CAMPO DEL INVENTO

El presente invento se refiere a un procedimiento de coquificación retardada para producir un coque esférico que sustancialmente es libremente fluyente. Una materia prima para un coquificador, tal como un residuo de vacío, es calentada en una zona de calentamiento a unas temperaturas de coquificación y luego es conducida a una zona de coquificación en la que unos materiales volátiles se recogen por la parte superior y se forma un coque. Un apropiado aditivo polimérico es añadido a la materia prima de alimentación, antes de que él sea calentado en la zona de calentamiento, antes de él sea conducido a la zona de coquificación, o ambas cosas, para aumentar la formación de un coque esférico libremente fluyente.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA

Una coquificación retardada implica la descomposición térmica de unos residuos de petróleo (denominados en inglés resids) para producir un gas, unas corrientes líquidas de diversos intervalos de ebullición y un coque. La coquificación retardada de unos residuos de petróleo procedentes de unos aceites crudos pesados, y agrios pesados (con un alto contenido de azufre) se lleva a cabo principalmente como un medio para disponer de estas materias primas de alimentación de bajo valor mediante la conversión de una parte del residuo de petróleo en unos productos líquidos y gaseosos más valiosos. Aunque se cree generalmente que el coque resultante es un producto secundario de bajo valor, él puede tener un cierto valor, dependiendo de su calidad, como un combustible (coque de calidad para combustibles), o para electrodos destinados a la producción de aluminio (coque de calidad para ánodos), etc.

En el procedimiento de coquificación retardada, la materia prima de alimentación es calentada rápidamente en un calentador por combustión o en un horno tubular. Luego la materia prima de alimentación calentada se hace pasara un tambor de coquificación que se mantiene en unas condiciones bajo las cuales se produce una coquificación, generalmente a unas temperaturas situadas por encima de 400°C bajo unas presiones superiores a la atmosférica. La alimentación de residuo calentado en el tambor coquificador forma también unos componentes volátiles que son retirados por la parte superior y hechos pasar a un fraccionador, dejando tras de sí un coque. Cuando el tambor coquificador está lleno con coque, la alimentación calentada es cambiada a otro tambor y los vapores de hidrocarburos son purgados a partir del tambor coquificador con vapor de agua. Luego el tambor es sofocado con agua para disminuir la temperatura a menos de 300°F (149°C) después de lo cual se achica el agua. Cuando están completas las etapas de enfriamiento y achicado, el tambor es abierto y el coque es retirado después de una perforación y/o un corte usando chorros de agua a alta velocidad.

Un orificio se perfora típicamente a través del centro del lecho de coque usando unos chorros de agua a alta presión procedentes de unas toberas que están situadas en una herramienta de perforación. Unas toberas orientadas horizontalmente en la cabeza de una herramienta de corte cortan luego el coque llevándolo fuera del tambor. La etapa de retirada del coque aumenta considerablemente el tiempo de paso y el coste del proceso global. Por lo tanto, sería deseable ser capaz de producir un coque libremente fluyente, en un tambor coquificador, que no requiera el gasto y e I tiempo que se asocian con la retirada convencional del coque.

El documento de patente de los EE.UU. US-A-4.612.109 describe un procedimiento de coquificación retardada en donde a la materia prima de alimentación se le añade una composición antiespumante que comprende un poliol.

El documento de solicitud de patente internacional WO-A-2004/104139 describe un procedimiento de coquificación retardada para producir un coque esférico que sustancialmente es libremente fluyente, por adición de un aditivo que contiene metales o que está exento de metales a la materia prima de alimentación.

Incluso aunque puede parecer que el tambor coquificador ha sido completamente enfriado, algunas zonas del tambor no se enfrían por completo. Este fenómeno, citado algunas veces como el de un "tambor caliente" puede ser el resultado de que está presente en el tambor una combinación de morfologías del coque, que puede contener una combinación de más de un tipo de productos de coque sólidos, esto es un coque acicular, un coque esponjoso y un coque esférico. Puesto que un coque esférico no aglomerado puede enfriarse con más rapidez que otras morfologías del coque, tal como unas grandes masas de coque esférico o un coque esponjoso, sería deseable producir un coque que predominantemente sea sustancialmente capaz de fluir libremente, preferiblemente un coque esférico, en un coquificador retardado, con el fin de evitar o reducir al mínimo el fenómeno de "tambores calientes".

SUMARIO DEL INVENTO

En una forma de realización, se proporciona un procedimiento de coquificación retardada que comprende:

(a) calentar una alimentación de residuo de petróleo en una primera zona de calentamiento, a una temperatura

que está por debajo de las temperaturas de coquificación, pero a una temperatura en la que el residuo de petróleo es un líquido bombeable;

(b) conducir dicho residuo de petróleo calentado a una segunda zona de calentamiento, en la que él es calentado a unas temperaturas de coquificación;

(c) conducir dicho residuo calentado desde dicha segunda zona de calentamiento hasta una zona de coquificación, en la que unos productos en forma de vapor se recogen por la parte superior y se forma un producto de coque esférico que sustancialmente es libremente fluyente;

(d) introducir en dicho residuo de 300 a 3.000 wppm (partes por millón en peso) de por lo menos un aditivo polimérico que se selecciona entre un poli(oxietileno), un poli(oxipropileno), un copolimero de poli(oxietileno)- poli(oxipropileno), un etilendiamina alcohol tetra alcoxilado de un poli(oxietilen) alcohol, un etilendiamina alcohol tetra alcoxilado de un poli(oxipropilen) alcohol, un etilendiamina alcohol tetra alcoxilado de unos poli(oxipropilen)- poli(oxietilen) alcoholes y unas mezclas de los mismos, y que tiene un peso molecular de 1.000 a 30.000, en una cantidad que es

eficaz para la formación de un coque esférico que sustancialmente es libremente fluyente, en donde dicho aditivo polimérico es introducido en dicho residuo en un lugar situado corriente arriba de la segunda zona de calentamiento, entre dicha segunda zona de calentamiento y dicha zona de coquificación, o en ambas zonas.

La zona de coquificación es un tambor coquificador retardado, y se forma un producto de coque esférico que sustancialmente es libremente fluyente.

En otra forma de realización, se proporciona un procedimiento de coquificación retardada que comprende:

(a) poner en contacto un residuo de petróleo de vacío con una cantidad eficaz de por lo menos un aditivo polimérico a una temperatura de 70°C a 370°C durante un período de tiempo que es suficiente para dispersar el aditivo una manera sustancialmente uniforme dentro de la alimentación;

(b) calentar el residuo de petróleo de vacío que se ha puesto en contacto a una temperatura que es eficaz para coquificar a dicha alimentación;

(c) cargar dicho residuo de vacío calentado en una zona de coquificación a una presión de 15 a 80 psig (de 103,42 a 551,58 kPag)

durante un intervalo de tiempo eficaz para

permitir que se forme un lecho de coque caliente, del que por lo menos una parte es un coque esférico libremente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de coquificación retardada que comprende:

(a) calentar una alimentación de residuo de petróleo, en una primera zona de calentamiento, a una temperatura que está por debajo de las temperaturas de coquificación pero a una temperatura en la que el residuo es un líquido bombeable;

(b) conducir dicho residuo calentado a una segunda zona de calentamiento en donde éste es calentado a unas temperaturas de coquificación,

(c) conducir dicho residuo de petróleo calentado desde dicha segunda zona de calentamiento hasta una zona de codificación en donde se recogen unos productos en forma de vapor por la parte superior y se forma un producto de coque esférico que sustancialmente es libremente fluyente; y

(d) introducir en dicho residuo de petróleo de 300 a 3.000 wppm de por lo menos un aditivo polimérico que se selecciona entre un poli(oxietileno), un poli(oxipropileno), un copolímero de poli(oxietileno)-poli(oxipropileno), un etilendiamina alcohol tetra alcoxilado de un poli(oxietilen) alcohol, un etilendiamina alcohol tetra alcoxilado de un poli(oxipropilen) alcohol, un etilendiamina alcohol tetra alcoxilado de unos poli(oxipropilen)-poli(oxietilen) alcoholes, y que tiene un peso molecular de 1.000 hasta 30.000, en una cantidad que es eficaz para la formación de un coque esférico que sustancialmente es libremente fluyente, en donde dicho aditivo polimérico es introducido en dicho residuo de petróleo en un lugar situado corriente arriba de la segunda zona de calentamiento, entre dicha segunda zona de calentamiento y dicha zona de coquificación o en ambos lugares.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la alimentación de residuo de petróleo es un residuo de petróleo de vacío.

3. Un procedimiento de coquificación retardada de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende:

(a) poner en contacto la alimentación de un residuo de petróleo en vacío con una cantidad eficaz del aditivo polimérico a una temperatura de 70°C a 370°C durante un período de tiempo que es suficiente para dispersar al aditivo uniformemente en la alimentación;

(b) calentar el residuo de petróleo a una temperatura que es eficaz para coquificar a dicha alimentación;

(c) cargar dicho residuo de vacío de petróleo calentado a una zona de coquificación a una presión de 15 a 80 psig (de 103,42 a 551,58 kPag)

durante un período de tiempo de coquificación, para permitir que se forme un lecho de coque caliente, del que por lo menos una parte es un coque esférico libremente fluyente; y

(d) enfriar bruscamente con agua por lo menos a una parte del lecho de coque callente.

4. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que por lo menos una parte del aditivo es soluble en la materia prima de alimentación.

5. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cantidad eficaz de aditivo es de 300 a 2.000 wppm.

6. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se usa también una cantidad eficaz de un segundo aditivo, cuyo segundo aditivo es un aditivo que contiene metales, que está seleccionado entre uno o más materiales de naftenato metálico, acetilacetonato metálico, un ácido de Lewis, un material que contiene metales con una alta área de superficie, un óxido inorgánico, y unas sales de óxidos inorgánicos.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que el segundo aditivo es una o más de las sustancias KOH; NaOH, carboxilatos y acetilacetonatos.