PROCEDIMIENTO DE CRACKING CATALÍTICO PROFUNDO MEJORADO.

Procedimiento para el cracking catalítico en lecho fluido de materiales de alimentación hidrocarbonados,

que comprende: (a) craquear dicho material de alimentación hidrocarbonado en presencia de un catalizador de cracking en una primera zona de reacción a una temperatura del orden de 486º C (925º F) a 732º C (1.350º F) y una velocidad espacial horaria en peso mayor de 50 hr -1 para producir un producto craqueado intermedio rico en gasolina; (b) craquear dicho producto craqueado intermedio rico en gasolina en presencia de dicho catalizador en una segunda zona de reacción a una temperatura del orden de 482º C (900º F) a 676º C (1.250º F) y una velocidad espacial horaria en peso menor de 30 hr -1 para producir producto craqueado rico en propeno y butenos y catalizador agotado; (c) separar dicho catalizador agotado de dicho producto craqueado rico en propeno y butenos

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para convertir materiales de alimentación hidrocarbonados a productos craqueados. Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento mejorado para producir olefinas a partir de materiales de alimentación hidrocarbonados. De un modo sumamente particular, la presente invención se refiere a una mejora en los procedimientos de cracking catalítico profundo.

Antecedentes de la invención

Los procedimientos de cracking no catalítico y de cracking catalítico de materiales de alimentación hidrocarbonados son bien conocidos en la técnica. A este respecto, el cracking con vapor de agua en un horno y el contacto con salidas en partículas no catalíticos son dos ejemplos bien conocidos del procedimiento de cracking no catalítico. Ejemplos de procedimientos de cracking no catalítico de estos tipos se describen, por ejemplo, en Hallee et al., Patente US No. 3.407.789; Woebcke, Patente US No. 3.820.955; DiNicolantonio, Patente US No. 4.499.055 y Gartside et al., Patente US No. 4.814.067.

Además son ya conocidos los procedimientos de cracking catalítico. Por ejemplo, han sido descritos procedimientos de cracking catalítico en estado fluido en la bibliografía de patentes, en particular en Cormier, Jr. et al., Patente US No. 4.828.679; Rabo et al., Patente US No. 3.647.682; Rosinski et al., Patente US No. 3.758.403; Lomas, Patente US No. 6.010.618; y Gartside et al., Patente US No. 5.324.484. Se hace una mención especial de las mejoras en el cracking catalítico en estado fluido que se describen en Letzsch et al., Patente US No. 5.662.868 y Letzsch et al., Patente US No. 5.723.040.

Otro procedimiento de cracking catalítico que resulta especialmente útil en la producción de olefinas a partir de materiales de alimentación hidrocarbonadosha sido denominado como procedimiento de cracking catalítico profundo. El procedimiento de cracking catalítico profundo se describe en Li et al., Patente US No. 4.980.053; Yongqing et al., Patente US No. 5.326.465; Shu et al., Patente US No. 5.232.675; Zhicheng et al., Patente US No.

5.380.690 y Zaiting et al., Patente US No. 5.670. 037.

Las olefinas producidas en estos procedimientos han sido deseadas durante largo tiempo como materiales de alimentación para las industrias petroquímicas. Las olefinas tales como etileno, propileno, los butenos y los pentenos son útiles en la preparación de una amplia variedad de productos finales, incluyendo, pero no de forma limitativa, polietilenos, polipropilenos, poliisobutileno y otros polímeros, alcoholes, monómero de cloruro de vinilo, acrilonitrilo, metil-terc-butileter y otros productos petroquímicos, y una variedad de cauchos tal como caucho butilo. Por otro lado, los hidrocarburos más pesados producidos en los procedimientos también han sido deseados desde hace bastante tiempo para su uso como gasolinas, combustibles y aceites de ciclo ligeros.

Constituiría un avance importante en el estado de la técnica en el caso de que pudiera desarrollarse un procedimiento mejorado de cracking catalítico profundo que pudiera manipular una amplia variedad de materiales de alimentación y craquear estos materiales de alimentación a olefinas más valiosas (olefinas C3 y C4) con menos olefinas C2. Representaría un importante avance adicional en el estado de la técnica en el caso de que el procedimiento mejorado pudiera aplicarse fácil y sencillamente a modernizar un procedimiento de cracking catalítico ya existente.

Resumen de la invención

Para este fin, el presente inventor ha descubierto ahora un procedimiento mejorado y único de cracking catalítico profundo que comprende una primera reacción de cracking efectuada a una velocidad espacial horaria en peso relativamente elevada para convertir aproximadamente de 35 a 60% de la alimentación y una segunda operación de cracking efectuada a una velocidad espacial horaria en peso relativamente baja para completar la conversión, y cuyo procedimiento soluciona los inconvenientes del estado de la técnica y satisface los aspectos comercialmente deseables anteriormente expuestos.

A partir de EP-A2-1046696 y US-A-4892643 se conoce un procedimiento en dos etapas en un tubo ascendente que tiene dos secciones, en donde se describe una isomerización de un producto de gasolina en la segunda sección obtenido a partir de la primera sección a un producto de gasolina rico en olefinas e isoparafinas ramificadas.

A la vista de lo anterior, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento de cracking catalítico profundo mejorado. Otro objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento de

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cracking catalítico profundo mejorado que produce mayores rendimientos en olefinas C3 y C4 a expensas de olefinas C2.

Otro objeto de la presente invención consiste en un procedimiento de cracking catalítico profundo mejorado que puede ser utilizado en una instalación de cracking ya existente que puede ser fácilmente modernizada para adaptarse al procedimiento mejorado de la presente invención.

Estos y otros objetos evidentes para el experto en la materia son ofrecidos por la presente invención expuesta a continuación con mayor detalle.

Breve descripción del dibujo

La figura muestra una modalidad preferida de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento mejorado para el cracking catalítico profundo de un material de alimentación hidrocarbonado. En un procedimiento de cracking catalítico profundo convencional, un material de alimentación hidrocarbonado precalentado se craquea sobre un catalizador ácido sólido caliente en un reactor a temperaturas que oscilan desde 496º C (925º F a 732º C (1.350º F) aproximadamente, con preferencia desde 552º C (1.025º F) a 621º C (1.150º F) aproximadamente. La velocidad espacial horaria en peso de la carga de material de alimentación puede ser del orden de 0,2 hr-1 a 20 hr-1 aproximadamente. La reacción de catalizador a aceite puede variar de 2 a 12 aproximadamente, con preferencia de 5 a 10 aproximadamente. Con el fin de rebajar la presión parcial de la alimentación hidrocarbonada, se pueden añadir al reactor, durante el proceso de conversión, vapor de agua u otros gases, tal como el gas seco de una unidad de cracking catalítico.

Cuando se emplea vapor de agua, se mantiene preferentemente una relación en peso de vapor de agua a alimentación hidrocarbonada del orden de 0,01 a 0,5:1 aproximadamente. La presión total de la reacción oscila preferentemente entre 138 kPa (20 psia) a 310 kPa (45 psia) aproximadamente, más preferentemente entre 172 kPa (25 psia) a 241 kPa (35 psia).

Después de la reacción, las partículas de catalizador agotado pueden ser sometidas a una rectificación con vapor de agua para separar hidrocarburos residuales absorbidos en o arrastrados con el catalizador, como es conocido en la técnica. Las partículas de catalizador agotado con coque depositado sobre las mismas se transfieren entonces a una zona de regeneración, como también es bien conocido para el experto en la materia.

La regeneración del catalizador se efectúa entonces manualmente poniendo en contacto el catalizador con un gas que contiene oxígeno a una temperatura del orden de 635º C (1.175º F) a 732º C (1.350º F) aproximadamente. A continuación, el catalizador regenerado se recicla a la zona de reacción.

Los materiales de alimentación hidrocarbonados útiles en los procedimientos DCC del estado de la técnica, y de acuerdo con esta invención, pueden variar en una amplia gama y habitualmente son materiales de alimentación hidrocarbonados relativamente pesados, tales como aquellos seleccionados entre fracciones de petróleo con diferentes intervalos de ebullición, es decir, nafta, gasóleo, gasóleo de vacío, crudo residual, crudo de petróleo y mezclas de los mismos.

Los catalizadores para su uso en los procedimientos DCC del estado de la técnica y de acuerdo con la presente invención son catalizadores ácidos sólidos que comprenden uno o más componentes activos y un material de matriz. Los componentes activos incluyen aluminosilicatos amorfos o zeolitas tales como tamices moleculares selectivos de la forma pentasil, faujasita, catalizadores del tipo ZSM-5, faujasita intercambiada con cationes... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el cracking catalítico en lecho fluido de materiales de alimentación hidrocarbonados, que comprende:

(a) craquear dicho material de alimentación hidrocarbonado en presencia de un catalizador de cracking en una primera zona de reacción a una temperatura del orden de 486º C (925º F) a 732º C (1.350º F) y una velocidad espacial horaria en peso mayor de 50 hr-1 para producir un producto craqueado intermedio rico en gasolina;

(b) craquear dicho producto craqueado intermedio rico en gasolina en presencia de dicho catalizador en una segunda zona de reacción a una temperatura del orden de 482º C (900º F) a 676º C (1.250º F) y una velocidad espacial horaria en peso menor de 30 hr-1 para producir producto craqueado rico en propeno y butenos y catalizador agotado;

(c) separar dicho catalizador agotado de dicho producto craqueado rico en propeno y butenos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde la temperatura en dicha primera reacción de cracking es de 538º C (1.000º F) a 621º C (1.150º F).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde dicha velocidad espacial horaria en peso en dicha primera reacción de cracking es de 50 a 200 hr-1 .

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en donde dicha velocidad espacial horaria en peso en dicha primera reacción de cracking es de 70 a 80 hr-1 .

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde la conversión en dicha primera reacción de cracking es de 35 a 60%.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde en dicha primera etapa de reacción se añade vapor de agua de dilución en una cantidad de hasta 20% en peso basado en el peso de dicho material de alimentación hidrocarbonado.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde la temperatura en dicha segunda etapa de reacción es de 524º C (975º F) a 566º C (1.050º F).

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde dicha velocidad espacial horaria en peso en dicha segunda reacción de cracking es de 5 a 20 hr-1 .

9. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde dicha segunda etapa de reacción se añade vapor de agua de dilución en una cantidad de hasta 20% en peso basado en el peso de dicho material de alimentación hidrocarbonado.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además enfriar rápidamente la corriente de producto craqueado separado.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además rectificar el catalizador agotado separado para separar vapores de producto arrastrado y regenerar dicho catalizador agotado rectificado para su reciclo a dicha primera etapa de reacción.