PROCEDIMIENTO PARA CRAQUEAR UNA CARGA DE ALIMENTACIÓN DE HIDROCARBUROS QUE COMPRENDE UNA COLA PESADA.

Procedimiento para craquear una carga de alimentación de hidrocarburos que comprende una cola pesada La presente invención se refiere a un procedimiento para craquear una carga de alimentación, en particular una carga de alimentación de baja calidad con una cola pesada, es decir una carga de alimentación con una fracción relativamente alta de uno o más componentes que son vaporizados a una temperatura más alta que las cargas de alimentación promedio (si son vaporizables en absoluto). Los ejemplos de dichos componentes son alquitrán, partículas sólidas, fracciones de hidrocarburos pesados tales como fracciones de alto punto de ebullición y fracciones residuo de evaporación. Cuando una carga de alimentación con una cola pesada se craquea en un horno de craqueo térmico (horno de pirólisis), la cola pesada habitualmente causa ensuciamiento en la sección de convección, la sección radiante e intercambiadores de líneas de transferencia. Este ensuciamiento da como resultado un corto tiempo de funcionamiento y, por lo tanto, un funcionamiento no económico. La patente de Estados Unidos 5.580.443 sugiere un procedimiento de pirólisis en el que se reduce el ensuciamiento/coquización. En esta publicación, se describe un procedimiento para la pirólisis de una carga de alimentación de baja calidad en olefinas mediante un procedimiento en el que la carga se precalienta y se vaporiza parcialmente en un precalentador de la carga. La carga líquida restante se separa en la salida del precalentador de la carga en un dispositivo de separación después de mezclarla con una cantidad de vapor de dilución sobrecalentado. La cantidad de carga líquida a separar está controlada por la cantidad y/o la relación de vapor de dilución sobrecalentado que se mezcla aguas arriba y aguas abajo del dispositivo de separación. El procedimiento puede utilizar un economizador, sin medio alguno para controlar la capacidad (absorción de calor) del economizador. La patente de Estados Unidos 4.879.020 se refiere a un método de funcionamiento de un horno convertidor de hidrocarburos. No obstante, en esta publicación no se da a conocer un procedimiento para craquear térmicamente una carga en el que la absorción de calor de un precalentador de la carga está controlada regulando la capacidad de intercambio de un economizador. En la patente de Estados Unidos 6.632.351, se describe un procedimiento de pirólisis, en el que la carga a separar se calienta a una temperatura de, como mínimo, 375ºC antes de separar la carga en un líquido y una fracción de vapor. El documento EP-A 253 633 describe un horno de craqueo de hidrocarburos que contiene intercambiadores de calor. Cada uno tiene su propio suministro de carga de alimentación de modo que el flujo y la caída de presión puedan controlarse de forma independiente. No se sugiere controlar la absorción de calor del precalentador de la carga y, por lo tanto, la temperatura de vaporización de la carga de alimentación. Los procedimientos de la técnica anterior, tales como los mencionados anteriormente, tienen una flexibilidad limitada para variaciones en las condiciones del procedimiento, tales como variaciones de las características de la carga de alimentación, severidad del craqueo, relación de dilución de vapor y regulación del horno. Esto se debe a que el control de la separación mezclando una cantidad de vapor de dilución sobrecalentado solamente es adecuado para condiciones que son próximas a un único caso de diseño. Para desviaciones mayores del caso de diseño, la cantidad de líquido que se separa puede ser demasiada (eficacia de procedimiento inapropiada) o demasiado poca (separación inapropiada, que causa ensuciamiento en el equipo en la parte descendente). Además, se desea dar a conocer procedimientos alternativos para craquear una carga de alimentación, en particular una carga de alimentación que comprende una cola pesada. Por consiguiente, es un objetivo de la presente invención dar a conocer un nuevo procedimiento para craquear una carga de hidrocarburos con una baja tendencia a causar ensuciamiento (coquización) de la instalación de craqueo en la que se lleva a cabo el procedimiento. En particular es un objetivo dar a conocer un nuevo procedimiento de craqueo de una carga de hidrocarburos, tal como una carga de hidrocarburos con una cola pesada, procedimiento que muestra una buena flexibilidad con respecto a variaciones en las condiciones del procedimiento, tales como variaciones en las características de la carga de alimentación y la severidad de craqueo deseada. Es un objetivo adicional de la presente invención dar a conocer una nueva instalación para craquear una carga de alimentación de hidrocarburos, adecuado para llevar a cabo un procedimiento según la presente invención. Se ha descubierto que es posible craquear una carga de alimentación de hidrocarburos, en particular dicha carga de alimentación con una cola pesada, controlando un parámetro del procedimiento en o cerca de la salida para el gas de combustión en la sección de convección de la instalación de craqueo, concretamente precalentando la carga de alimentación en la sección de convección de una instalación de craqueo antes de craquear la carga de alimentación 2 E06701559 03-11-2011   en la sección radiante de la instalación de craqueo y controlando la absorción de calor del precalentador de la carga (situado cerca de la salida para el gas de combustión fuera de la sección de convección). Por lo tanto, es posible mantener la temperatura del gas de combustión que sale de la sección de convección a una temperatura deseablemente baja. Por la presente, puede realizarse un alto nivel de recuperación de calor del gas de combustión. Además, el control de la absorción de calor del precalentador de la carga permite el control de la temperatura de vaporización de la carga de alimentación. Por consiguiente, en un aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento según la reivindicación 1. Al regular la capacidad térmica del economizador -9-, puede controlarse la absorción de calor del precalentador de la carga -1-, tal como regulando el flujo de medio de intercambio de calor a través del economizador. El control de la absorción de calor permite, a su vez, la regulación de la relación de la fracción líquida con respecto a la fracción de vapor de la carga en la salida del precalentador de la carga. Preferentemente, además del economizador -9-, se emplea otro economizador -8-, situado entre el precalentador -1y la salida para el gas de combustión de la sección de convección -7-. Este economizador -9- funciona habitualmente en comunicación fluida en paralelo con el economizador -8- (véase, por ejemplo, la figura 1). A través de este economizador adicional, el medio de intercambio de calor (habitualmente agua, también denominada como agua de alimentación de la caldera) es transportado. Este sistema ayuda a asegurar que la temperatura de la chimenea (la temperatura del gas de combustión en la salida de la sección de convección) se mantiene en una temperatura deseable, en particular aproximadamente 5-20ºC por encima de la temperatura del medio de intercambio de calor en la entrada del economizador -8-. En una realización adecuada, el economizador -8- se omite. En particular en dicha realización, el economizador -9está provisto de una derivación - habitualmente en comunicación fluida en paralelo - por ejemplo como se indica en la figura 2. La instalación de una derivación x' alrededor del economizador -9- y la omisión del economizador -8habitualmente da como resultado una mayor temperatura de la chimenea cuando el procedimiento requiere una baja absorción de calor en el economizador -9- y en el precalentador de la carga. En un procedimiento según la presente invención, la temperatura del gas de combustión en la salida puede estar a una temperatura de 150ºC o menos, en particular a una temperatura en el intervalo de 90ºC a 180ºC, más en particular a una temperatura en el intervalo de 95-130ºC. Se observa que, según la presente invención, es posible mantener la temperatura de la chimenea en un intervalo deseado mientras se tiene simultáneamente un alto grado de flexibilidad para variaciones en las condiciones del procedimiento, tales como variaciones de las características de la carga de alimentación, severidad de craqueo, relación del gas de dilución (vapor) y regulación del horno. En una realización específica del procedimiento según la presente invención, la carga de alimentación de hidrocarburos se suministra a un precalentador de la carga presente en la sección de convección (cerca de la salida del gas de combustión), la absorción de calor del precalentador de la carga se controla regulando la capacidad de intercambio de calor de un economizador, estando el economizador situado en la sección de convección... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para craquear térmicamente una carga de hidrocarburos en una instalación que comprende una sección radiante (6) y una sección de convección (7), en el que una carga de alimentación de hidrocarburos se suministra a un precalentador de la carga (1) presente en la sección de convección (7), la absorción de calor del precalentador de la carga (1) se controla regulando la capacidad de intercambio de calor de un economizador (9), estando dicho economizador (9) situado en la sección de convección (7) entre el precalentador de la carga (1) y la sección radiante (6), en el que, después de salir del precalentador de la carga, la carga calentada se separa en un separador en una fracción de vapor y una fracción líquida y, como mínimo, parte de la fracción de vapor se craquea en la sección radiante, en el que la instalación comprende un controlador de la absorción de calor del precalentador de la carga, que comprende una entrada para registrar el flujo de líquido de la fracción que sale del separador y/o una entrada para registrar la temperatura del vapor que sale del separador, y que comprende una salida para regular el flujo y/o la temperatura del medio de intercambio de calor del economizador. 2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que un primer economizador (8) y un segundo economizador (9) están presentes en la instalación en la que la carga de hidrocarburos se craquea, estando el primer economizador (8) situado en la sección de convección entre la salida del gas de combustión de la sección de convección y el precalentador de la carga (1), el segundo economizador (9), que es el economizador definido en la reivindicación (1), situado en la sección de convección (7) entre el precalentador de la carga (1) y la sección radiante (6). 3. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que el economizador (9) en la instalación en la que la carga de hidrocarburos se craquea está en comunicación fluida con una derivación (x'). 4. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la absorción de calor del precalentador de la carga se controla regulando los flujos de los medios de intercambio de calor que fluyen a través del economizador (9). 5. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la carga calentada en el precalentador se mezcla con un gas diluyente antes de la separación. 6. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fracción de vapor se craquea sin haberla diluido adicionalmente con gas de dilución después de haberla separado de la fracción de alto punto de ebullición. 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la carga se separa en la fracción líquida y la fracción de vapor a una temperatura en el intervalo de 190 a 260ºC. 8. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la carga comprende una cola pesada, formando dicha cola pesada preferentemente hasta el 10% en peso de la carga 9. Procedimiento, según la reivindicación 8, en el que la cola pesada forma hasta el 1% en peso de la carga, preferentemente hasta el 0,2% en peso de la carga. 10. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la carga tiene las siguientes características: hasta el 70% en peso se vaporiza a 170ºC, hasta el 80% se vaporiza a 200ºC, hasta el 90% en peso se vaporiza a 250ºC, hasta el 95% en peso se vaporiza a 350ºC y/o hasta el 99,9% en peso se vaporiza a 700ºC, según lo determinado mediante ASTM D-2887. 11. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura del gas de combustión en la salida de la sección de convección se mantiene a una temperatura en el intervalo de hasta 150ºC, preferentemente a una temperatura en el intervalo de 90ºC a 130ºC. 12. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo dicho procedimiento diluir la carga de alimentación con un gas diluyente, antes del craqueo, y en el que la relación de carga de alimentación con respecto a gas diluyente se mantiene esencialmente constante. 13. Instalación para craquear una carga de alimentación de hidrocarburos que comprende una sección radiante y una sección de convección, que comprende - un precalentador de la carga, presente en la sección de convección, para calentar una carga de alimentación de hidrocarburos que se va a craquear, - un separador para separar una sección de vapor de la carga de alimentación de una fracción líquida de la carga 11 E06701559 03-11-2011   de alimentación, estando el separador provisto aguas abajo de la salida de la carga del precalentador y aguas arriba de la sección radiante, - un economizador, situado en la sección de convección entre el precalentador de la carga y la sección radiante, economizador cuya capacidad de intercambio de calor es controlable mediante un controlador para regular la capacidad de intercambio de calor del economizador, - y un conducto para suministrar la fracción de vapor a la sección radiante para craquear la carga calentada, en la que instalación comprende un controlador de la absorción de calor del precalentador de la carga, que comprende una entrada para registrar el flujo de líquido de la fracción que sale del separador y/o una entrada para registrar la temperatura de la fracción de vapor que sale del separador, y una salida para regular el flujo y/o la temperatura del medio de intercambio de calor del economizador. 14. Instalación para craquear una carga de alimentación de hidrocarburos según la reivindicación 13, que comprende una sección radiante y una sección de convección, en el que en la sección de convección - un precalentador de la carga está presente para calentar una carga de alimentación de hidrocarburos que se va a craquear, - estando el precalentador de la carga situado entre un primer y un segundo economizador, estando el primer economizador situado en la sección de convección entre la salida del gas de combustión y el precalentador de la carga, estando el segundo economizador situado en la sección de convección entre el precalentador de la carga y la sección radiante; - y un conducto para suministrar la carga calentada a la sección radiante para craquear la carga calentada. 15. Instalación, según la reivindicación 13 ó 14, en la que el economizador situado entre el precalentador de la carga y la sección radiante está en comunicación fluida en paralelo con una derivación. 16. Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones 13-15, en la que la instalación está provista de un mezclador para mezclar la carga de hidrocarburos con un gas de dilución, aguas arriba del separador. 12 E06701559 03-11-2011   13 E06701559 03-11-2011   14 E06701559 03-11-2011   E06701559 03-11-2011   16 E06701559 03-11-2011