Un proceso para la producción de olefinas que comprende: proporcionar una unidad de proceso de producción de olefinas,

que comprende zonas paralelas de pirólisis con vapor de agua, FCC para olefinas ligeras y de FCC para gasóleo y residuo, hacer pasar una corriente de alcanos ligeros, que comprende etano, propano, o una combinación de los mismos, a través de la zona de pirólisis con vapor de agua, y enfriar bruscamente el efluente procedente de la misma para formar un efluente de pirólisis que está enriquecido en etileno, propileno o una combinación de los mismos; craquear una corriente de hidrocarburos ligeros, que comprende olefinas que tienen al menos 4 átomos de carbono en la zona de FCC para olefinas ligeras con el fin de formar un primer efluente de FCC enriquecido en etileno, propileno o una combinación de los mismos; craquear una corriente de refinería que comprende un gasóleo, un gasóleo de intervalo completo, un residuo, o una combinación de los mismos, en la zona de FCC para gasóleo y residuo con el fin de formar un segundo efluente de FCC enriquecido en etileno, propileno o una combinación de los mismos; fraccionar conjuntamente los efluentes de FCC primero y segundo para retirar una nafta pesada, un aceite de ciclo ligero, un aceite en suspensión espesa, o una combinación de los mismos, y recuperar una fracción de FCC que contiene olefinas combinadas, acondicionar el efluente de la pirólisis conjuntamente con la fracción combinada de FCC para retirar compuestos oxigenados, gases ácidos, agua o una combinación de los mismos para formar una corriente acondicionada; separar la corriente acondicionada en por lo menos una corriente de gases de colas, una corriente de productos de etileno, una corriente de productos de propileno, una corriente ligera que comprende etano, propano, o una combinación de los mismos, una corriente intermedia que comprende olefinas de C4 a C6 y una corriente pesada que comprende hidrocarburos de C7 y más pesados; reciclar la corriente ligera a la zona de pirólisis con vapor de agua; reciclar la corriente intermedia a la zona de FCC para olefinas ligeras; hidrotratar la corriente pesada para obtener una corriente hidrotratada; extraer una corriente de productos, que comprende benceno, tolueno, xilenos o una mezcla de los mismos, a partir de la corriente hidrotratada, para obtener una corriente de material refinado pobre en compuestos aromáticos; y reciclar la corriente de material refinado a la zona de pirólisis con vapor de agua

Proceso integrado de craqueo catalítico y pirólisis con vapor de agua para producir olefinas.

Antecedentes del invento

Esta memoria descriptiva se refiere a la integración de unidades de craqueo catalítico y pirolítico para producir olefinas a partir de una diversidad de corrientes de alimentación.

Las olefinas han sido deseadas durante largo tiempo como materias primas de alimentación para la industria petroquímica. Ciertas olefinas, tales como etileno, propileno, los butenos y los pentenos, son útiles para preparar una amplia diversidad de productos finales, incluyendo polietilenos, polipropilenos, poliisobutilenos y otros polímeros, alcoholes, el monómero cloruro de vinilo, acrilonitrilo, metil-(butil terciario)-éter y (amil terciario)-metil-éter y otros productos petroquímicos y una diversidad de cauchos, tales como un caucho butílico. Un gran número de procesos, descritos en la bibliografía, se dirigen a la producción de olefinas. En los recientes últimos años ha habido una demanda creciente de gases olefínicos ligeros, mientras que han disminuido los suministros de materias primas de alimentación apropiadas para producir dichas olefinas. Por lo tanto, la industria petroquímica está buscando continuamente unos procesos capaces de proporcionar una flexibilidad mejorada para producir diversas olefinas a partir de materias primas de alimentación hidrocarbonadas.

Esto es especialmente cierto para la producción de propileno. La fuente mayor de propileno petroquímico sobre una base mundial es la producida como el subproducto principal de la producción de etileno por craqueo térmico. Unas instalaciones de producción de etileno, que cargan materias primas de alimentación líquidas, producen típicamente alrededor de 15 a 20 por ciento en peso de propileno y proporcionan alrededor de un 70 por ciento del propileno consumido por la industria petroquímica. El refino de petróleo, predominantemente a partir de un craqueo catalítico fluidizado ("FCC", acrónimo de fluidized catalytic cracking) es con mucho el siguiente suministrador más grande de producción de propileno en el mundo, suministrando alrededor de un 30 por ciento de los requisitos petroquímicos. En los EE.UU., los FCC's suministran alrededor de la mitad de la demanda de propileno petroquímico.

Se espera que la demanda de propileno aumente hasta más del doble, impulsada principalmente por el mercado rápidamente creciente para los polímeros de polipropileno. Se proyecta que la demanda de propileno por la industria petroquímica aumente más rápidamente que la demanda de etileno. Puesto que las instalaciones de producción de etileno producen más cantidad de etileno que de propileno, y puesto que muchas de las nuevas instalaciones de producción de etileno, que están en construcción, se basan en una alimentación de etano, sin que se produzca concomitantemente propileno, se requerirán unos aumentos significativos en el propileno procedente de FCC para satisfacer la demanda creciente.

La patente de los EE.UU. 5.026.936 enseña un proceso para la preparación de propileno a partir de alimentaciones de compuestos de C4 o de orden superior por una combinación de craqueo y metátesis, en que el hidrocarburo de orden superior es craqueado para formar etileno y propileno y por lo menos una porción del etileno es sometida a metátesis para formar propileno. Véase también la patente de los EE.UU. 5.026.935.

Son bien conocidos unos procesos para craquear de manera no catalítica y craquear de manera catalítica materias primas de alimentación hidrocarbonadas. El craqueo con vapor de agua en un horno y el contacto con materiales sólidos en partículas no catalíticos calientes constituyen dos procesos bien conocidos de craqueo no catalítico. Unos procesos ilustrativos se describen en las patentes de los EE.UU. 3.407.789; 3.820.955; 4.499.055; y 4.814.067. El craqueo catalítico fluido y el craqueo catalítico profundo son dos procesos de craqueo catalítico bien conocidos. Las patentes de los EE.UU. 4.828.679; 3.647.682; 3.758.403; 4.814.067; 4.980.053; y 5.326.465 describen unos procesos ilustrativos.

Ha habido poca actividad para integrar entre sí procesos de craqueo catalítico y pirolítico. La patente de los EE.UU. 5.523.502 describe un diseño de proceso para la producción de olefinas, que incorpora una unidad de craqueo catalítico profundo y una unidad de craqueo térmico, integradas. El craqueo catalítico profundo es un proceso en el que una materia prima de alimentación hidrocarbonada previamente calentada es craqueada sobre un catalizador sólido de carácter ácido calentado en un reactor a unas temperaturas que fluctúan entre aproximadamente 496ºC (925ºF) hasta aproximadamente 732ºC (1.350ºF). La patente de los EE.UU. 6.033.555 describe un proceso que implica un craqueo catalítico de una materia prima de alimentación hidrocarbonada, seguido por un craqueo térmico.

El documento de solicitud de patente de los EE.UU US 2002/0003103 describe una unidad de FCC con doble tubo ascendente, que comprende un segundo tubo ascendente para craquear la nafta producida en un primer tubo ascendente. Este proceso de FCC consigue un rendimiento aumentado de propileno mediante reciclo de los materiales craqueados de naftas más ligeras.

Sumario de la memoria descriptiva

Esta memoria descriptiva se refiere a un proceso que integra unidades de craqueo catalítico y pirolítico/térmico para aumentar al máximo una producción eficiente de materias primas de alimentación petroquímicas. La integración de las unidades permite la producción de una corriente global de productos con un valor máximo, por encaminamiento de diversas corrientes de alimentación y corrientes de subproductos hacia la apropiada tecnología de craqueo. Esta integración intensifica el valor de los balances de materiales producidos por las unidades integradas, incluso aunque se usen unas corrientes de alimentación con el más bajo valor.

El presente invento proporciona un proceso para producir olefinas, que incluye: (a) proporcionar una unidad de proceso para la producción de olefinas, que comprende unas zonas paralelas de pirólisis con vapor de agua, de FCC para olefinas ligeras y FCC para gasóleo y residuo, (b) hacer pasar una corriente de alcanos ligeros, que comprende etano, propano, o una combinación de ellos, a través de la zona de pirólisis con vapor de agua, y enfriar bruscamente el efluente procedente de ella para formar un efluente de pirólisis enriquecido en etileno, propileno o una combinación de ellos; (c) craquear una corriente de hidrocarburos ligeros, que comprende unas olefinas que tienen por lo menos 4 átomos de carbono en la zona de FCC para olefinas ligeras con el fin de formar un primer efluente de FCC enriquecido en etileno, propileno o una combinación de ellos; (d) craquear una corriente de refinería que comprende un gasóleo, un gasóleo de intervalo completo, un residuo, o una combinación de los mismos, en la zona de FCC para gasóleo y residuo con el fin de formar un segundo efluente de FCC enriquecido en etileno, propileno o una combinación de ellos; (e) fraccionar los efluentes de FCC primero y segundo, conjuntamente para retirar una nafta pesada, un aceite de ciclo ligero, un aceite en suspensión espesa o una combinación de los mismos, y recuperar una fracción combinada de FCC, que contiene olefinas; (f) acondicionar el efluente de pirólisis conjuntamente con la fracción combinada de FCC con el fin de retirar compuestos oxigenados, gases ácidos, agua o una combinación de los mismos, para formar una corriente acondicionada; (g) separar la corriente acondicionada para dar por lo menos una corriente de gases de colas, una corriente de productos de etileno, una corriente de productos de propileno, una corriente de hidrocarburos ligeros, que comprende etano, propano o una combinación de los mismos, una corriente intermedia que comprende olefinas de C₄ a C₆ y una corriente pesada que comprende hidrocarburos de C₇ y de orden mayor; (h) reciclar la corriente de hidrocarburos ligeros a la zona de pirólisis con vapor de agua; y (i) reciclar la corriente intermedia a la zona de FCC para olefinas ligeras.

La corriente pesada puede ser reciclada a la primera zona de FCC. Dependiendo de la disponibilidad de materias primas de alimentación, la corriente de alcanos ligeros, que se ha hecho pasar a través de la zona de pirólisis con vapor de agua, puede incluir también una nafta o un gas de petróleo licuado (LPG, acrónimo de liquefied petroleum gas). Similarmente, la corriente de hidrocarburos...

1. Un proceso para la producción de olefinas que comprende:

proporcionar una unidad de proceso de producción de olefinas, que comprende zonas paralelas de pirólisis con vapor de agua, FCC para olefinas ligeras y de FCC para gasóleo y residuo,

hacer pasar una corriente de alcanos ligeros, que comprende etano, propano, o una combinación de los mismos, a través de la zona de pirólisis con vapor de agua, y enfriar bruscamente el efluente procedente de la misma para formar un efluente de pirólisis que está enriquecido en etileno, propileno o una combinación de los mismos;

craquear una corriente de hidrocarburos ligeros, que comprende olefinas que tienen al menos 4 átomos de carbono en la zona de FCC para olefinas ligeras con el fin de formar un primer efluente de FCC enriquecido en etileno, propileno o una combinación de los mismos;

craquear una corriente de refinería que comprende un gasóleo, un gasóleo de intervalo completo, un residuo, o una combinación de los mismos, en la zona de FCC para gasóleo y residuo con el fin de formar un segundo efluente de FCC enriquecido en etileno, propileno o una combinación de los mismos;

fraccionar conjuntamente los efluentes de FCC primero y segundo para retirar una nafta pesada, un aceite de ciclo ligero, un aceite en suspensión espesa, o una combinación de los mismos, y recuperar una fracción de FCC que contiene olefinas combinadas,

acondicionar el efluente de la pirólisis conjuntamente con la fracción combinada de FCC para retirar compuestos oxigenados, gases ácidos, agua o una combinación de los mismos para formar una corriente acondicionada;

separar la corriente acondicionada en por lo menos una corriente de gases de colas, una corriente de productos de etileno, una corriente de productos de propileno, una corriente ligera que comprende etano, propano, o una combinación de los mismos, una corriente intermedia que comprende olefinas de C₄ a C₆ y una corriente pesada que comprende hidrocarburos de C₇ y más pesados;

reciclar la corriente ligera a la zona de pirólisis con vapor de agua;

reciclar la corriente intermedia a la zona de FCC para olefinas ligeras;

hidrotratar la corriente pesada para obtener una corriente hidrotratada;

extraer una corriente de productos, que comprende benceno, tolueno, xilenos o una mezcla de los mismos, a partir de la corriente hidrotratada, para obtener una corriente de material refinado pobre en compuestos aromáticos; y

reciclar la corriente de material refinado a la zona de pirólisis con vapor de agua.