PROCESO PARA LA PRODUCCIÓN DE PRODUCTOS LIGEROS CONVERTIDOS DE FORMA TÉRMICA Y DE ELECTRICIDAD.

Proceso para la producción de productos ligeros convertidos de forma térmica y de electricidad La presente invención se refiere a un proceso para la producción de productos ligeros convertidos de forma térmica a partir de una materia prima residual y de electricidad a partir de gas de síntesis que se obtiene a partir de un residuo de conversión térmica. El proceso de acuerdo con la presente invención se refiere en particular a un proceso integrado para la producción de productos ligeros convertidos de forma térmica a partir de una materia prima residual y de electricidad a partir de gas de síntesis que se obtiene a partir de un residuo de conversión térmica que de ese modo se encuentra disponible a partir de la conversión térmica de la materia prima residual en productos ligeros. El craqueo térmico se ve ampliamente como uno de los procesos más antiguos y bien establecidos en el refino convencional. El objeto en el refino convencional es la conversión de una materia prima hidrocarburada en uno o más productos útiles. Dependiendo de la disponibilidad de materia prima y la oferta del producto deseado, muchos procesos de conversión de hidrocarburo se han desarrollado con el tiempo. Algunos procesos son no catalíticos, tal como la separación de viscosidades por craqueo térmico y el craqueo térmico, otros como el craqueo catalítico fluidizado (FCC, fluidized catalytic cracking), el hidrocraqueo y la reformación, son ejemplos de los procesos catalíticos. Los procesos a los que se hace referencia anteriormente en el presente documento tienen en común que los mismos se orientan a, y a menudo se optimizan para, la producción de combustibles de transporte, tal como gasolina y gasóleos. Los procesos de conversión térmica se conocen bien en la industria. En particular, el proceso de separación de viscosidades por craqueo térmico Soaker de Shell se conoce bien y se pone en práctica desde hace muchos años en muchas refinerías por todo el mundo. Por ejemplo, en el documento EPB7656 se describe un proceso para el craqueo térmico continuo de aceites de hidrocarburo, que se ha incorporado en el presente documento a modo de referencia. En este documento se hace referencia al uso de recipientes de madurador (soaker), en particular a recipientes de madurador que contienen una o más partes internas. Las configuraciones preferidas comprenden hasta 20 placas, preferiblemente placas perforadas que contienen unos orificios redondos que tienen un diámetro en el intervalo desde 5 hasta 200 mm. Los tiempos de residencia para la materia prima se encuentran de forma adecuada en el intervalo desde 5 hasta 60 minutos. Tales procesos pueden llevarse a cabo con un flujo ascendente o con un flujo descendente; normalmente se obtienen muy buenos resultados cuando se funciona en el modo de flujo ascendente. En las refinerías modernas hay una tendencia a la producción de electricidad para su uso interno o, si es apropiado, también para su exportación. Las turbinas de gas son unidades bien conocidas para la provisión de electricidad. Tales máquinas en general consisten en un compresor de aire, una o más cámaras de combustión en las que se quema un combustible gaseoso o un líquido a presión y una turbina en la que los gases calientes a presión se expanden hasta la presión atmosférica. Debido a que las altas temperaturas de los gases de combustión que se producen darían como resultado un daño severo para los álabes de la turbina si los mismos estuvieran directamente expuestos a los anteriores, los gases de combustión se enfrían normalmente hasta una temperatura aceptable mezclándolos con una gran cantidad de aire en exceso que se suministra mediante el compresor. Alrededor de un 65 % de la potencia total disponible se consume por el compresor, lo que deja un 35 % como potencia utilizable. Una ligera disminución en la eficiencia del compresor reduce de manera considerable la cantidad de potencia útil y, por consiguiente, la eficiencia global. Comprimiendo el aire en dos fases con un interenfriador entre las mismas aumenta la eficiencia térmica de la turbina de gas. Por lo tanto, la disponibilidad de combustible es un factor importante en la optimización de la eficiencia de cualquier turbina de gas. Una restricción adicional que ha de tomarse en consideración con respecto al uso de las turbinas de gas se basa en la impracticabilidad del uso de combustibles pesados de grado bajo como materias primas para las turbinas de gas debido a que las partes de la turbina se corroen con facilidad (incluso sin tener en cuenta de las restricciones de alta temperatura que se describen anteriormente en el presente documento) y se contaminan por ceniza o por compuestos de azufre (en particular, por compuestos de vanadio) y puede esperarse entonces una vida útil muy corta entre revisiones generales. Los combustibles gaseosos o los destilados de alto grado parecen ser los únicos combustibles prácticos cuando es necesario un funcionamiento continuo. Ha de poder entenderse que ya se han dedicado muchos esfuerzos a la integración de diversas operaciones de refinería con el fin de ahorrar en los costes. Esto se ha propuesto también para la tecnología de la conversión térmica y la para generación de electricidad. Se hace referencia a la reciente publicación del documento de F. A. M. Schrijvers, P. J. W. M. van den Bosch y B. A. Douwes en Proceedings NPRA, de marzo de 1999, San Antonio. En esta publicación, que se titula Thermal Conversion Technology in Modern Power Integrated Refinery Schemes (Tecnología de la conversión térmica en Esquemas de Refinerías de Potencia Integrada Modernas), se explica en detalle cómo integrar una así denominada unidad de Gasoil Térmico con una turbina de gas. Uno de los aspectos interesantes de una integración de este tipo es el uso de una unidad de recuperación de calor aguas abajo de la turbina de gas que permite el reemplazo del madurador y del calentador de combustión directa convencional así como del calentador de reciclado para destilado. 2 E02700203 24-10-2011   A pesar de que este enfoque tiene unas ventajas importantes en comparación con el uso de equipo convencional, en particular debido a los flujos de calor promedio y de pico muy bajos que pueden obtenerse, el mismo no tiene ningún impacto sobre la oferta del producto de la operación de craqueo térmico en la que aún se produce una gran cantidad de material residual, al que normalmente se hace referencia como residuo de craqueo de vaporización al vacío (VFCR, vacuum flashed cracked residue). Normalmente, una unidad de Gasoil Térmico producirá entre un 45 y un 65 %, especialmente alrededor de un 55 %, en peso en la carga de alimentación del VFCR. Sería deseable usar el material residual que se produce como materia prima para la turbina de gas presente en la operación de refinería integrada. No obstante, hay al menos dos problemas principales que impiden el uso directo del VFCR como materia prima para la turbina de gas. En primer lugar, los materiales de tipo VFCR, como cualquier residuo pesado, son ricos en compuestos de azufre no deseados (que los han acumulado en esencia en su interior cuando se los compara con las materias primas iniciales) lo que los hace poco prácticos para tareas como la carga de alimentación de turbina de gas tal como se describe anteriormente en el presente documento. En segundo lugar, en una operación integrada sólo se necesitaría una fracción muy pequeña del material de VFCR que se produce (suponiendo que la misma no tiene otras restricciones) para hacer funcionar la turbina de gas, por ejemplo del orden de un 2 a un 5 % en peso en la carga de alimentación, lo que significa que la gran mayoría de material residual no se requiere para esta tarea lo que da lugar por lo tanto a una severa falta de correspondencia entre las dos operaciones que han de integrarse. A la vista de lo anterior, será evidente que hay una necesidad continuada no sólo de mejorar las operaciones de refinería desde un punto de vista de producto sino también desde un punto de vista de integración de energía y, si ello es posible también con un uso óptimo de los productos secundarios y/o de los flujos inferiores desde un punto de vista económico. Se ha encontrado en la actualidad un procedimiento que permite la integración real de un proceso de conversión térmica y de una turbina de gas que suministra electricidad usando al menos una parte del material residual que se obtiene, que de ese modo es poco adecuado para las tareas en una turbina de gas, para hacer funcionar una unidad de gasificación que proporciona un gas de síntesis que puede usarse al menos en parte directamente para las tareas en la turbina de gas, manteniendo de ese modo las ventajas del sistema de recuperación de calor tal como se describe anteriormente en el presente documento a la vez que se produce electricidad,... [Seguir leyendo]

1. Proceso para la producción de productos ligeros convertidos de forma térmica no catalítica a partir de materia prima residual y de electricidad a partir de gas de síntesis que se obtiene a partir de un residuo de conversión térmica no catalítica como materia prima, en el que la materia prima residual se convierte de forma térmica no catalítica en unos productos ligeros y en un residuo de conversión térmica y en el que se obtiene gas de síntesis mediante la gasificación de al menos una parte del residuo de conversión térmica con aire, aire enriquecido en oxígeno u oxígeno puro, gas de síntesis que se usa para la producción de electricidad en una turbina de gas, y en el que los gases de combustión que salen a partir de la turbina de gas se alimentan a través de una unidad de recuperación de calor que proporciona al menos un 50 por ciento del calor que se requiere en el proceso de conversión térmica no catalítica, en el que la temperatura del proceso de conversión térmica no catalítica se encuentra en el intervalo que va desde 400 hasta 650 °C. 2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos un 90 por ciento del calor que se requiere para mantener el proceso de conversión térmica no catalítica se proporciona mediante la unidad de recuperación de calor. 3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el calor se proporciona mediante una unidad de recuperación de calor que funciona aguas abajo de una turbina de gas que produce electricidad. 4. Proceso de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la unidad de recuperación de calor también sirve para proporcionar calor para un ciclo de vapor. 5. Proceso de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el residuo de conversión térmica que se usa como materia prima para la producción de gas de síntesis se obtiene a partir de la materia prima residual después de haber obtenido unos productos ligeros convertidos de forma térmica no catalítica, siendo preferiblemente la materia prima residual un residuo atmosférico o un residuo de vacío. 6. Proceso de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 5, en el que materia prima residual se alimenta, después de haberse conducido a través de la unidad de recuperación de calor, a un ciclón en el que se obtienen un flujo inferior y un flujo superior. 7. Proceso de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la materia prima convertida al menos parcialmente se somete a un tratamiento de destilación para la producción de al menos una fracción de gasolina, una fracción de gasóleo y un flujo inferior. 8. Proceso de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se produce electricidad haciendo funcionar una turbina de gas de la cual se envían los gases de combustión a una unidad de recuperación de calor que contiene al menos dos bancos de recuperación de calor, conteniendo preferiblemente las unidades de recuperación de calor adicionalmente una unidad de recuperación de calor de bajo nivel. 9. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la materia prima residual se hace pasar a través de una unidad de recuperación de calor, que sirve para calentar la materia prima residual permitiendo de ese modo una conversión inicial de la materia prima residual que se envía a continuación de esto, opcionalmente después de pasar a través de un ciclón a partir del que se recupera un flujo inferior, a una unidad de destilación en la que se obtienen al menos una fracción de gasolina, una fracción de gasóleo y un residuo de conversión térmica no catalítica, en el que la temperatura del proceso de conversión térmica no catalítica se encuentra preferiblemente en el intervalo que va desde 400 hasta 550 °C, más preferiblemente en el intervalo que va desde 420 hasta 525 °C, preferiblemente un proceso en el que el flujo inferior de la unidad de destilación se somete a un tratamiento a una presión reducida para proporcionar un destilado ceroso y un residuo de vacío del que se recicla un destilado ceroso, preferiblemente después de haberse sometido a un tratamiento de calor, a la parte inferior de la unidad de destilación, tratamiento de calor que se lleva a cabo al menos parcialmente en la unidad de recuperación de calor. 10. Sistema integrado para la producción de productos ligeros convertidos de forma térmica no catalítica y de electricidad que comprende una unidad de banco de recuperación de calor de conversión térmica, capaz de producir productos ligeros convertidos de forma térmica no catalítica, y una unidad de gasificación, capaz de producir gas de síntesis como materia prima para la producción de electricidad, y que se dispone para recibir un residuo de conversión térmica a partir de la unidad de conversión térmica y oxígeno, una turbina de gas que se dispone para recibir gas de síntesis a partir de la unidad de gasificación, y una unidad de recuperación de calor, capaz de recuperar calor a partir de los gases de combustión, y que se dispone para recibir los gases de combustión que salen de la turbina de gas y de proporcionar al menos un 50 por ciento del calor que se requiere en el proceso de conversión térmica no catalítica, en el que la temperatura del proceso de conversión térmica no catalítica se encuentra en el intervalo que va desde 400 hasta 650 °C, preferiblemente en el intervalo que va desde 400 hasta 550 °C, más preferiblemente en el intervalo que va desde 420 hasta 525 °C, conteniendo el sistema integrado preferiblemente una unidad de recuperación de calor que contiene tres bancos de recuperación, dos de ellos capaces de proporcionar calor de alto nivel para la conversión parcial de la materia prima residual y del destilado de 7 E02700203 24-10-2011   vacío que se produce durante el proceso de conversión, y el tercero capaz de proporcionar calor de bajo nivel para proporcionar vapor. 8 E02700203 24-10-2011   9 E02700203 24-10-2011   E02700203 24-10-2011