Un procedimiento para hidrotratar una alimentación del intervalo de ebullición de los destilados que contiene un heteroátomo,

procedimiento el cual comprende:

a) poner en contacto dicha alimentación del intervalo de ebullición de los destilados en una primera zona de hidrotratamiento en presencia de hidrógeno, con una cantidad catalíticamente eficaz de un catalizador de hidrotratamiento en condiciones de hidrotratamiento para dar como resultado un producto en una primera fase líquida que tiene una cantidad reducida de azufre, y una primera fase de vapor, fase de vapor la cual contiene hidrógeno, hidrocarburos ligeros, sulfuro de hidrógeno y amoníaco;

b) separar la primera fase líquida y la primera fase de vapor;

c) eliminar el sulfuro de hidrógeno y el amoníaco de dicha primera fase de vapor con una disolución de lavado básica a fin de formar una primera fase de vapor lavada;

d) eliminar los hidrocarburos ligeros de dicha primera fase de vapor lavada, aumentando de ese modo su concentración de hidrógeno, en una unidad de adsorción por variación de presión de ciclo rápido que contiene una pluralidad de lechos adsorbentes y que tiene un tiempo de ciclo total menor de 30 segundos y una caída de presión en cada lecho adsorbente mayor de 0, 42 mm de agua por mm de longitud del lecho (5 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho);

e) alimentar al menos una porción de la primera fase de vapor lavada que tiene una concentración incrementada de hidrógeno a una segunda zona de hidrotratamiento;

f) poner en contacto dicho producto de la primera fase líquida en una segunda zona de hidrotratamiento en presencia de hidrógeno, al menos una porción del cual se obtiene de la primera fase de vapor lavada de la etapa

d) anterior, con una cantidad catalíticamente eficaz de un catalizador de hidrotratamiento en condiciones de hidrotratamiento para dar como resultado un producto de una segunda fase líquida que tiene una cantidad reducida de azufre, y un producto de una segunda fase de vapor, producto de una segunda fase de vapor el cual contiene hidrocarburos ligeros, sulfuro de hidrógeno e hidrógeno;

g) separar el producto de la segunda fase líquida de la segunda fase de vapor;

h) eliminar el sulfuro de hidrógeno de dicha segunda fase de vapor con una disolución de lavado básica a fin de formar una segunda fase de vapor lavada;

i) alimentar una porción del producto de la segunda fase de vapor lavada a dicha primera zona de hidrotratamiento.

Hidrotratamiento de destilados en dos etapas con gestión mejorada del hidrógeno

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a un procedimiento de hidrotratamiento mejorado para eliminar azufre de corrientes de alimentación del intervalo de ebullición de los destilados. Este procedimiento mejorado utiliza un esquema de procedimiento de hidrotratamiento de dos etapas, cada etapa asociada con una zona de eliminación de gases ácidos en el que una de las etapas utiliza una zona de adsorción por variación de presión de ciclo rápido para aumentar la concentración de hidrógeno en el procedimiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los procedimientos de hidrotratamiento se usan por refinerías de petróleo para eliminar heteroátomos, incluyendo azufre y nitrógeno, de corrientes hidrocarbonadas tales como nafta, queroseno, diésel, gasóleo, gasóleo de vacío (VGO) , y residuo de vacío. La severidad del hidrotratamiento se selecciona para equilibrar el rendimiento de producto deseado frente a los menores niveles deseados de heteroátomos. Una mayor presión reguladora en los Estados Unidos de América y en el extranjero ha dado como resultado una tendencia a aumentar la severidad y/o selectividad de los procedimientos de hidrotratamiento de productos hidrocarbonados para que tengan niveles muy bajos de azufre.

El hidrotratamiento se logra generalmente poniendo en contacto una materia prima hidrocarbonosa en una vasija o zona de reacción de hidrotratamiento con un catalizador de hidrotratamiento adecuado, en condiciones de temperatura y presión elevadas, en presencia de un gas de tratamiento que contiene hidrógeno, para producir un producto que tiene el nivel más bajo deseado de azufre. Las condiciones de operación y los catalizadores de hidrotratamiento utilizados influirán en la calidad de los productos hidrotratados.

La Solicitud Internacional WO-A-03/068366 describe la purificación de un gas de reciclaje de hidrodesulfuración y opcionalmente del gas de relleno de hidrógeno mediante adsorción por variación de presión en una pluralidad de lechos adsorbentes para recuperar al menos 95% de hidrógeno con una pureza de al menos 97% en moles.

El documento de patente US-B1-6 451 095 describe la recuperación de hidrógeno purificado a partir de gases residuales de refinería tales como gases de purga del hidrotratador mediante adsorción por variación de presión en un módulo giratorio que comprende múltiples adsorbedores de láminas delgadas estratificadas y que tiene frecuencias de ciclo de al menos 100 ciclos por minuto.

Aunque se han puesto en práctica comercialmente diversos procedimientos de hidrotratamiento, todavía existe la necesidad en la técnica de procedimientos de hidrotratamiento mejorados que se puedan llevar a la práctica de forma más eficiente con una mayor severidad o capacidad de hidrotratamiento.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

En una realización preferida, se proporciona un procedimiento para hidrotratar una alimentación en el intervalo de ebullición de los destilados que contiene heteroátomos, procedimiento el cual comprende:

a) poner en contacto dicha alimentación del intervalo de ebullición de los destilados en una primera zona de hidrotratamiento en presencia de hidrógeno con una cantidad catalíticamente eficaz de un catalizador de hidrotratamiento en condiciones de hidrotratamiento para dar como resultado un producto en una primera fase líquida que tiene una cantidad reducida de azufre, y una primera fase de vapor, fase de vapor la cual contiene hidrógeno, hidrocarburos ligeros, sulfuro de hidrógeno y amoníaco;

b) separar la primera fase líquida y la primera fase de vapor;

c) eliminar el sulfuro de hidrógeno y el amoníaco de dicha primera fase de vapor con una disolución de lavado básica a fin de formar una primera fase de vapor lavada;

d) eliminar los hidrocarburos ligeros de dicha primera fase de vapor lavada, aumentando de ese modo su concentración de hidrógeno, en una unidad de adsorción por variación de presión de ciclo rápido que contiene una pluralidad de lechos adsorbentes y que tiene un tiempo de ciclo total menor que alrededor de 30 segundos y una caída de presión en cada lecho adsorbente mayor que alrededor de 5 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho;

e) alimentar al menos una porción de la primera fase de vapor lavada, que tiene una concentración incrementada de hidrógeno, a una segunda zona de hidrotratamiento;

f) poner en contacto dicho producto de la primera fase líquida en una segunda zona de hidrotratamiento en presencia de hidrógeno, al menos una porción del cual se obtiene de la primera fase de vapor lavada de la etapa d) anterior, con una cantidad catalíticamente eficaz de un catalizador de hidrotratamiento en

condiciones de hidrotratamiento para dar como resultado un producto de segunda fase líquida que tiene una cantidad reducida de azufre, y un producto de una segunda fase de vapor, producto de una segunda fase de vapor el cual contiene hidrocarburos ligeros, sulfuro de hidrógeno e hidrógeno;

g) separar el producto de la segunda fase líquida de la segunda fase de vapor;

h) eliminar el sulfuro de hidrógeno de dicha segunda fase de vapor con una disolución de lavado básica a fin de formar una segunda fase de vapor lavada;

i) alimentar una porción del producto de la segunda fase de vapor lavada a dicha primera zona de hidrotratamiento.

En otra realización preferida, el tiempo de ciclo total de la adsorción por variación de presión de ciclo rápido es menor que 15 segundos.

En todavía otra realización preferida, el tiempo de ciclo total es menor que 10 segundos, y la caída de presión de cada lecho adsorbente es mayor que 10 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La FIGURA 1 aquí es un diagrama esquemático simplificado de una realización preferida cuando se usan dos etapas de hidrotratamiento en serie y en la que se utiliza la aplicación de RCPSA en la corriente de gas de reciclaje que contiene hidrógeno de la primera etapa para mejorar la pureza del hidrógeno.

La FIGURA 2 aquí es un diagrama esquemático simplificado de una realización preferida cuando se usan dos etapas de hidrotratamiento en serie y en la que se utiliza la aplicación de RCPSA en la corriente de gas de reciclaje que contiene hidrógeno de la segunda etapa para mejorar la pureza del hidrógeno.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El procedimiento de la presente invención es particularmente útil para hidrotratar corrientes de alimentación de hidrocarburos del intervalo de ebullición de los destilados. Los ejemplos no limitantes de tales corrientes de alimentación son aquellos que contienen componentes que hierven por encima de 250 ºF, preferiblemente por encima de 300 ºF, y más preferiblemente 350 ºF. Lo más preferible, las materias primas de los destilados hierven en el intervalo de 250 a 850 ºF (121 a 454 ºC) . Los ejemplos no limitantes de tales corrientes de alimentación de hidrocarburos del intervalo de ebullición de los destilados incluyen líquidos de Fischer-Tropsch; gasóleos atmosféricos; corrientes laterales de columnas de destilación atmosféricas tales como diésel, diésel ligero, y diésel pesado; gasóleos de vacío; residuos de vacío y atmosféricos desasfaltados, aceites residuales levemente craqueados; destilados de coquizador; destilados de destilación directa; aceites desasfaltados con disolventes; aceites derivados de la pirolisis; aceites sintéticos de punto de ebullición elevado; aceites de ciclo y destilados de craqueador catalítico.

La materia prima seleccionada se mezcla típicamente con una corriente de gas de tratamiento rico en hidrógeno y se introduce en una primera zona de reacción de hidrotratamiento en condiciones de reacción de hidrotratamiento. Las condiciones de reacción de hidrotratamiento incluirán típicamente una temperatura de 400 ºF (204 ºC) a 900 ºF (482 ºC) y una velocidad espacial horaria de líquidos de la alimentación de 0, 1 h-1 a 10 h-1, y un catalizador de hidrotratamiento o una combinación de catalizadores de hidrotratamiento.

El término "hidrotratamiento", como se usa aquí, se refiere a procedimientos en los que se usa un gas de tratamiento que contiene hidrógeno en presencia de un catalizador adecuado... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para hidrotratar una alimentación del intervalo de ebullición de los destilados que contiene un heteroátomo, procedimiento el cual comprende:

a) poner en contacto dicha alimentación del intervalo de ebullición de los destilados en una primera zona de hidrotratamiento en presencia de hidrógeno, con una cantidad catalíticamente eficaz de un catalizador de hidrotratamiento en condiciones de hidrotratamiento para dar como resultado un producto en una primera fase líquida que tiene una cantidad reducida de azufre, y una primera fase de vapor, fase de vapor la cual contiene hidrógeno, hidrocarburos ligeros, sulfuro de hidrógeno y amoníaco;

b) separar la primera fase líquida y la primera fase de vapor;

c) eliminar el sulfuro de hidrógeno y el amoníaco de dicha primera fase de vapor con una disolución de lavado básica a fin de formar una primera fase de vapor lavada;

d) eliminar los hidrocarburos ligeros de dicha primera fase de vapor lavada, aumentando de ese modo su concentración de hidrógeno, en una unidad de adsorción por variación de presión de ciclo rápido que contiene una pluralidad de lechos adsorbentes y que tiene un tiempo de ciclo total menor de 30 segundos y una caída de presión en cada lecho adsorbente mayor de 0, 42 mm de agua por mm de longitud del lecho (5 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) ;

e) alimentar al menos una porción de la primera fase de vapor lavada que tiene una concentración incrementada de hidrógeno a una segunda zona de hidrotratamiento;

f) poner en contacto dicho producto de la primera fase líquida en una segunda zona de hidrotratamiento en presencia de hidrógeno, al menos una porción del cual se obtiene de la primera fase de vapor lavada de la etapa d) anterior, con una cantidad catalíticamente eficaz de un catalizador de hidrotratamiento en condiciones de hidrotratamiento para dar como resultado un producto de una segunda fase líquida que tiene una cantidad reducida de azufre, y un producto de una segunda fase de vapor, producto de una segunda fase de vapor el cual contiene hidrocarburos ligeros, sulfuro de hidrógeno e hidrógeno;

g) separar el producto de la segunda fase líquida de la segunda fase de vapor;

h) eliminar el sulfuro de hidrógeno de dicha segunda fase de vapor con una disolución de lavado básica a fin de formar una segunda fase de vapor lavada;

i) alimentar una porción del producto de la segunda fase de vapor lavada a dicha primera zona de hidrotratamiento.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la alimentación se selecciona del grupo que consiste en líquidos de Fischer-Tropsch; gasóleos atmosféricos; corrientes laterales de columnas de destilación atmosféricas tales como diésel, diésel ligero, y diésel pesado; gasóleos de vacío; residuos de vacío y atmosféricos desasfaltados, aceites residuales levemente craqueados; destilados de coquizador; destilados de destilación directa; aceites desasfaltados con disolventes; aceites derivados de la pirolisis; aceites sintéticos de punto de ebullición elevado; aceites de ciclo y destilados de craqueador catalítico.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que el catalizador de hidrotratamiento contiene uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en cobalto, níquel, volframio, alúmina, una zeolita, sílice, sílicealúmina y tamiz molecular.

4. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que el tiempo de ciclo total de la adsorción por variación de presión de ciclo rápido es menor de 15 segundos.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el tiempo del ciclo total es menor de 10 segundos, y la caída de presión de cada lecho adsorbente es mayor de 0, 83 mm de agua por mm de longitud de lecho (10 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que el tiempo de ciclo total es menor de 5 segundos.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la caída de presión es mayor de 1, 67 mm de agua por mm de longitud de lecho (20 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el tiempo de ciclo de la adsorción por variación de presión de ciclo rápido es menor de 10 segundos, y la caída de presión en cada lecho adsorbente es mayor de 0, 83 mm de agua por mm de longitud de lecho (10 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el tiempo de ciclo es menor de 5 segundos, y la caída de presión es mayor de 1, 67 mm de agua por mm de longitud de lecho (20 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que se introduce un gas de relleno que contiene hidrógeno en dicha primera zona de hidrotratamiento, gas de relleno que contiene hidrógeno el cual contiene hidrógeno e hidrocarburos ligeros.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que, antes de que se introduzca dicho gas de relleno que contiene

hidrógeno en dicha primera zona de hidrotratamiento, se le eliminan los hidrocarburos ligeros en una unidad de adsorción por variación de presión de ciclo rápido que contiene una pluralidad de lechos adsorbentes y que tiene un tiempo de ciclo total menor de 30 segundos y una caída de presión en cada lecho adsorbente mayor de 0, 42 mm de agua por mm de longitud de lecho (5 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que el tiempo de ciclo total de la adsorción por variación de presión de ciclo rápido es menor de 10 segundos y la caída de presión en cada lecho adsorbente es mayor de 0, 42 mm de agua por mm de longitud de lecho (10 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .

13. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que el tiempo de ciclo total es menor de 5 segundos.

14. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que la caída de presión es mayor de 1, 67 mm de agua por mm de longitud de lecho (20 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .

15. Un procedimiento para hidrotratar una alimentación del intervalo de ebullición de los destilados, procedimiento el cual comprende:

a) poner en contacto dicha alimentación del intervalo de ebullición de los destilados en una primera zona de hidrotratamiento y ponerla en contacto, en presencia de hidrógeno, con una cantidad catalíticamente eficaz de un catalizador de hidrotratamiento en condiciones de hidrotratamiento para dar como resultado una primera fase líquida que tiene una cantidad reducida de azufre, y una primera fase de vapor, producto de la fase de vapor el cual comprende hidrógeno, hidrocarburos ligeros, sulfuro de hidrógeno y amoníaco;

b) separar la primera fase líquida y la primera fase de vapor;

c) eliminar el sulfuro de hidrógeno de dicha primera fase de vapor con una disolución de lavado básica a fin de formar una primera fase de vapor lavada;

d) alimentar al menos una porción de la primera fase de vapor lavada a una segunda zona de hidrotratamiento;

e) poner en contacto dicha primera fase líquida en una segunda zona de hidrotratamiento y ponerla en contacto, en presencia de hidrógeno, al menos una porción del cual se obtiene de la primera fase de vapor lavada de la etapa d) anterior, con una cantidad catalíticamente eficaz de un catalizador de hidrotratamiento en condiciones de hidrotratamiento para dar como resultado una segunda fase líquida que tiene una cantidad reducida de azufre, y un producto de una segunda fase de vapor, producto de la fase de vapor el cual contiene hidrocarburos ligeros, sulfuro de hidrógeno e hidrógeno;

f) separar la segunda fase líquida de la segunda fase de vapor;

g) eliminar sulfuro de hidrógeno de dicha segunda fase de vapor con una disolución de lavado básica a fin 35 de formar una segunda fase de vapor lavada;

h) eliminar los hidrocarburos ligeros de dicha segunda fase de vapor lavada, incrementando de ese modo su concentración de hidrógeno, en una unidad de adsorción por variación de presión de ciclo rápido que contiene una pluralidad de lechos adsorbentes y que tiene un tiempo de ciclo total menor de 30 segundos y una caída de presión en cada lecho adsorbente mayor de 0, 42 mm de agua por mm de longitud de lecho (5

pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) ;

i) alimentar al menos una porción de la segunda fase de vapor lavada que tiene una concentración incrementada de hidrógeno a dicha primera zona de hidrotratamiento.

16. El procedimiento de la reivindicación 15, en el que la corriente de alimentación se selecciona del grupo que consiste en líquidos de Fischer-Tropsch; gasóleos atmosféricos; corrientes laterales de columnas de destilación 45 atmosféricas tales como diésel, diésel ligero, y diésel pesado; gasóleos de vacío; residuos de vacío y atmosféricos desasfaltados, aceites residuales levemente craqueados; destilados de coquizador; destilados de destilación directa; aceites desasfaltados con disolventes; aceites derivados de la pirolisis; aceites sintéticos de punto de ebullición elevado; aceites de ciclo y destilados de craqueador catalítico.

17. El procedimiento de la reivindicación 15, en el que el tiempo de ciclo total de la adsorción por variación de 50 presión de ciclo rápido es menor de 15 segundos.

18. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que el tiempo de ciclo total es menor de 10 segundos y la caída de presión de cada lecho adsorbente es mayor de 0, 83 mm de agua por mm de longitud de lecho (10 pulgadas de agua

por pie de longitud de lecho) .

19. El procedimiento de la reivindicación 18, en el que el tiempo de ciclo total es menor de 5 segundos.

20. El procedimiento de la reivindicación 19, en el que la caída de presión es mayor de 1, 67 mm de agua por mm de longitud de lecho (20 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .

21. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que el tiempo de ciclo de la adsorción por variación de presión de ciclo rápido es menor de 10 segundos, y la caída de presión en cada lecho adsorbente es mayor de 0, 83 mm de agua por mm de longitud de lecho (10 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .

22. El procedimiento de la reivindicación 21, en el que el tiempo de ciclo es menor de 5 segundos, y la caída de presión es mayor de 1, 67 mm de agua por mm de longitud de lecho (20 pulgadas de agua por pie de longitud de 10 lecho) .

23. El procedimiento de la reivindicación 15, en el que se introduce un gas de relleno que contiene hidrógeno en dicha segunda zona de hidrotratamiento, gas de relleno que contiene hidrógeno el cual contiene hidrógeno e hidrocarburos ligeros.

24. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que, antes de que se introduzca dicho gas de relleno que contiene

hidrógeno en dicha primera zona de hidrotratamiento, se le eliminan los hidrocarburos ligeros en una unidad de adsorción por variación de presión de ciclo rápido que contiene una pluralidad de lechos adsorbentes y que tiene un tiempo de ciclo total menor de 30 segundos y una caída de presión en cada lecho adsorbente mayor de 0, 42 mm de agua por mm de longitud de lecho (5 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .

25. El procedimiento de la reivindicación 24, en el que el tiempo de ciclo total de la adsorción por variación de presión de ciclo rápido es menor de 10 segundos y la caída de presión en cada lecho adsorbente es mayor de 0, 83 mm de agua por mm de longitud de lecho (10 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .

26. El procedimiento de la reivindicación 25, en el que el tiempo de ciclo total es menor de 5 segundos.

27. El procedimiento de la reivindicación 26, en el que la caída de presión es mayor de 1, 67 mm de agua por mm de longitud de lecho (20 pulgadas de agua por pie de longitud de lecho) .