MÉTODO PARA REDUCIR EL USO DE ANTIESPUMANTE DE SILICONA EN PROCESOS DE COQUIZACIÓN RETARDADA.

La presente invención proporciona un proceso de coquización de petróleo mejorado en el que se reduce el riesgo de envenenamiento con silicona de las unidades aguas debajo de los tambores de coque.

El método de la presente invención controla la capa de espuma en el interior del tambor de coque mediante la inyección de un agente antiespumante de silicona en un fluido portador sumamente aromático tal como aceite de lechada.

Referencias cruzadas a solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica el beneficio conforme a 35 U.S.C. $ 119(e) de la solicitud de patente provisional de los EE. UU. con N° de serie 61/612.852 presentada el 19 de marzo de 212, la cual se incorpora en el presente documento por referencia en su totalidad como si se hubiera expuesto completamente en el presente documento.

Antecedentes de la invención

Una refinería de petróleo moderna está diseñada para maximizar la producción de productos líquidos seleccionados a partir de petróleo crudo. Además de los bien conocidos procesos de destilación atmosférica y de vacío que se usan para proporcionar productos refinados, muchas refinerías utilizan coquizadores de petróleo para procesar adicionalmente los materiales residuales que quedan después de la destilación. Los tres procesos de coquización comunes, coquización fluida, flexi-coquización y retardada, se usan desde hace décadas. En ese sentido, las condiciones operativas comunes para la coquización de petróleo se conocen bien en toda la industria.

Durante el ciclo de carga del proceso de coquización, se forma una capa de espuma sobre la superficie de la materia prima a medida que esta carga el tambor de coque. Los operarios han de controlar la formación de espuma en el interior de los tambores de coque, de lo contrario la espuma se introducirá en la línea de vapor aérea dando como resultado un bloqueo.

La gestión de la inyección de agente antiespumante (AF, anti-foam) de silicona es crítica debido a que cualquier arrastre del material de silicona a través de la línea de vapor aérea envenenará el catalizador que se encuentra en las unidades operativas de aguas abajo tal como la unidad de hidrotratamiento. Por lo tanto, las operaciones que usan muy poco agente AF a base de silicona pueden generar un desbordamiento de espuma y llevar la silicona aguas abajo. No obstante, el uso excesivo del agente AF a base de silicona, debido a la inyección continua, aumenta los costes, puede reducir la producción de líquidos valiosos y puede conducir a un material de coque no deseable.

Las reacciones de coquización retardada dan lugar a la formación de espuma en los

tambores de coque que, de no estar controlada, puede llevar alquitranes pesados y coque más allá del tambor de coque al interior de las canalizaciones y el sistema de destilación. Un desbordamiento de espuma incontrolado volverá las canalizaciones y la torre fraccionadora en el coquizador no operativas y requerirá una parada de la unidad para la limpieza y la reparación de cualesquiera elementos mecánicos dañados. Esto es muy costoso y los operarios de los coquizadores retardadas lo evitan al suprimir el frente de espuma en el tambor de coque que se forma durante la conversión térmica de materia prima del coquizador en coque y una gama de vapores.

Por lo general, la supresión de espuma se logra mediante la inyección de material de silicona de alto peso molecular en forma de polidimetilsiloxanos (PDMS) en el tambor de coque. El PDMS se descompone debido a la alta temperatura en el tambor de coque y la mayor parte de los productos de PDMS craqueado se vaporizan y se arrastran y contaminan los líquidos de hidrocarburo que se recuperan en la torre fraccionadora de aguas abajo. La contaminación da lugar a un envenenamiento de catalizador en las unidades de refino que se usan para procesar adicionalmente los líquidos del coquizador para dar productos acabados.

Los tambores de coque se usan para proporcionar el tiempo de residencia que se requiere para la compleción de las reacciones térmicas en un modo por lotes con una alimentación continua de materia prima caliente. Cuando se carga el tambor de coque, la materia prima caliente se cambia a otro tambor de coque que se ha preparado para recibir la misma. Para minimizar la cantidad de PDMS que se usa, por lo general esta se inyecta solo en la última parte del ciclo de carga de tambor de coque y durante unas pocas operaciones subsiguientes cuando los líquidos espumantes y reactivos se encuentran lo más cerca de la salida del tambor de coque. Durante estas últimas fases del ciclo de tambor, el tambor puede experimentar sobrepresiones. Una pequeña y abrupta reducción en la presión puede dar como resultado un aumento significativo en la altura de espuma, corriendo el riesgo de un desbordamiento de espuma. Esto es particularmente cierto cuando ha habido incluso una pequeña reducción en la temperatura interna del tambor de coque.

La formación de espuma está provocada por la viscosidad y tensión superficial más alta de los líquidos parcialmente convertidos en el tambor de coque y los vapores de tambor soplados a través del líquido. Son formas comunes de reducir el riesgo de desbordamientos de espuma y el uso de PDMS:

1. Proporcionar un espacio de vapor más alto en el tambor de coque cuando el ciclo de carga de tambor de coque se ha completado. Esto puede tener unas implicaciones negativas en los costes operativos o requerir modificaciones en las unidades.

2. Aumentar la temperatura de la alimentación al tambor de coque para reducir la viscosidad y tensión superficial de la masa reactiva de líquido parcialmente convertido. El calor de reacción se suministra mediante un calentador de caldeo de aguas arriba que puede limitarse en cuanto a su capacidad para funcionar a unas temperaturas más altas de manera efectiva y económica. En algunos casos, la elevación de la temperatura de coquización tiene consecuencias de proceso no deseables que pueden afectar a las propiedades de los productos de coque.

3. Añadir aceites más aromáticos a la materia prima. Esto requiere que el aceite añadido, normalmente aceite de lechada clarificado (CSO, clarífied slurry oil) a partir de una unidad de craqueo catalítico de fluido, se proporcione en un volumen suficiente para afectar de manera beneficiosa a las propiedades del líquido de tambor. Un material de uso común se denomina aceite de decantación o aceite de lechada clarificado (CSO). Si se requiere demasiado, puede formarse una recirculación no deseable de CSO no convertido entre el coquizador retardado y la unidad de craqueo catalítico de fluido (FCCU, Fluid Catalytic Cracking Unit).

El PDMS se administra al refinador como un líquido diluido con líquido de hidrocarburo habitualmente con propiedades de queroseno. Por lo general, la distribución de este líquido antiespumante en el tambor de coque se logra mediante una dilución adicional del antiespumante en un aceite portador, normalmente una fracción de gasóleo ligera y / o pesada producida por el coquizador retardado.

La espuma se produce por las acciones que se han descrito en lo que antecede y debido a que la alimentación y vaporización tiene lugar de forma continua a través del ciclo de coquización, la espuma se provee de forma continua a medida que se drenan las burbujas de espuma. El PDMS cambia las propiedades de líquido en la espuma dando lugar a que esta se drene más rápidamente, dando como resultado una altura reducida de la espuma.

Se desean mejoras adicionales en el presente proceso de coquización. En particular, se

desean unos procesos mejorados que controlen la formación de espuma con el fin de

potenciar la producción de líquido a la vez que mejoran el material de coque. Además, un

método de control de espuma de coquización que reduce la cantidad del agente AF a

base de silicona que se usa potenciará de manera particular el proceso de coquización. Descripción detallada de realizaciones a modo de ejemplo

Las materias primas a todos los coquizadores varían cada cierto tiempo. Por lo tanto, un experto en la materia está acostumbrado a ajustar las tasas de inyección, los tiempos y las cantidades de agente AF para responder por las variables de cada materia prima. Debido a que la coquización retardada es, con mucho, el método de coquización más común que se usa hoy en día, la presente invención se describirá en el ámbito de un proceso de coquización retardado. No obstante, los expertos en la materia reconocerán que los siguientes métodos de antiespumante de silicona pueden aplicarse de igual manera a los métodos de coquización fluida y flexi-coquización.

La invención que se reivindica se dirige al uso de líquidos de hidrocarburo sumamente aromáticos como el fluido portador que se usa para inyectar antiespumante en el tambor de coque. De esta forma, la aromaticidad del fluido portador modificaría las propiedades de los líquidos en las burbujas de espuma, que es relativamente pequeña en comparación con la totalidad de la masa de líquido parcialmente convertido. De esta forma, se aumenta la efectividad del PDMS para el drenaje de espuma y puede... [Seguir leyendo]

1. Un agente antiespumante para inyección en un tambor de coque, caracterizado por que dicho agente antiespumante comprende silicona en forma de

polidimetilsiloxanos PDMS y un aceite portador, en que dicho aceite portador tiene una concentración de compuestos aromáticos en peso mayor que un 9 %.

2. El agente antiespumante de la reivindicación 1, caracterizado por que dicho aceite portador está seleccionado de entre el grupo que consiste en aceite de ciclo

ligero, aceite de ciclo pesado y aceite de lechada clarificado CSO a partir de una Unidad de Craqueo Catalítico Fluidizado FCCU.

3. El agente antiespumante de la reivindicación 2, en el que el aceite portador es CSO.