Proceso de hidroconversión para aceites pesados y extrapesados y residuos.

Un proceso de hidroconversión, que comprende alimentar una carga de alimentación pesada que contiene por lo menos un metal de la carga de alimentación seleccionado del grupo que consiste en vanadio y níquel,

una emulsión preparada de catalizador que contiene por lo menos un metal de los grupos 8-10 y por lo menos un metal del grupo 6, hidrógeno y un aditivo orgánico a una zona de hidroconversión bajo condiciones de hidroconversión para producir un producto de hidrocarburos de mejor calidad y un material carbonáceo sólido que contiene el citado metal de los grupos 8-10, el citado metal del grupo 6 y el citado por lo menos un metal de la carga de alimentación, en el que el aditivo orgánico comprende partículas de cok que tienen un tamaño de partículas entre 0,1 y 200 μm, en el que el aditivo orgánico actúa como compuesto que fija el catalizador y metales de la carga de alimentación, en el que el aditivo orgánico se añade a la carga de alimentación pesada para proporcionar una mezcla de carga de alimentación-aditivo

en el que la emulsión del catalizador se añade a la mezcla de carga de alimentación-aditivo para proporcionar una mezcla de carga de alimentación-aditivo,

en el que se añade hidrógeno a la mezcla de carga de alimentación-aditivo para proporcionar una mezcla de reaccionantes que se alimenta a la zona de hidroconversión,

en el que el producto de hidrocarburos de mejor calidad comprende una fase de vapor y una fase sólida-líquida que comprende el material carbonáceo sólido y residuo no convertido,

en el que la fase de vapor se alimenta a una unidad secuencial de hidroprocesamiento para una mejora complementaria de la calidad, y

en el que la fase sólida-líquida se alimenta a una torre de separación en vacío para separar de la carga de alimentación pesada los materiales más ligeros remanentes, y el material carbonáceo sólido se alimenta a una unidad de recuperación de metales.

Proceso de hidroconversión para aceites pesados y extrapesados y residuos Antecedentes de la invención La invención se refiere a un proceso catalítico de hidroconversión y, más particularmente, a un proceso y a un aditivo para dicho proceso.

Los procesos de hidroconversión son bien conocidos y un ejemplo de dichos procesos es el descrito en la solicitud de patente de Estados Unidos de propiedad común y pendiente de tramitación 12/113.305 presentada el 1 de mayo de 2008. En el proceso descrito en la presente memoria, se proporcionan catalizadores en solución acuosa y en otras soluciones, se preparan por adelantado una o más emulsiones del catalizador (solución acuosa) en aceite y después se mezclan las emulsiones con la carga de alimentación, exponiéndose la mezcla a condiciones de hidroconversión.

El proceso descrito es generalmente eficaz a la conversión deseada. Sin embargo, hay que indicar que los catalizadores usados son potencialmente costosos. Sería beneficioso encontrar una forma de recuperar este catalizador para su reutilización.

Además, la formación de espuma en el reactor puede crear numerosas consecuencias no deseables, por lo que sería deseable proporcionar una solución a dicho problema.

Los procesos de hidroconversión en general para residuos pesados, con contenidos altos de metales, azufre y asfaltenos, no pueden conseguir conversiones altas (más del 80% en peso) sin reciclar y sin una concentración alta del catalizador.

En este contexto, y con respecto a técnica anterior posiblemente relevante, se hace referencia a los documentos EP 0 271 337 A2, US 2009/283447, A1, US 5.087.596 y US 4.548.700, de los que en particular el primero describe un proceso de hidroconversión, que combina alimentar una carga de alimentación pesada que contiene vanadio y níquel, una mezcla de catalizadores que contiene un metal de los grupos 8-10 y un metal del grupo 6, hidrógeno y un aditivo orgánico, para producir un producto de hidrocarburos de mejor calidad.

Resumen de la invención De acuerdo con la invención, se proporcionan un proceso de hidroconversión y un aditivo, en el que el aditivo fija metales del catalizador y también metales procedentes de la carga de alimentación y los concentra en una corriente pesada o material de residuo no convertido que sale del reactor del proceso, y esta corriente pesada puede ser tratada para recuperar los metales. La corriente se puede procesar para producir materiales similares a escamas. Estas escamas se pueden procesar para recuperar los metales del catalizador y otros metales de las escamas que se originan en la carga de alimentación. Esto permite usar de nuevo los metales en el proceso o, en todo caso, pueden ser desechados ventajosamente.

De acuerdo con la invención, se proporciona un proceso de hidroconversión de acuerdo con la reivindicación 1. Preferiblemente, la carga de alimentación pesada se selecciona del grupo que consiste en residuo de vacío, crudo pesado, crudo extrapesado y combinaciones de estas cargas; más preferiblemente, la carga de alimentación pesada es residuo de vacío. Preferiblemente, la carga de alimentación pesada tiene una densidad API entre aproximadamente 1 y aproximadamente 7. Preferiblemente, la carga de alimentación pesada tiene un contenido de metales entre aproximadamente 200 y aproximadamente 2.000 ppm en peso; más preferiblemente el contenido de metales de la carga de alimentación pesada comprende vanadio y níquel. Preferiblemente, la emulsión del catalizador comprende una primera emulsión del catalizador que contiene un metal de los grupos 8-10 y una segunda emulsión del catalizador que contiene un metal del grupo 6. Preferiblemente, el metal de los grupos 8-10 se selecciona del grupo que consiste en níquel, cobalto, hierro y combinaciones de estos metales. Preferiblemente, el metal del grupo 6 se selecciona del grupo que consiste en molibdeno, tungsteno y combinaciones de estos metales. Preferiblemente, el metal del grupo 6 está en forma de sal sulfuro. El aditivo orgánico comprende partículas de cok, teniendo las partículas de cok un tamaño entre aproximadamente 0, 1 y aproximadamente 2.000 µm. De acuerdo con una realización preferida de la invención, el proceso comprende además triturar y tamizar un cok bruto para producir partículas de cok bruto y tratar térmicamente las partículas de cok bruto para producir las partículas de cok a usar como aditivo orgánico. Preferiblemente, el proceso produce el hidrocarburo de mejor calidad con un grado de conversión de la carga de alimentación pesada de por lo menos aproximadamente 80% en peso. De acuerdo con una realización preferida de la invención, la hidroconversión produce un residuo no convertido que contiene un material carbonáceo sólido, en el que el citado material carbonáceo sólido del citado residuo no convertido tiene un contenido de carbono entre aproximadamente 85 y aproximadamente 93% en peso. Preferiblemente, el material carbonáceo sólido está en forma de escamas. El aditivo orgánico se añade a la carga de alimentación pesada para proporcionar una mezcla de carga de alimentación pesada-aditivo, a la que se añade la emulsión del catalizador para proporcionar una mezcla de carga de alimentación pesada-catalizador, a la que se añade hidrógeno para proporcionar una mezcla de reaccionantes que se alimenta a la zona de hidroconversión. Preferiblemente, en esta realización, el proceso se realiza de forma continua. Más preferiblemente, el proceso se realiza con alimentación

directa de la carga de alimentación pesada. De acuerdo con una realización preferida de la invención, las condiciones de la hidroconversión comprenden una presión manométrica del reactor entre aproximadamente 130 y aproximadamente 210 bares y una temperatura del reactor entre aproximadamente 430 y aproximadamente 470ºC. De acuerdo con una realización preferida de la invención, la emulsión del catalizador y la carga de alimentación pesada se alimentan al reactor en cantidades que proporcionen una relación ponderal de metales del catalizador a carga de alimentación pesada entre aproximadamente 50 y aproximadamente 1.000 ppm en peso. Preferiblemente, el rendimiento de producto, en base ponderal, excluido el material carbonáceo sólido, es mayor que el peso de la carga de alimentación pesada. De acuerdo con una realización preferida de la invención, el material carbonáceo sólido se alimenta a una unidad de recuperación de metales para separar el metal de los grupos 8-10, el metal del grupo 6 y el por lo menos un metal de la carga de alimentación. El producto de hidrocarburos de mejor calidad comprende una fase de vapor y una fase sólida-líquida que comprende el material carbonáceo sólido y residuo no convertido. La fase de vapor se alimenta a una unidad secuencial de hidrotratamiento para mejorar aún más la calidad y en la que la fase sólida-líquida se alimenta a una torre de separación en vacío para separar de la carga de alimentación pesada los materiales más ligeros remanentes, y el material carbonáceo sólido se alimenta a una unidad de recuperación de metales. Preferiblemente, la zona de hidroconversión comprende un reactor trifásico en columna, de burbujeo, de flujo ascendente. Preferiblemente, el aditivo orgánico se añade en una cantidad entre aproximadamente 0, 5 y aproximadamente 5, 0% en peso con respecto a la carga de alimentación pesada. Preferiblemente, el aditivo orgánico tiene un tamaño de partículas entre aproximadamente 0, 1 y aproximadamente 2.000 µm. Preferiblemente, la carga de alimentación procede de por lo menos una de arena bituminosa, bitumen y combinaciones de estos materiales. De acuerdo con una realización preferida de la invención, la carga de alimentación se somete a las condiciones de hidrotratamiento sin ningún pretratamiento. De acuerdo con una realización preferida de la invención, la composición del producto de la hidroconversión comprende un material carbonáceo sólido que contiene un metal de los grupos 8-10, un metal del grupo 6 y vanadio. Preferiblemente, en esta realización, el metal de los grupos 8-10 se selecciona del grupo que consiste en molibdeno, tungsteno y combinaciones de estos metales. Preferiblemente, en esta realización, las escamas tienen un contenido de carbono entre aproximadamente 85 y aproximadamente 93% en peso. Preferiblemente, en esta realización, el material carbonáceo sólido está en forma similar a escamas.

Además, el aditivo se puede usar para controlar y mejorar la dinámica global de los fluidos en el reactor. Esto se debe al efecto antiespumante creado por el uso del aditivo en el reactor y dicho control de la espuma puede proporcionar también un mejor control de la temperatura en el proceso.

El aditivo es un aditivo orgánico y, además... [Seguir leyendo]

1. Un proceso de hidroconversión, que comprende alimentar una carga de alimentación pesada que contiene por lo menos un metal de la carga de alimentación seleccionado del grupo que consiste en vanadio y níquel, una emulsión preparada de catalizador que contiene por lo menos un metal de los grupos 8-10 y por lo menos un metal del grupo 6, hidrógeno y un aditivo orgánico a una zona de hidroconversión bajo condiciones de hidroconversión para producir un producto de hidrocarburos de mejor calidad y un material carbonáceo sólido que contiene el citado metal de los grupos 8-10, el citado metal del grupo 6 y el citado por lo menos un metal de la carga de alimentación, en el que el aditivo orgánico comprende partículas de cok que tienen un tamaño de partículas entre 0, 1 y 200 µm, en el que el aditivo orgánico actúa como compuesto que fija el catalizador y metales de la carga de alimentación, en el que el aditivo orgánico se añade a la carga de alimentación pesada para proporcionar una mezcla de carga de alimentación-aditivo en el que la emulsión del catalizador se añade a la mezcla de carga de alimentación-aditivo para proporcionar una mezcla de carga de alimentación-aditivo, en el que se añade hidrógeno a la mezcla de carga de alimentación-aditivo para proporcionar una mezcla de reaccionantes que se alimenta a la zona de hidroconversión, en el que el producto de hidrocarburos de mejor calidad comprende una fase de vapor y una fase sólida-líquida que comprende el material carbonáceo sólido y residuo no convertido, en el que la fase de vapor se alimenta a una unidad secuencial de hidroprocesamiento para una mejora complementaria de la calidad, y en el que la fase sólida-líquida se alimenta a una torre de separación en vacío para separar de la carga de alimentación pesada los materiales más ligeros remanentes, y el material carbonáceo sólido se alimenta a una unidad de recuperación de metales.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además las etapas de triturar y tamizar un cok bruto para producir partículas de cok bruto, y tratar térmicamente las partículas de cok bruto para producir las partículas de cok a usar como aditivo orgánico.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la hidroconversión produce un residuo no convertido que contiene el citado material carbonáceo sólido, y en el que el citado material carbonáceo sólido procedente del citado residuo no convertido tiene un contenido de carbono entre 85 y 93% en peso.

4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las condiciones de hidroconversión comprenden una presión manométrica del reactor entre 130 y 230 bares y una temperatura del reactor entre 430 y 470ºC.

5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la emulsión del catalizador y la carga de alimentación pesada se alimentan al reactor en cantidades que proporcionan una relación ponderal de metales del catalizador a carga de alimentación pesada entre 50 y 1.000 ppm en peso.

6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la carga de alimentación pesada se somete a las condiciones de hidroconversión sin ningún pretratamiento.