BRPI0405793B1

BRPI0405793B1 - processo para o tratamento de uma corrente de nafta

Info

Publication number: BRPI0405793B1
Application number: BRPI0405793-7A
Authority: BR
Inventors: Gary G. Podrebarac
Original assignee: Catalytic Distillation Technologies
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2021-02-02
Also published as: CN100560695C; BRPI0405793A; CN1664075A

Abstract

PROCESSO PARA O TRATAMENTO DE UMA CORRENTE DE NAFTA". É apresentado um processo para a dessulfurização de uma corrente de nafta com faixa de ponto de ebulição completa, no qual uma nafta com faixa de ponto de ebulição total é simultaneamente dividida em um reator de coluna de destilação catalítica, em uma nafta leve e uma nafta pesada, e a nafta leve é tioeterificada. Somente a nafta pesada é tratada para remover os venenos dos compostos orgânicos de nitrogênio do catalisador e então é hidrodessulfurizada. Ambas as correntes de nafta leve poderão ser submetidas a uma hidrodessulfurização final no reator de polimento.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da invenção

[0001] Este pedido reivindica prioridade para o pedido provisório anterior americano, número de série 60/454.259, depositado em 13/03/2003.

[0002] A invenção atual refere-se à hidrodessulfurização de uma nafta de faixa de ponto de ebulição total, que contém compostos orgânicos e de nitrogênio. Mais especialmente, a invenção refere-se a uma melhoria no processo para o tratamento de uma nafta fluida craqueada, para remover compostos orgânicos de enxofre, através de hidrodessulfurização. Mais especialmente, a invenção refere-se a reações de coluna de destilação catalítica e à restrição de compostos orgânicos de nitrogênio do contato com o catalisador de hidrotratamento.

Informação relacionada

[0003] As correntes de destilado de petróleo contêm uma variedade de componentes químicos orgânicos. Geralmente, as correntes são definidas pelas suas faixas de ponto de ebulição, que determinam as suas composições. O processamento das correntes também afeta a composição. Por exemplo, produtos de processos de craqueamento catalítico ou de craqueamento térmico, contêm concentrações elevadas de materiais olefínicos, assim como de materiais saturados (alcanos) e materiais poliinsaturados (diolefinas). Adicionalmente, estes componentes poderão ser quaisquer dos vários isômeros dos compostos.

[0004] A composição de nafta não tratada, conforme ela é originada do destilador de cru, ou a nafta de destilação direta, é principalmente influenciada pela fonte de cru. As naftas de fontes de cru parafínico têm mais compostos saturados de cadeia linear ou cíclicos. Como regra geral, a maior parte dos crus e naftas "doces" (baixo teor de enxofre) são parafínicos. Os crus naftênicos contêm mais insaturados e compostos cíclicos e policíclicos. Os crus com alto teor de enxofre tendem a ser naftênicos. O tratamento das diferentes naftas de destilação direta poderão ser ligeiramente diferentes, dependendo das suas composições, devido à fonte de cru.

[0005] A nafta reformada ou reformado, geralmente não requer tratamento adicional, exceto talvez uma destilação ou extração por solvente, para a remoção de produtos aromáticos valiosos. As naftas reformadas não contêm essencialmente nenhum contaminante de enxofre, devido à severidade do seu pré-tratamento para o processo e ao próprio processo.

[0006] A nafta craqueada, como ela sai do craqueador catalítico, tem um número de octanos relativamente elevado, como resultado dos compostos olefínicos e aromáticos contidos na mesma. Em alguns casos, esta fração poderá contribuir, tanto quanto metade da gasolina na mistura feita na refinaria, juntamente com uma porção significativa de octanos.

[0007] Um material de faixa de ponto de ebulição da gasolina de nafta craqueada cataliticamente, forma atualmente uma parte significativa (= 1/3) da mistura do produto da gasolina nos EUA, e ela fornece a maior porção de enxofre. As impurezas de enxofre poderão requerer remoção, usualmente através de hidrotratamento, para atender às especificações do produto ou para assegurar o cumprimento dos regulamentos do meio ambiente.

[0008] O método mais comum de remoção de compostos de enxofre é através de hidrodessulfurização (HDS), na qual o destilado de petróleo é passado sobre um catalisador de particulados sólidos, compreendendo um metal de hidrogenação suportado em uma base de alumina. Adicionalmente, grandes quantidades de hidrogênio são incluídas na alimentação. As equações seguintes ilustram as reações em uma unidade HDS típica: (1) RSH + H2 ^ RH + H2S (2) RCl + H2 ^ RH + HCl (3) 2RN + 4H2 ^ 2RH + 2NH3 (4) ROOH + 2H2 ^ RH + 2H2O

[0009] As condições típicas de operação para as reações HDS são: Temperatura,°F 600 - 780 (316 - 416°C) Pressão, psig 600 - 3000 (4,14 - 20,7 MPa) Vazão de reciclo de H2, SCF/bbl 1500-3000 (42,5-84,9 Nm3/bbl) Reposição de H2 adicional, SCF/bbl 700 - 1000 (19,8 - 28,3 Nm3/bbl)

[00010] A reação de compostos orgânicos de enxofre com hidrogênio em uma corrente de refinaria, sobre um catalisador, para formar H2S, é tipicamente chamada de hidrodessulfurização. O hidrotratamento é um termo amplo que inclui a saturação de olefinas e aromáticos e a reação de compostos orgânicos de nitrogênio, para formar amônia. No entanto, a hidrodessulfurização é incluída e algumas vezes é simplesmente referida como hidrotratamento. Depois que o hidrotratamento é finalizado, o produto poderá ser fracionado ou simplesmente expandido para liberar o sulfeto de hidrogênio e recolher a nafta, agora dessulfurizada.

[00011] Os compostos de enxofre predominantes leves ou de ponto de ebulição menor são mercaptanos, enquanto que os compostos mais pesados ou de ponto de ebulição mais elevado são tiofenos e outros compostos heterocíclicos. A separação através somente do fracionamento, não removerá os mercaptanos. No entanto, no passado os mercaptanos eram freqüentemente removidos por processos oxidativos envolvendo a lavagem com cáusticos. Uma remoção oxidativa combinada dos mercaptanos, seguido por fracionamento e hidrotratamento da fração mais pesada, é apresentada na patente U.S. 5.320.742. Na remoção oxidativa dos mercaptanos, os mercaptanos são convertidos nos dissulfetos correspondentes.

[00012] Além do tratamento da porção mais leve da nafta para remover os mercaptanos, a fração mais leve tradicionalmente tem sido utilizada como alimentação para uma unidade de reforma catalítica, para aumentar o número de octanos, se necessário. A fração mais leve também poderá ser submetida a uma separação adicional para remover as olefinas C5 valiosas (amilenos), que são úteis na preparação de éteres.

[00013] Mais recentemente, foi liberada uma nova tecnologia para o tratamento e o fracionamento simultâneo de produtos de petróleo, incluindo nafta, especialmente nafta fluida craqueada cataliticamente (nafta FCC). Ver, por exemplo, as patentes U.S. 5.510.568; 5.597.476; 5.779.883; 5.807.477 e 6.083.378.

[00014] Há muito tempo se sabe que os compostos orgânicos de nitrogênio inibem a reação de hidrodessulfurização e até um certo ponto, a reação de hidrogenação. Ver, por exemplo, "Poisoning of Thiophene Hydrodessulfurization by Nitrogen Compounds", por Vito LaVopa e Charles N. Satterfield, publicada no “Journal of Catalysis”, volume 110 (1988), nas páginas 375 - 387. Além disso, tem sido estudado o efeito da água e da amônia nos catalisadores de hidrotratamento. Ver "Influence of Water and Ammonia on Hydrotreating Catalysts and Activity for Tetralin Hydrogenation", publicado em "Catalysis Today", vol. 29 (1996), nas páginas 229 - 233.

[00015] Uma vantagem da invenção atual é que o contato dos compostos orgânicos de nitrogênio da alimentação total de nafta não fazem contato com os catalisadores utilizados no hidrotratamento. Uma vantagem especial é que a reação de destilação catalítica permite a separação da alimentação, em uma porção mais leve para o hidrotratamento e a concentração dos compostos orgânicos de nitrogênio em uma porção mais pesada da alimentação, compreendendo menos do que a alimentação inteira, dessa forma permitindo que um volume menor da alimentação, que constitui o produto de gasolina, tenha que contatar o adsorvente do composto orgânico de nitrogênio. Uma característica da invenção atual é que tanto o catalisador de hidrodessulfurização como o catalisador de tioeterificação são protegidos do contato com os compostos orgânicos de nitrogênio. Estas e outras vantagens e características ficarão óbvias, com base nas descrições que se seguem.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00016] Brevemente, a invenção compreende o tratamento de uma nafta de faixa de ponto de ebulição total (ponto de ebulição na faixa de C5 até cerca de 420°F (215°C)) sob condições de destilação catalítica, para remover os compostos orgânicos de enxofre nos quais os mercaptanos são removidos através de tioeterificação, enquanto que a nafta é dividida simultaneamente em uma fração leve com ponto de ebulição na faixa de C5 até 160°F (71°C), a qual é retirada como produto de topo, e uma fração pesada, com ponto de ebulição na faixa de 160 - 420°F (71 - 215°C), a qual é retirada como produto de fundo. O catalisador de tioeterificação é localizado na porção superior da coluna para onde a fração de nafta leve migra e onde os mercaptanos e olefinas, de preferência as diolefinas, são reagidas para formar produtos de sulfeto mais pesados, os quais caem no produto de fundo, composto da fração de nafta pesada. Os produtos de fundo são tratados para a remoção de compostos orgânicos de nitrogênio, de preferência passando os mesmos através de uma unidade adsorvedora, onde a maior parte dos compostos orgânicos de nitrogênio são adsorvidos da corrente. O efluente da unidade de remoção de nitrogênio orgânico é então alimentado juntamente com hidrogênio para um segundo reator de coluna de destilação contendo um catalisador de hidrodessulfurização, onde a maior parte dos compostos orgânicos de enxofre são convertidos em sulfeto de hidrogênio. Se desejado, o efluente do produto de fundo do segundo reator de coluna de destilação e/ou o produto de extração lateral de nafta na faixa média de temperatura do primeiro reator de coluna de destilação, depois da remoção de sulfeto de hidrogênio, poderá ser alimentado para um reator de polimento, para obter-se o nível desejado de dessulfurização.

[00017] A remoção dos compostos orgânicos de nitrogênio da alimentação para o reator de hidrodessulfurização beneficia o processo de três formas: 1. É possível uma atividade catalítica da ordem de 20 - 50% maior; 2. A seletividade do sistema será melhorada, permitindo uma conversão de olefinas menores para qualquer nível dado de dessulfurização; e 3. A vida do catalisador será melhorada.

[00018] Conforme utilizado aqui, o termo meios de "reator de coluna de destilação"significa uma coluna de destilação que também contém catalisador, de tal forma que a reação e a destilação acontecem simultaneamente na coluna. Em uma realização preferida, o catalisador é preparado como uma estrutura de destilação, e serve tanto como catalisador como estrutura de destilação. O termo "destilação reativa"é utilizado para descrever a reação e o fracionamento simultâneo em uma coluna. Para fins da invenção atual, o termo "destilação catalítica"inclui a destilação reativa e qualquer outro processo de reação simultâneo de destilação fracionada em uma coluna, independentemente da nomenclatura aplicada à mesma.

BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO

[00019] A FIGURA é um fluxograma em forma esquemática da realização preferida da invenção.

DESCRIÇÃO DA REALIZAÇÃO PREFERIDA

[00020] O benefício de se utilizar um modo de destilação catalítica em conjunto com a adsorção de nitrogênio, é que a corrente é separada e os compostos orgânicos de nitrogênio que são característicos da nafta tendem grandemente a se enquadrarem na faixa de ponto de ebulição da nafta pesada. A fração leve de nafta, que é substancialmente livre dos compostos orgânicos de nitrogênio, não é enviada através da adsorção, dessa forma reduzindo a carga da instalação de adsorção, o que reduz o custo da instalação e da operação. Os compostos contendo nitrogênio encontrados em naftas craqueadas de faixa de ponto de ebulição total, poderão incluir nitrilas, carbazóis, benzocarbazóis, indóis, piridinas, quinolinas, acridinas e tetraidroquinolinas e são caracterizadas como compostos polares de ocorrência natural.

[00021] A nafta craqueada é a alimentação preferida para o processo da invenção atual, por que ela tem as olefinas leves desejadas e os compostos indesejáveis de nitrogênio e enxofre. Uma nafta craqueada, fluida, típica, tem ponto de ebulição na faixa de C5 a cerca de 420°F (215°C) e contém tipicamente mercaptanos e os compostos tiofênicos mais leves. A porção de ponto de ebulição menor (C5 até cerca de 160°F (71°C)) da nafta, que contém a maior parte das olefinas valiosas, não é portanto submetida ao catalisador de hidrodessulfurização, mas a um tratamento menos severo, onde os mercaptanos contidos na mesma são reagidos com as diolefinas contidas nos mesmos para formar sulfetos (tioeterificação), os quais têm ponto de ebulição maior e podem ser removidos com a nafta mais pesada. Tipicamente, a reação é executada sobre um catalisador de níquel ou paládio, na presença de hidrogênio, em um separador de nafta, onde uma fração leve é retirada no topo e uma fração pesada é retirada no fundo. Vantajosamente, os sulfetos são removidos com os produtos de fundo e eventualmente são submetidos à hidrodessulfurização.

TIOETERIFICAÇÃO

[00022] Um catalisador adequado para a reação das diolefinas com os mercaptanos é o de 0,4% em peso de Pd em esferas de Al2O3 (alumina) de malha 7 a 14, fornecida pela Sud-Chemie, denominada de G-68C. Propriedades físicas e químicas típicas do catalisador, conforme fornecido pelo fabricante, são como se segue: Tabela 1

[00023] Outro catalisador útil para a reação entre mercaptanos- diolefinas é aquele com 58% em peso de Ni em esferas de alumina de malha 8 a 14, fornecido pela Calcicat, denominado de E-475-SR.

[00024] As propriedades físicas e químicas típicas do catalisador, conforme fornecido pelo fabricante, são como se segue: TABELA II

[00025] A vazão de hidrogênio para o reator deve ser suficiente para manter a reação, mas ser mantida abaixo daquela que causaria a inundação da coluna, o que é entendido como sendo "a quantidade efetiva de hidrogênio", conforme aquele termo é utilizado aqui. A relação molar de hidrogênio para diolefinas e acetilenos na alimentação é pelo menos 1,0 para 1,0 e de preferência é de 2,0 para 1,0.

HIDRODESSULFURIZAÇÃO

[00026] A reação de compostos orgânicos de enxofre com hidrogênio em uma corrente de refinaria, sobre um catalisador, para formar H2S, é tipicamente chamada de hidrodessulfurização. O hidrotratamento é um termo amplo, que inclui a saturação de olefinas e aromáticos e a reação de compostos orgânicos de nitrogênio para formar amônia. No entanto, a hidrodessulfurização é incluída e algumas vezes é simplesmente referida como hidrotratamento.

[00027] Catalisadores que são úteis para a reação de hidrodessulfurização incluem metais do grupo VIII, tais como cobalto, níquel, paládio, sozinhos ou em combinação com outros metais, tais como molibdênio ou tungstênio, em um suporte adequado, o qual poderá ser alumina, sílica-alumina, titânia-zircônia, ou semelhantes. Normalmente, os metais são fornecidos como óxidos dos metais suportados em extrusados ou esferas, e como tal não são geralmente úteis como estruturas de destilação.

[00028] Os catalisadores contêm componentes dos metais do grupo V, VIB, VIII da Tabela Periódica ou misturas dos mesmos. O uso do sistema de destilação reduz a desativação e viabiliza corridas mais longas do que as unidades de hidrogenação de leito fixo da arte anterior. Os metais do grupo VIII produzem uma atividade média geral aumentada. Os catalisadores contendo um metal do grupo VIB, tais como molibdênio e um do grupo VIII, como cobalto ou níquel, são os preferidos. Catalisadores adequados para a reação de hidrodessulfurização incluem cobalto-molibdênio, níquel- molibdênio e níquel-tungstênio. Os metais geralmente estão presentes como óxidos suportados em uma base neutra, como alumina, sílica-alumina ou semelhante. Os metais são reduzidos a sulfeto durante o uso ou antes do uso, através da exposição a correntes contendo compostos de enxofre. O catalisador poderá também catalisar a hidrogenação das olefinas e poliolefinas contidas dentro da nafta craqueada leve e, em um grau menor, a isomerização de algumas das monoolefinas. A hidrogenação, especialmente dasmonoolefinas, na fração mais leve, poderá não ser desejável.

[00029] As propriedades de um catalisador típico dehidrodessulfurização são mostradas na tabela abaixo. Tabela 111

[00030] Os catalisadores estão tipicamente na forma de extrusados, tendo um diâmetro de 1/8 polegadas (3,175 mm), 1/16 polegadas (1,563 mm) ou 1/32 polegadas (0,781 mm) e uma L/D de 1,5 a 10. O catalisador poderá também estar na forma de esferas tendo os mesmos diâmetros. Eles poderão ser carregados diretamente em reatores padrão de leito fixo de um só passe, que incluem suportes e estruturas de distribuição do reagente. No entanto, na sua forma regular, eles formam uma massa bastante compacta e portanto devem ser preparados na forma de uma estrutura de destilação catalítica. A estrutura de destilação catalítica deve ser capaz de funcionar como catalisador e como um meio de transferência de massa. O catalisador deve ser adequadamente suportado e espaçado dentro da coluna, para atuar como uma estrutura de destilação catalítica. Em uma realização preferida, o catalisador está dentro de uma estrutura de malha de arame tecido, conforme apresentado na patente U.S. 5.266.546, a qual é incorporada aqui como referência. Mais de preferência, o catalisador está dentro de uma grande quantidade de tubos de malha de arame, fechados em qualquer extremidade, e colocados ao longo de uma chapa de tecido de malha de arame, como um arame de retirada de névoa. A chapa e os tubos são então enrolados em um fardo para serem colocados dentro do reator de coluna de destilação. Esta realização é descrita na patente U.S. 5.431.890, que é incorporada aqui como referência. Outras estruturas catalíticas de destilação úteis para este fim, são apresentadas nas patentes U.S. 4.731.229, 5.073.236, 5.431.890 e 5.730.843, que são também incorporadas aqui como referência.

[00031] As condições adequadas para a dessulfurização de nafta em um reator de coluna de destilação são muito diferentes daquelas de um reator padrão de leito gotejante, especialmente com relação à pressão total e à pressão parcial de hidrogênio. Condições típicas em uma zona de destilação e reação de um reator de coluna de destilação e hidrodessulfurização de nafta são: Temperatura 450 - 700°F (232 - 371°C) Pressão total 75 - 300 psig (0,52 - 2,1 MPa) Pressão parcial de H2 6 - 75 psia (0,42 - 5,25 bars) LHSV ou nafta em torno de 1 - 5 Vazão de H2 10 - 1000 SCFB (0,29 - 283 Nm3/bbl)

[00032] A operação do reator de coluna de destilação resulta em uma fase líquida e uma fase vapor, dentro da zona de reação e destilação. Uma porção considerável do vapor é hidrogênio, enquanto que uma porção da fração de petróleo é composta de hidrocarbonetos na fase vapor. A separação real poderá ser apenas uma consideração secundária.

[00033] Sem limitarmos o escopo da invenção, é proposto que o mecanismo que produz a eficácia do processo atual é a condensação de uma porção dos vapores no sistema de reação, que retém hidrogênio suficiente no líquido condensado para obter o contato íntimo requerido entre o hidrogênio e os compostos de enxofre na presença do catalisador, resultando na hidrogenação dos mesmos. Especialmente, as espécies de enxofre são concentradas no líquido, enquanto que as olefinas e o H2S se concentram no vapor, permitindo uma conversão maior dos compostos de enxofre, com uma baixa conversão das espécies de olefinas.

[00034] O resultado da operação do processo no reator de coluna de destilação é que poderão ser utilizadas pressões parciais de hidrogênio menores (e portanto pressões totais menores).

[00035] Como em qualquer destilação, existe um gradiente de temperatura dentro do reator da coluna de destilação. A temperatura na extremidade inferior da coluna contém material de ponto de ebulição mais elevado e portanto está em uma temperatura maior do que a extremidade superior da coluna. A fração de ponto de ebulição menor, que contém os compostos de enxofre mais facilmente removíveis, é submetida a temperaturas menores no topo da coluna, porque fornece uma seletividade maior, isto é, menos hidrocraqueamento ou saturação dos compostos olefínicos desejáveis. A porção de ponto de ebulição maior é submetida a temperaturas maiores na extremidade inferior do reator de coluna de destilação, para abrir por craqueamento os compostos com anel contendo enxofre e para hidrogenar o enxofre.

[00036] Acredita-se que a reação atual da coluna de destilação é benéfica, primeiramente por causa da reação estar ocorrendo simultaneamente com a destilação, os produtos da reação inicial e outros componentes da corrente são removidos da zona da reação tão rapidamente quanto possível, reduzindo a possibilidade de reações secundárias. Em segundo lugar, como todos os componentes têm pontos de ebulição na temperatura da reação, que é controlada pelo ponto de ebulição da mistura na pressão do sistema. O calor da reação simplesmente cria mais ebulição, mas nenhum aumento de temperatura em uma determinada pressão. Como resultado, pode se adquirir uma grande quantidade de controle sobre a velocidade da reação e sobre a distribuição de produtos, controlando-se a pressão do sistema. Um outro benefício que esta reação poderá obter das reações da coluna de destilação é o efeito de lavagem, que o refluxo interno fornece para o catalisador, dessa forma reduzindo a geração e a coqueificação dos polímeros. Finalmente, o hidrogênio que escoa para cima, atua como um agente de estripagem para auxiliar a remover o H2S que é produzido na zona de reação e destilação.

[00037] A unidade de adsorção poderá ter dois leitos fixos com um leito adsorvendo, enquanto que o outro está dessorvendo. A unidade de adsorção poderá também ter um leito fluidizado, com retirada contínua e regeneração do adsorvente. Os adsorventes são caracterizados como materiais particulados sólidos capazes de adsorverem seletivamente os compostos orgânicos de nitrogênio. Exemplos de adsorventes disponíveis, incluem alumina ativada, argila ácida branca, terra de Füller, carvão ativo, zeólito, alumina hidratada, sílica gel e resinas de trocas de íons. O adsorvente poderá ser regenerado com um gás aquecido, como hidrogênio ou nitrogênio.

[00038] Com referência agora à FIGURA, é mostrado um fluxograma em forma esquemática de uma realização da invenção. A nafta é alimentada através da linha de fluxo 101 até o primeiro reator de coluna de destilação 10, contendo dois leitos 12 e 14 do catalisador de tioeterificação na extremidade superior ou seção de retificação abaixo dos leitos. O hidrogênio é alimentado através da linha de fluxo 101A, o necessário para manter o catalisador no estado de hidreto. Os mercaptanos e as diolefinas na nafta reagem nos leitos do catalisador para formar dissulfetos. Ao mesmo tempo, a nafta é dividida em uma fração de ponto de ebulição menor que entra em ebulição na faixa de C5 até cerca de 160°F (71°C), a qual é retirada como produto de topo através da linha de fluxo 103. Os produtos de topo tendo a maior parte dos mercaptanos removidos, têm um teor reduzido de enxofre. Uma porção do produto de topo é condensada e retorna para o reator de coluna de destilação como refluxo (não mostrado). Um corte na faixa de ponto de ebulição médio contendo predominantemente tiofeno como o constituinte de enxofre, é removido entre os leitos 12 e 14, através da linha de fluxo 104.

[00039] Os componentes mais leves são estripados da nafta na seção de estripagem do reator de coluna de destilação 10 que contém a estrutura padrão de destilação 16, tais como bandejas e peneiras moleculares, coberturas de bolha ou recheio estruturado. Os componentes mais leves assim estripados, são removidos com o produto de topo. A corrente de fundo, contendo compostos orgânicos de nitrogênio, os sulfetos de ponto de ebulição mais elevado e os compostos de tiofeno, são removidos através da linha de fluxo 102 e alimentados para uma unidade de adsorção 20, onde os compostos orgânicos de nitrogênio são removidos. O efluente da unidade de adsorção 20 na linha de fluxo 105 é alimentado para um segundo reator de coluna de destilação 30 contendo os leitos 32 e 34 do catalisador de hidrodessulfurização. O hidrogênio é alimentado abaixo dos leitos, através da linha de fluxo 105A. Os compostos orgânicos de enxofre no efluente são reagidos com hidrogênio para produzir sulfeto de hidrogênio. Ao mesmo tempo, o efluente é dividido em uma fração com ponto de ebulição menor, com ponto de ebulição na faixa de cerca de 160 - 350°F (71 - 177°C), que inclui o sulfeto de hidrogênio gasoso e qualquer hidrocarboneto mais leve que resulte do leve hidrocraqueamento da alimentação pelo catalisador. A fração de ponto de ebulição menor é removida como produto de topo, através da linha de fluxo 106, e o produto de fundo é removido através da linha de fluxo 107. Uma porção do produto de topo é condensada e retorna para o reator de coluna de destilação como refluxo, conforme o necessário (não mostrado). O produto de fundo e o produto de topo são combinados na linha de fluxo 108 e passam para o vaso de separação 40, como em uma coluna padrão de destilação, onde o sulfeto de hidrogênio é removido através da linha de fluxo 109. O líquido formado no vaso de separação 40 é removido através da linha de fluxo 110 e é combinado com um corte na faixa de ponto de ebulição médio na linha de fluxo 104 e é alimentado para o reator de polimento 50, que contém um leito 52 de catalisador de hidrodessulfurização, onde o teor de enxofre é reduzido até o nível desejado, como por exemplo, < 50 wppm. O hidrogênio é alimentado para o reator de polimento, conforme seja requerido, através da linha de fluxo 111A. Finalmente, o efluente do reator de polimento 50 é retirado através da linha de fluxo 112 para um segundo vaso de separação, onde o sulfeto de hidrogênio produzido no reator de polimento é removido através da linha de fluxo 113 e a nafta dessulfurizada é removida através da linha de fluxo 114 e combinada com o produto de topo na linha de fluxo 103 do reator de tioeterificação 10 na linha de fluxo 115.

Claims

1. Processo para o tratamento de uma corrente de nafta, compreendendo as etapas de: (a) alimentar hidrogênio (101A) e uma corrente de nafta (101) contendo olefinas, diolefinas, mercaptanos, tiofeno, compostos de tiofeno e compostos orgânicos de nitrogênio, para um primeiro reator de coluna de destilação (10); (b) simultaneamente no primeiro reator de coluna de destilação (10): (i) reagir as diolefinas com os mercaptanos na presença de um catalisador de tioeterificação (12, 14), em uma zona do reator de destilação, para produzir sulfetos, e (ii) separar a nafta em pelo menos duas frações, compreendendo uma primeira fração de ponto de ebulição menor tendo um teor reduzido de enxofre e uma primeira fração de ponto de ebulição maior contendo os sulfetos, tiofeno, compostos de tiofeno, e compostos orgânicos de nitrogênio, (c) remover a primeira fração de ponto de ebulição menor do primeiro reator de coluna de destilação (10), como produto de topo (103); caracterizadopelo fato de compreender as etapas de: (d) remover a primeira fração de ponto de ebulição maior do primeiro reator de coluna de destilação (10), como produto de fundo (102); (e) tratar o primeiro produto de fundo (102) para remover os compostos orgânicos de nitrogênio e para produzir um efluente (105) tendo um teor reduzido de compostos de nitrogênio; e, (f) alimentar hidrogênio (105A) e o efluente (105) para um reator de hidrodessulfurização contendo um catalisador de hidrodessulfurização (32, 34), onde uma porção de sulfetos, de tiofeno e de compostos de tiofeno é reagida com hidrogênio para formar sulfeto de hidrogênio.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tratamento da etapa (e) é composto da alimentação do primeiro produto de fundo (102) para uma unidade de adsorção de nitrogênio (20).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reator de hidrodessulfurização é composto de um segundo reator de coluna de destilação (30) e o efluente é simultaneamente separado em uma segunda fração de ponto de ebulição menor, contendo o sulfeto de hidrogênio, e uma segunda fração de ponto de ebulição maior, e compreendendo ainda as etapas de: (g) remover a segunda fração de ponto de ebulição menor do segundo reator de coluna de destilação (30), como um segundo produto de topo (106); (h) remover a segunda fração de ponto de ebulição maior do segundo reator de coluna de destilação (30) como um segundo produto de fundo (107); e, (i) combinar e alimentar o segundo produto de topo (106) e o segundo produto de fundo (107) para um vaso de separação de sulfeto de hidrogênio (40), onde o sulfeto de hidrogênio é separado como um gás (109) proveniente de um efluente líquido (110); (j) alimentar hidrogênio (111A) e o efluente líquido (110) do vaso de separação de sulfeto de hidrogênio (40), para um reator de polimento (50) contendo um catalisador de hidrodessulfurização, onde sulfetos, tiofeno e compostos de tiofeno adicionais são reagidos com hidrogênio, para formar sulfeto de hidrogênio e um efluente com um teor reduzido de enxofre (112); e, (k) separar o sulfeto de hidrogênio do efluente com teor reduzido de enxofre (112).

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro reator de coluna de destilação (10) contém dois leitos de catalisador de tioeterificação (12, 14) na zona de reação de destilação, e uma fração de ponto de ebulição na faixa média (104) contendo tiofeno é removida entre os leitos e é combinada com o efluente líquido (110) do vaso de separação de sulfeto de hidrogênio (40) e é alimentada no reator de polimento (50).

5. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de adsorção (20) é composta de materiais particulados sólidos capazes de adsorverem seletivamente compostos orgânicos de nitrogênio.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os materiais particulados sólidos capazes de adsorverem seletivamente os compostos orgânicos de nitrogênio compreendem alumina, argila ácida branca, terra de Füller, carvão ativo, zeólitos, alumina hidratada, sílica gel, resinas de trocas de íons, e misturas dos mesmos.