BRPI0708461A2 - produção de olefina utilizando material de alimentação condensado. - Google Patents

Abstract

PRODUçãO DE OLEFINA UTILIZANDO MATERIAL DE ALIMENTAçãO CONDENSADO A presente invenção refere-se a um método para a utilização de condensado de gás natural como um material de alimentação para uma planta de produção de olefina no qual o material de alimentação é submetido a condições de vaporização e de separação que removem os hidrocarbonetos leves a partir do condensado para o craqueamento térmico na planta de produção, e deixa o destilado líquido para uma recuperação separada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PRODUÇÃODE OLEFINA UTILIZANDO MATERIAL DE ALIMENTAÇÃO CONDENSADO".

Antecedentes da Invenção

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se à formação de olefinas através docraqueamento térmico de condensado líquido derivado de gás natural. Maisespecificamente, esta invenção refere-se à utilização de condensado de gásnatural como o material de alimentação para uma planta para a produção deolefina que emprega o craqueamento térmico de hidrocarboneto em um for-no de pirólise.

Descrição da Técnica Antecedente

O craqueamento térmico (pirólise) de hidrocarbonetos é um pro-cesso petroquímico não-catalítico que é amplamente usado para a produçãode olefinas tais como o etileno, propileno, butenos, butadieno e aromáticos,tais como benzeno, tolueno e xilenos.

Basicamente, um material de alimentação de hidrocarboneto talcomo a nafta, gasóleo ou outras frações de óleo bruto total que são produzi-das através da destilação ou a partir de óleo bruto fracionado de outra forma,é misturado com vapor de água que serve como um diluente para manter asmoléculas do hidrocarboneto separadas. A mistura de vapor de água e hi-drocarboneto é preaquecida a partir de cerca de 482°C até cerca de 537°C(900 até cerca de 1.000 graus Fahrenheit (°F ou 0F)), e em seguida entre nazona de reação onde ela é rapidamente aquecida para uma temperatura for-te de craqueamento térmico na faixa a partir de cerca de 1.450 até cerca de1550 °F. O craqueamento térmico é conseguido sem o auxilio de qualquercatalisador.

Este processo é executado em um forno de pirólise (craqueadorcom vapor de água) em uma pressão na zona de reação que varia a partirde cerca de 68,94 até cerca de 206,84 KPa manométricos (10 até cerca de30 psig). Os fornos de pirólise têm no interior dos mesmos uma zona deconvecção e uma seção radiante. O preaquecimento é conseguido na seçãode convecção, enquanto que o craqueamento forte ocorre na seção radiante.

Depois do craqueamento térmico forte, o efluente a partir do for-no de pirólise contém hidrocarbonetos gasosos de uma grande variedade,como por exemplo, a partir de um até trinta e cinco átomos de carbono pormolécula. Esses hidrocarbonetos gasosos podem ser saturados, manoinsa-turados e poliinsaturados, e podem ser alifáticos, alicíclicos e/ou aromáticos.O gás craqueado contém quantidades significativas de hidrogênio molecular(hidrogênio).

Desse modo, o craqueamento com vapor de água convencional(térmico) na forma em que é executado em uma planta comercial de produ-ção de olefina, emprega uma fração do óleo total em bruto e vaporiza total-mente aquela fração e ao mesmo tempo craqueando termicamente a mes-ma. O produto craqueado pode conter, por exemplo, cerva de 1 por centoem peso (% em peso) de hidrogênio, cerca de 10% em peso de metano,cerca de 25% em peso de etileno, e cerca de 17% em peso de propileno,toda a percentagem em peso sendo com base no peso total do referido pro-duto, com o restante consistindo em sua maioria de outras moléculas de hi-drocarboneto tendo a partir de 4 até 35 átomos de carbono por molécula.

O produto craqueado e em seguida ainda processado na plantade produção de olefina para a produção, como os produtos da planta, devárias correntes individuais separadas de alta pureza tais como de hidrogê-nio, etileno, propileno, hidrocarbonetos mistos que tenham quatro átomos decarbono por molécula, óleo combustível, e gasolina de pirólise. Cada umadas correntes individuais separada referidas anteriormente é um produtocomercial valioso por sua própria conta. Desse modo, uma planta de produ-ção de olefina toma correntemente uma parte (fração) de uma corrente totalem bruto e gera uma pluralidade de produtos valiosos separados a partir damesma.

O gás natural e o óleo totalmente cru foram formados natural-mente em uma quantidade de formações geológicas subterrâneas (forma-ções) de porosidades amplamente variáveis. Muitas dessas formações fo-ram fechadas através de camadas de rocha impenetráveis. O gás natural e oóleo bruto total (óleo bruto) também se acumularam em varias trapes estrati-gráficas abaixo da superfície da terra. Grandes quantidades de ambos o gásnatural e o óleo bruto foram coletadas dessa forma para a formação de for-mações contendo hidrocarbonetos em diversas profundidades abaixo dasuperfície da terra. Muito desse gás natural estava em contato físico íntimocom o óleo bruto, e, por esse motivo, absorveu uma quantidade de molécu-las mais leves a partir do óleo bruto.

Quando um poço de petróleo é perfurado dentro da terra e perfu-ra uma ou mais de tais formações que contêm hidrocarbonetos, o gás natu-ral e/ou o óleo bruto podem ser recuperados através daquele poço para su-perfície da terra.

As expressões "óleo bruto total" e "óleo bruto" na forma usadaaqui, neste pedido de patente significam óleo bruto líquido (em condiçõesnormalmente prevalecentes de temperatura e de pressão na superfície daterra) na medida em que ele emerge a partir de um cabeçote de poço sepa-rado que qualquer gás natural que possa estar presente, excetuando qual-quer tratamento que esse óleo bruto possa receber para tornar o mesmoaceitável para ser transportado para uma refinaria de óleo bruto e/ou para adestilação convencional em tal refinaria. Esse tratamento poderia incluir taisetapas como a dessalinização. Dessa forma, ele é um óleo bruto que é ade-quado para a destilação ou outro fracionamento em uma refinaria, porémque ainda não foi submetido a qualquer de tais destilações ou fracionamen-to. Ele pode incluir porém não necessariamente sempre inclui, entidades quenão entram em ebulição tal como os asfaltenos ou alcatrão. Como tal, é difí-cil, senão impossível prover uma faixa de ebulição para o óleo bruto total.

Em conseqüência, o óleo bruto total pode ser um ou mais óleos crus a partirdiretamente de um oleoduto de um campo de petróleo e/ou a partir de umainstalação de armazenamento de óleo bruto convencional, como for a dispo-nibilidade, sem nenhum fracionamento anterior do mesmo.

O gás natural, como o óleo bruto pode variar amplamente emsua composição como produzido na superfície da terra, porém contém ge-ralmente uma quantidade significativa, quase sempre um a quantidade prin-cipal, isto é, maior do que cerca de 50 por cento em peso (5 em peso) demetano. O gás natural também contém quantidades menores (menos do que50% em peso), quase sempre menos do que cerca de 20 % em peso de umou mais de etano, propano, butano, nitrogênio, dióxido de carbono, sulfetode hidrogênio, e os similares. Muitas, porém não todas as correntes de gásnatural como produzidas a partir da terra podem conter quantidades meno-res (menos do que 50% em peso) quase sempre menos do que cerca de20% em peso de hidrocarbonetos que têm a partir de 5 até 12, inclusive, á-tomos de carbono por molécula (C5 até C12), que não são normalmente ga-sosos nas condições atmosféricas geralmente prevalecentes de temperaturae de pressão na superfície da terra, e que podem se condensar para fora dogás natural uma vez que ele seja conduzido para a superfície da terra. To-das as percentagens em peso são com base no peso total da corrente degás natural em questão.

Quando várias correntes de gás natural são produzidas para asuperfície da terra, uma composição de hidrocarbonetos quase sempre secondensa naturalmente para fora da corrente de gás natural produzida des-sa forma sob as condições prevalecentes de temperatura e de pressão nasuperfície da terra na qual aquela corrente é recolhida. Desse modo é pro-duzido um condensado de hidrocarbonetos normalmente líquido separadodo gás natural normalmente gasoso sob as mesmas condições prevalecen-tes. O gás natural gasoso pode conter normalmente metano, etano, propanoe butano. A fração de hidrocarboneto normalmente líquida que se condensaa partir da corrente de gás natural produzida é em geral referida como o"condensado" e em geral contém moléculas mais pesadas do que o butano(C5 até cerca de C20 ou ligeiramente mais elevadas). Depois da separaçãoa partir do gás natural produzido, esta fração de condensado líquido é pro-cessada separadamente a partir da fração gasosa remanescente que é nor-malmente referida como o gás natural.

Desse modo, o condensado recuperado a partir da corrente dogás natural como primariamente produzida na superfície da terra não é exa-tamente o mesmo material, em tipo de composição, como o gás natural(primariamente o metano). Também não é o mesmo material, em tipo decomposição, como o óleo bruto. O condensado ocupa um nicho entre o gásnatural normalmente gasoso e o óleo bruto total normalmente líquido. O con-densado contém hidrocarbonetos mais pesados do que normalmente o gásnatural gasoso, e uma faixa estreita de hidrocarbonetos que estão no extre-mo mais leve do óleo bruto total.

O condensado, ao contrário do óleo bruto, pode ser caracteriza-do através da sua faixa de ponto de ebulição. Os condensados normalmenteentram em ebulição na faixa a partir de cerca de 37°C até cerca de 343°C(100 até cerca de 650 graus Fahrenheit (0F)). Com essa faixa de ebulição,os condensados contêm uma ampla variedade de materiais de hidrocarbo-neto. Esses materiais podem incluir compostos que produzem frações quesão comumente referidas como nafta, querosene, combustíveis diesel, e ga-sóleo (óleo combustível, óleo para fornalha, óleo para aquecimento e os si-milares). A nafta e os materiais associados de ponto de ebulição mais leves(nafta) estão na faixa de C5 até C10 inclusive, e são as frações de ponto deebulição mais elevado no condensado, entrando em ebulição na faixa a par-tir de cerca de 37°C até cerca de 204°C (100 até cerca de 400F). Os destila-dos de petróleo (querosene, óleo diesel, gasóleo) estão em geral na faixa deC10 ate cerca de C20 ou ligeiramente mais alta, e em geral entram em ebu-lição, na sua maioria, na faixa a partir de cerca de 176°C até cerca de 343°C(350 até cerca de 650F). Eles são de modo individual e coletivo referidosaqui, neste pedido de patente, como "destilado" ou "destilados". Deve serobservado que varias composições de destilado podem ter um ponto de ebu-lição mais baixo do que 176°C e/ou mais alto do que 343°C (350F e/ou maisalto do que 650F), e esses destilados estão incluídos na faixa antes mencio-nada de 176°C a 343°C (350 a 650F), e nesta invenção.

O material de alimentação de partida para uma planta conven-cional de produção de olefina, como descrito acima, tem normalmente queser submetido a um processamento oneroso substancial antes que ele che-gue na tal planta. Normalmente o condensado e o óleo bruto são destiladosou fracionados de outra forma em uma pluralidade de frações tais como ga-solina, nafta, querosene, gasóleo (em vácuo ou em pressão atmosférica) eos similares, incluindo, no caso do óleo bruto e no gás não natural, um resí-duo de ponto de ebulição elevado. Em seguida qualquer uma de tais fra-ções, que não o resíduo, são normalmente passadas para uma planta deprodução de olefina, como o material de alimentação de partida para aquelaplanta.

Seria desejável ser capaz de imaginar o custo do capital e daoperação de uma unidade de destilação de refinaria (unidade de processa-mento de óleo bruto total) que processasse o óleo bruto e/ ou o condensadopara a geração de uma fração de hidrocarboneto que serviria como o mate-rial de alimentação de partida para plantas convencionais de produção deolefina. No entanto, a técnica antecedente, até recentemente, relatarammesmo a partir de cortes (frações) de hidrocarbonetos que tinham uma baixade distribuição de pontos de ebulição muito larga. Por exemplo, vide a Pa-tente U. S. Número 5.817.226 para Lenglet.

Recentemente, a Patente U. S. Numero 6.743.961, concedidapara Donald H. Powers. Esta patente refere-se ao craqueamento de óleobruto total pelo emprego de uma zona de craqueamento vaporização/ mode-rada que contém um pacote. Essa zona é operada de uma tal maneira que afase líquida do óleo bruto total que ainda não tinha sido vaporizada é manti-da naquela zona até que o craqueamento/ vaporização dos componenteshidrocarbonetos líquidos mais tenazes seja maximizado. Isso permite a for-mação de somente um mínimo de resíduo sólido, cujo resíduo permaneceatrás como um depósito no pacote. Esse resíduo mais tarde é removido pelaqueima do pacote através de remoção do coque por corrente de ar conven-cional, de modo ideal durante o ciclo de remoção do coque normal do forno,vide coluna 7, linhas de 50 a 58 daquela patente. Desse modo, a segundazona 9 daquela patente serve como uma retenção para os componentes,incluindo dos materiais de hidrocarboneto, do material de alimentação deóleo bruto que não podem ser craqueados ou vaporizados sob as condiçõesempregadas no processo, vide a coluna 8, linhas de 60 a 64 daquela patente.O Pedido de Patente U. S. Serial No. 10/244.792, depositado em16 de setembro de 2002, tendo este mesmo inventor e concedido com a Pa-tente U. S. No. 6.743.961, está direcionado ao processo descrito naquelapatente porem emprega um catalisador de craqueamento moderadamenteácido para acionar a função total da unidade de vaporização/ craqueamentomoderado mais na direção do final do espectro de craqueamento moderado(sem um craqueamento moderado precedente)- craqueamento moderado,(seguido por vaporização).

A Patente U. S. No. 6.979.757, tendo o mesmo inventor e con-cedida com a Patente U. S. No. 6.743.961, é direcionada ao processo des-crito naquela patente, porém remove, pelo menos parte do hidrocarbonetolíquido restante na unidade de vaporização e craqueamento que ainda nãofoi vaporizada ou moderadamente craqueada. Esses componentes de hidro-carboneto líquido do material de alimentação de óleo bruto são removidos apartir de próximo do fundo daquela unidade e passados para um dispositivode cavitação deparado controlado para prover energia de craqueamento adi-cional para aqueles componentes tenazes de hidrocarboneto que tinha pre-viamente resistido à vaporização e ao craqueamento moderado. Desse mo-do, aquela invenção também procura acionar o processo total na unidade devaporização e craqueamento mais na direção do final do craqueamento mo-derado do espectro de vaporização - craqueamento moderado anteriormentemencionado.

O Pedido de Patente U. S. Serial No. 11/ 219.166, depositadoem 2 de setembro de 2005, tendo este mesmo inventor e concedido com aPatente U. S. No. 6.743.961, está direcionado ao processo da utilização doóleo bruto total como o material de alimentação para uma planta de olefinapara a produção de uma mistura de vapor e líquido de hidrocarboneto. Ohidrocarboneto em fase de vapor é separado a partir do líquido restante e ovapor é passado por uma operação forte de craqueamento. O hidrocarbone-to líquido restante é submetido a condições que favorecem a vaporizaçãosobre o craqueamento moderado através da introdução de um óleo de extin-ção no interior da unidade, e retirando daquela unidade um resíduo líquidocomposto do óleo de extinção e os restantes hidrocarbonetos líquidos a par-tir da alimentação de óleo bruto.

Durante os períodos de demanda crescente de gasolina o su-primento de gasolina (conjunto) pode ser aumentado através de submetervarias frações de óleo bruto, incluindo ao destilados, a diversos processosde craqueamento catalítico em refinaria tais como o craqueamento catalíticofluido. Desse modo, a quantidade de gasolina/ nafta produzida a partir de umbarril de óleo bruto pode ser aumentada se desejado. Isto não é somentecom a destilação como definida acima. A quantidade de destilado recupera-do a partir de um barril de óleo bruto é fixa e não pode ser aumentada namedida em que possa com gasolina. A única medida para o aumento daprodução de destilado (suprimento) é através do refino de barris adicionaisde óleo bruto.

Desse modo, existem ocasiões nas quais é altamente desejávela recuperação de destilados a partir dos quais poderia ser de outra formaalimentados para uma fornalha de craqueamento térmico que forma olefinasa partir de tais material de alimentação, e esta invenção proporciona exata-mente um tal processo.

Através da utilização desta invenção, os destilados valiosos queestão em um suprimento curto podem ser recuperados separadamente apartir de um material de alimentação de craqueamento e dessa forma salvosde serem convertidos em produtos de craqueamento menos valiosos. Atra-vés desta invenção, não somente o destilado de alta qualidade é salvo docraqueamento, porém isso é feito de tal forma com grande eficiência térmicae baixo custo de capital do que a abordagem que poderia ser óbvia a umapessoa versada na técnica. Uma pessoa versada na técnica poderia primeirosubmeter o material de alimentação a ser craqueado para uma coluna dedestilação térmica convencional para a destilação do destilado a partir domaterial de alimentação do craqueamento. Essa abordagem poderia exigiruma quantidade substancial de capital para a construção da coluna e o apa-relhamento da mesma com um dispositivo de reebulição normal e com equi-pamento superior de condensação que faz parte de tal coluna. Através destainvenção, é empregado um divisor em uma maneira tal que muito mais efici-ência de energia em um curto de capital mais baixo é executada em umacoluna de destilação. Através desta invenção, os condensadores de cabeço-te, e o equipamento da coluna de destilação relacionado são eliminados sema eliminação das funções dos mesmos, economizando dessa forma conside-ravelmente em custos de capital. Além disso, esta invenção exibe uma efici-ência de energia muito maior em operação do que uma coluna de destilaçãodevido a energia extra que seria exigida por uma coluna de destilação não énecessária nesta invenção uma vez que esta invenção ao contrário utilizapara a sua função de divisão a energia que já está sendo gasta na operaçãoda fornalha de craqueamento (como posta a energia gasta para a operaçãode uma única coluna de destilação a montante do forno de craqueamento), eo produto de vapor do divisor vai diretamente para a seção de craqueamentoda fornalha.

Resumo da Invenção

De acordo com esta invenção é provido um processo para a uti-lização de condensado como o material de alimentação para uma planta defabricação de olefina, como definido acima, que maximiza a recuperação dodestilado, como definido acima, e deixa como material de alimentação para aplanta de fabricação de olefina, materiais mais baixos em temperatura deebulição do que o destilado.

De acordo com esta invenção, o condensado é preaquecido pa-ra a produção de uma mistura de valor de hidrocarboneto e destilado líquidoa partir do material de alimentação de condensado com pouca ou nenhumaformação de coque. O hidrocarboneto em forma de vapor é em seguida se-parado a partir do destilado líquido restante, e o vapor é passado para umaoperação de craqueamento forte. O destilado líquido restante é recuperadode forma separada para adição ao suprimento de destilado (conjunto).

Descrição dos Desenhos

A Figura 1 mostra uma folha de fluxo simplificada para uma plan-ta de craqueamento de hidrocarboneto.

A Figura 2 mostra uma modalidade dentro desta invenção, estamodalidade empregando uma unidade de vaporização unida.Descrição Detalhada da Invenção

Os termos "hidrocarboneto", "hidrocarbonetos" e "hidrocarbôni-co" na forma usada aqui, neste pedido de patente não significam materiaisestritamente ou que contenham somente átomos de hidrogênio e átomos decarbono. Esses termos incluem materiais que são de natureza hidrocarbôni-cos em que eles primariamente ou essencialmente são compostos de áto-mos de hidrogênio e de carbono, porém podem conter outros elementos taiscomo oxigênio, enxofre, nitrogênio, metais, sais inorgânicos e os similares,mesmo em quantidades significativas.

O termo "gasoso" na forma usada aqui, neste pedido de patentesignifica um ou mais gases em um estado essencialmente de vapor, por e-xemplo, o vapor de água isolado, uma mistura de vapor de água e vapor dehidrocarboneto, e os similares.

O termo "coque", na forma usada aqui, neste pedido de patente,significa qualquer sólido carbônico de alto peso molecular, e inclui os com-postos formados a partir da condensação de aromáticos polinucleares.

Uma planta de produção de olefina útil nesta invenção poderiaincluir um forno de pirólise (craqueamento térmico) para receber inicialmentee craquear o material de alimentação. Os fornos de pirólise para o craquea-mento com vapor de água de hidrocarbonetos são aquecidos através de ra-diação e convecção, e compreendem uma série de tubos de preaquecimen-to, circulação e craqueamento, usualmente feixes de tais tubos, para o prea-quecimento, transporte e craqueamento do material de alimentação de hi-drocarboneto. O calor elevado para o craqueamento é suprido através dequeimadores dispostos ma seção radiante (algumas vezes denominada de"seção de radiação") do forno. O gás de resíduo a partir desses queimado-res é circulado através da seção de convecção do forno para prover o calornecessário para o preaquecimento do material de alimentação de hidrocar-boneto que está ingressando. As seções de convecção e de radiação dosforno estão ligadas no "cruzamento" e os tubos referidos anteriormente aqui,neste pedido de patente, transportam o material de alimentação de hidrocar-boneto a partir do interior de uma seção para o interior da próxima seção.

Os fornos de craqueamento são projetados para um aquecimen-to rápido na seção radiante, se iniciando na entrada do tubo radiante (ser-pentina) onde as constantes de velocidades de reação são baixas devido àbaixa temperatura. A maior parte do calor transferido simplesmente eleva oshidrocarbonetos a partir da temperatura da entrada para a temperatura dereação. No meio da serpentina, a velocidade de elevação da temperatura émais baixa, porém as velocidades de craqueamento são apreciáveis. Na sa-ída da serpentina, a taxa de temperatura aumenta de alguma forma porémnão tão rapidamente como na entrada. A taxa de desaparecimento do rea-gente é o produto dos seus tempos constantes de velocidade de reação suaconcentração localizada. No final da serpentina, a concentração de reagenteé baixa e o craqueamento adicional pode ser obtido através do aumento datemperatura do gás do processo.

A diluição com vapor de água do hidrocarboneto alimentado a-

baixa a pressão parcial do hidrocarboneto, aumenta a formação da olefina ereduz qualquer tendência na direção da formação de coque nos tubos deradiação.

Os fornos de craqueamento têm tipicamente caixas de fogo re-tangulares com tubos em posição vertical localizados na parte central entreas paredes radiantes refratarias. Os tubos são sustentados a partir do topodos mesmos.

O acendimento da seção radiante é conseguido com queimado-res montados nas paredes ou no piso ou uma combinação de ambos com autilização de combustíveis gasosos ou combinados gasosos e líquidos. Ascaixas de fogo estão tipicamente sob uma pressão ligeiramente negativa, namaioria das vezes com um fluxo para cima do gás de combustão. O fluxo dogás de combustão para dentro da seção de convecção é estabelecido atra-vés de pelo menos uma de ventoinhas de fluxo natural ou de fluxo induzido.

As serpentinas radiantes estão usualmente penduradas em umplano único abaixo do centro da caixa de fogo. Elas podem estar aninhadasem um único plano ou colocadas de forma paralela em um arranjo de fileirasduplas de tubos em escalonamento. A transferência de calor a partir dosqueimadores para os tubos radiantes ocorre largamente através da radiação,por esse motivo o termo "seção radiante", na qual os hidrocarbonetos sãoaquecidos para a partir de cerca de 788°C (1.450°F) para cerca de 843°C(1.550°F) e por esse motivo submetidos a um forte craqueamento.

A serpentina radiante inicialmente vazia é, por essa razão umreator químico tubular. O material de alimentação de hidrocarboneto para oforno é preaquecido a partir de cerca de 482°C (900°F) para cerca de 537°C(1.000°F) na seção de convecção através do aquecimento convencional a partir do gás de combustão a partir da seção radiante, diluição com vapor deágua na seção se convecção ou similares. Depois do preaquecimento, emum forno comercial convencional, o material de alimentação está pronto paraentrar no interior da seção radiante.

Em um forno típico, a seção de convecção pode conter zonasmúltiplas. Por exemplo, o material de alimentação pode ser inicialmente pre-aquecido em uma primeira zona superior, aquecido com água de alimenta-ção da caldeira em uma segunda zona, aquecido de forma mista com vaporem uma terceira zona, superaquecido com vapor de água em uma quartazona e a mistura final de material de alimentação e de vapor preaquecidacompletamente no piso da quinta zona. O número de zonas e as funçõesdas mesmas podem variar consideravelmente. Desse modo, os fornos depirólise podem ser de estruturas complexas e variáveis.

Os hidrocarbonetos gasosos craqueados que deixam a seçãoradiante são rapidamente reduzidos em temperatura para impedir a destrui-ção do padrão de craqueamento. O resfriamento dos gases craqueados an-tes de outro processamento no mesmo segmento a jusante na produção derequer uma grande quantidade de energia como vapor de água de alta pres-são para ser reutilizado no forno e/ou na planta de fabricação de olefina. Issoé quase sempre conseguido com o uso de trocadores de linha de transfe-rência que são bastante conhecidos na técnica.

Os projetistas de serpentinas radiantes se empenham em con-seguir tempo de permanência mais curto, temperatura mais alta e baixapressão parcial do hidrocarboneto. Os comprimentos e os diâmetros dasserpentinas são determinados pela taxa de alimentação por serpentina, me-talurgia da serpentina com relação da capacidade de temperatura e a taxade deposição de coque na serpentina. As serpentinas variam a partir de um único tubo de pequeno diâmetro com uma baixa taxa de alimentação atémuitos tubos de serpentina por forno até tubos longos de grande diâmetrocom uma alta taxa de alimentação e menos serpentinas por forno. As ser-pentinas mais longas podem consistir em comprimentos de tubulação conec-tados com conexões em forma de "u". Diversas combinações de tubos po-dem ser empregadas. Por exemplo, quatro tubos estreitos em paralelo po-dem alimentar dois tubos de diâmetro maior, também em paralelo, que emseguida alimentam um tubo ainda maior conectado em série. Por conse-qüência, os comprimentos, diâmetros e arranjos de serpentinas em fluxo desérie e/ou em paralelo, podem variar amplamente de forno para forno. Osfornos, devido às características de propriedade em seus projetos, são qua-se sempre referidos a título dos seus fabricantes. Esta invenção pode seraplicada a qualquer forno de pirólise, incluindo, porem não limitados aquelesfabricados por Lumus, M. W. Kellog & Co., Mitsubishi, Stone & Webster En-gineering Corp., Linde-Selas e os similares.

O processamento a jusante dos hidrocarbonetos craqueadosque saem do forno varia de forma considerável, e especificamente com baseem se o material inicial de alimentação de hidrocarboneto foi um gás ou umlíquido. Uma vez que esta invenção usa o condensado de gás natural líquidocomo a alimentação, o processamento a jusante neste contexto pode serdescrito com relação a uma planta de fabricação de olefina com alimentaçãolíquida. O processamento a jusante de hidrocarbonetos gasosos craqueadosa partir de material de alimentação líquido, de nafta até gasóleo da técnicaprecedente, e condensado para esta invenção, é mais complexo do que parao material de alimentação gasoso devido aos componentes de hidrocarbone-tos mais pesados presentes nos materiais de alimentação líquidos.

Com um material de alimentação de hidrocarboneto líquido oprocessamento a jusante, embora ele possa variar de fábrica para fábrica,emprega tipicamente uma extinção do óleo do efluente do forno depois datroca de calor do mesmo em, por exemplo, na linha de transferência do tro-cador de calor acima mencionado. Em seguida, a corrente de hidrocarbonetocraqueado é submetida a um fracionamento primário para a remoção doslíquidos mais pesados, seguido pela compressão dos hidrocarbonetos não-condensados, e a remoção do gás ácido e da água dos mesmos. Os diver-sos produtos desejados são em seguida separados individualmente, comopor exemplo, etileno,m propileno, uma mistura de hidrocarbonetos tendoquatro átomos de carbono por molécula, óleo combustível, gasolina de piró-lise e uma corrente de hidrogênio de pureza elevada.

De acordo com esta invenção, é provido um processo que utilizalíquido condensado que não tenha sido submetido a fracionamento, destila-ção e similares, como o material de alimentação primário (inicial) para o for-no de pirólise da planta de fabricação de olefina de forma total ou em partesubstancial. Agindo dessa forma, esta invenção elimina a necessidade dautilização da destilação dispendiosa do condensado em varias frações, comopor exemplo, a partir da nafta, querosene, gasóleo e os similares, para servircomo o material de alimentação primário para um forno como acontece coma técnica precedente como primeiro descrita mais acima aqui, neste pedidode patente.

Através desta invenção, são alcançadas as vantagens preceden-tes (eficiência de energia e redução do custo do capital) quando é usado ocondensado como a primeira alimentação. Agindo dessa forma, é consegui-da a vaporização completa da corrente de hidrocarboneto na medida em queela passa para dentro da seção radiante, preservando ao mesmo tempo asfrações destiladas presente inicialmente no material de alimentação do con-densado líquido no estado líquido para uma facilidade de separação domesmo a partir dos hidrocarbonetos vaporosos mais leves que são para se-rem craqueados.

Esta invenção pode ser executada com a utilização de uma ins-talação de vaporização auto contida que opera separadamente a partir de, eindependentemente sãs seções radiante e de convecção, e pode ser empre-gada como (1) uma seção integral do forno, como por exemplo, no interiordo forno ou próximo a seção de convecção porem à montante da seção ra-diante, e/ou (2) fora do próprio forno porem em comunicação fluida com oforno. Quando empregada forma do forno, material de alimentação primáriodo condensado é preaquecido na seção de convecção do forno, passadopara fora da seção de convecção e o forno é uma instalação de vaporizaçãoisolada. O produto de hidrocarboneto em vapor dessa instalação isolada éem seguida passado de volta para o interior do forno para entrar na seçãoradiante do mesmo. O preaquecimento pode ser executado fora do que daseção de convecção do forno se desejado ou em qualquer combinação nointerior e/ou fora do forno e ainda estará dentro do âmbito desta invenção.

A unidade de vaporização desta invenção recebe o material dealimentação de condensado que pode ou não ter sido preaquecido, por e-xemplo, a partir da temperatura ambiente ou até cerca de 176°C (350F), depreferência a partir de cerca de 93°C até 176°C (200 até 350F). Esta é umafaixa de temperatura mais baixa do que aquela que é exigida para a vapori-zação completa do material de alimentação. Qualquer preaquecimento, em-bora não necessário, tem lugar na secção de convecção do mesmo fornopara o qual o condensado é primariamente alimentado.

Desse modo, a primeira zona na etapa da operação de vapori-zação desta invenção emprega a separação de valor/ líquido na qual os hi-drocarbonetos em vapor e outros gases, se existirem, na corrente de alimen-tação preaquecida são separados a partir daqueles componentes destiladosque permanecem líquidos depois do preaquecimento. Os gases antes men-cionados são removidos a partir da seção se separação de vapor/ líquido epassados para a seção radiante do forno.

A separação do vapor do líquido nesta primeira etapa, como porexemplo, derruba o liquido destilado de qualquer maneira convencional, nu-merosas maneiras e dispositivos dos quais são bem-conhecidos e óbvios natécnica. Os dispositivos adequados para a separação e vapor/líquido incluirecipientes de derrubada de líquido com entrada tangencial de vapor, sepa-radores centrífugos, separadores convencionais de ciclone, schoepentoeter,separadores de gotícula de ventoinha, e os similares.

O líquido separado dessa forma a partir dos vapores acimamencionados é movido para dentro de uma segunda zona, por exemplo,mais baixa. Isso pode ser conseguido através de tubulação externa comomostrado na Figura 2 a seguir aqui, neste pedido de patente. De forma alter-nativa isso pode ser conseguido no interior da unidade de vaporização. Olíquido que entra e corre através do comprimento da segunda zona encontrao vapor que entra, por exemplo, aumentando. Este líquido, isento dos gasesremovidos, recebe o impacto total da energia térmica do vapor que entra e o efeito de diluição.

Esta segunda zona pode conter pelo menos um dispositivo dedistribuição de líquido tal como placa(s) perfurada(s), através de distribuidor,bandejas duplas de fluxo, bandejas de chaminé, bocal(is) de pulverização, esimilares.

Essa segunda zona também pode conter em uma parte damesma um ou mais materiais de pacote convencionais e/ou bandejas para apromoção da misturação intima do líquido e do vapor na segunda zona.

Na medida em que o hidrocarboneto líquido restante se move(cai) através dessa segunda zona, os materiais mais leves, tais como a ga-solina ou a nafta que possam estar presentes podem ser vaporizados emparte substancial através do vapor de alta energia com o qual ela entra emcontato. Isso permite que os componentes do hidrocarboneto que são maisdifíceis de serem vaporizados continuem a cair e sejam submetidos ao vapormais alto e mais alto com relação às proporções e temperaturas dos hidro-carbonetos líquidos, para permitir que eles se vaporizem através de ambas aenergia do vapor e uma diminuição da pressão parcial dos hidrocarbonetoslíquidos com um aumento parcial da pressão do vapor.

A Figura 1 mostra uma operação de craqueamento típica (insta-lação) 1 na qual o forno 2 tem uma seção de convecção superior C e umaseção radiante mais baixa R ligadas através de um cruzamento (vide a Figu-ra 2). A alimentação 5, como por exemplo, a nafta é para ser craqueada noforno 2, porém antes do craqueamento, para assegurar a vaporização es-sencialmente completa, ela é primeiro preaquecida na zona 6, em seguidamisturada com a corrente de diluição 7, e a mistura resultante mais aquecidana zona 8 que está em uma área mais quente da seção C do que é a zona6. A mistura de vapor resultante é em seguida passada para dentro da seção radiante R e distribuída para uma ou mais serpentinas radiantes 9. O produ-to de gás craqueado da serpentina 9 é coletado e passado através da linha10 para uma pluralidade de linhas de trocadores de transferência 11 (TLE naFigura 1) onde o produto de gás craqueado é resfriado até o grau em que afunção de craqueamento térmico é essencialmente terminada. O produto degás craqueado e ainda mais resfriado através da injeção de óleo de extinçãoreciclado resfriado 20 imediatamente à jusante de TLE 11.0 óleo de extin-ção e a mistura de gases passam através da linha 12 para a torre de óleo deextinção 13. Na torre 13 ele é posto em contato com um material de extinçãode hidrocarboneto líquido tal como gasolina de pirólise a partir da linha 14para resfriar ainda mais o produto de gás craqueado bem como o condensa-do e receber o produto de óleo combustível adicional. Parte do produto 24 éreciclada, depois de algum resfriamento adicional (não-mostrado) através dalinha 20 para dentro da linha 12. O produto de gás craqueado é removido datorre 13 através da linha 15 e passado para a torre de extinção de água 16no qual ele é posto em contato com a água reciclada e resfriada 17 que érecuperada a partir da parte mais baixa da torre 16. A água 17 condensauma fração de hidrocarboneto líquido na torre 16, que é em parte emprega-da como o material de extinção líquido 14 e removido em parte através dalinha 18 para outro processamento em outro local. A parte da fração do óleode extinção 24 que não é passada para dentro da linha 20 é removida comoóleo combustível e processada em algum outro local.

O produto de gás craqueado processado dessa forma é removi-do a partir da torre 16 e passado através da linha 19 para a instalação decompressão e de fracionamento 21 na qual as correntes individuais do pro-duto antes mencionadas são recuperadas como produtos da instalação 1, talcomo correntes individuais de produto sendo representadas coletivamentepor intermédio da linha 25.A Figura 2 mostra uma modalidade da aplicação do processodesta invenção para o forno 2 da Figura 1. A Figura 2 é bastante diagramáti-ca a titulo de simplicidade e resumo uma vez que, como discutido acima, osfornos reais são estruturas complexas. Na Figura 2, o forno 2 é mostradocomo tendo uma corrente de alimentação de condensado inicial ou primaria5 entrando na seção preaquecida 6. A alimentação 5 pode consistir essenci-almente somente em (primariamente de) condensado, porém não necessitader inteiramente de condensado. Outros materiais de hidrocarboneto podemestar presentes na alimentação 5 em quantidades menores, especificamentemateriais que tem uma ebulição mais leve do que o condensado, tais como ogás natural líquido, o butano ou butanos, gasolina natural e os similares. Aalimentação 5 pode estar misturada com a corrente de diluição (não-mostrada) pelas razões descritas acima neste pedido de patente antes deque ela entre na seção 6 e/ou no interior da seção 6. A seção 6 é uma seçãode preaquecimento típica de um forno convencional. Nesta invenção, o pre-aquecimento é opcional, de tal forma que a seção 6 pode ser eliminada emsua totalidade. Se o preaquecimento for usado, ele pode ser empregado porfora do forno 2 no lugar de ou em adição a seção 6. Dessa forma, a utiliza-ção de uma seção de preaquecimento típica no interior de um forno conven-cional pode ser usada ou eliminada na prática desta invenção, e de formasimilar, o material der alimentação 5 preaquecido pode ser usado ou elimi-nado. Em uma modalidade da invenção, o material de alimentação 5 passaatravés da seção 6 e quando aquecido para dentro da faixa de temperaturadesejada antes mencionada deixa a seção 6 através da linha 25. Em uma25 planta de fabricação de olefina convencional, o material de alimentação pre-aquecido poderá ser misturado com o vapor de diluição e em seguida pode-ria ser passado a partir da seção 6, por exemplo, a seção de convecção Cdo forno, diretamente para a seção 8 da Figura 1 e em seguida para dentroda seção radiante R do forno 2. No entanto, de acordo com esta modalidadeda invenção, o material de alimentação preaquecido (uma mistura compostaprincipalmente do líquido destilado e do valor de hidrocarboneto mais levedo que o destilado, todos a partir do material de alimentação 5) passa aoinvés através da linha 25 em uma temperatura de, por exemplo,a partir decerca de 93°C até cerca de 176°C (200 até cerca de 350F), para dentro daunidade de vaporização isolada 26 que está, nesta modalidade localizadafisicamente fora do forno 2. A unidade 26 está, no entanto, em comunicaçãofluida com o forno 2. O material de alimentação preaquecido entra inicial-mente na primeira zona superior 27 da unidade 26 na qual os componentesmais leves gasosos presentes, como por exemplo, a nafta ou mais leves,são separados a partir dos componentes líquidos que ainda os acompanha.

A unidade 26, é uma unidade de vaporização que é um compo-nente das novas características desta invenção. A unidade 26 não é encon-trada em conjunto com os fornos de craqueamento convencionais. Na moda-lidade da Figura 2, a unidade 26 recebe o condensado preaquecido a partirdo forno 2 através da linha 25. Em outras modalidades desta invenção a se-ção de preaquecimento 6 não necessita ser usada, e o material de alimenta-ção 5 é alimentado diretamente para dentro da unidade 26. O vapor de águapresente na unidade 26 proporciona ambos a energia e um efeito de diluiçãopara conseguir a vaporização (predominantemente) primária de pelo menosuma parte significativa da nafta e dos componentes mais leves que perma-necem no estado líquido naquela unidade. Os gases que estão associadoscom o material de alimentação de condensado preaquecido como são rece-bidos pela unidade 26 são removidos a partir da zona 27 através da linha 28.Desse modo, a linha 28 transporta para fora essencialmente todos os vapo-res mais leves do hidrocarboneto, como por exemplo, a faixa de ebulição danafta e dos materiais mais leves, presentes na zona 27. O destilado líquidopresente na zona 27, com a nafta líquida é removido dali através da linha 29e passado para dentro do interior superior da zona mais baixa 30. As zonas27 e 30, nesta modalidade, estão separadas de comunicação fluida umacom a outra por intermédio de uma parede impermeável 31, que pode seruma bandeja sólida. A linha 29 represente a comunicação do fluxo externodo fluido para baixo entre as zonas 27 e 30. No lugar da mesma, ou em adi-ção a mesma, as zonas 27 e 30 podem ter uma comunicação fluida internaentre elas através da modificação da parede 31 para ser pelo menos em par-te permeável ao líquido através da utilização de uma ou mais bandejas pro-jetadas para permitir a passagem do líquido para baixo e para dentro do inte-rior da zona 30 e se vaporizar para cima para dentro do interior da zona 27.Por exemplo, ao invés da uma parede impermeável (ou bandeja sólida) 31,uma bandeja de chaminé pode ser usada na qual o caso do vapor transpor-tado através da linha 42 poderia ao contrário passar através da bandeja dachaminé e sair da unidade 26 através da linha 28, e o líquido 32 poderiapassar internamente no interior da unidade 26 para baixo e para dentro daseção 30 ao invés de externamente da unidade 26 através da linha 29. Nes-te caso de fluxo interno para baixo o distribuidor 33 se torna opcional.

Através de qual seja a maneira pela qual o líquido é removido apartir da zona 27 para a zona 30, aquele líquido se movimenta para baixocomo mostrado pela seta 32 e dessa forma encontra pelo menos um disposi-tivo de distribuição de líquido 33 como descrito acima aqui, neste pedido depatente. O dispositivo 33 distribui por igual o líquido através do corte trans-versal da unidade 26 de tal forma que o líquido irá fluir de modo uniformeatravés da largura da torre para entrar em contato com, por exemplo, o pa-cote 34. Nets invenção, o pacote 34 está isento de materiais tais como cata-lisadores que poderão promover o craqueamento moderado dos hidrocarbo-netos.

A corrente de diluição 7 passa através da zona super aquecida35, e em seguida, através da linha 40 para dentro de uma parte mais baixa54 da zona 30 abaixo do pacote 34 na qual ele sobe como mostrado pelaseta 41 para entrar em contato com o pacote 34. No pacote 34 o líquido 32 eo vapor de água 41 se misturam intimamente um com o outro vaporizandodessa forma um pouco líquido 32. Este vapor novamente formado, junto coma corrente de diluição 41, é removido a partir da zona 30 através da linha 42e adicionado ao vapor na linha 28 para formar um produto de vapor combi-nado de hidrocarboneto na linha 43. O vapor de água 42 pode conter essen-cialmente vapor de hidrocarboneto a partir do material de alimentação 5,como por exemplo a nafta e vapor de água.

Desse modo a corrente 42 representa uma parte da corrente dematerial de alimentação 5 mais o vapor de diluição 41, menos os destiladoslíquidos a partir do material de alimentação 5 que estão presentes na corren-te 50. A corrente 43 é passada através de uma zona de material de alimen-tação preaquecido 44 em uma seção mais quente (mais baixa) da zona deconvecção C para aumentar ainda mais a temperatura de todos os materiaispresentes, e em seguida através da linha de cruzamento 45 para dentro asserpentina radiante 9 na seção R. A linha 45 pode ser interna ou externacom relação ao conduto do forno 55.

A corrente 7 pode ser empregada inteiramente na zona 30, ouuma parte de mesma pode ser empregada tanto na linha 28 (através da li-nha 25) como na linha 43 (através da linha 53), ou ambas para auxiliar naprevenção da formação de líquido nas linhas 28 e 43.

Na seção R o material de alimentação em vapor a partir da linha45 que contém numerosos componentes variados de hidrocarbonetos ésubmetido a condições fortes de craqueamento como declarado anterior-mente.

O produto craqueado sai da seção R através da linha 10 paraprocessamento adicional no restante da planta de fabricação de olefina ajusante do forno 2 como mostrado na Figura 1.

A seção 30 da unidade 26 proporciona uma área de superfíciepara o contato do líquido 32 com o gás ou gases quentes, como por exem-plo, o vapor de água 41. O fluxo em contracorrente do líquido e do gás nointerior da seção 30 permite que os líquidos mais pesados (de ponto de ebu-lição mais alto) ficarem em contato na proporção mais alta de gás quente para o hidrocarboneto e com a temperatura mais alta do gás ao mesmotempo.

Dessa forma, na modalidade de ilustração da Figura 2, o hidro-carboneto líquido separado 29 contém a maioria, senão todo o conteúdo dedestilado do material de alimentação 5. Dependendo da temperatura de ope-ração da seção 27, o líquido 29 pode conter essencialmente somente um oumais dos materiais destilados antes referidos ou pode conter esses materiaismais uma quantidade finita de materiais mais leves tais como a nafta. Emalgumas ocasiões, pode ser desejável ter uma quantidade finita de nafta noproduto destilado, e esta invenção proporciona a flexibilidade para a forma-ção de uma corrente de produto 50 que é feita essencialmente, somente defrações de destilado ou de frações de destilado mais quantidades finitas defrações mais leves que constituem a corrente 5.

Desse modo, se o material de alimentação 5 entra em ebuliçãona faixa a partir de cerca de 37°C até 343°C (100 até 650F), e contém nafta(em ebulição na faixa a partir de cerca de 37C até cerca de 176°C (100 atécerca de 350F) mais pelo menos uma fração de destilado (que entra emebulição, por exemplo, na maioria na faixa a partir de cerca de 176°C atécerca de 343°C (350 até cerca de 650F)), aquele material de alimentação,de acordo com esta invenção pode ser preaquecido na unidade 6 e maisaquecido ainda na unidade 26 para vaporizar essencialmente toda a naftapresente para a remoção através das linhas 28 e 43. Por meio disso, poderiaser deixado somente o destilado líquido para ser recuperado através da linha50. A temperatura de operação das unidades 6 e 26 para alcançar esse re-sultado pode variar de forma ampla dependendo da composição do materialde alimentação 5, porém ficará de um modo geral na faixa a partir de cercade 65°C até cerca de 232°C (150 até cerca de 450F).

Na alternativa, se for desejado deixar alguma nafta no estadolíquido com o destilado, como recuperada através da linha 50, a temperaturada operação das unidades 6 e se for usada a 26 pode ser alterada para serconseguido esse resultado. Quando for desejado não ter essencialmentesomente o destilado na corrente 50, a quantidade de nafta deixada no esta-do líquido para a corrente 50, com esta invenção, varia de forma ampla, po-rém irá ser de um modo geral de até cerca de 30% em peso, com base nopeso total da nafta, e dos destilados na corrente 50. A temperatura de ope-ração da unidade 6 e se usada da unidade 26, para alcançar esse resultadopode variar de forma ampla dependendo da composição do material de ali-mentação 5 e da quantidade de vapor de água e da pressão usados, porémirá ficar de um modo geral na faixa a partir de cerca de 93°C até 232°C (200até 450F).A corrente 29 cai na direção para baixo a partir da zona 27 paradentro da zona 30 mais baixa e pode ser vaporizada, na medida em que fra-ções de nafta líquida não desejadas estejam inicialmente presentes na zona30. Esses hidrocarbonetos gasosos fazem o seu trajeto para fora da unidade26 através da linha 42 devido a influência do gás quente, como por exemploo vapor de água, 41, se elevando através da zona 30 depois de ter sido in-troduzida em uma parte mais baixa, como por exemplo a metade ou umquarto do fundo da zona 30 (seção 45) através da linha 40.

Por certo as unidades 6 e 26 podem ser operadas de tal forma adeixar algum destilado nas correntes de vapor 28 e/ou 42, se desejado.

O material de alimentação 5 pode entrar no forno 2 em umatemperatura a partir de cerca a temperatura ambiente até cerca de 148°C(300F) em uma pressão a partir de ligeiramente acima da pressão atmosféri-ca até cerca de 689,47 KPa manométricos (100 psig) (a partir daqui, nestepedido de patente "de atmosférica até 689,47 KPa manométricos (100psig)"). O material de alimentação 5 pode entrar na zona 27 em uma pres-são a partir da pressão atmosférica até 689,47 KPa manométricos (100psig).

A corrente 28 pode ser essencialmente toda de vapor de hidro-carboneto formado a partir do material de alimentação 5 em uma temperatu-ra a partir de cerca da temperatura ambiente até cerca de 204°C (400F) eem uma pressão a partir da pressão atmosférica até 689,47 KPa manométri-cos (100 psig).

A corrente 29 pode ser essencialmente todo o líquido restantedo material de alimentação 5 menos aquele que foi vaporizado no preaque-cedor 6 e fica em uma temperatura a partir de cerca da temperatura ambien-te até cerca de 204°C (400F) em uma pressão a partir da pressão ligeira-mente atmosférica até cerca de 689,47 KPa manométricos (100 psig). (apartir daqui, neste pedido de patente "de atmosférica até 689,47 KPa ma·30 nométricos (100 psig").

A combinação das correntes 28 e 42, como representada pelacorrente 43, pode ser em uma temperatura a partir de cerca de 46°C (170°F)até cerca de 204°C (400 °F) em uma pressão a partir da pressão atmosféri-ca até 689,47 KPa manométricos (100 psig), e contem, por exemplo, umaproporção de vapor de água/ hidrocarboneto a partir de cerca de 0,04 (0,1)até cerca de 0,91 (2), de preferência a partir de cerca de 0,04 (0,1) até cercade 0,45 Kg (1 libra) de vapor por 0,45 Kg (1 libra) de hidrocarboneto.

A corrente 45 pode ficar em uma temperatura a partir de cercade 482°C (900°F) até cerca de 593°C (1.100°F) em uma pressão partir dapressão atmosférica até 689,47 KPa manométricos (100 psig).

O destilado líquido 50 pode conter essencialmente somente oscomponentes do destilado, ou pode ser uma mistura de componentes dodestilado e componentes mais leves encontrados nas correntes 28 e/ou 43.A corrente de destilado 50 pode ficar em uma temperatura de menos do quecerca de 287°C (550°F) e em uma pressão a partir da pressão atmosféricaaté 689,47 KPa manométricos (100 psig).

Na zona 30, as proporções de diluição (gás quente/ gotículaslíquidas) irá variar amplamente devido a que a composição do condensadovaria amplamente. Em geral, a proporção do gás quente 41, por exemplo, avapor de água para o hidrocarboneto no topo da zona 30 pode ser a partir decerca de 0,1/1 até cerca de 5/1, de preferência a partir de cerca de 0,1/1 atécerca de 1,2/1, de m ais preferência a partir de cerca de 0,1/1 até cerca de1/1.

O vapor de água é um exemplo de um gás quente adequadointroduzido através da linha 40. Outros materiais podem estar presentes novapor de água empregado. A corrente 7 pode ser aquele tipo de vapor deágua usado normalmente em uma planta de craqueamento convencional.Esses gases estão de preferência em uma temperatura suficiente para vola-tilizar uma fração substancial do hidrocarboneto líquido 32 que entra na zona30. Em geral, o gás que está entrando na zona 30 a partir do conduto 40estará em pelo menos 176°C (350F), de preferência a partir de cerca de343°C (650°F) até cerca de 454°C (850°F) em a partir da pressão atmosféri-ca até 689,47 KPa manométricos (100 psig). Esses gases, por razões desimplicidade irão a seguir ser referidos em termos do vapor de água isolado.A corrente 42 pode ser uma mistura de vapor de água e de va-por de hidrocarboneto que tenha um ponto de ebulição mais baixo do quecerca de 176°C (350°F). Deve ser observado que podem existir situaçõesnas quais o operador deseja permitir de um pouco de destilado entre na cor-rente 42, e tais situações estão dentro do âmbito desta invenção. A corrente42 pode estar em uma temperatura a partir de cerca de 76°C (170°F) atécerca de 232°C (450°F) em uma pressão a partir da pressão atmosférica até689,47 KPa manométricos (100 psig).

O pacote e/ou as bandejas 34 proporcionam uma área de super-fície para o vapor de água que está ingressando a partir da linha 41. Dessaforma, a seção 34 proporciona uma área de superfície para o contato do lí-quido que está fluindo para baixo com o vapor de água que está fluindo paracima 41, que entra a partir da linha 40. O fluxo de contracorrente no interiorda seção 30 permite que os líquidos mais pesados (ponto de ebulição maiselevado) entrarem em contato na proporção de vapor e óleo mais alta e, aomesmo tempo, com a corrente de temperatura mais alta.

Pode ser observado que o vapor de água a partir da linha 40 nãoserve somente como um diluente para finalidades de pressão parcial comofaz o vapor diluente que pode ser introduzido, por exemplo, dentro do condu-to 5 (não-mostrado). Ao contrário, o vapor de água a partir da linha 40 pro-porciona não somente uma função de diluição, mas também energia de va-porização adicional para os hidrocarbonetos que continuam no estado líqui-do. Isso é conseguido somente com energia suficiente para conseguir a va-porização dos componentes mais pesados do hidrocarboneto e através docontrole da entrada de energia. Por exemplo, através da utilização do vaporde água na linha 40, é conseguida a vaporização substancial do material dealimentação líquido 5. A proporção muito alta de diluição do vapor de água ea temperatura mais alta do vapor de água são dessa forma providas quandoelas são necessárias em sua maioria na medida em que as gotículas de hi-drocarboneto líquido se movimentam para progressivamente para mais bai-xo na zona 30.

A unidade 26 da figura 2, no lugar de ser uma unidade isoladafora do forno 2, pode estar contida fisicamente no interior da zona de con-vecção C de tal forma que a zona 30 esteja totalmente dentro do interior doforno 2. Embora o refreamento total da unidade 26 no interior de um fornopossa ser desejável com relação a várias considerações de projetos de for-no, ela não é necessária com a finalidade de conseguir as vantagens destainvenção. A unidade 26 também pode ser empregada total ou parcialmentedo lado de fora do forno e ainda estar dentro do espírito desta invenção. Ascombinações de colocação de totalmente interior e totalmente exterior asunidade 26 com relação ao forno 2 se tornarão óbvias às pessoas versadasna técnica e também estão dentro do âmbito desta invenção.

Exemplo

Uma corrente condensado de gás natural 5 caracterizada comoum condensado Bejaia da Argélia é removida a partir de um tanque de ar-mazenamento e alimentada diretamente para dentro da seção de convecçãode um forno de pirólise 2 em condições ambientes de temperatura e depressão. Nessa seção de convecção este material de alimentação de con-densado é preaquecido para 137°C (280°F) a cerca de 413,68 KPa mano-métricos (60 psig), e em seguida passado para dentro de uma unidade devaporização 26 na qual uma mistura de gases de gasolina e de nafta a cercade 137°C (280 °F) e 413,68 KPa manométricos (60 psig) são separados doslíquidos do destilado na zona 27 daquela unidade. Os gases separados sãoremovidos a partir da zona 27 para transferência para a seção de radiantedo mesmo forno para o craqueamento forte em uma faixa de temperatura de787°C (1.450°F) até 843°C (1550°F) na saída da serpentina radiante 9

O líquido de hidrocarboneto que resta a partir do material de ali-mentação 5, depois da separação a partir dos gases de hidrocarboneto queo acompanham acima mencionados, é transferido para a seção mais baixa30 e deixado cair para baixo naquela seção na direção do fundo da mesma.O vapor de água 40 preaquecido á cerca de 348°C (660°F) é introduzidopróximo ao fundo da zona 30 para dar uma proporção de vapor para hidro-carboneto na seção 54 de cerca de 1,5. As gotículas do líquido que estãocaindo estão em um fluxo de contracorrente com o vapor que esta subindo apartir do fundo da zona 30 na direção do topo da mesma. Com relação aolíquido que está caindo para baixo na zona 30, a proporção de vapor parahidrocarboneto líquido aumenta a partir do topo para o fundo da seção 34.

Uma mistura de vapor de água e de vapor de nafta 42 a cercade 121°C (250°F) é retirada a partir de próximo do topo da zona 30 e mistu-rada com os gases previamente removidos a partir da zona 27 através dalinha 28 para a formação de uma corrente compósita de vapor de água/ va-por de hidrocarboneto contendo cerca de 0,20 kg (0,45 libras) de vapor deágua por 0,45 Kg (libra) de hidrocarboneto presente. Esta corrente compósi-ta é preaquecida na zona 44 até cerca de 537°C (1.000°F) a pelo menos413,68 KPa manométricos 344,74 Kpa (50 psig), e introduzida no interior daseção radiante R do forno 2.

Claims (7)

1. Método para a operação de uma planta de produção de olefi-na que emprega um forno de pirólise para o craqueamento térmico de mate-riais de hidrocarboneto para o processamento subseqüente dos referidosmateriais craqueados na referida planta, o referido forno tendo no seu interi-or pelo menos uma seção de aquecimento por convecção e uma seção deaquecimento radiante separada, a referida seção de aquecimento radiantesendo empregada para o referido craqueamento, o aperfeiçoamento com-preendendo a provisão de um condensado líquido de gás natural como omaterial de alimentação primário para o referido forno, o referido material dealimentação contendo predominantemente materiais de hidrocarboneto queincluem pelo menos um destilado e hidrocarbonetos que entram em ebuliçãoem temperaturas mais baixas do que o referido pelo menos um destilado,pelo menos em uma unidade de vaporização (1) formando hidrocarbonetosvaporosos a partir do referido material de alimentação que entra em ebuliçãoessencialmente em uma temperatura mais baixa do que o referido pelo me-nos um destilado deixando ao mesmo tempo como líquidos aqueles hidro-carbonetos que são essencialmente referidos pelo menos como um destila-do, e (2) separando os referidos hidrocarbonetos vaporosos a partir dos refe-ridos hidrocarbonetos líquidos, passando os referidos hidrocarbonetos vapo-rosos para a referida seção de aquecimento radiante, e recuperando os refe-ridos hidrocarbonetos líquidos a partir da referida unidade de vaporização.

2. Método de acordo com a reivindicação 1 no qual os referidoshidrocarbonetos líquidos recuperados são adicionados a um conjunto dedestilados.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 no qual o referidomaterial de alimentação entra em ebulição em uma faixa de temperatura apartir de cerca de 37°C (100°F) até cerca de 343°C (650 °F), e contém (A)pelo menos um de nafta, e (B) pelo menos um destilado selecionado a partirdo grupo que consiste em querosene, combustível diesel, e gasóleo.

4. Método de acordo com a reivindicação 3 no qual o referidomaterial de alimentação é aquecido para vaporizar essencialmente toda areferida nafta.

5. Método de acordo com a reivindicação 4 no qual o referidomaterial de alimentação é aquecido para uma temperatura a partir de cercade 65°C (150°F) até cerca de 232°C (450°F).

6. Método de acordo com a reivindicação 3 no qual o referidomaterial de alimentação é aquecido para vaporizar uma parte significativa dareferida nafta, porém deixando quantidades finitas de nafta no estado líquidoe misturadas pelo menos com o referido destilado líquido.

7. Método de acordo com a reivindicação 6 no qual o referidomaterial de alimentação é aquecido até uma temperatura a partir de cerca de-93°C (200°F) até cerca de 232°C (450°F).